해피레포트 - 화학실험 - 아보가드로의 수

카테고리 : 레포트 > 자연과학계열 파일이름 :화학실험 - 아보가드로의 수.hwp 문서분량 : 5 page 등록인 : leewk2547 문서뷰어 : 한글뷰어프로그램 등록/수정일 : 15.03.18 / 15.03.18 구매평가 : 다운로드수 : 0 판매가격 : 2,000 원

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보고서설명
실험 목적 (Purpose) : 친수성(Hydrophilic) 과 소수성(Hydrophobic) 을 모두 갖는 스테아르산이 물 표면에서 퍼지면서 단분자막을 형성하는 성질과 다이아몬드의 밀도를 이용해서 몰(mole)을 정의하는데 필요한 아보가드로수(NA) 를 결정한다.

본문일부/목차
실험원리 (Introduction) 아보가드로 수 (Avogadros number, NA) : 정확히 12g에 존재하는 12C 원자의 숫자로, 미시적인 질량과 1몰의 분자나 원자가 갖는 거시적인 질량 사이의 관계를 설명해준다. *) 1몰(mole) : 아보가드로 수 만큼에 해당하는 원자나 분자의 양 아보가드로수는 탄소원자 1몰이 차지하는 부피(Vm)와 탄소원자 하나가 차지하는 부피(V1)를 이용해서 다음과 같이 구할 수 있다. 탄소원자 1몰의 평균 질량(12.011g)과 다이아몬드의 밀도(3.51g/cm3)를 이용하면 탄소원자 1몰의 부피 (Vm)를 계산할 수 있다. 탄소 원자 하나의 부피는 소수성의 탄소 화합물을 이용하여 대략 짐작할 수 있다. 스테아르산은 무극성을 나타내는 긴 탄화수소 사슬의 끝에 극성을 나타내는 카복실기가 붙어있는 형태의 분자로, 물 위에 떨어뜨리면 극성을 가진 카복실기는 친수성을 띠지만 무극성의 탄화수소 사슬은 소수성의 경향을 가진다. 그러므로 물 위에 스테아르산을 충분히 떨어뜨리면 카복실기가 물 쪽으로 향하고 무극성의 탄화수소 사슬이 물 층 위로 서 있는 단층막이 형성된다. 그러나 표면이 스테아르산 분자의 단층막으로 완전히 덮인 후에 스테아르산을 더 가하게되면 스테아르산 렌즈와 같은 구형 표면을 형성하는데, 탄화수소 꼬리부분은 안쪽을 향하며 기름과 같은 내부를 형성한다. 이때부터 스테아르산 분자가 물 표면에 쌓이게 된다. 물 표면에 만들어진 스테아르산 단분자층의 부피를 표면의 넓이로 나누어주면 스테아르산 분자의 길이를 얻을 수 있다. 곧은 사슬 모양의 스테아르산 분자는 탄소원자 18개가 쌓여있는 것으로 볼 수 있기 때문에 스테아르산의 길이로부터 탄소 원자 하나의 지름을 얻을 수 있고, 그 값을 이용하면 탄소 원자 하나가 차지하는 부피(V1)도 얻을 수 있다. 스테아르산은 지그재그 형태(결합각 : 109.5°)로 연결되어 있다. 이로부터 탄소 원자의 직경을 알 수 있으며 탄소 원자가 정육면체라고 가정하면 모서리 길이의 세제곱은 탄소 원자의 부피가 된다. 그 다음으로는 탄소원자 1mole의 부피를 구해야 하는데 다이아몬드는 탄소구조체 중 탄소가 가장 촘촘히 쌓여서 만들어진 구조이다. 다이아몬드를 촘촘히 쌓은 탄소원자 입방체로 이루어졌다고 가정을 하면 아보가드로 수 만큼의 다이아몬드의 탄소입자가 차지하는 부피는 1 mole 이 된다. 결론적으로 탄소 원자 1mole의 질량 (평균 몰 당 질량 : 12.001g/mole)과 다이아몬드의 밀도 (3.51g/cm3)를 이용하면 탄소 원자 1몰이 차지하는 부피를 쉽게 계산할 수 있다. 그리고 아보가드로수는 아래와 같은 계산식을 이용해 얻을 수 있다.

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