用单分子膜法测定阿伏加德罗常数的原理和操作方法
阿伏加德罗常数的测定
阿伏加德罗常数的测定
阿伏加德罗常数是化学中一项非常重要的常数，通常表示为Avogadro constant，记
作N_A，它表示1摩尔物质中所含有的基本粒子（如原子、分子等）的个数。
阿伏加德罗
常数的值为6.022×10^23/mol。
阿伏加德罗常数的测定是实验室中极其重要的课题，也是困扰化学家很长时间的问题。
它的测定方法有许多种，以下是其中几种典型的方法：
1.油滴实验
这种方法是利用油滴在电场中运动的受力情况，根据对油滴的运动所受到的电场力和
重力的平衡关系，可以求出电荷的大小，进而求出元电荷的大小，从而计算出阿伏加德罗
常数。
2. 气体扩散法
利用气体分子自身的运动特性，通过测定气体分子的平均自由程、膨胀系数等参数，
可以得到阿伏加德罗常数的值。
3. X射线测定法
通过对晶体材料中的晶胞参数等参数的测定，可以得到阿伏加德罗常数的值。
这三种方法各有优缺点，但它们都经过了科学家们的认真研究和大量实验验证，可以
得到比较准确的结果。
目前，国际标准化组织根据多个不同的实验结果，确定了阿伏加德罗常数的值为
6.02214076×10^23/mol。
这一值在国际上得到了广泛的认可和应用，在化学和物理等领
域都有重要的应用。
总之，阿伏加德罗常数的测定是化学中的一项重要课题，各种实验方法都经过了科学
家们的系统研究和验证，现在得到了广泛认可的结果。
阿伏加德罗常数是化学中一个非常
基础、非常重要的常数，它的正确值对于化学领域的理论研究和应用都有着巨大的影响。
验 阿伏伽德罗常数的测定 - 科学网—博客
cm 3, 1 m o l 氯化钠的体积为58145 21165 cm 3。
1 m o l 氯化钠微粒数, 即阿佛伽德罗常数。
N 0=
V 摩尔体积 (5164×10- 8cm ) 3
4
= 6102×1023 (个 m o l)
·36·
称取一定量的氯化钠W g, 并测定其体积 (V 测) , 即可求得每摩氯化钠体积 (V 摩尔体积) , 由 此可求得每摩尔氯化钠的微粒数, 即阿伏伽德 罗常数。
取分离出苯, 重结晶法回收氯化钠, 药品可重 复使用, 经济方便。
于两个晶胞共有, 对单元晶胞贡献为 1 2, 相当
于 6×1 2= 3 个“氯化钠分子”。单元晶胞可看
成是由有 1+ 3= 4 个“氯化钠分子”组成。由 X
射线衍射测定氯化钠晶胞边长为 5164×10- 8
cm , 则晶胞体积为 (5164×10- 8cm ) 3, 氯化钠的
摩 尔 质 量 为 58145 g m o l, 密 度 为 21165 g
1998 年第 7 期
中学化学教学参考
总第 179 期
实 验
阿伏伽德罗常数的测定
陕西师范大学化学系 张八合
每摩尔任何物质中含有约 6102×1023个原 子 (分子、离子或电子及其它粒子) , 这个数字 称为阿伏伽德罗常数。 这个数值的测定方法, 常用的有单分子膜法、电解水法、电解铜法。这
理测定阿伏伽德罗常数的方法。该方法操作方
便, 所用药品价廉易得, 不需特殊仪器, 实验结 果满意。
11 原理 在离子晶体中, 阴、 阳离子按一定的规律在 空间排列。 氯化钠晶体
就是一种很有规律排列
的离子晶体。其中, 每个
钠离子被 6 个氯离子包
单分子膜法测阿伏伽德罗常数
单分子膜法测阿伏伽德罗常数在这个宇宙中，阿伏伽德罗常数就像一颗闪亮的星星，指引着我们理解微观世界的奥秘。
你想知道什么是阿伏伽德罗常数吗？简单来说，它就是每摩尔物质中所含的粒子数量，大约是6.02乘以10的23次方。
