7.1实验_油膜法测分子直径

实验中，如果算出一定体积的油酸在水面上形成的单 分子油膜的面积 S(如图 1 乙所示)，即可算出油酸分子的 大小，直径 d＝VS.
图1
三、实验器材 清水、酒精、油酸、量筒、浅盘(边长约30 cm～40 cm)、注射器(或滴管)、玻璃板(或有机玻璃板)、彩笔、痱 子粉(或石膏粉)、坐标纸，容量瓶(500 mL)． 四、实验步骤 1．用稀酒精溶液及清水清洗浅盘，充分洗去油污、 粉尘； 2．配制酒精油酸的溶液； 3．用注射器或滴管将酒精溶液一滴一滴地滴入量筒 中，并计下量筒内增加一定体积VN时的滴数N；
9．根据酒精油酸溶液的配制比例，算出一滴溶液中纯油
酸的体积 V，并代入公式 d＝VS算出油酸薄膜的厚度 d； 10．重复以上实验步骤多测几次油酸薄膜的厚度，并求
平均值，即为油酸分子的大小．
五、注意事项 1．实验前，必须将所有的实验用具擦洗干净．实验 时，吸取油酸、酒精和溶液的移液管要分别专用，不能混 用，否则会增大实验误差． 2．痱子粉和油酸的用量都不可太大，否则不易成 功． 3．油酸酒精溶液的浓度以小于0.1%为宜，不宜长时 间放置． 4．浅盘里水离盘口面的距离应较小，并要水平放置， 以便准确地画出薄膜的形状，画线时视线应与板面垂直．

4．根据 V0＝VNN算出每滴酒精油酸溶液的体积 V0； 5．向浅盘里倒入 2 cm 深的水，并将痱子粉或石膏粉均 匀地撒在水面上； 6．用注射器或滴管将酒精溶液滴在水面上一滴； 7．待油酸薄膜的形状稳定后，将玻璃板(或有机玻璃板) 放在浅盘上，并将油酸薄膜的形状用彩笔画在玻璃板上； 8．将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，算出油 酸薄膜的面积 S；
六、误差分析 1．油酸酒精溶液配制后长时间放置，溶液的浓度容 易改变，会给实验带来较大误差． 2．利用小格子数计算轮廓面积时，轮廓的不规则性 容易带来计算误差． 3．油膜形状的画线误差．
题型 掌握实验原理，正确处理数据 [例1] 在用油膜法估测分子大小的实验中，将油酸溶 于酒精，其浓度为每104 mL溶液中有6 mL油酸，用注射器 测得1 mL上述溶液有75滴，把1滴该溶液滴入盛水的浅盘 里，待水面稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用笔在玻璃板 上描出油酸的轮廓，再把玻璃板放在坐标纸上，其形状和 尺寸如图2所示，坐标中正方形方格的边长为1 cm，试求：
5．油酸在水面上形成油膜时先扩散后收缩，要在稳 定后再画轮廓．扩散后又收缩的原因有两个——一是水面 受油酸滴冲击凹陷后又恢复；二是酒精挥发后，油膜回 缩．
6．滴油酸溶液的滴口应在离水面1 cm之间，否则油 膜难于形成．
7．撒痱子粉后，再不要触动盘中的水． 8．当重做实验时，可用少量酒精清洗，并用脱脂棉 擦去，再用清水冲洗，这样可保持盘的清洁．
(1)用以上物理量的符号表示油酸分子直径大小的公式 为d＝________.
(2)该同学实验中最终得到的计算结果和大多数同学的 比较，发现自己所测数据偏大，则对出现这种结果的原因， 下列说法中可能正确的是________．
A．错误地将油酸酒精溶液的体积直接作为油酸的体 积进行计算
B．计算油膜面积时，错将不完整的方格作为完整方 格处理
实验9 用油膜法估测分子的大小
一、实验目的 1．会正确测出一滴油酸酒精溶液中油酸的体积及形 成油膜的面积； 2．会计算分子的大小，正确处理实验数据．
二、实验原理 实验采用使油酸在水面上形成一层单分子油膜的方法 估测分子的大小．油酸的分子式为C17H33COOH，它的一 个 分 子 可 以 看 成 由 两 部 分 组 成 ： 一 部 分 是 C17H33— ， 另 一 部分是—COOH.其中—COOH对水有很强的亲和力，当把 一滴用酒精稀释过的油酸滴在水面上时，油酸就在水面上 散开，其中的酒精溶于水并很快挥发，在水面上形成近似 圆形的一层纯油酸薄膜(如图1甲所示)．其C17H33—部分冒 出水面，而—COOH部分留在水中，油酸分子直立在水面 上，形成一个单分子层油膜．
答案：(1)NaVS (2)ACD
1．用油膜法估测分子直径实验的科学依据是( ) A．将油膜看成单分子油膜 B．不考虑各油酸分子间的间隙 C．考虑各油酸分子间的间隙 D．将油酸分子看成球形 答案：ABD
[答案] (1)126 cm2 (2)8×10－6 mL (3)6.3×10－10 m
规律总结：要明确油膜法估测分子大小的原理，本题 的关键是计算出油酸的面积和换算出每滴油酸酒精溶液中 含有的纯油酸的体积．解此类题的另一个关键是会利用数 格子的方法求油膜的面积．
2009·年东城区模拟)在做“用油膜法估测分子的大小” 的实验时，所用的油酸酒精溶液的浓度为a，测量中，某位 同学测得如下数据：测得体积为V的油酸酒精溶液共有N滴； 油膜面积为S，则：
图2
(1)油酸膜的面积是多少cm2?（大约125格） (2)每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是多少？ (3)按以上实验数据估测出油酸分子的直径．
[分析] 用填补法数出在油膜轮廓范围内的格子数，计
算出油膜的面积；由浓度计算纯油酸的体积；由公式 d＝VS求 得油酸分子的直径．
[解析] (1)根据图形，数得格子数为 126 个，那么 油膜面积是 S＝126×1 cm2＝126 cm2.
(2)根据已知条件可知，1 mL 溶液中有 75 滴，1 滴 溶液的体积是715 mL. 又已知每 104 mL 溶液中有纯油 酸 6 mL，715 mL 溶液中纯油酸的体积是 V＝6×107415 mL ＝8×10－6 mL.
(3)油酸分子的直径为 d＝VS＝8×12160－6 cm≈6.3×10 －10 m.
C．计算油膜面积时，只数了完整的方格数 D．水面上痱子粉撒得较多，油膜没有充分展开
解析：(1)每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积 V0＝NV a，所以油酸分子的直径为 d＝VS0＝NaVS.
(2)设坐标纸上每一个小方格的面积为 S0，所画轮廓内的 方格数为 n，则分子的直径 d＝Na·nVS0.由此可知 A、C、D 都将 使测量结果偏大，计算油膜面积时，若将不完整的方格作为完 整方格处理会导致油膜面积偏大，从而使所测分子直径偏小， 故 B 错．