单分子膜法测阿伏伽德罗常数

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1、简易测量阿伏伽德罗常数的方法 阿伏加德罗常数的测定与原理　　阿伏加德罗常数的符号是NA,单位是每摩（mol-1），数值是     NA=(6.0221376±0.0000036)×1023/mol　　阿伏加德罗常数由实验测定。它的测定精确度随着实验技术的发展而不断提高。测定方法有电化学当量法、布朗运动法、油滴法、X射线衍射法、黑体辐射法、光散射法等。这些方法的理论依据不同，但测定结果几乎一样，可见阿伏加德罗常数是客观存在的重要常数。例如：用含Ag+的溶液电解析出1mol的银，需要通过96485.3C（库仑）的电量。已知每个电子的电

2、荷是1.60217733×10-19C,则　　NA=      　　下面着重介绍单分子膜法测定常数的操作方法。 实验目的　　1．进一步了解阿伏加德罗常数的意义。　　2．学习用单分子膜法测定阿伏加德罗常数的原理和操作方法。实验用品　　胶头滴管、量筒（10mL）、圆形水槽（直径30cm）、直尺。　　硬脂酸的苯溶液。实验原理　　硬脂酸能在水面上扩散而形成单分子层，由滴入硬脂酸刚好形成单分子膜的质量m及单分子膜面积s，每个硬脂酸的截面积A，求出每个硬脂酸分子质量m分子，再由硬脂酸分子的摩尔质量M，即可求得阿伏加德罗常数N。实验步骤　　1．

3、测定从胶头滴管滴出的每滴硬脂酸的苯溶液的体积　　取一尖嘴拉得较细的胶头滴管，吸入硬脂酸的苯溶液，往小量筒中滴入1mL，然后记下它的滴数，并计算出1滴硬脂酸苯溶液的体积V1。　　2．测定水槽中水的表面积　　用直尺从三个不同方位准确量出水槽的内径，取其平均值。　　3．硬脂酸单分子膜的形成用胶头滴管（如滴管外有溶液，用滤纸擦去）吸取硬脂酸的苯溶液在距水面约5cm处，垂直往水面上滴一滴，待苯全部挥发，硬脂酸全部扩散至看不到油珠时，再滴第二滴。如此逐滴滴下，直到滴下一滴后，硬脂酸溶液不再扩散，而呈透镜状时为止。记下所滴硬脂酸溶液的滴数d。　

4、　4．把水槽中水倒掉，用清水将水槽洗刷干净后，注入半槽水，重复以上操作二次。重复操作时，先将滴管内剩余的溶液挤净，吸取新鲜溶液，以免由于滴管口的苯挥发引起溶液浓度的变化。取三次结果的平均值。　　5．计算　　（1）如称取硬脂酸的质量为m，配成硬脂酸的苯溶液的体积为V，那么每毫升硬脂酸的苯溶液中含硬脂酸的质量为m／V。　　（2）测得每滴硬脂酸的苯溶液的体积为V1，形成单分子膜滴入硬脂酸溶液的滴数为（d—1）（详见注释），那么形成单分子膜需用硬脂酸的质量为：　　（3）根据水槽直径，计算出水槽中水的表面积S。已知每个硬脂酸分子的截面积A=

5、2.2×10－15cm2，在水面形成的硬脂酸的分子个数为：S／A。　　（4）根据（2）和（3）的结果，可计算出每个硬脂酸分子的质量为：　　（5）1mol硬脂酸的质量等于284g（即M=284g／mol），所以1mol硬脂酸中含有硬脂酸的分子个数，即阿伏加德罗常数N为：　　注释：当最后一滴硬脂酸溶液滴下后，这滴溶液在水面呈透镜状，说这滴溶液没有扩散，即没有参与单分子膜的形成。这时单分子膜已经形成完毕，应停止滴入溶液，所以，在计算形成单分子膜所需硬脂酸溶液的滴数时，应将最后一滴减掉，即滴数计为d—1。说明：一、实验成功标志　　根据实验

6、数据计算的阿伏加德罗常数NA在（5-7）×1023范围内为成功。二、失败征象　　实验测定的阿伏加德罗常数数量级不等于1×1023。三、原因分析　　1．因为苯是易挥发的溶剂，故在配制、使用硬脂酸苯溶液的过程中因为苯的挥发，造成浓度的变化。　　2．在测量每滴硬脂酸苯溶液体积时是连续滴液的，在形成单分子膜时的滴液是间歇的，同时，滴管内液体多少不同，手捏胶头的力不同这些因素，均可导致液滴的大小不均匀。　　3．水槽洗涤不干净，将会造成很大的误差。　　4．水槽水面直径测量不准确也会造成误差。四、注意问题　　1．苯中有少量的水，可用无水氯化钙或

7、氧化钙除去。　　2．配好待用的硬脂酸苯溶液一定要严加密封，防止苯的挥发。在使用过程中要随时加塞塞住。　　3．在使用胶头滴管滴液时，均要采取垂直滴入法，以保持液滴大小均匀。　　4．在形成单分子膜的过程中，应保持水面平静，防止单分子膜重叠。　　5．水槽的洗涤：每做完一次实验，一定要把水槽洗涤干净。否则，第二次实验所需硬脂酸苯溶液的滴数将明显减少，因为残留在水槽内的硬脂酸分子会占据部分水面。洗涤方法：用自来水充满水槽，让水从水槽边溢出，反复2-3次即可。