阿伏伽德罗常数的测定
St_Maxwell2013/10/01化学 IP:江苏
本帖最后由 last-order 于 2013-10-1 15:08 编辑

一、实验目的:
     学习使用密度瓶法测定试样密度;
     利用试样密度与晶胞参数得到阿伏伽德罗常数。
二、实验原理:
     把试样放入密度瓶中,加入测定介质,试样的体积可由密度瓶的容积减去测定介质的体积求得,所以试样的密度为试样的质量与体积之比。
     测出试样的密度后,阿伏伽德罗常数可用下式求出:
             Na=MZ/ρV
     式中,M为试样的摩尔质量,g·mol-1Z为一个晶胞中的结构基元数;ρ为试样密度,g·cm-3V为晶胞体积,cm3
三、实验用品:
     密度瓶(25mL)、电子天平、氯化钠、乙酸乙酯(EA)。
四、实验步骤:
        充满EA的密度瓶的质量的测定
  在密度瓶中充满EA,并擦去瓶外多余的EA,称量。
        试样密度的测定
  称取质量为m的氯化钠,置于已知质量的密度瓶,并注满EA,注意不要有气泡出现。擦去瓶外多余的EA,再次称量。
五、数据处理:氯化钠的密度可用下式计算:
                       ρ=mρ1/(m+ m1- m2
ρ为氯化钠的密度,g·cm-3m为试样的质量,gρ1为EA的密度(ρ1=0.900 g·cm-3);m1为充满EA的密度瓶的质量,gm2为盛有氯化钠和EA的密度瓶的质量,g
Na+Cl-的半径数据采用的是有效离子半径:rNa+=102pmrCl-=181pm.。求得氯化钠晶胞的体积为1.81×10-22cm3
将数据列成表格:









第一次
第二次
m1/g
38.22
38.31
m/g
2.81
4.69
m2/g
39.87
40.98
ρ/g·cm-3
2.18
2.09
Na/mol-1
5.92×1023
6.18×1023
平均值/mol-1
6.05×1023
与标准值之间的误差
0.5%


六、结论:
    虽然此次实验得出的数据与标准值之间的相对误差只有0.5%,但个人认为这次实验的精密度不高,两次结果的算术平均偏差为2.1%。这是因为实验时没有对仪器和药品进行恒温操作,事实上,两次实验相隔了3个小时,会存在温度的变化。如果能更严格地进行实验并增加实验次数,应该可以获得更加精密和准确的结果。
+25  科创币    Misaka-Worst    2013/10/01 高质量发帖
+150  科创币    20!Dopaminor    2013/10/01 高质量发帖
+100  科创币    trample    2013/10/01 高质量发帖
+1  学术分    虎哥    2013/10/01 既然要求恒温条件,为何没有见到温度计?
来自:数理化 / 化学
11
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~~空空如也
St_Maxwell 作者
10年8个月前 IP:未同步
646811
再附上实验的图片。
第一次: 御坂-0001.jpg 御坂-0002.jpg 御坂-0003.jpg
第二次: 御坂-0004.jpg 御坂-0005.jpg 御坂-0006.jpg
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St_Maxwell作者
10年8个月前 IP:未同步
646812
大体上就这样吧,编辑字体格式真是快要跪下了。。。
其实经过这次实验,我多了一个疑问,密度瓶的设计到底有什么特别的好处,因为我觉得这次实验如果用容量瓶代替密度瓶也不会问题。所以我想问问:密度瓶好在何处?
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贝尔
10年8个月前 IP:未同步
646833
涨姿势了                        
+1
科创币
St_Maxwell
2013-10-01
当心点,不要水。
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St_Maxwell作者
10年8个月前 IP:未同步
646835
脑袋又不好用了,差点忘掉了。把测定氯化钠密度的那个公式推导一下。 2013-10-01 11.34.00.jpg
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St_Maxwell作者
10年8个月前 IP:未同步
646841
@虎哥 我在帖子中提到了,没有保障恒温正是这次实验没有做到的地方,以后会尽力保障实验条件达到实验要求。
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trample
10年8个月前 IP:未同步
646909
业余条件下,很难做到标准的化学实验。结合实际,由于条件不错,得出来的结论可能会与标准实验的结论有较大的误差,故业余条件下,将实验设定为定性实验,而不是定量实验。[s:12]
于是,继实验室法、工业法之后诞生了业余法(爱好者法)[s:12]
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ltc
10年7个月前 IP:未同步
649957
两次实验是同一个密度瓶吗,是的话质量差略大啊
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St_Maxwell作者
10年7个月前 IP:未同步
649961
密度瓶是同一个,但两次实验时的温度可能会有变化,使同体积的EA质量不同。不过老实说,可能还有天平的原因,话说我那个天平示数总会漂移。[s:10]
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ltc
10年7个月前 IP:未同步
649984
天平飘起来确实数据会糟糕
根据第一次的数据(38.22与38.31),这实验只剩下两位有效数字了吧?
那5.92与6.18就是可以忍受的结果了



另外0.09g不是前后的温差弄得出来的吧?
我查到的数据
20摄氏度0.9001;30摄氏度0.8997
25mL只差0.01g
相信室温波动不足以造成0.09g的差值
找找操作(没擦干或者有纸屑残留或有气泡什么的)或天平方面的原因?
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St_Maxwell作者
10年7个月前 IP:未同步
650015
估计天平是主要原因。不过乙酸乙酯的挥发也许也是原因之一。
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