听起来是不是很神奇？这可不是随便掰的数字，它和我们日常生活息息相关。
你想想看，每当你喝水、吃饭，甚至是呼吸，里面都藏着无数的分子，阿伏伽德罗常数就像那位默默无闻的幕后英雄，帮我们厘清这些微小的联系。
说到测量阿伏伽德罗常数，有一种特别的手法，叫做单分子膜法。
这听上去好像科幻电影里的情节，但其实它非常酷炫！想象一下，在一个极小的空间里，只放一层分子膜，像是给分子穿上了“紧身衣”，这可不是随便能做到的哦。
这个膜就像一扇窗，让我们透过它来观察和测量分子的行为。
别小看这层膜，它可以帮助我们抓住那些难以捉摸的分子，就像钓鱼时的鱼饵，吸引着小鱼儿们上钩。
怎么操作呢？我们得准备一个装置，把这个单分子膜固定在某个地方。
这个膜得薄得像蝉翼一样，只有一层分子厚度。
然后，我们用一些高科技的仪器来探测分子在膜两侧的分布情况。
这就像是在玩捉迷藏，分子们在膜的两边不停地跑动，而我们则在努力找到它们。
通过观察这些分子的行为，我们可以推算出它们的数量，从而得出阿伏伽德罗常数。
有意思的是，这个过程不仅考验科学家们的技术水平，也需要极大的耐心和细致。
想象一下，科研人员在实验室里，像个老鼠在迷宫中转悠，不断调整仪器，观察数据，就像在追逐着自己的梦想，真是令人感同身受。
有时候实验会失败，数据会搞错，但这并不能打击他们的斗志。
就像老话说的：“失败乃成功之母”，只有经历过无数次的尝试，才能迎来最终的胜利。
有趣的是，阿伏伽德罗常数不仅仅是个数字，它背后还有一个动人的故事。
阿伏伽德罗这个名字的由来，源于意大利的科学家阿伏伽德罗。
他在19世纪初期提出了这个理论，真是个聪明绝顶的人物。
当时，科学界对分子和原子的认识还很有限，阿伏伽德罗却敢于打破常规，提出了这个大胆的假设。
阿伏伽德罗常数的测定
阿伏伽德罗常数的测定发表时间：2015-08-06T15:16:00.327Z 来源：《教育研究·教研版》2015年5月供稿作者：宋建胜[导读] 阿伏加德罗定律（Avogadro'shypothesis）同温同压下，相同体积的任何气体含有相同的分子数，称为阿伏加德罗定律。
宋建胜〔摘要〕阿伏加德罗定律（Avogadro'shypothesis）同温同压下，相同体积的任何气体含有相同的分子数，称为阿伏加德罗定律。
气体的体积是指所含分子占据的空间，通常条件下，气体分子间的平均距离约为分子直径的10 倍，因此，当气体所含分子数确定后，气体的体积主要决定于分子间的平均距离而不是分子本身的大小。
〔关键词〕阿伏加德罗常数测定方法探究1 阿伏伽德罗假说1811 年意大利物理学家阿伏伽德罗（Amedeo Avogadro 1776～1856）在《测定物质的基本分子相对重量和这些化合物中基本分子数目比例的方法的尝试》一文中指出：“……甚至是唯一可容许的假设是任何气体中综合分子的数目总是相等的，或者和它们的体积总是成正比例。
”通常把这一假说理解为：在相同的温度和相同的压强下，相同体积的任何气体中都含有相同的分子数目。
2 最早测定阿伏伽德罗常数的实验第一个用实验方法测定阿伏伽德罗常数的是法国物理学家佩兰（Jean BaptistePerin 1870～1942）。
佩兰把藤黄树脂经过反复研磨，制成球状粒子，然后经过离心分离出来的线度约为一微米的粒子放在水中制成乳状液。
佩兰实验的思路大致是这样的：根据玻尔兹曼分布规律n=noe-GP/KT，布朗粒子在重力场中势能是重力势能与浮力势能之差：GP=mgZ-δ/ρmgZ，其分布规律应该是n=n0e- （1-δ/ρ）mgz/kT 布朗粒子的密度δ、水的密度ρ、乳状液的温度T 都容易测得，如果再设法测出布朗粒子的质量m、高度差为z 的两层粒子各自的数目no 和n 以及z，再由K=R/NA 就可以算出1 克分子的布朗粒子的数目了。
