阿伏伽德罗数不是一个数学推导的单位。一摩尔材料中的粒子数是通过实验确定的。该方法采用电化学方法进行测定。在尝试此实验之前，您可能希望回顾电化学电池的工作情况。

目的

目的是对阿伏伽德罗数进行实验测量。

介绍

摩尔可以定义为物质的克公式质量或元素的原子质量，单位为克。在本实验中，测量电子流（电流或电流）和时间，以获得通过电化学电池的电子数。称重样品中的原子数与电子流有关，以计算阿伏伽德罗数。

在该电解槽中，两个电极均为铜，电解液为0.5 M H2SO4。在电解过程中，当铜原子转化为铜离子时，连接到电源正极引脚的铜电极（阳极）失去质量。质量损失可视为金属电极表面的点蚀。此外，铜离子进入水溶液并将其染成蓝色。在另一个电极（阴极），氢气通过硫酸水溶液中氢离子的还原在表面释放。反应为：2 H+（aq）+2个电子-&gt；H2（g）本实验基于铜阳极的质量损失，但也可以收集产生的氢气，并用其计算阿伏伽德罗数。

材料

• 直流电源（电池或电源）
• 绝缘电线和可能的鳄鱼夹连接电池
• 2个电极（例如铜、镍、锌或铁条）
• 250毫升0.5 M硫酸烧杯（硫酸）
• 水
• 酒精（如甲醇或异丙醇）
• 6 M硝酸（硝酸）小烧杯
• 电流表或万用表
• 秒表
• 能够精确测量到0.0001克的分析天平

程序

获得两个铜电极。将用作阳极的电极浸入通风柜中的6 M HNO3中2-3秒，以清洁电极。立即移除电极，否则酸会将其破坏。不要用手指触摸电极。用干净的自来水冲洗电极。接下来，将电极浸入酒精烧杯中。将电极放在纸巾上。当电极干燥时，在分析天平上称重，精确至0.0001克。

该仪器表面上看起来像电解槽的示意图，不同的是，您使用的是两个烧杯，通过安培计连接，而不是将电极一起放在溶液中。取含有0.5 M H2SO4（腐蚀性！）的烧杯，并在每个烧杯中放置一个电极。在进行任何连接之前，确保电源已关闭并拔下（或最后连接电池）。电源与电极串联连接至电流表。电源的正极与阳极相连。电流表的负极引脚连接到阳极上（如果您担心鳄鱼夹划伤铜的质量变化，请将引脚放在溶液中）。阴极连接到电流表的正极引脚。最后，将电解槽的阴极连接到电池或电源的负极柱上。记住，一旦你打开电源，阳极的质量就会开始改变，所以准备好秒表吧！

您需要精确的电流和时间测量。应每隔一分钟（60秒）记录电流。请注意，由于电解液、温度和电极位置的变化，电流强度在整个实验过程中可能会发生变化。计算中使用的安培数应为所有读数的平均值。让电流流动至少1020秒（17.00分钟）。测量最接近秒或秒的分数的时间。1020秒（或更长）后关闭电源，记录最后一次电流值和时间。

现在，你从电池中取出阳极，像以前一样将其浸入酒精中，让其在纸巾上干燥，然后称重。如果你擦拭阳极，你将从表面上去除铜，使你的工作无效！

如果可以，使用相同的电极重复实验。

样本计算

进行了以下测量：

阳极质量损失：0.3554克（g）电流（平均）：0.601安培电解时间：1802秒

记住：1安培=1库仑/秒或1安培s=1库仑一个电子的电荷是1.602 x 10-19库仑

1. 求出通过电路的总电荷。（0.601安培）（1安培/1安培-秒）（1802秒）=1083安培
2. 计算电解中的电子数。（1083 coul）（1个电子/1.6022 x 1019coul）=6.759 x 1021个电子
3. 测定从阳极上损失的铜原子数。电解过程中每形成一个铜离子消耗两个电子。因此，形成的铜（II）离子数是电子数的一半。Cu2+离子数=被测电子数的½Cu2+离子数=（6.752 x 1021个电子）（1 Cu2+/2个电子）Cu2+离子数=3.380 x 1021 Cu2+离子
4. 根据上述铜离子数量和产生的铜离子质量，计算每克铜的铜离子数量。产生的铜离子质量等于阳极的质量损失。（电子的质量小到可以忽略不计，因此铜（II）离子的质量与铜原子的质量相同。）电极的质量损失=Cu2+离子的质量=0.3554 g3.380 x 1021 Cu2+离子/0.3544g=9.510 x 1021 Cu2+离子/g=9.510 x 1021 Cu原子/g
5. 计算一摩尔铜中的铜原子数，63.546克。铜原子/摩尔铜=（9.510 x 1021个铜原子/克铜）（63.546克/摩尔铜）铜原子/摩尔铜=6.040 x 1023个铜原子/摩尔铜这是学生测得的阿伏伽德罗数！
6. 计算百分比误差。绝对误差：| 6.02 x 1023-6.04 x 1023 |=2 x 1021百分比误差：（2 x 10 21/6.02 x 10 23）（100）=0.3%