Chemistry Labs

Bài 1

Hằng số Avogadro NAN_A có thể xác định bằng ba phương pháp độc lập. (Phương pháp A) Nhiễu xạ tia X cho thấy vàng kết tinh theo mạng lập phương tâm diện với cạnh a=0.408a = 0.408 nm; khối lượng riêng của Au là 1.93×104 kg m−31.93 \times 10^{4}\ \text{kg m}^{-3} và M(Au)=196.97 g mol−1M(\mathrm{Au}) = 196.97\ \text{g mol}^{-1}. (Phương pháp B, Rutherford 1911) MMẫu chứa 192 mg X226X22226Ra\ce{^{226}Ra} tinh khiết để 40 ngày, khi đó tốc độ phân rã α\alpha tổng cộng là 27.7 GBq; đậy kín thêm 163 ngày thu được 10.4 mm3\text{mm}^3 He đo ở 101325 Pa và 273 K. (Phương pháp C, Perrin 1909) Các hạt keo hình cầu bán kính 2.12×10−72.12 \times 10^{-7} m, khối lượng riêng 1.206×103 kg m−31.206 \times 10^{3}\ \text{kg m}^{-3} lơ lửng trong nước (ρ=999 kg m−3\rho = 999\ \text{kg m}^{-3}) ở 15 \°C tuân theo phân bố Boltzmann: đồ thị ln⁡(nh/nh0)\ln(n_h/n_{h_0}) theo (h−h0)(h - h_0) có hệ số góc −0.0235 μm−1-0.0235\ \mu\text{m}^{-1}. Hãy xác định NAN_A theo từng phương pháp.
Bước 1/3: Phương pháp nhiễu xạ tia X
← TrướcTiếp →
N=8×18+6×12=4 Au atoms per cell;mcell=ρa3=1.31×10−24 kg;NA=Mmcell/4=6.01×1023 mol−1N = 8 \times \tfrac{1}{8} + 6 \times \tfrac{1}{2} = 4\ \text{Au atoms per cell};\quad m_{\text{cell}} = \rho a^3 = 1.31 \times 10^{-24}\ \text{kg};\quad N_A = \dfrac{M}{m_{\text{cell}}/4} = 6.01 \times 10^{23}\ \text{mol}^{-1}
Phân tích

Ô lập phương tâm diện chứa 8×1/8+6×1/2=48 \times 1/8 + 6 \times 1/2 = 4 nguyên tử. Khối lượng ô là ρa3=1.93×104×(0.408×10−9)3=1.31×10−24\rho a^3 = 1.93 \times 10^{4} \times (0.408 \times 10^{-9})^3 = 1.31 \times 10^{-24} kg, nên một nguyên tử Au nặng 3.28×10−223.28 \times 10^{-22} g và NA=196.97/3.28×10−22=6.01×1023N_A = 196.97/3.28 \times 10^{-22} = 6.01 \times 10^{23} mol−1^{-1}.

Lỗi hay gặp. Trong ô tâm diện, nguyên tử ở đỉnh tính 1/8 và ở mặt tính 1/2; đừng đếm 8 + 6 = 14 nguyên tử.