单分子膜法测定阿伏伽德罗常数
单分子膜法测定阿伏伽德罗常数在我们日常生活中，提到阿伏伽德罗常数，很多人可能会一头雾水，仿佛在说外星语。
阿伏伽德罗常数就像是化学界的一把钥匙，它帮助我们理解物质的基本构成。
想象一下，如果把所有的分子排成一条线，那得排多长啊！而单分子膜法，就像一位神奇的魔法师，能让我们一探究竟。
听起来是不是有点酷？单分子膜法，这名字听上去就很高大上，其实它背后的原理并不复杂。
我们可以把它理解为一个精细的过滤器，能够把单个分子隔离出来。
就好比你在大海捞针，终于找到了那根针，哇，那种成就感简直不要太赞！通过这种方法，科学家们能够精准地测量分子的数量，这可是一项了不起的成就。
如何用这种方法来测定阿伏伽德罗常数呢？科学家们会准备一些特殊的材料，这些材料能够形成超薄的膜，嘿，简直像是给分子穿上了衣服。
他们会把样品放在膜的一侧，然后观察分子如何通过膜。
听起来简单，但是这个过程可是需要耐心的，就像在煮一锅好汤，慢慢熬才有味道。
在观察过程中，科学家们会收集大量的数据，像是考察一场足球比赛，得记录每一个进球和失误。
通过分析这些数据，他们能够推算出分子的数量，最终得出阿伏伽德罗常数的值。
哇，听着就让人激动，仿佛在解开一个古老的谜团。
你可能会问，这个常数到底有什么用呢？它的应用可广泛得很。
无论是在药物研发，还是在材料科学，阿伏伽德罗常数都是个不可或缺的角色。
想象一下，如果没有它，我们可能连一颗药丸的成分都搞不清楚，真是让人心慌慌。
通过单分子膜法，科学家们不仅能准确测定阿伏伽德罗常数，还能深入了解分子的行为。
就好比打开了一扇窗户，让我们看到了一个全新的世界。
每一个分子都是一个小小的宇宙，里面蕴藏着无限的奥秘。
每当研究者们揭开一个新的发现，内心的激动就像小孩子收到礼物一样，充满了惊喜。
说到这里，有没有觉得科学其实也很有趣呢？不再是那些枯燥的公式，而是一场充满冒险的探索之旅。
我们每个人都可以成为探险家，去发现那些藏在微观世界中的秘密。
单分子膜法并不是一帆风顺，过程中也会遇到不少挑战。
沪教版(上海)物理高一第二学期(试用版)-第六章 A 分子 阿伏加德罗常数——单分子油膜法测分子
A 分子阿伏加德罗常数——单分子油膜法测分子直径大小一、教材分析《分子阿伏加德罗常数》内容选自上海科技出版社出版的高中物理必修第六章第1节。
本节内容属于物理知识体系中的热学部分，热学这一章研究的是热现象及其规律，热现象与我们的生活息息相关，通过本章的学习，学生能够科学的解释很多生活中的物理现象，充分体会到学有所用，调动学生的物理学习兴趣。
本章内容由两部分组成，一是分子动理论和分子的统计规律，二是通过实验探究或是理论推导得到气体实验定律。
热学内容的学习因为涉及到宏观量到微观量的过度，对学生的思维要求较高，对于学生较为熟悉的压强、温度和体积这几个宏观物理量要求能够从微观的角度去解释、理解，并探讨物理量间的关系，这也是本章的核心内容、核心规律。
这些核心规律通过文字表述、公式描述和图像描述呈现出来让学生掌握理解，所以本章内容属于高中物理教学中的难点，也是学生学习困难较大的一章，通过各种科学方法和科学思想以及信息技术实验的结合，突破难点，掌握重点，初步建立起学生科学的物质观。
本节内容是学生开始学习微观世界的第一课，一些物理学研究的思想方法对于后续的学习起着至关重要的作用，所以本节如何让学生在物理思维上能够得到一个提升是一个关键，希望借助单分子油膜测分子直径的实验得以实现。
