對阿伏加德羅常數(shù)測定實(shí)驗(yàn)的與改進(jìn)

實(shí)驗(yàn)四討論：

對阿伏加德羅常數(shù)測定實(shí)驗(yàn)的分析與改進(jìn)王俊人張丁元潘烺王廉皓藺俊杰張國歡2015年11月4日講解人：張丁元一.摘要經(jīng)過討論，我們對用電解法測定阿伏加德羅常數(shù)的實(shí)驗(yàn)，進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)誤差的分析。對阿伏伽德羅常數(shù)與氣體常數(shù)測定實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了改進(jìn):陰極：鉑絲陽極：鋅片電解液：硫酸鋅稱量質(zhì)量增重稱量→質(zhì)量減少在一定程度上減少誤差。原方案陰極,發(fā)生反應(yīng):Cu2++2eˉ=Cu陽極,發(fā)生反應(yīng)2H?O–4eˉ=O?↑+4H?根據(jù)銅的增重可得到銅增加的物質(zhì)的量。再根據(jù)通過的電量即可得到阿伏伽德羅常數(shù)。根據(jù)氣體體積與氣體物質(zhì)的量(可由銅的增重算得)可求得氣體常數(shù)。原方案的缺陷：需要測量的量測量時(shí)系統(tǒng)誤差產(chǎn)生的原因儀器允差相對誤差電流I200mA電流計(jì)儀器誤差0.5mA0.26%銅片變化質(zhì)量m千分之一電子稱誤差0.001g0.88%時(shí)間t人的反應(yīng)時(shí)間和秒表誤差0.11s(加上反應(yīng)時(shí)間）0.0061%滴定管a滴定管誤差0.05mL（允差）0.22%液柱高h(yuǎn)測量時(shí)誤差0.2cm0.48%氧氣體積V氧氣溶于水時(shí)產(chǎn)生的誤差—很小改進(jìn)方面主要針對氧氣體積：原方案通過測量由陽極氧化產(chǎn)生氧氣的體積,再經(jīng)計(jì)算得到氣體常數(shù)。氧氣在水中有一定溶解度電解產(chǎn)生的氣泡直徑小,與溶液接觸表面積大、溶解速率較快測定氣體常數(shù)時(shí)誤差較大新方案陽極：Zn?2e?=Zn2?陰極：2H?O+2e?

=2OH?+H?↑阿伏伽德羅常數(shù)及氣體常數(shù)的計(jì)算公式:新方案儀器:直流穩(wěn)壓電源,直流電阻器,毫安表,分析天平,定槽水銀氣壓表,導(dǎo)線,電極夾,秒表,溫度計(jì),50mL酸式滴定管,250mL燒杯,25mL移液管,鉑電極,零號砂紙,米尺。試劑:純鋅片,硫酸鋅溶液。裝置圖鋅片步驟(1)滴定管無刻度部分的測量。(2)連接裝置,初調(diào)電流。參照圖1,取純薄紫鋅片(約3cm伊5cm),用零號砂紙擦用去離子水洗凈,晾干。以鉑絲做陰極,伸入量氣管內(nèi)。向

250mL燒杯中加入200mL電解液。以鋅片做陽極,打開量氣管活塞,用洗耳球從乳膠管口吸氣,使溶液充滿量氣管,然后關(guān)閉活塞。接通電源,調(diào)節(jié)電阻箱的電阻和直流穩(wěn)壓電源的輸出電壓,使毫安表的讀數(shù)在190mA左右。(3)電解。取下鋅片,用去離子水洗凈銅片并晾干。

在分析天平上稱重(稱準(zhǔn)至0.1mg)后重新連接鋅片,使量氣管充滿電解液。

接通電源同時(shí)啟動(dòng)秒表,記錄電流強(qiáng)度。電解過程中隨時(shí)調(diào)節(jié)電阻箱的電阻,以維持電流恒定。(5)記錄數(shù)據(jù)及后處理。??通電30min后,切斷電源,取下鋅片。用去離子水漂洗鋅片并晾干。在分析天平上稱重。測量量氣管內(nèi)液柱高度,記錄溫度和管內(nèi)液面讀數(shù)(精確至0.01mL)。總結(jié)通過測量氫氣的體積，可有效的減小因溶解而引起的誤差，從而使計(jì)算更加精確。除此之外還有以下對其他誤差的討論結(jié)果需要測量的量測量時(shí)系統(tǒng)誤差產(chǎn)生的原因改進(jìn)方法電流I200mA電流計(jì)儀器誤差用更高精度電流表測定銅片變化質(zhì)量m千分之一電子稱誤差使用萬分之一電子稱測量時(shí)間t人的反應(yīng)時(shí)間和秒表誤差可以多個(gè)同學(xué)同時(shí)計(jì)時(shí)取平均值滴定管a