2学生试验：用油膜法估测油酸分子的大小

1、2.学生实验：用油膜法估测油酸分子的大小1 .实验目的用油膜法估测油酸分子的大小.2 .实验原理把一定体积的油酸滴在水面上使其形成单分子油膜，如图1-2-1所示，不考虑分子间的间隙，把油酸分子看成球形模型，计算出1滴油酸中含有纯油酸的体积V,并测出油膜面积S,通过计算求出油膜的厚度d,即d=V就是油酸分子的S直径.图1-2-13 .实验器材油酸、酒精、注射器或滴管、量筒、浅水盘、玻璃板、坐标纸、彩笔、琲子粉或细石膏粉.1.实验步骤(1)在浅盘中倒入约2cm深的水，将琲子粉或细石膏粉均匀撒在水面上.(2)取1毫升(1cm3)的油酸溶于酒精中，制成200毫升的油酸酒精溶液.(3)用注射器往量筒中滴

2、入1mL配制好的油酸酒精溶液(浓度已知)，记下滴入的7®数N,算出一滴油酸酒精溶液的体积歹.(4)将一滴油酸酒精溶液滴在浅盘的液面上.(5)待油酸薄膜形状稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用彩笔画出油酸薄膜的形状.(6)将玻璃板放在坐标纸上(或者玻璃板上有边长为1cm的方格)，通过数方格个数，算出油酸薄膜的面积S计算方格数时，不足半个的舍去，多于半个的算一个.(7)根据已配制好的油酸酒精溶液的浓度，算出一滴溶液中纯油酸的体积V.(8)计算油酸薄膜的厚度d=V,即为油酸分子直径的大小.S2.数据处理(1) 一滴油酸溶液的平均体积VN滴油酸溶液的体积(2)一滴溶液中含纯油酸的体积V/心，纯油酸

3、体积V=Vx油酸溶液的体积比(体积比=溶液的体积),(3)油膜的面积S=nX1cm2(n为有效格数，小方格的边长为1cm).(4)分子直径d=V(代入数据时注意单位的统一).S3.误差分析产生原因减小方法偶然误差数不完整格数时，对不足半格的判断存在误差数出全部不完整的格数n,它们相当于有2个完整的格数系统误差油酸分子(Cl7H33COOH)的形状为长链形，将其视为球体则与实际分子形体有区别，所以实验只能得到分子直径的数量级，而不能得到准确值4.实验注意事项(1)油酸溶液配制后不要长时间放置，以免改变浓度，而使实验误差增大.(2)注射器针头高出水面的高度应为1cm之内，当针头靠近水面很近(油酸未

4、滴下之前)时，会发现针头下方的粉层已被排开，是由于针头中酒精挥发所致，不影响实验效果.(3)实验之前要训练好滴法.(4)待测油酸扩散后又收缩，要在稳定后再画轮廓.扩散后又收缩有两个原因：第一，水面受油酸滴的冲击凹陷后又恢复；第二，酒精挥发后液面收缩.(5)当重做实验时，水从盘的一侧边缘倒出，在这一侧边缘会残留少许油酸，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.(6)从盘的中央加琲子粉，使粉自动扩散均匀，这是由于以下两种因素所致：第一，加粉后水的表面张力系数变小，水将粉粒拉开；第二，粉粒之间的排斥.这样做，比将粉撒在水面上实验效果好.(7)本实验只要求估算分子大小，实验

5、结果数量级符合要求即可.实验探究1实验误差分析例口某同学在用油膜法估测分子直径的实验中，计算结果明显偏大，可能是由于()A.油酸未完全散开B.油酸中含有大量酒精C.求每滴体积时，1mL溶液的滴数多数了几滴D.求每滴体积时，1mL溶液的滴数少数了几滴E.计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格【解析】形成的油膜不是单分子层，计算的油膜厚度就不是分子直径，比分子直径大得多，A正确；滴入水中后酒精都溶入水中，B错误；计算体积时多数了几滴，会使计算的油滴体积偏小，当然计算的分子直径也偏小，C错误，D正确；数方格时舍去了所有不足一格的方格，计算出的油膜面积偏小，导致计算结果偏大，E正确.【答案】ADE实

6、验探究2实验步骤及数据处理例在“油膜法估测油酸分子的大小”实验中，有下列实验步骤：往边长约为40cm的浅盘里倒入约2cm深的水.待水面稳定后将适量的琲子粉均匀地撒在水面上.用注射器将事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上，待薄膜形状稳定.将画有油膜形状的玻璃板平放在坐标纸上，计算出油膜的面积，根据油酸的体积和面积计算出油酸分子直径的大小.用注射器将事先配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，记下量筒内每增加一定体积时的滴数，由此计算出一滴油酸酒精溶液的体积.将玻璃板放在浅盘上，然后将油膜的形状用彩笔描绘在玻璃板上.完成下列填空：(1)上述步骤中，正确的顺序是.(填写步骤前面的数字)将1cm3的油酸溶于酒精，制成300cm3的油酸酒精溶液；测得1cm3的油酸酒精溶液有50滴.现取一滴该油酸酒精溶液滴在水面上，测得所形成的油膜的面积是0.13m2由此估算出油酸分子的直径为m.（结果保留一位有效数字）【解析】（1）实验操作开始之前要先配制油酸酒精溶液，确定每一滴溶液中含有纯油酸的体积，所以步骤放在首位.实验操作时要在浅盘放水、琲子粉，为油膜形成创造条件，然后是滴入油酸、测量油膜面积、计算油膜厚度（即油酸分子直径），所