二、学情分析学生在初中八年级下学期物理《热与能》一章中学习了分子动理论的内容，但是仅仅是一段文字进行简单介绍，利用一滴水中所含分子数让学生知道“大量”的概念。
阿伏加德罗常数学生虽然在化学课上有所提及，但是也仅限于知道数值和单位。
高中物理热学一章的学习，更加系统详细的进一步提升学生的认知，让学生能够从之前的宏观世界的物理学习中逐渐进入到微观世界的物理探究，这对学生的抽象思维和想象能力都有一定的要求，思维也将得到提升。
分子动理论的学习将通过图片、视频、实验、数据等呈现给学生，使学生认识了解微观世界的特点及分子的“小”和“多”，分子的运动特点等。
阿伏加德罗常数的测定
阿伏加德罗常数的测定 Company Document number：WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998阿伏加德罗常数的测定阿伏加德罗常数的测定与原理阿伏加德罗常数的符号是NA,单位是每摩（mol-1），数值是 NA = ±×1023 /mol阿伏加德罗常数由实验测定。
它的测定精确度随着实验技术的发展而不断提高。
测定方法有电化学当量法、布朗运动法、油滴法、X射线衍射法、黑体辐射法、光散射法等。
这些方法的理论依据不同，但测定结果几乎一样，可见阿伏加德罗常数是客观存在的重要常数。
例如：用含Ag+的溶液电解析出1mol的银，需要通过96485.3C（库仑）的电量。
已知每个电子的电荷是-19C,则下面着重介绍单分子膜法测定常数的操作方法。
实验目的1．进一步了解阿伏加德罗常数的意义。
2．学习用单分子膜法测定阿伏加德罗常数的原理和操作方法。
实验用品胶头滴管、量筒（10 mL）、圆形水槽（直径 30 cm）、直尺。
硬脂酸的苯溶液。
实验原理硬脂酸能在水面上扩散而形成单分子层，由滴入硬脂酸刚好形成单分子膜的质量m及单分子膜面积s，每个硬脂酸的截面积A，求出每个硬脂酸分子质量m分子，再由硬脂酸分子的摩尔质量M，即可求得阿伏加德罗常数N。
实验步骤1．测定从胶头滴管滴出的每滴硬脂酸的苯溶液的体积取一尖嘴拉得较细的胶头滴管，吸入硬脂酸的苯溶液，往小量筒中滴入 1mL，然后记下它的滴数，并计算出 1滴硬脂酸苯溶液的体积V1。
2．测定水槽中水的表面积用直尺从三个不同方位准确量出水槽的内径，取其平均值。
3．硬脂酸单分子膜的形成用胶头滴管（如滴管外有溶液，用滤纸擦去）吸取硬脂酸的苯溶液在距水面约 5 cm处，垂直往水面上滴一滴，待苯全部挥发，硬脂酸全部扩散至看不到油珠时，再滴第二滴。
如此逐滴滴下，直到滴下一滴后，硬脂酸溶液不再扩散，而呈透镜状时为止。
记下所滴硬脂酸溶液的滴数d。
4．把水槽中水倒掉，用清水将水槽洗刷干净后，注入半槽水，重复以上操作二次。
阿伏伽德罗常数的测定实验探究教学设计
实验探究活动教学设计方案一、实验课题：阿伏加德罗常数的测定二、实验目的：１进一步了解阿伏加德罗常数的意义。
２学习用单分子膜法测定阿伏加德罗常数的原理和操作方法。
三、实验仪器与试剂：胶头滴管、量筒（10mL）、圆形水槽（直径30cm）、直尺、硬脂酸苯溶液。
四、实验探索的重点与难点分析：本实验是高一化学中的选做实验，难度不特别大，但准确度不高，在做本实验之前我们经过了多方面的探索发掘后认为有两种方法值得一试。
第一种是电解法测阿伏加德罗常数，第二种是单分子油膜法测阿伏加德罗常数。
第一种方法的难点在于本实验是课堂演示实验，所以对时间的要求比较严格，但本方法实验时间比较长，此外本实验电解的是稀Ｈ２ＳＯ４溶液，有腐蚀性，这是本方法需要克服的又一难点。
