스테아르산 대신 올레산과 같이 이중결합을 가진 분자를 사용하면 어떻게 되겠는가

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• [자연과학]일반화학실험 – 아보가드로 상수 구하기화학실험결과

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아보가드로수의 결정실험에서 스테아르산 대신 올레산과 같이 이중결합을 가진 분자를 사용하면??

dd(125.186) 2008.03.29 01:24:08

조회 25489 추천 72

실험결과에 어떤 영향을 미치나요?

스테아르산 단분자층 실험입니다

일반화학실험교재에 잇구요...

일반화학실험 54p 생각해볼사항 문제입니다.

또 스테아르산보다 탄화수소 사슬의 길이가 짧은 분자를 이용하면 실험 결과에 어떤 영향을 미치나요?

스테아르산 단분자층의 높이로부터 스테아르산 알킬 사슬의 탄소-탄소 원자 사이의 평균거리를 구하고 c-c-c 결합 각도를 109.5도 라고 할떄 탄소와 탄소 사이의 결합길이을 계산하면??

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2015-03-29 21:02

조회: 5,591      추천: 0

화학잘하시는분

아보가드로 수의 결정 실험에서

1)이 실험에서 사용한 스테아르산보다 탄화수소 사슬의 길이가 짧은 분자를 이용하면 실험결과에 어떤 영향을 미치겠는가?

2)스테아르산 대신 올레산과 같이 이중결합을 가진 분자를 사용하면 어떻게 되겠는가?

3)스테아르산 단분자층의 높이로부터 스테아르산 알킬 사슬의 탄소-탄소 원자 사이의 평균 거리를 구한다.C-C-C 결합각도를 109.5도라고 할때 탄소와 탄소 사이의 결합길이를 계산하여라.

풀어주십시요ㅠㅠㅠ 아키하다 과제못했쩌 ...

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[자연과학]일반화학실험 – 아보가드로 상수 구하기화학실험결과

일반화학 실험 결과 보고서

4. 아보가드로 상수 구하기

학과(학부)

실험일자

분반

제출일자

조

제출자

조원

1. Abstract (요약)
이 실험에서는 여러 가지의 탄화수소화합물 중 스테아린산을 이용하여 아보가드로의 수를 측정한다. 분자 한 개가 갖는 공간을 알기 위해서 단일 분자 막의 원리를 이용한다. 스테아린산을 가하기 이전의 물 분자들은 표면과 내부의 장력이 다르다. 이는 물 표면에서는 주위 분자들로부터 받는 인력이 절반 가까이 줄어들어 물 내부에 비해 높은 에너지 상태에 있기 때문이다.
이로인해, 물 표면에서는 표면장력이 발생하고 고체, 액체 등의 응축 상태에 있는 물질은 표면장력을 최소로 하려는 경향이 있기 때문에 물방울은 구형의 모양으로 나타낸다. 물표면에 계속해서 스테아린산을 가하면, 물 표면 위의 스테아린산 분자들끼리 접촉을 하게되는데 각 분자들의 접촉이 최대의 면적을 이루게 되면 물과 수직을 이루게 된다. 이 상태에서 스타이란산을 더 가하게 되면 가해진 스테아린산이 들어갈 여유 공간이 부족하게 되어 물 표면에서 콘택트렌즈 모양을 띄며 장시간 그 상태를 유지하게 된다.

2. Introduction (이론 및 배경)

아보가드로수
처음에는 기체에 관한 아보가드로의 법칙으로부터 결정되었으나, 분자뿐만 아니라 이온·원자 등으로 되어 있는 모든 물질(고체 및 액체도 포함)에 대해 적용할 수 있다는 사실이 알려졌다. 아보가드로수는 보통 NA으로 표시하며 첨자 A는 아보가드로(Avogadro)의 첫 글자를 따온 것이며 그 값은 다음과 같다.

NA = 6.02×1023 개/mol

미트수라 하여 구별하고 있다. 1mol은 0.012kg의 질량에 해당하는 탄소-12 원자(12C)의 수와 같다.

아보가드로수를 얻는 방법은 라듐의 α붕괴에 의한 헬륨 생성량을 측정하여 구하는 방법, 밀리컨의 기름방울실험을 이용한 기본전하량(基本電荷量)의 결정 및 전기분해로부터 얻은 패러데이상수를 함께 써서 구하는 방법 등이 있다. 또 정밀도가 높은 방법으로 결정(예컨대 다이아몬드)의 단위격자를 X선 해석에 의해 정확히 결정한 다음, 그 속의 원자수를 구하는 방법이 있다.

3. Experimental (준비물 및 실험방법)
-준비물
기구: 시계접시, 피펫, 100mL 비커 2개, 피펫 휠러, 자
시약: 증류수, 헥산, 0.12~0.15g/L 스테아린산 헥산용액, 0.1M NaOH 50:50메탄올/몰 용액

