第2节　科学测量：用油膜法估测油酸分子的大小

第2节科学测量：用油膜法估测油酸分子的大小

实验目的1．估测油酸分子大小的数量级。2．体验通过油膜法测量油酸分子大小的思想方法。

实验器材油酸、酒精、清水、滴管(或注射器)、量筒、笔、爽身粉、玻璃片、浅水盘、坐标纸。3．向浅水盘中倒入清水，在水面上轻轻而均匀地撒一层爽身粉，用滴管在其上滴一滴油酸酒精溶液。待油层不再扩散、形状稳定时，就近似形成了单分子油膜。4．将玻璃片盖在浅水盘上，用笔将油膜的轮廓描绘在玻璃片上。5．将描有油酸薄膜轮廓的玻璃片放在坐标纸上，算出油酸薄膜的面积S(求面积时以坐标纸上边长为1cm的正方形为单位，数出轮廓内正方形的个数，不足半个的舍去，多于半个的算一个)。6．根据油酸酒精溶液的浓度，算出一滴溶液中纯油酸的体积V，根据油酸的体积V和油膜的面积S算出油酸分子的直径。2．实验之前应练习好滴定方法，注射器针头高出水面的高度应在1cm之内。3．待测油酸液面扩散后又收缩，要在稳定后再画轮廓。扩散后又收缩有两个原因：第一，水面受油酸酒精液滴冲击凹陷后又恢复；第二，酒精挥发后液面收缩。4．当重做实验时，水从盘的一侧边缘倒出，在这侧边缘会残留油酸，可用少量酒精清洗，并用脱脂棉擦拭，再用清水冲洗，这样做可保持盘的清洁。5．从盘的中央加爽身粉，粉自动扩散至均匀，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。这样做比将粉直接撒在水面上的效果好。6．本实验只要求估算分子的大小，实验结果的数量级符合要求即可。D．用测量的物理量估算出油酸分子的直径d＝______。E．用滴管将事先配好的体积浓度为0.05%的油酸酒精溶液逐滴滴入量筒，记下滴入的溶液体积V0与滴数N。F．将玻璃板放在浅盘上，用笔将薄膜的外围形状描画在玻璃板上。[对点训练]1．用油膜法估算油酸分子大小的实验中，首先需将纯油酸稀释成一定浓度的油酸酒精溶液，稀释的目的是________________________________________。实验中为了测量出一滴已知浓度的油酸酒精溶液中纯油酸的体积，可以____________________________________________________________________________________________________________________________________。为得到油酸分子的直径，还需测量的物理量是____________________。解析：用油膜法估测油酸分子直径时，需使油酸在水面上形成单分子层油膜，为使油酸尽可能地散开，将油酸用酒精稀释。根据V＝Sd，要求得分子的直径d，则需要测出油膜面积，以及一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积。这样需要测出一滴油酸酒精溶液的体积，其方法可用累积法，即测出1mL油酸酒精溶液的滴数。答案：使油酸在浅盘的水面上容易形成一块单分子层油膜把油酸酒精溶液一滴一滴地滴入小量筒中，测出1mL油酸酒精溶液的滴数，得到一滴溶液中纯油酸的体积单分子层油膜的面积根据以上信息，回答下列问题：(1)该同学有遗漏的实验步骤是________，其正确做法是____________________________________________________________________________________。(2)1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积V′是________mL。(3)油酸分子的直径d＝______m(保留一位有效数字)。(4)若爽身粉撒得过厚，则会使分子直径的测量结果偏________(选填“大”或“小”)。[答案]

(1)④用注射器往水面上滴一滴油酸酒精溶液，待油酸膜形状稳定后，再将事先准备好的玻璃板放在浅盘上，并在玻璃板上描下油酸膜的形状(2)2×10－5(3)5×10－10

(4)大油膜法估测油酸分子直径的三个关键(1)获得一滴油酸酒精溶液的体积，并由配制浓度，求出其中所含纯油酸的体积V。(2)用数格子法(不足半个的舍去，多于半个的算一个，即“四舍五入”法)求出油膜面积S。[对点训练]2.在做“用油膜法估测油酸分子大小”的实验时，油酸酒精溶液的浓度为每1000mL溶液中有纯油酸0.1mL，用注射器测得1mL上述溶液有200滴，把一滴该溶液滴入盛水的表面撒有爽身粉的浅盘里，待水面稳定后，测得油酸膜的近似轮廓如图所示，图中正方形小方格的边长为1cm，则每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是___