일반화학실험 - 아보가드로 수의 결정

목차

1. Purpose
2. Theory
3. Reagent & Instrument
4. Procedure
5. Reference
6. Result
7. Discussion

본문내용

1. Purpose
이번 실험의 목적은 양친매성 탄소화합물인 스테아르산이 물 표면에서 단분자막을 형성하는 성질을 이용하여 몰의 단위인 아보가드로 수를 결정하는 것이다.

2. Theory
아보가드로 수(Avogadro’s number)는 탄소-12 동위원소 12.00g 내에 들어 있는 탄소 원자의 개수를 나타낸다. 아보가드로 수()는 약 이며, 아보가드로 수 만큼에 해당하는 원자나 분자를 1몰(mole, mol)이라고 한다. 특정 원소 1몰에 해당하는 질량은 그 원소의 원자량 수치에 amu 대신 g 단위를 붙여준 것과 동일하다. 그러므로 주기율표의 원자량 수치는 몰질량(molar mass)을 나타내기도 한다. 아보가드로 수는 탄소 원자 1몰이 차지하는 부피()와 탄소 원자 하나가 차지하는 부피()를 알면 아래 식을 이용해서 얻을 수 있다.
지구상에 존재하는 모든 동위원소의 존재 비율을 고려한 탄소 1몰의 평균 질량은 12.011g이고, 탄소 원자가 촘촘히 쌓여서 만들어진 다이아몬드의 밀도()를 이용하면 탄소 원자 1몰이 차지하는 부피()를 계산할 수 있다. 탄소 원자 하나의 부피()는 기름처럼 물에 섞이지 않는 탄소화합물을 이용하면 간단하게 짐작할 수 있다.
스테아르산(stearic acid, CH3(CH2)16COOH)은 비극성을 나타내는 긴 탄화수소 사슬(CH3(CH2)16-)의 끝에 극성을 나타내는 카복실기(-COOH)가 붙어있는 분자이다. 극성 부분과 비극성 부분을 모두 가진 이런 분자를 물 위에 떨어뜨리면 극성을 가진 카복실기는 물과 잘 달라붙지만, 비극성의 탄화수소 사슬은 물과 잘 접촉하지 않으려는 경향이 있다. 그래서 물 위에 스테아르산을 충분히 떨어뜨리면 카복실기가 물 쪽으로 향하고 비극성의 탄화수소 사슬이 물층 위로 서있는 단분자층의 막이 형성되며, 이런 막을 단층막(monolayer)이라고 부른다.

참고 자료

없음