阿伏伽德罗常数的测定
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。
阿伏伽德罗常数的测定
阿伏伽德罗常数的测定
阿伏伽德罗常数（Avogadro's Constant）是一个重要的物理常数，它表示一个物质中的分子数量。
它的值是6.02214076×10^23 mol^-1，也就是说，一个摩尔（mol）的物质中有6.02214076×10^23个分子。
阿伏伽德罗常数的测定是一个重要的物理实验，它可以帮助我们更好地理解物质的结构和性质。
它的测定方法有很多，其中最常用的是电位法。
电位法是一种测量阿伏伽德罗常数的方法，它利用电位的变化来测量物质中的分子数量。
它的原理是：当一个物质中的分子数量发生变化时，它的电位也会发生变化。
因此，我们可以通过测量电位的变化来测量物质中的分子数量。
实验步骤如下：
1.准备一个电极，将它放入一个容器中，容器中装有一定量的溶液；
2.用一个电极测量溶液中的电位；
3.将溶液中的分子数量增加一倍，再次测量溶液中的电位；
4.计算两次测量的电位差，并用它来计算溶液中的分子数量；
5.重复上述步骤，直到得到一个精确的结果。
通过电位法测量阿伏伽德罗常数，可以得到一个比较精确的结果。
它不仅可以帮助我们更好地理解物质的结构和性质，而且还可以用于其他物理实验中。
阿伏伽德罗常数的考查
×
)
K.(2013课标全国Ⅱ)12 g石墨烯(单层石墨)中含有六元环
的个数为0.5NA(
√
)
L.(2013课标全国Ⅱ)25 ℃时pH=13的NaOH溶液中含有 OH-的数目为0.1NA( × )
14、1 L 0.1 mol· L-1乙酸溶液中H+数为0.1NA 目为0.2NA ×
×
15、25 ℃时, H=13的1.0 L Ba(OH)2溶液中含有的OH-数 16、在1 L 0.1 mol· L-1碳酸钠溶液中,阴离子总数大于
0.1NA
个Fe3+
√
×
17、0将.1 mol氯化铁溶于1 L水中,所得溶液含有0.1NA
NaOH溶液中,所得CO32-和HCO3-物质的量均为0.05 mol
演练巩固提升
1、(高考集萃)NA代表阿伏加德罗常数。判断下列正误,正
确的画“√”,错误的画“×”。
A.(2012课标全国理综)分子总数为NA的NO2和CO2混合气
体中含有的氧原子数为2NA( 体中含有的碳原子数为2NA(
√
√
)
) )
25、4.4 g CO2中含碳氧双键数目为0.4NA
×
拓展训练 1
(2013江西抚州模拟)用NA表示阿伏加德罗常数,下列说法
正确的是( B )
A.12 g C60中含有60NA个电子
B.1 mol乙醇所含的羟基的电子数是9NA
C.在含Al3+总数为NA的AlCl3溶液中Cl-总数为3NA
D.将2.24 L(标准状况下)CO2通入1 L 0.15 mol· L-1的
阿伏伽德罗
大的混乱。分子不存在，分类工作就难于进行下去，例如醋酸竟 可以写出19个不同的化学式。当量有时等同于原子量，有时等同 于复合原子量（即分子量），有些化学家干脆认为它们是同义词， 从而进一步扩大了化学式、化学分析中的混乱。 首先认识到阿伏伽德罗分子假说的重要意义的是意大利化学 家康尼查罗（S.Canizzaro,1826~1910）,1858 年他在其著作《化学哲学 简明教程》中就当时关于原子与分子的概念、原子量与分子量的 使用中存在的混乱情况提出了自己的观点：“我认为，阿伏伽德 罗定律和盖· 吕萨克定律是解决问题的钥匙。按照阿伏伽德罗的观 点，在温度和压力相同的条件下，等体积的任何气体中所包含的 微粒的数目是相同的，应该把这些微粒叫做分子，而不是叫复杂 的原子，否则，就会出现混乱局面。” 1860年9月在德国卡尔斯鲁厄召开了一次重要的国际化学家代 表大会，几乎所有欧洲著名的化学家都参加了这次会议，力求通 过讨论，在化学式、原子量等问题上取得统一的意见。在会议上 来自世界各国的140名化学家争论很激烈，但未达成协议，此间，