第二种方法操作比较简单，花费时间不长，是测阿伏加德罗常数比较完善的课堂演示方法，但本方法可变因素颇多，例如水槽中水的波动，水槽直径的测量，滴管的校正都会影响到最后的结果，这是本方法需要克服的一大难点。
五、实验探索的过程：由于实验室的设备有限，我们并未针对第一种方法作可行性的实验探究，我们已经提供了实验方法，如果将来有条件可以一试。
我们重点针对第二种方法的那些问题进行了探究。
１实验开始前针对水槽要做甚末准备工作？答：在开始实验前，一定要刷洗干净水槽方可开始实验。
２水槽中的水的波动如何解决？答：水槽中的水的波动会影响到硬脂酸苯的扩散，我们在实验前保持水槽不被移动，使水面保持稳定。
３如何使滴管的校正比较准确？答：校正滴管的时候应选择一个性能比较完好的滴管，在校正的时候要保持实验动作规范，这样校正的结果才能比较准确。
４如何准确测量水槽的直径？答：在测量水槽的直径的时候本来应该选择内卡尺，条件所限只好改用直尺，在测量的时候要选择水槽直径，但目测会有误差，最好的方法是使用手固定直尺一端后，将直尺的另一端左右晃动一下选择最大处，然后测量三次，取平均值。
５如何准确测定滴入水槽的硬脂酸苯的滴数？答：在滴定的时候开始时扩散的速度会比较快，然后速度会逐渐减慢，这时一定要耐心等待一会，直至滴到液面上的液滴不再扩散且呈透镜状方可记下滴数。
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用单分子膜法测定阿伏加德罗常数的原理和操作方法
实验原理：
硬脂酸能在水面上扩散而形成单分子层，由滴入硬脂酸刚好形成单分子膜的质量m及单分子膜面积s，每个硬脂酸的截面积A，求出每个硬脂酸分子质量m，再由硬脂酸分子的摩尔质量M，即可求得阿伏加德罗常数N。
实验药品：
硬脂酸苯溶液
仪器：
胶头滴管、量筒（10ml）、圆形水槽（直径30cm）、直尺
实验演示与步骤：
1.测定从胶头滴管滴出的每滴硬脂酸苯溶液的体积。
取一尖嘴拉得较细的胶头滴管，吸入硬脂酸苯溶液，往小量筒中滴入1ml，然后记下它的滴数，并计算出1滴硬脂酸苯溶液的体积V。
2.测定水槽中水的表面积用直尺从三个不同方位准确量出水槽的内径，取其平均值。
3.硬脂酸单分子膜的形成。
用胶头滴管（如滴管外有溶液，用滤纸擦去）吸取硬脂酸的苯溶液，在距水面约5cm处，垂直往水面上滴一滴，待苯全部挥发，硬脂酸全部扩散至看不到油珠时，再滴第二滴。
如此逐滴滴下，直到滴下一滴后，硬脂酸苯溶液不再扩散，而呈透镜状时为止，记下所滴硬脂酸溶液的滴数d。
4.把水槽中水倒掉，用清水将水槽洗刷干净后，注入半槽水，重复以上操作二次。
重复操作时，先将滴管内剩余的溶液挤净，吸取新鲜溶液，以免由于滴管口的某苯挥发引起溶液浓度的变化。
取三次结果的平均值。
5.计算
A.如称取硬脂酸的质量为m，配成硬脂酸的苯溶液的体积为V，那么每毫升硬脂酸的苯溶液中含硬脂酸为m/v。
B .测得每滴硬脂酸苯溶液的体积为V，形成单分子膜滴入硬脂酸溶液的滴数为(d-1)，那么形成硬脂酸单分子膜需用硬脂酸的质量为：
m’=V·(d-1)·= V C . 根据水槽直径，计算出水槽中水的表面积S，已知每个硬脂酸分子的截面积为A=
2.2×10cm，在水面形成的硬脂酸分子数为：
N=S/A D .根据(b)、(c)的结果，可计算出每个硬脂酸分子质量
(Ma)ma=m’/N=AVm(d-)/S·V
E.1mol硬脂酸的质量等于284g（即M=284g/mol)，所以1mol硬脂酸中含有硬脂酸的分子个数，即阿伏加德罗常数N为：
N=M/m=MS V / A Vm(d-1)。