La détermination du nombre d`Avogadro est une expérience commune à l`école secondaire et les cours de chimie de niveau collégial. le nombre d`Avogadro, 6.022 E23, est le nombre d`atomes dans un grain de beauté. Notez que la notation exponentielle 6.022 E23 signifie 6.022 fois 10 à la puissance de 23. Ceci est souvent écrit comme 6,022 x 10 ^ 23. La procédure la plus courante pour la détermination implique l`électrolyse du cuivre, en faisant passer un courant électrique entre deux plaques de cuivre. Au cours de la réaction, les atomes de cuivre dans la plaque fixée sur la borne négative de la source d`alimentation --- --- l`anode perdre des électrons pour former du Cu (2+). Étant donné que les atomes de cuivre perdre des électrons, ils se dissolvent dans l`électrolyte liquide. La plaque de cuivre fixée à la borne positive --- la cathode --- simultanément "plaques" Cu (2+) de l`électrolyte sur l`électrode par addition d`électrons pour convertir les ions retour en cuivre métallique. L`anode de cuivre perd donc progressivement de masse comme le produit de la réaction et la cathode gagne une masse de cuivre égale à la masse perdue à l`anode. Si l`expérimentateur surveille le courant électrique délivré à la cellule et le temps pendant lequel il est livré, cette information, ainsi que la masse de l`anode de cuivre avant et après l`électrolyse, permet de calculer le nombre d`Avogadro.
Choses que vous devez
- Calculatrice
Recueillir les données expérimentales nécessaires. Dans le cas de l`essai d`électrolyse de cuivre populaire, ce qui inclut la masse, en grammes, de l`électrode de cuivre avant et après l`électrolyse, le courant moyen, en ampères, utilisé lors de l`expérience, et le temps, en secondes, que le courant a été appliqué.
Calculer la charge électrique totale transférée en multipliant le courant moyen, en ampères, par le temps, en secondes. Parce que 1 coulomb = 1 ampère seconde, la réponse est en unités de coulombs. Par exemple, un courant moyen de 0.109 ampères appliqué pendant 60 minutes, ou 3600 secondes, serait
(0.109 ampères) * (3600 secondes) = 392 coulombs.
Calculer le nombre d`électrons transférés en divisant par la charge d`un électron unique: 1.602 E-19 coulombs / électronique.
(392 coulombs) / (1,602 E-19 coulombs / électrons) = 2,45 électrons E21
Calculer le nombre d`atomes de cuivre transférées en divisant le résultat de l`étape 3 par deux. Ceci résulte de cuivre en supposant une charge de +2 lors de l`électrolyse, ce qui signifie le transfert que deux électrons pour chaque atome de cuivre.
(2,45 électrons E21) / (2 électrons / atome) = 1,23 E21 atomes de cuivre.
Déterminer le nombre de moles de cuivre par électrolyse au cours du procédé en soustrayant le poids de l`électrode de cuivre après l`électrolyse à partir de son poids de départ et en divisant par la masse atomique.
Par exemple, si une électrode de cuivre 35,975 g 35,846 g pesés à la fin de l`expérience, puis 35,975 g - 35,846 g = 0,129 g. Et étant donné que le poids atomique du cuivre est 63.55 grammes par mole, puis
(0,129 g) / (63,55 g / mole) = 0.00203 mole de cuivre.
Calculer le nombre d`Avogadro, la N, en divisant le nombre d`atomes de cuivre transférés, déterminées à l`étape 4, par les moles de cuivre perdues à partir de l`électrode, déterminée dans l`étape 5.
En reprenant l`exemple précédent,
(1,23 atomes E21) / (0.00203 mole) = 6,06 E23 atomes / mole, qui est très proche de la valeur acceptée de 6.022 E23.
