ラボでAvogadroの番号を測定する方法

化学的混合物と化学反応では、モルとして知られる特定のユニットの使用が必要です。 1つのモルは、Eが指数を示す6.022 x 10e23サブユニットで構成されています。たとえば、1モルの水には6.022 x 10e23の水分分子が含まれています。この数は、1811年にイタリアの化学者Amedeo Avogadroによって提案され、Avogadroの番号として知られるようになりました。 1827年、ロバート・ブラウンは、単純な電気分解を使用してアボガドロの数をサポートする最初の実験的証拠を提供しました。同様のテストを設計して、1モルの銅のAvogadroの数を実験的に決定できます。

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必要なもの

• dc電源
• ワイヤをワニクリップで接続する
• 亜鉛金属ストリップ
• 銅金属ストリップ
• 0.0001 gに正確な分析バランス
• スチールウール
• 1 m硫酸
• 250 mlビーカー
• ラボまたはマスキングテープ
• goggle
• ラテックスまたはニトリル手袋
• 電卓
• 70％イソプロピルアルコール
• タイマー

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手順

1. 電気分解

   • 1

     銅ストリップと亜鉛ストリップをきれいにして、鋼製のウールを使用して油の残留物と酸化物を除去します。金属はしばしば外面を覆う酸化物の薄い層を発達させ、皮膚油は電解を阻害する可能性があります。金属がきれいになったら、アルコールで拭き、乾燥させることができます。金属ストリップが掃除された後、皮膚と接触してはいけません。

   • 2

     銅ストリップのグラム重量を決定します。銅ストリップの重量を記録する必要があり、電気分解中に転送された銅原子を計算するために使用されます。

   • 3

     200 mLの硫酸を250 mLビーカーに注ぎます。硫酸は非常に腐食性であり、注意が必要です。

   • 4

     ワニクリップを使用して、亜鉛と銅ストリップを接続するワイヤーに取り付けます。次に、両方の金属ストリップを硫酸に入れてテープで固定します。金属ストリップは、互いにビーカーの側面と接触しないでください。

   • 5

     接続ワイヤをDC電源に取り付けます。亜鉛ストリップに取り付けられたワイヤはカソード（ - ）端子に接続されており、銅ストリップに取り付けられたワイヤはアノード（+）端子に取り付けられています。

   • 6

     電源を0.5アンペアに設定して、電気分解を開始します。電解が始まる時期とそれが終了したときの記録を開始することが重要です。 5〜10分間の任意の期間データを記録できます。

   • 7

     電源がオフになった後、銅ストリップを取り外します。銅ストリップは完全に空気乾燥させる必要があります。ストリップを乾燥させるタオルは重量を変え、やるべきではありません。銅ストリップが完全に乾燥した後、体重を計量してグラム重量を記録します。

   Avogadroの数の計算

   • 8

     電解中にクーロンの数を決定します。これは、フォーミュラアンプx時間（秒）を使用してアンプをクーロンに変換することによって決定されます。この実験で10分間0.5アンペアを使用して決定された値は0.5アンペアx 6,000秒です。

   • 9

     電気分解中に転送された銅電子の数を計算します。電子は、クーロンを1.602 x 10E-19で除算することにより計算され、単一の電子の電荷です。したがって、3,000のクーロン/ 1.602x10e-19は1.873 x 10e22に等しくなります。各銅原子は電気分解中に2つの電子を透過するため、これは9.365 x 10e21銅原子、電子の半分に相当します。

   • 10

     電解中に銅ストリップから失われた銅金属のモル数を計算します。これは、電解の前後に測定された体重の変化を、銅の原子量（モルあたり63.546 g）で割った後に決定されます。 たとえば、0.0105gの銅は、電極中に移動したモルあたり1.011g/ 63.546 gまたは1.591 x 10e-2モルの銅に計算されます。

   • 11

     銅の原子を銅のほくろで分割することにより、アボガドロの数の実験値を決定します。与えられた例の値は9.365 x 10e21 / 1.591 x 10e-2になり、5.886 x 10e23に等しくなります。