Determinazione sperimentale del numero di Avogadro

Determinazione sperimentale del numero di Avogadro

Strumenti

Vaschetta di plastica colorata di 50cm di diametro

1 microsiringa(in assenza di questa abbiamo utilizzato un pipetta di portata1ml)

4 pipette (portata 10ml;sensibilità0,1ml)

Prepipetta

4 provette

Setaccio

Un righello da 20cm

Reagenti

Acido oleico

Etere di petrolio

Polvere di talco(o di licopodio)

Procedura sperimentale

Preparare la soluzione di acido oleico

Introdurre in tutte e 4 le provette 9 ml di etere di petrolio(per evitare l'evaporazione tappare con la parafilm)

Introdurre nella prima pipetta 1ml di acido oleico(diluendolo con i 9ml di etere di petrolio)

Prelevare dalla soluzione ottenuta(nella prima provetta)1ml e diluirlo nella seconda provetta

Ripetere per le ultime due provette la stessa operazione e otterremo una soluzione contenente 10^{^-5}ml di acido oleico

Versare dell'acqua nella vaschetta fino a metà del suo volume e lasciarla riposare finchè la sua superficie appaia immobile

Spargere su di essa uno strato sottile e possibilmente uniforme di talco (o polvere di licopodio)

Prelevare con la microsiringa(nel nostro caso con una pipetta) una piccola quantità della soluzione, in precedenza ottenuta, do acido oleico, lasciandone cadere all'interno della vaschetta 0,1ml(10^-5 ml di acido oleico puro) la polvere di talco si sposterà e la soluzione si spargerà sulla superficie dell'acqua

Attendere qualche istante per permettere all'etere di evaporare in modo da ottenere uno strato oleoso di spessore approssimativo considerato monomolecolare

Misurare più volte con il righello, il diametro della macchia(che dovrebbe essere circa di forma circolare)

Fare le medie e completare la tabella

Dati sperimentali

Misure diametro:

1. 4cm
2. 3,8 cm
3. 4,1cm
4. 4,2cm
5. 3,7 cm

Per una media di 3,96 cm

Elaborazione dati

Numero di Avogadro: ( NA) =V molare / V molecola

Il V molare dell'acido oleico si ottiene dal rapporto massa molare/ densità i cui dati si possono trovare sull'etichetta del reagente

Volume molare acido oleico = 282 g/mol   ₌ 323 cm³

0,873 g/ml

Il volume della molecola, invece, si calcola attraverso i seguenti passaggi:

Volume macchia acido oleico (Va ) = 1. 10^-5 cm³

Diametro D = 3,96 cm

Raggio r =1.98 cm

Area: A = пr ² = 12,31 cm²

Spessore: h =Va/A=8,13.10^{^-7 cm} (dovrebbe corrispondere al diametro della molecola)

Raggio molecola = h/2 =4,07.10^{^-7}.cm

Volume molecola: = 4/3 . пr ³= 2,82*10^{^-19}cm³

Osservazioni e constatazioni

Per il lavoro nella bacinella, ci siamo serviti di una proprietà dell'acqua molto importante: la tensione superficiale; per questo motivo dovevamo aspettare che la superficie si fermasse per non alterare i risultati.

Posso ipotizzare che per diluire l'acido oleico sia stato utilizzato l'etere di petrolio per la facilità con cui evapora, proprio per lasciare, sulla superficie dell'acqua solo uno strato oleoso.

Conclusione

Siamo riusciti ad arrivare, tramite un metodo sperimentale, ad un valore molto vicino al numero di Avogadro; trovare il valore esatto è quasi impossibile per noi.

Il numero di Avogadro(vedi discussione) è un numero costante e molto grande.

Discussione

_{Il Numero di Avogadro, Indicato con il simbolo NA o N0, indica il numero di molecole contenute in una mole di qualunque sostanza o, alternativamente il numero di atomi contenuti in 12 g di carbonio-12.}

_{Le prime stime del numero di Avogadro sono state possibili alla fine dell'Ottocento, dopo l'estensione a sostanze liquide e solide del concetto di mole; attualmente si assume il valore 6,022045 × 1023, media approssimata dei dati ottenuti mediante metodi sperimentali chimici e fisici indipendenti.Deve il suo nome al chimico italiano Amedeo Avogadro che nel 1811 postulò la Legge di Avogadro, legge fondamentale della chimica, che afferma che a temperatura e pressione identiche, volumi uguali di gas contengono lo stesso numero di molecole.}

Per misurare la massa di atomi o molecole si usa un'unità di misura molto piccola, chiamata unità di massa atomica (u.m.a) o dalton (1/12 della massa di ¹²C), tenendo conto che la massa di ciascun atomo riportata sulla tavola periodica risulta essere una massa atomica relativa, diamo la seguente definizione:

si definisce massa atomica relativa di un atomo di un elemento il rapporto tra la massa di tale elemento e l'unità di massa atomica(1/12 ¹²C).

1 uma equivale a 1,660531 x 10^{-24 g ( 1,660531 x 10-27 Kg nel SI), quindi volendo esprimere la massa di 12C in grammi si avrà:}

Massa del ¹² C = 12 uma = 12 x 1,660531 x 10^-24 g

_{Si definisce mole una quantità di sostanza che contiene un numero di particelle (atomi, ioni o molecole) uguale al numero di atomi contenuti in dodici grammi di carbonio 12. Per definizione, una mole di una qualunque sostanza contiene sempre lo stesso numero di particelle; tale numero è detto numero di Avogadro e il suo valore, determinato mediante tecniche diverse, è fissato a 6,023 x 1023.Così, poiché un atomo di carbonio ha massa pari a circa dodici volte quella dell'atomo di idrogeno, 12 g di carbonio e 1 g di idrogeno allo stato atomico contengono lo stesso numero di particelle.}

_{La mole è un'unità di misura che consente di semplificare notevolmente i calcoli stechiometrici.}

_{Ad esempio, per preparare ammoniaca (di formula NH3) per vari usi industriali si produce la reazione tra una mole di azoto e tre moli di idrogeno.}

_{Descrizione reagenti:}

l'etere di petrolio è una sostanza nociva e facilmente infiammabile; va conservato in ambiente fresco e non a contatto con gli ossidanti.

Si trova allo stato liquido, è incolore e possiede un odore caratteristico.

L'acido oleico si presenta come un liquido incolore , diventa giallo, tendente al marrone, con esposizione all'aria. La sostanza è un acido debole., si decompone sotto il punto di ebollizione .

Possiede le seguenti proprietà fisiche:

punto di fusione: 13.4°C
Densità relativa (acqua=1): 0.89

Punto di infiammabilità: 189°C c.c.
Temperatura di auto-accensione: 363°C
La sostanza e' mediamente irritante per gli occhi e la cute