Physik laborbericht w6

PHYSIK Laborbericht W6   Alexander Siegrist, E4c & Alexander Marty                                   1. Experiment                                           Der Zweck, des im folgenden beschriebenen Versuchs besteht darin, die   Avogadro-Konstante durch Messung zu beweisen. Die Avogadro-Konstante ist   eine weiterverbreitete Konstante. Man braucht sie sowohl in der Physik, als auch in der Chemie. Die Anzahl Teilchen dividiert durch die Avogadro-Konstante ergibt die Stoffmenge. Die Avogadro-Konstante spielt eine zentrale Rolle bei der Umrechnung von Stoffmengen zu Volumen und ähnlichen Verfahren.

                                      Für diesen Versuch benötigen wir: - KIPP-Voltameter             - verstellbarer Widerstand           - Stoppuhr             - Elektronik-Multimeter             - 6V Gleichstrom Spannung           - Schwefelsäure H2SO4             - diverse Kabel             - Barometer                       Gemessen wird das Volumen des Wasserstoffgases, dass durch den     Stromfluss produziert wird.                           2. Theorie                             Bei diesem Versuch lassen wir elektrischen Strom durch Schwefelsäure fliessen. Dadurch entsteht Sauerstoff (O2) und Wasserstoff (H2). Wird können dann einfach das Volumen des Wasserstoffgases messen und so mit der verwendeten   Stromstärke und der vergangenen Zeit die Avogadro-Konstante berechnen, da   wir so die Anzahl Teilchen des Wasserstoffgases berechnen können und das   Volumen desselben ablesbar ist.                           Sämtliche Formeln und die Bedeutung der Symbole sind schon in der Versuchsanleitung angegeben.

Ich verzichte daher darauf alles noch abzuschreiben.     Es ist lediglich noch zu sagen, dass sich bei diesem Versuch die Zahlen in einem extrem hohen Bereich bewegen. Die Messgenauigkeit wird recht hoch sein, da   andere Faktoren wie Luftdruck einen viel grösseren Einfluss auf das Ergebnis haben, als das abzulesende Volumen.                                           3. Messungen                               1. Messung 2.

Messung Einheit   Temperatur T 22,5 22,9 °C   Höhe der Quecksilbersäule des Barometers bei t = 22.5°C b 731,7 731,9 mm   Temperaturkorrektur auf 0°C r -2,9 -3 mm   Höhe der Quecksilbersäule des Barometers bei 0°C h 728,8 728,9 mm   Atmosphärischer Luftdruck pL 97173,33 97186,66 Pa   Partialdruck des gesättigten Wasserdampfs bei t=22.5°C ps 2700 2800 Pa   Partialdruck des Wasserstoffgases p 94473,33 94386,66 Pa   Volumen des Wasserstoffgases V 20.6 * 10-6 18.8 * 10-6 m3   Elektrische Stromstärke I 300 100 mA   Zeit t 510 1380 s   AVOGADRO-Konstante NA 6.03 * 1023 5.

98 * 1023 mol-1                                   4.1. Auswertung                           Nach vorgegebener Formel berechnen:                                 Literaturwert = 6.02 * 1023 ####   1. Messung                                 NA= I t R T 2 e p V = 0.3 * 510 * 8.

31 * (273.15+22.5)   2 * 1.6 * 10-19 * 94473.33 * 20.6 * 10-6                               = 375898,2795       6,22768E-19                             = 6,04E+23                         relativer Fehler = 0,26%                                                                       2.

Messung                                 NA= I t R T 2 e p V = 0.1 * 1380 * 8.31 * (273.15+22.9)   2 * 1.6 * 10-19 * 94386.

66 * 18.8 * 10-6                               = 339504,219       5,6783E-19                             = 5,98E+23                         relativer Fehler = -0,68%                                       4.2. Fehler                             4.2.1.

Systematische Fehler                         Systematische Fehler scheinen aufgrund der Genauigkeit des Resultats wenige aufgetreten zu sein. Einziger wirklicher systematischer Fehler ist, dass man die   Stromstärke unmöglich über 5 min. genau konstant halten kann.     Das Verfahren zur Messung der Avogadro-Konstante scheint ziemlich ausgereift zu sein.                 4.2.

2. Zufällige Fehler                           Meiner Meinung nach ist das ablesen des Barometers und die Temperaturkorrektur auf 0 Grad nicht mit der erforderlichen Genauigkeit ablesbar. Ansonsten sind die Messungen bei diesem Versuch eher einfach, zufällige Fehler daher selten.                                   Man sieht, dass bei diesem Versuch wenig Fehler auftreten können. Das äusserst genau Resultat ist daher nicht erstaunlich.                                       5.

Literaturverzeichnis                         gesammelte Werke von Fritz Kubli         Stöcker: Taschenbuch der Physik (CD-Rom)      

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