康尼查罗散发了他所写的一篇短文《化学哲学教程概要》，希 望大家重视研究阿佛加德罗的学说，他明确指出：“原子是组 成分子的最小微粒，而分子又是体现物质性质…的最小粒子。” 他还肯定了法国化学家杜马（J.B.A.Dumas,1800~1884）根据阿伏 伽德罗定律制定的测量分子量和原子量的方法是“极好的方 法”。 康尼查罗的短文引起了德国青年化学家J.L.迈耶尔的注意， 他认真研究了阿伏伽德罗的理论，于1864年出版了《近代化学 理论》一书。许多科学家从这本书里，懂得并终于接受了阿伏 伽德罗的理论，承认阿佛加德罗的分子假说的确是扭转这一混 乱局面的唯一钥匙。阿佛加德罗的分子论终于被确认，阿佛加 德罗的伟大贡献终于被发现，可惜此时他已溘然长逝了。甚至 没有为后人留下一张照片或画像。现在唯一的画像还是在他死 后，按照石膏面模临摹下来的。
利用手持技术电解法测量阿伏伽德罗常数实验
利用手持技术电解法测量阿伏伽德罗常数实验作者：蔡礼儒白涛冉甜来源：《化学教学》2014年第01期摘要：简要介绍了测量阿伏伽德罗常数的由来与方法。
以铜为电极电解稀硫酸，利用手持技术便捷、快速地测量阿伏伽德罗常数。
该实验能满足学生实验的要求，有利于提高学生化学学习兴趣，让学生感受到定量实验的魅力。
关键词：手持技术；电解法测量；阿伏伽德罗常数；实验探究文章编号：1005–6629（2014）1–0058–03 中图分类号：G633.8 文献标识码：B从古代先哲到现代科学家们对微观世界的探索从未间断和放弃过，“原子-分子论”的建立标志着近代化学学科的建立，也是人们对微观世界认识的一个重要里程碑，当人们进行任何测定微观世界物理量的实验时，由于实验总是在宏观世界里进行，不论你有意或无意都必须与一个常数——阿伏伽德罗常数打交道。
因为阿伏伽德罗常数是联系宏观与微观的桥梁，是物质的量的单位——摩尔的基准。
在中学教材中对它的定义为：0.012 kg 12C中所含的碳原子数。
对它的测量一直是科学界不断探索的课题。
1 阿伏伽德罗常数的由来与测量方法简介1803年现代化学之父道尔顿根据当量定律、倍比定律和定比定律提出原子论后，盖·吕萨克在研究气体化合的体积关系时，却遭遇了“半个原子”的尴尬。
1811年阿伏伽德罗敏锐地意识到，只要将道尔顿的原子论稍加发展，就可以使二者顺利地统一起来。
这就是引入一个新的概念，在物体和原子之间再引入一个新的关键点，即一个新的分割层次——分子，他提出了阿伏伽德罗假说：“……在相同的体积中，所有气体整分子的数目相等。
……”。
然而由于道尔顿等权威坚持“同类原子必然排斥，不可能结合”的观点和阿伏伽德罗个人威望等诸多历史原因，他的观点并未引起学术界的重视。
戏剧性的是，直到1860年在一次国际化学家代表大会上，一本由意大利科学家康尼扎罗撰写的小册子使化学家们认识到阿伏伽德罗假说的重要性，在小册子里他力排众议，主张必须承认分子和原子的区别，由于他充分的论据、清晰的条理、严谨的方法，并且在原假说的基础上提出了非常合理的测定原子量的方法，阿伏伽德罗分子假说才终于得到科学界的公认[1～2]。
单分子膜法测定阿伏伽德罗常数公式
单分子膜法测定阿伏伽德罗常数公式阿伏伽德罗常数(avogadro number、Avogadro constant，符号N)公式，又被称为阿伏伽德罗数，是一个定值，它指明了1立方米理想气体（或其中一种特定温度和压强下的热气体）中的分子数目，它的值表示为6.022×10²³/mol。
阿伏伽德罗常数的概念被提出是由著名化学家安东尼·阿伏伽德罗于1811年提出，因此而得名，它是用于量化物质量组成的一个通用常数。
二、单分子膜法测定阿伏伽德罗常数
单分子膜（Single Molecule Membrane，简称SMM）法测定阿伏伽德罗常数的方法，是一种通过量化碳－氧双键构成的分子密度，根据它来测定阿伏伽德罗常数的新方法。
该方法是通过测定一个碳－氧双键的分子密度来计算阿伏伽德罗常数的，从而来确定多少数量的分子构成一个特定体积中的物质量的方法。
