阿伏伽德罗常量的测定原理
发布网友
发布时间：2022-05-07 02:01
共2个回答
热心网友
时间：2023-10-11 19:50
本实验是用电解的方法进行测定阿伏伽德罗常数。
如果用两块已知质量的铜片分别作为阴极和阳极，以CuSO₄溶液作电解液进行电解，则在阴极上Cu²⁺ 获得电子后析出金属铜，沉积在铜片上，使得其质量增加；在阳极上等量得金属铜溶解，生成Cu²⁺ 进入溶液，因而铜片的质量减少。发生在阴极和阳极上的反应：
阴极反应：Cu²⁺ +2e═（电解）Cu ；阳极反应：Cu═（电解）Cu²⁺ +2e
阴极反应：二价铜离子得两个电子生成铜（金属单质态）；阳极反应：铜（金属单质态）被电解生成铜离子和两个电子。
从理论上讲，阴极上Cu²⁺离子得到的电子数和阳极上Cu失去的电子数应该相等。因此在无副反应的情况下，阴极增加的质量应该等于阳极减少的质量。但往往因铜片不纯，从阳极失去的重量要比阴极增加得质量偏高，所以从阳极失重算的得结果有一定误差，一般从阴极增重的结果较为准确。
需要测量的量包括：电流强度I，通电时间t，阴极增重的质量m.
由于Cu的相对原子质量为64，而摩尔是由¹²C的原子个数来定义的，故Cu的摩尔质量为64g/mol，由实验步骤，可知阴极增重1mol即64g铜时，电量应为2mol。
根据上述分析，可以得到阿伏伽德罗常数的估计值约为32It/me，其中e为单个电子的电量。
热心网友
时间：2023-10-11 19:50
历史上，将¹²C选为参考物质是因为它的原子量可以测量得相当精确。阿伏伽德罗常量因意大利化学家阿莫迪欧·阿伏伽德罗（Amedeo Avogadro，1776~1856）得名。
测量:
电量分析
最早能准确地测量出阿伏伽德罗常量的方法，是基于电量分析（又称库仑法）理论。原理是测量法拉第常数F，即一摩尔电子所带的电荷，然后将它除以基本电荷e，可得阿伏伽德罗常量。
国家标准技术研究所（NIST）的鲍瓦尔与戴维斯（Bower & Davis）实验在这一方法中堪称经典 ，原实验中电解槽的阳极是银制的，通电后银会“溶解”，实验中电量计所量度的就是这些单价银离子所带的电量，电解液为过氯酸，内含小量过氯酸银。设电流的大小为I，通电时间为t，从阳极中离开的银原子质量为m及银的原子重量为Ar，则法拉第常数为：
原实验中部份银原子会因机械性摩擦而脱落，而非通过电解，所以想通过银电极的消耗量来获得因电解而消耗的银原子质量m，就必须要解决摩擦造成的质量消耗问题，同时又不能大幅增加实验误差，为此NIST的科学家们设计出一种能补偿这个质量的方法：他们改在电解质中添加已知质量m的银离子，并使用铂制的阴极，银离子会在阴极上形成镀层，通过观测镀层来得知实验进程。法拉第常数的惯用值为F90= 96,485.39(13) C/mol，对应的阿伏伽德罗常量值为 6.022 144 9(78)×10²³ mol：两个数值的相对标准不确定度皆小于1.3×10⁻⁶。
计算公式
1mol NaCl的体积为
而NaCl是立方晶体，四个NaCl分子所占的体积是(2d)³
1molNaCl的个数为V/[(2d)³/4]=V/2d³
所以阿伏加德罗常数NA=M/2Pd³
如果P是原子密度，则八个原子所占的体积是（2d）³
故阿伏加德罗常数NA=M/2Pd³
