A determinação do número de Avogadro é uma experiência comum no ensino médio e cursos de química de nível universitário. Número de Avogadro, 6,022 E23, é o número de átomos em uma toupeira. Note-se que a exponencial notação 6.022 E23 significa 6.022 vezes 10 elevado à potência de 23. Isso é muitas vezes escrito como 6,022 x 10 ^ 23. O processo mais comum para a sua determinação envolve a electrólise de cobre por passagem de uma corrente eléctrica entre duas placas de cobre. No decurso da reacção, os átomos de cobre na placa ligada ao terminal negativo da fonte de energia do ânodo --- --- perder electrões para formar Cu (2+) iões. À medida que os átomos de cobre perder electrões, dissolvem-se para o electrólito líquido. A placa de cobre ligado ao terminal positivo do cátodo --- --- simultaneamente "pratos" Cu (2+) ions do electrólito sobre o eléctrodo por adição de electrões para converter os iões de volta para metal de cobre. O ânodo de cobre, por conseguinte, perde gradualmente a massa que a reacção prossegue e o cátodo ganha uma massa de cobre igual à massa perdida no ânodo. Se o experimentador monitoriza a corrente eléctrica fornecida à célula e o tempo durante o qual é libertado, então esta informação, juntamente com a massa do ânodo de cobre, antes e depois da electrólise, permite o cálculo do número de Avogadro.
Coisas que você precisa
- Calculadora
Recolher os dados experimentais necessários. No caso do experimento de cobre da electrólise popular, este inclui a massa, em gramas, do eléctrodo de cobre, antes e depois da electrólise, a corrente média, em amperes, utilizado durante a experiência, e o tempo, em segundos, que o actual foi aplicado.
Calcula-se a carga eléctrica total transferida através da multiplicação da corrente média, em amperes, por o tempo, em segundos. Porque 1 coulomb = 1 ampères segunda, a resposta está em unidades de coulombs. Por exemplo, uma corrente média de 0,109 amperes aplicada por 60 minutos, ou 3600 segundos, seria
(0,109 amps) * (3600 segundos) = 392 coulombs.
Calcule o número de elétrons transferidos dividindo pela carga de um único elétron: 1.602 E-19 coulombs / elétron.
(392 coulombs) / (1,602 P-19 coulombs / Electron) = 2,45 elétrons E21
Calcular o número de átomos de cobre transferidos através da divisão do resultado da etapa 3 em dois. Isto resulta a partir de cobre assumindo uma taxa de 2 durante a electrólise, o que significa que a transferência de dois electrões por cada um átomo de cobre.
(2,45 elétrons E21) / (2 elétrons / Atom) = 1,23 átomos de cobre E21.
Determinar as moles de cobre durante o processo de electrólise por subtracção do peso do eléctrodo de cobre, após a electrólise a partir do seu peso inicial e dividindo-se pela sua massa atómica.
Por exemplo, se um eléctrodo de cobre 35,975 g 35,846 g pesados no final da experiência, em seguida, 35,975 g - 35,846 g = 0,129 g. E dado que o peso atômico do cobre é 63,55 gramas por mole, em seguida,
(0,129 g) / (63,55 g / mol) = 0,00203 moles de cobre.
Calcular o número de Avogadro, N, dividindo-se o número de átomos de cobre, transferidos determinadas no passo 4, por o número de moles de cobre que se escapam do eléctrodo, determinados na etapa 5.
Continuando com o exemplo anterior,
(1,23 átomos E21) / (0,00203 moles) = 6,06 E23 átomos / mole, que é muito próximo do valor aceito de 6.022 E23.
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