1、使用高能量电子激发碳－氧双键，使碳－氧双键处于稳定的电离态；
2、用薄膜法制备质子膜（Protonated Molecule Membrane），把稳定的碳－氧双键放入其中；
3、用蛋白质瞬时平衡技术（Protein Equilibrium Technique）测定质子膜内的碳－氧双键数量，并量化；
4、根据碳－氧双键的分子密度，将其用阿伏伽德罗常数转换为物质量；
5、根据物质量。
阿伏加德罗常数
盖-吕萨克定律盖·吕萨克（UosephLollis Gay—lussac，1778—1850年）法国化学家、物理学家。
1778年9月6日生于圣·莱昂特。
1800年毕业于巴黎理工学校。
1850年5月9日，病逝于巴黎,享年72岁。
关于气体体积随温度变化的5个基本实验定律之一。
其内容是一定质量的气体，当压强保持不变时，它的体积V随温度t线性地变化，即V=V0(1+avt)式中V0，V分别是0℃和t℃时气体的体积；av是压力不变时气体的体积膨胀系数。
实验测定，各种气体在0℃时压力约为1/273.15。
盖·吕萨克定律：1802年，盖·吕萨克发现气体热膨胀定律(即盖·吕萨克定律)压强不变时，一定质量气体的体积跟热力学温度成正比。
即V1/T1=V2/T2=……=C 恒量。
并测得气体的膨胀系数为100/26666(现公认为1/273.15)。
盖-吕萨克1805年研究空气的成分。
在一次实验中他证实：水可以用氧气和氢气按体积1∶2的比例制取。
1808年他证明，体积的一定比例关系不仅在参加反应的气体中存在，而且在反应物与生成物之间也存在。
1809年12月31日盖-吕萨克发表了他发现的气体化合体积定律（盖-吕萨克定律），在化学原子分子学说的发展历史上起了重要作用。
盖·吕萨克定律：参加同一反应的各种气体，在同温同压下，其体积成简单的整数比。
这就是著名的气体化合体积实验定律，常称为盖·吕萨克定律。
注：其实查理早就发现压力与温度的关系，只是当时未发表，也未被人注意。
直到盖-吕萨克重新提出后，才受到重视。
早年都称“查理定律”，但为表彰盖-吕萨克的贡献而称为“查理-盖吕萨克定律”。
阿伏伽德罗常数百科名片阿伏伽德罗常量（Avogadro's constant，符号：NA）是物理学和化学中的一个重要常量。
它的数值为：一般计算时取6.02×10^23或6.022×10^23。
阿伏伽德罗实验报告
实验报告：姓名：时间：地点：化学实验室实验目的：测出阿伏伽德罗常数主要用具：培养皿，胶头滴管，量筒，玻璃棒主要步骤：1. 矫正滴管。
通过用胶头滴管向10ml的量筒中滴加两毫升fatty acid。
快速递加，防止蒸发。
2.数出滴满两毫升所滴的滴数，大概在150~200滴。
3.配置0.0014%的fatty acid溶液。
4.将培养皿中装满水，用玻璃棒将水的表面清理干净，重复两到三次。
5.用滴管将溶液滴到液面上，每滴一滴停几秒种。
当水的表面被分子全部覆盖后，再往上面滴的话会形成明显的可见物，过大约二十秒后消失。
6.如果时间允许，再做一次实验。
数据记录表格：矫正滴管Trail1 Trail2 Trail3 Average106 108 107 107Drops petroleumether/2mlDrops petroleum ether/ml 53Forming the monolayer.Concentration of fatty acid solution: 0.14g/lInside diameter RadiusLarge crystallizing dish 11cm 5.5Fatty acid Drops sol’n trail 1 Drops sol’n trail 2stearic 8 8误差分析：在向量筒滴加两毫升fatty acid时，胶头滴管的角度时常变化，导致测量不准确，在向培养皿中滴加fatty acid时，由于没能很好的理解实验目的，没能准确的测出要用多少滴fatty acid 才能形成分子膜。