-실험방법
(1). 피펫보정
① 1mL 피펫에 헥산을 눈금까지(1mL) 정확히 채운다.
② 피펫을 수직으로 세워 붙잡고 빈 비커에 방울방울 떨어지게 하면서 1mL가 몇 방울인지 수를 센다. 이 과정을 여러번 되풀이하여 오차가 4~5방울 내에 들면 좋다. 피펫을 잡는 각도가 방울수와 방울의 크기에 영향을 준다.
(2). 표면적을 덮는 데 필요한 스테아린산 용액의 부피 측정
① 깨끗한 시계접시의 직경을 자로 조심스럽게 측정한다.
② 시계접시의 가장자리까지 증류수를 가득 붓는다.(가장자리에 빈틈이 없도록 가득 채운다)
③ 보정한 피펫을 스테아린산 용액으로 여러번 헹군다.
④ 스테아린산 용액의 방울 수를 세면서 방울방울 물 표면에 가한다.(피펫을 수직으로 세우는 것을 잊지 않도록 한다)
⑤ 한 방울 떨어뜨린 후 5~10초씩 기다린다. 스테아린산 용액을 떨어뜨리면 처음 용액은 물 표면에 퍼진다.
⑥ 단막층이 거의 생성될 즈음 스테아린산이 퍼지는 속도는 점점 느려진다. 단막층이 다 생긴 후 가한 방울은 퍼지지 않고 물 표면에 그대로 머물게 되며, 마치 콘텍츠렌즈 모양을 한다. 만약 이 렌즈가 10초 이상 없어지지 않고 그대로 있다면 용액 1방울을 더 넣고 이 과정을 끝낸다.
⑦ 위 실험을 한 번 더 반복한다.
⑧ 다 사용한 시계접시는 깨끗이 세척한 후 비커에 준비된 세정액에 담그고, 피펫은 스테아린산 용액으로 여러번 씻어낸다.

4. Results (실험 결과)

1) 피펫의 보정

1회
2회
1.00mL에 해당하는 헥산의 방울 수
54
5
방울 당 mL의 분율 계산
0.189
0.xxx

2) 물 표면을 덮는데 필요한 스테아린산 용액의 부피

1회
2회
물 표면의 직경(cm)
7
7
표면을 덮는 데 필요한 방울 수
4
5

3) 스테아린산 단막층의 두께 계산

1회
2회
단막층을 형성하는 데 필요한 용액 의 부피 계산(mL)
0.072
0.091
물 표면의 단막층에 있는 순수한 스테아린산의 무게(g)
1.08×10-5
1.365×10-5
물 표면의 단막층에 있는 순수한 스테아린산의 부피(mL, cm3)
1.113×10-5
1.407×10-5
단막층의 넓이(cm2)
38.485
38.485
단막층의 두께(cm)
2.9×10-7
3.7×10-7

4) 탄소 원자의 크기와 부피 계산

1회
2회
탄소 원자의 크기
1.61×10-8
2.06×10-8
탄소 원자의 부피(cm3/atom)
4.17×10-8
8.74×10-8

5) 탄소 원자 1몰의 부피 계산

1회
2회
탄소 1몰의 원자 질량(g/mol)
12.01g
12.01g
탄소 원자 1몰의 부피(cm3)
3.42
3.42

6) 아보가드로수의 계산

1회
2회
아보가드로수(입자 수/mol)
8.20×10-9
3.91×10-9
아보가드로수의 평균(입자 수/mol)
6.84×1023

5. Question (문제)

1) 탄소 원자 1몰의 실제 부피와 다이아몬드 1몰의 부피는 같은가?
다이아는 탄소가 주성분이지만 다이아는 탄소 말고도 다른 물지도 포함되어있어 다를 수 있다.

2) 아보가드로수의 이론값은 6.02×1023 이다. 여러분이 실제로 구한 값과 이론값을 비교하여 오차율을 계산하여라.

= 3.8 × ,

3) 오차가 있었다면 그 이유는 무엇이라 생각되는가?
단층막의 직경을 잘못 측정한것과 시계접시에 부운 물의 양이 정확하지 않다는 점이다.

4) 이 실험에서 사용한 스테아르산보다 탄화수소 사슬의 길이가 짧은 분자를 이용하면 실험결과에 어떤 영향을 미치겠는가?
실험시 단층막의 두께가 다르게 측정될 것이고 탄소원자 하나의 크기는 비슷하게 측정될 것이므로 실험결과도 비슷할 것이다

5) 스테아르산 대신 올레산과 같이 이중결합을 가진 분자를 사용하면 어떻게 되겠는가?
올레산은 분자내에서 비틀림이 한번 일어난다. 비틀림이 생기면 지방산 분자가 빽빽하게 배열되는 것이 불가능해진다. 이 때문에 탄소원자 하나의 길이를 측정하는 것도 어려워진다. 따라서 만약 이 실험에서 올레산을 사용한다면 실험결과를 측정하는 것이 어려워지고 제대로 된 실험을 하기도 힘들 것이다.

6. 스테아르산 단분자층의 높이로부터 스테아르산 알킬 사슬의 탄소-탄소 원자 사이의 평균 거리를 구한다. C-C-C 결합 각도를 109.5°라고 할 때 탄소와 탄소 사이의 결합길이를 계산하여라.
2.06×(cm)

6 Discussion (토의 및 고찰)
오차율이 5.56%가 나왔는데 그 원인을 생각해 본다면 시계접시에 올린 물의양이 정확하지 않았다는 것이 오차의 원인이라 할 수 있겠다. 또 스테아린산의 직경에서 오차가 났을 것이다. 더 정확히 스테아린산의 직경을 잴 수 있는 도구를 사용한다면 이러한 오차를 줄일 수 있을 것이다. 이번 실험을 통해서 아보가드로수를 구하는 방법과 실험방법을 알 수 있어서 아보가드로수의 개념을 정리할 수 있었다.

7 References (참고문헌)
네이버 지식IN
일반화학실험1 교재