Chimica per il liceo/Le masse atomiche, molecolari e la mole/Laboratorio 2

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Determinazione sperimentale del numero di Avogadro[modifica]

Fondamenti teorici[modifica]

Il numero di Avogadro (6,022 · 1023) è il numero di molecole contenute in una mole, cioè una quantità di sostanza la cui massa, in grammi, è uguale alla sua massa molecolare espressa in unità di massa atomica. L'acido oleico (C18H34O2, massa molare 282,4614 g/mol, densità 0,895 g/mL), se versato in piccolissima quantità su una superficie ferma di acqua, si dispone in una macchia di spessore approssimativamente monomolecolare. Quindi, conoscendo il volume di una goccia di acido oleico, e misurando la superficie della macchia formata dalla goccia, è possibile stimare il diametro delle molecole, e quindi il loro volume, ipotizzandole come prismi a base quadrata. Una volta ottenuto il volume di una molecola, tramite la densità si ricava il volume di una mole, e si stima il numero di Avogadro facendo il rapporto tra i due volumi. Per ottenere gocce sufficientemente piccole, viene utilizzato acido oleico diluito in alcool: l'alcool si scioglie in acqua, mentre l'acido oleico rimane a formare la macchia. Per poter vedere la macchia, la superficie dell'acqua viene cosparsa di polvere di talco.

Materiali[modifica]

  • Acido oleico 0,05% (volume su volume) in etanolo
  • Acqua
  • Polvere di talco (o polvere di licopodio)

Strumenti[modifica]

  • Bacinella
  • Pipetta da 5 mL
  • Propipetta
  • Becher
  • Righello.


Procedimento[modifica]

  1. Riempire la bacinella di acqua
  2. Cospargere l'acqua di uno strato leggero ma uniforme di talco
  3. Prelevare con la pipetta 5 mL di acido oleico diluito
  4. Sgocciolare 1 mL di acido oleico diluito nel becher, goccia a goccia, contando quante gocce sono necessarie per fare 1 mL. Ripetere tre volte e annotare il numero di gocce medio in 1 mL (n° gocce)
  5. Lasciar cadere una goccia di acido oleico diluito nella bacinella, e misurare il diametro della macchia che si forma. Ripetere più volte e annotare il diametro medio (d goccia)

Elaborazione dei dati[modifica]

Calcoliamo dal diametro il raggio e poi la superficie S: S= r2 x 3,14

Sapendo che il volume V di acido oleico deposto è 1 x 10-5 cm3, si calcola l'altezza h della macchia, la quale, presupponendo che l'acido oleico formi uno strato mono molecolare, può essere considerata l'altezza di una singola molecola.

Altezza molecola h = 1 x 10-5 / S

Ottenuto h, si calcola il volume di una molecola considerando la stessa come un cubo Volume molecola = h3

Si calcola il volume di una Mole di acido oleico dato dal rapporto tra il peso molare (282,45) e la sua densità (0,873): Volume di una Mole di acido oleico = 282,45/0,873

Si calcola infine il rapporto tra il Volume di una Mole di acido oleico e il Volume di una molecola per ottenere il numero di Avogadro. Il numero ottenuto sarà senza dubbio molto approssimato, se risulta dello stesso ordine di grandezza è già un grande successo!