아보가드로 수(NA)의 결정
1. 실험원리
이 실험에서 물 표면에 한정된 수의 스테아린산 분자를 넣으면 단막층이 형성된다. 그러나 표면이 스테아린산 분자의 단막층으로 완전하게 덮여진 후에는 더 가한 스테아린산 분자는 둥근 모양의 집합체로 뭉치게 된다. 극성 머리 쪽은 극성 물 분자 쪽으로 끌리게 되어 구형 표면을 형성하는데 탄화수소 꼬리 부분은 안쪽을 가리키면서 기름과 같은 내부를 형성하게 된다. 이것은 스테아린산이 카르복실기 COOH로 되어 있는 극성 끝과 16개의 메틸렌기로 되어 있으면서 끝에는 메틸기가 붙어 있는 비극성 꼬리를 가지고 있기에 일어나는 현상이다.
물 표면과 스테아린산 분자의 성질을 알면 물 표면의 적정량을 얻을 수 있는데, 단막층이 물 표면을 모두 덮을 때까지 물 표면에 스테아린산 분자를 가한다. 스테아린산을 계속 가하면 액체 표면에 층이 형성된다. 물 표면의 넓이를 알고 단막층을 형성했을 때 가한 물질의 부피를 측정할 수 있으면 층의 두께를 계산할 수 있다. 이 두께는 스테아린산 분자의 길이와 거의 같다.
- 아보가드로 수
아보가드로의 수는 질량수가 12인 탄소 12g에 들어있는 탄소원자의 수를 아보가드로 수라고 하며, 아보가드로 수에 해당되는 원자나 분자를 1몰(mole)라 한다.
처음에는 기체에 관한 아보가드로의 법칙으로부터 결정되었으나, 분자뿐만 아니라 이온 원자 등으로 되어 있는 모든 물질(고체 및 액체도 포함한다)에 대해 적용할 수 있다는 사실이 알려졌다. 아보가드로수는 보통 NA으로 표시하며, NA = 6.02 x1023이다.
아보가드로 수를 구하는 방법은 다음과 같은 방법 들이 있다.
라듐의 붕괴에 의한 헬륨 생성량을 측정하여 구하는 방법, 밀리컨의 기름방울실험을 이용한 기본전하량의 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.
.... |
2012.04.12
4페이지
