實驗 1 氮氣之莫耳體積 Q & A

1 Q: 在實驗一中所用的 H2NSO3H，其中的硫原子好像價鍵電子超過了八個，豈不是違反了八隅體的規則？
　 A: 硫原子具有與 s 及 p 軌域能階相近的 d 軌域，因此氧原子可提供其未共用電子對與硫原子空的 d軌域行 p 形式的鍵結，也由於 d 軌域的參與，使得硫原子的價鍵電子超過了八個，這種情形對週期表中較下方的元素而言是常見的。前述的看法是將兩個硫氧鍵視為雙鍵，其實也可以將這兩個鍵視為一個配位的單鍵，氧上帶負電荷而硫上帶正電荷，此時硫原子就滿足了八隅體的規則了。這兩種結構是共振的關係，在普化課程中談過了鍵結的理論之後對上述會更瞭解。
2 Q:

請問有效數字和常數的運算，

若分析天平秤得胺基磺酸的重量1.0258 g，而胺基磺酸分子量若是取97， 那有效數字是不是會受分子量影響?分子量算是常數嗎?因為如果分 子量是常數的話？應該不會影響計算值的有效位數。
　 A:

原子量只有C-12原子的原子量IUPAC規定為12 amu，是確切的數（exact number），有效數字無限，其他元素原子量均為相對質量， 不是常數，但可以依照你的計算需求，查得更精密的原子量。

例如依週期表元素原子量，得知

H: 1.00794 amu

O: 15.9994 amu

S: 32.006 amu

N: 14.0067 amu

因此胺基磺酸的莫耳質量（molar mass）為97.035 g/mol

H2NSO3H: 1.00794×3 + 14.0067×1 + 32.006×1+ 15.9994×3 = 97.03472 = 97.035

，有效數字可增加，而不要用97 （1×3 + 14×1 + 32+ 16×3 = 97）
3 Q:課本附錄十的飽和水蒸氣壓有效位數只有3位是否會影響最後的氮氣 莫耳體積有效位數？
　 A:

若今天室壓為76.57 cm Hg，28oC時水的飽和蒸汽壓為28.3 torr

當計算(Ｐatm - ＰH2O)時，需先將二者單位轉換一致

76.57 cmHg = 765.7 mmHg

28.3 torr = 28.3 mmHg

Ｐatm - ＰH2O ＝765.7 - 28.3 = 737.4 mmHg  

仍為4位有效數字
4 Q:關於本實驗結果之有效數字應為幾位？
　 A:

本實驗結果之有效數字應表示為幾位，需視你的測量工具而定，例如：

使用分析天平秤得限量試劑胺基磺酸之重量為1.0725 g（共五位有效數字）

胺基磺酸分子量97.0347 g/mol，莫耳數 n = 0.011053 mol （五位有效數字）

Ｐatm - ＰH2O ＝765.7 - 28.3 = 737.4 mmHg （四位有效數字）

1 atm = 760 mmHg （有效數字無限）

溫度計測得28.0oC，換算絕對溫度 T = 28.0+273.15=301.2 K （四位有效數字）

以秤重法，測得燒杯中排開水重量 263.47 g = 263.47 mL水（五位有效數字）

代入算式：

 

VSTP ＝ 20.98 L （四位有效數字）

 

想想看：

若學生使用秤重誤差為±0.01 g之電子天平秤量胺基磺酸，重量為1.07 g，

使用量筒測量排開水體積為263 mL，則所測得之實驗結果VSTP應為幾位有效數字？