下次试验要吸取教训。
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(3) 再次检查气密性。 (4) 调整漏斗高度，使漏斗中水面与量气管齐平， 记下读数（准确至0.01mL）。
4. 测定并记录数据
(1) 倾斜反应管，使镁条与稀硫酸反应，产生H2，
待反应停止后，冷却至室温，再将漏斗内水
面与量气管水面齐平，记录数据。 (2) 重复测定一次，记录数据。
实验一 阿伏伽德罗常数的测定
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实验目的 实验原理
仪器试剂
实验步骤
数据处理 注意事项 问题讨论
实验目的与要求：
1. 2. 3. 4. 掌握置换法测定阿伏伽德罗常数的原理。 熟悉理想气体状态方程和分压定律的应用。 练习测量气体体积的操作。 学会正确使用分析天平。
重点：
测定原理；分析天平的操作。
V0 M ( Mg )
实验仪器与试剂：
1. 仪器
分析天平、量气管（碱式滴定管，50 mL）、 橡皮塞、反应管、长颈漏斗、橡皮连接管、 气压计、温度计、反应管、滴定台、砂纸。
2. 药品
H2SO4 ( 1mol· L-1)、镁条。
实验步骤:
1. 称量镁条
准确称取0.025 ~ 0.030 g 镁条2份。
难点：
数据处理 。
实验原理：
利用置换反应，制得一定体积的H2， 根据理想气体状态方程换算为标准状况 下的体积，利用标准状况下 H2 的密度 求得 H2的质量，利用 Mg 的物质的量求 得 H2 的物质的量。已知每个 H2 分子的 质量为 3.3410-24g ，求得阿伏伽德罗常 数(L)。
H2SO4 + Mg = MgSO4 + H2 ↑
273.15 [ p p( H 2 O)] V 标准状况下H2体积：V0 1.01 105 T m( Mg ) (m ol) H2的物质的量为： n( H 2 ) n(Mg ) M ( Mg )
每个 H2 分子的质量 3.34×10-24g ，则阿伏伽德罗 常数为：
0.089 24.3 V0 L 24 24 3.3410 n( Mg ) 3.3410 m( Mg ) 3.341024 m( Mg ) m
THE END
2. 连接装置并检查气密性
(1) 按图1-1（P72）连接装置。
(2) 降低漏斗高度，检查气密性，若量气 管中水面下降少许后保持恒定，表明装置 不漏气。
图1-1：气体体积测定装置 1-量气管 2-反应试管 3-漏斗 4-橡胶管
3. 测定前准备
(1) 检漏后，取下反应管，用长颈漏斗向反应管 底部注入5 mL 1 mol/L的稀硫酸。
注意事项
1. 保证装置不漏气。
2. 注意反应时，应不断调整漏斗高度，防
止试管被气流冲出。
3. 注意管内气体温度与室温相同后再读数。
4. 塞紧接头，否则会打破试管。
5. 注意读数方法。
问题讨论
1. H2SO4的浓度和用量是否必须准确？ 此实验中为什么使用长颈漏斗加入H2SO4?
答：不需要准确； 用长颈漏斗加H2SO4是为了防止 H2SO4 沾在反应管壁上，防止镁条预先与硫酸 反应。
数据处理
实验序号
镁条质量m(Mg) /g 反应前量气管液面位置V0/mL 反应后量气管液面位置Ve/mL 氢气体积V(H2)/mL 大气压力p/Pa 室温T时水的饱和蒸汽压p(H2O)/Pa 氢气分压p (H2)/Pa 室温T/K
I
II
Ⅲ
标态下氢气的体积V0 /mL
阿佛伽德罗常数L L的平均值 相对误差=（L测-L理）/L理×100%
2. 本实验中的Mg可用Al代替吗？H2SO4可 用HCl代替吗？ 答：不能用Al代替，因为Al反应太慢； 不能用HCl代替，因为HCl容易挥发。
3. 本实验装置不漏气非常重要，如何 检验装置的气密性？ 答：先连接装置，然后降低漏斗高度，检查 气密性，若量气管中水面下降少许后保 持恒定，表明装置不漏气。