阿佛加德罗常数的测定

1.概述　

阿佛加德罗常数是一重要的物理常数，它的测定方法很多，本实验用电解法测定。

用两块铜片做阴极和阳极，以硫酸铜溶液为电解质进行电解。两极反应如下：

阴极反应：Cu²⁺＋2e→Cu

阳极反应：Cu→Cu²⁺＋2e

即在阴极上，Cu²⁺得到电子析出金属铜使铜片质量增加。在阳极上，金属铜溶解成Cu²⁺使铜片质量减少。

若电流强度为I（A），则在t（s）内，通过的总电量是：

Q＝It

Q的单位是C。

如果在阴极上铜片的质量增加 m（g），则每增加1g质量所需的电量为：

铜的摩尔质量为63.5g，所以电解析出63.5g铜所需的电量为：

已知一个1价离子所带电量（即1个电子的电荷）是1.60×10^-19C，1个二价离子所带的电量是2×1.60×10^-9C，所以1mol铜所含的原子个数为：

N_A为阿佛加德罗常数。　

2.实验要求　

（1）用电解方法测定阿佛加德罗常数，掌握方法和原理。

（2）练习电解法的基本操作。　

3.实验步骤　

按图2-3连好线路。取两块纯的紫铜片（3×5cm²）当作阴、阳极。在烧杯中加入CuSO₄溶液（每1L溶液含125g硫酸铜和2.5mL浓H₂SO₄）。阴极和阳极的2/3浸没在CuSO₄溶液中，电极之间的距离约为1.5cm，控制直流电压为10V，电阻为90～100Ω。接通电路，再调节电阻使电流约为100mA。调好电流强度后，断开电路，取下电极，将两块铜片冲洗，擦干后，用“零”号砂纸擦去表面氧化物，然后用去离子水洗净，并在一块铜片上滴几滴酒精，晾干后，在分析天平上称出其质量（称准至0.1mg），这块铜片作为阴极。另一块铜片作阳极（亦要准确称出其质量）。

重新装好电极后，接通线路，同时开动秒表，并准确记录电流强度，在电解过程中，随时调节电阻维持电流约为100mA。

通电1h，断电路，取下阴、阳极。先用去离子水漂洗，再在上面滴几滴酒精，晾干后在天平上称出其质量。

根据以上所测数据、计算阿佛加德罗常数。　

4.数据记录和结果处理

5.思考题　

（1）在电解过程中是否要维持电流恒定？为什么？

（2）实验中可能引起的误差是哪些？