1.실험제목: 화학실험-아보가드로의 수의 결정 예비보고서결과보고서
(아보가드로수, 팔미틴산(c15h31cooh), 카르복실기 (-cooh), 다이아몬드 밀도, 헥산)
2.실험목적
아보가드로수란 1mol의 물질 입자 속에 들어있는 입자의 수를 뜻하는 말이다.아보가드로수는 si 단위계에서 수 (number)의 기본적인 값이므로, 이 수를 실험을 통해서 재확인해 보는 것이 이 실험의 목적이 된다.

지방산의 한 종류인 긴 사슬 모양의 탄화수소 화합물 분자 (팔미틴산(c15h31cooh), 세로틴산(c25h51cooh), 스테아린산(c17h35cooh) 등이 포함된다. ) 의 한 쪽 끝은 카르복실기 (-cooh)로 이루어져 있으며, 카르복실기는 극성을 가진다

카르복실기를 포함하는 이러한 분자들은 극성을 갖고 있는 물(h20)과 접촉하게 되면, 서로 끌어당기는 힘이 두 분자 간에 발생하며, 물 표면에서 단일 분자막을 형성하게 된다. 이로부터 단분자층의 두께를 구할 수 있고, 주어진 자료로부터 탄소원자의 크기와 부피를 바탕으로 아보가드로수를 구할 수 있다

3.실험원리

이번 실험에서는 여러 가지의 탄화수소화합물 중 팔미틴산(c15h31cooh)을 이용해서 아보가드로의 수를 측정한다. 팔미틴산은 c15h31 사슬과 카르복실기 (-cooh)로 이루어져 있다

분자 한 개가 갖는 공간을 알기 위해서, 단일 분자막의 원리를 이용한다.

팔미틴산을 가하기 이전의 물분자(h20)들은 표면과 내부의 장력이 다르다. 이는, 물 표면에서는 주위 분자들로부터 받는 인력이 절반 가까이 줄어들어 물 내부에 비해 높은 에너지 상태에 있기 때문이다

이로 인해, 물 표면에서는 표면장력이 발생하고 고체, 액체 등의 응축 상태에 있는 물질은 표면장력을 최소로 하려는 경향이 있기 때문에 물방울은 구형의 모양으로 나타난다. 이러한 물 표면에 팔미틴산과 같은 극성을 갖는 탄화수소화합물을 가하면, 그

림과 같이 극성을 갖는 카르복실기는 물 표면에서 약한 결합을 하고, 비극성의 긴 사슬은 물 분자로부터 멀리 떨어진 곳에 위치하게 된다. 물 표면에 계속해서 팔미틴산을 가하면, 물 표면 위의 팔미틴산 분자들끼리 접촉을 하게 되는데, 각 분자들의 접촉이 최대의 면적을 이루게 되면, 물과 수직을 이루게 된다

즉, 물 표면과의 면적만큼 팔미틴산 분자가 면적을 차지하게 되는 것인데, 이 상태에서 팔미틴산을 더 가할 경우, 가해진 팔미틴산은 팔미틴산 분자들 사이를 파고 들어갈 만한 여유 공간이 부족하기 때문에, 물 표면 위에서 (정확하게는 물표면 위의 넓게 퍼진 팔미틴산 단분자층 위에서) 콘텍트 렌즈 모양을 띠며 장시간 그 상태를 유지하게 된다. 즉, 단분자층 형성의 지표가 된다

<아보가드로 수 구하는 방법>  
1) 물 표면 위의 면적 (가해진 팔미틴산 단분자층의 면적 또는 시계접시의 면적)과 팔미틴산의 부피로부터 단분자층의 두께 계산
두께 (h), (x: 팔미틴산의 부피, a: 물표면 단면적)
2) 탄소 원자의 한 변의 길이 구하기: 단분자층의 두께를 팔미틴산이 갖고 있는 탄소의 개수 (c15h31cooh에서의 c의 개수16개)로 나누어 줌
l h/n h/16  
3) 탄소 원자의 부피 구하기: 탄소 원자를 정육면체로 가정할 경우, 탄소 원자의 부피 계산
v(h/n)3(h/16)3 (h:탄소원자 한 변의 길이, n: c의 개수)   (이하 생략)