소개글
"아주대 아보가드로수의 결정"에 대한 내용입니다.
목차
1. 아보가드로 수 결정 실험
1.1. 실험 목적
1.2. 실험 원리
1.2.1. 아보가드로 수의 개념
1.2.2. 단일 분자막의 형성 원리
1.3. 실험 재료 및 기구
1.3.1. 팔미트산
1.3.2. 헥세인
1.3.3. 증류수
1.4. 실험 과정
1.5. 관찰 및 결과
1.6. 고찰
2. 액체의 몰질량 측정
2.1. 실험 목적
2.2. 실험 원리
2.2.1. 이상기체 상태 방정식
2.2.2. 반데르 발스 상태 방정식
2.3. 실험 과정
2.4. 실험 결과
2.5. 고찰
3. 참고 문헌
본문내용
1. 아보가드로 수 결정 실험
1.1. 실험 목적
몰의 단위인 아보가드로 수를 결정해보는 것이 이 실험의 목적이다. 팔미트산(지방산의 한 종류)이 물 표면과 만나면 단일 분자막을 형성하는 성질을 이용하여 지방산 분자 하나의 단면적을 구하고, 단일 분자막에 해당하는 지방산의 개수를 산출한다. 이를 통해 실험에 사용된 지방산의 질량과 지방산의 개수로부터 아보가드로 수를 결정하는 것이 이 실험의 목적이다.
1.2. 실험 원리
1.2.1. 아보가드로 수의 개념
아보가드로 수는 SI 단위 계에서 수의 기본적인 값으로, 정확히 6.02215076x10^23의 값을 가진다. 이는 기체에 관한 아보가드로 법칙으로부터 결정되었지만 분자, 이온, 원자로 구성되어 있는 모든 물질(액체, 고체, 기체)에 통용되는 수이다. 아보가드로 수는 화학 변화에서의 양적관계를 나타내는데 유용하다.
원자량은 현재 12C=12를 기준으로 정해져 있지만, 만약 원자량의 기준을 16O=100으로 바꾸면 12C의 원자량은 (100/16)*12=75가 되므로 12C원자 75g에 들어 있는 탄소 원자의 수가 아보가드로 수가 된다. 따라서 아보가드로 수는 (6.02 * 10^23 * 75)/12=3.76*10^24가 된다.
이와 같이 아보가드로 수는 화학 반응에서 양적 관계를 나타내는 중요한 개념으로, 물질의 분자, 이온, 원자 수를 계산하는 데 활용된다.
1.2.2. 단일 분자막의 형성 원리
단일 분자막의 형성 원리는 다음과 같다. 팔미트산 등의 긴 사슬 탄화수소 화합물 분자는 극성을 가진 카르복실기(-COOH)와 비극성 탄소 사슬로 구성되어 있다. 이러한 분자가 물 표면에 놓이게 되면 극성인 카르복실기가 물 분자와 인력을 가지며 작용한다. 반면 비극성 탄소 사슬은 물과 접촉하지 않으려고 한다.
이로 인해 물 표면에서 팔미트산 분자는 수직을 이루며 콘택트렌즈 모양의 단일 분자막을 형성하게 된다. 물 표면은 내부에 비해 높은 에너지 상태에 놓여 있어 표면장력이 발생하는데, 이때 팔미트산 분자가 물 표면의 면적만큼 가해지면 물과 팔미트산 분자의 접촉이 최대화되어 물 표면 에너지를 최소화하려 한다. 이에 따라 팔미트산 분자들이 서로 밀착되어 단일 분자막을 형성하게 되는 것이다.
1.3. 실험 재료 및 기구
1.3.1. 팔미트산
팔미트산은 무향, 흰색의 고체로 동식물, 미생물에서 발견되는 일반적인 포화 지방산의 한 종류이다. 16개의 탄소를 포함하고 있으며 분자 끝에 극성인 카르복실기(-COOH)로 구성되어 있다. 팔미트산은 가공 식품의 질감과 맛을 더하는 천연 첨가물로 이용되며, 비누, 화장품, 세제 등을 만드는데 사용되는 세틸알코올을 생성하는 데 활용된다.
팔미트산의 특징을 보면, 팔미트산 분자 사슬 끝에 존재하는 카르복실기는 극성을 가지고 있는데 이러한 카르복실기가 마찬가지로 극성을 띠는 물과 접촉하면 상호 인력이 발생하여 서로 끌어당긴다. 그러나 팔미트산의 탄소 사슬은 비극성이므로 물과 접촉하지 않으려는 성질이 있기 때문에 단분자막이 형성된다...
참고 자료
팔미트산, 위키피디아, https://ko.wikipedia.org/wiki/%ED%8C%94%EB%AF%B8%ED%8A%B8%EC%82%B0, (2022.02.27)
Haxane, Wikipedia, https://ko.wikipedia.org/wiki/%ED%97%A5%EC%84%B8%EC%9D%B8, (2022.03.26)
증류수, 위키피디아, https://ko.wikipedia.org/wiki/%EC%A6%9D%EB%A5%98%EC%88%98, (2022.03.05)
아보가드로 수, 위키피디아, https://ko.wikipedia.org/wiki/%EC%95%84%EB%B3%B4%EA%B0%80%EB%93%9C%EB%A1%9C_%EC%88%98, (2022.03.06)
화학실험책/아주대학교 출판부/나상무/P59~65
동아세계대백과사전/동아출판사/동아출판부/P146
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