第2節(jié)　科學測量：用油膜法估測油酸分子的大小

第2節(jié)科學測量：用油膜法估測油酸分子的大小

實驗目的1．估測油酸分子大小的數(shù)量級。2．體驗通過油膜法測量油酸分子大小的思想方法。

實驗器材油酸、酒精、清水、滴管(或注射器)、量筒、筆、爽身粉、玻璃片、淺水盤、坐標紙。3．向淺水盤中倒入清水，在水面上輕輕而均勻地撒一層爽身粉，用滴管在其上滴一滴油酸酒精溶液。待油層不再擴散、形狀穩(wěn)定時，就近似形成了單分子油膜。4．將玻璃片蓋在淺水盤上，用筆將油膜的輪廓描繪在玻璃片上。5．將描有油酸薄膜輪廓的玻璃片放在坐標紙上，算出油酸薄膜的面積S(求面積時以坐標紙上邊長為1cm的正方形為單位，數(shù)出輪廓內正方形的個數(shù)，不足半個的舍去，多于半個的算一個)。6．根據油酸酒精溶液的濃度，算出一滴溶液中純油酸的體積V，根據油酸的體積V和油膜的面積S算出油酸分子的直徑。2．實驗之前應練習好滴定方法，注射器針頭高出水面的高度應在1cm之內。3．待測油酸液面擴散后又收縮，要在穩(wěn)定后再畫輪廓。擴散后又收縮有兩個原因：第一，水面受油酸酒精液滴沖擊凹陷后又恢復；第二，酒精揮發(fā)后液面收縮。4．當重做實驗時，水從盤的一側邊緣倒出，在這側邊緣會殘留油酸，可用少量酒精清洗，并用脫脂棉擦拭，再用清水沖洗，這樣做可保持盤的清潔。5．從盤的中央加爽身粉，粉自動擴散至均勻，這是由于以下兩種因素所致：第一，加粉后水的表面張力系數(shù)變小，水將粉粒拉開；第二，粉粒之間的排斥。這樣做比將粉直接撒在水面上的效果好。6．本實驗只要求估算分子的大小，實驗結果的數(shù)量級符合要求即可。D．用測量的物理量估算出油酸分子的直徑d＝______。E．用滴管將事先配好的體積濃度為0.05%的油酸酒精溶液逐滴滴入量筒，記下滴入的溶液體積V0與滴數(shù)N。F．將玻璃板放在淺盤上，用筆將薄膜的外圍形狀描畫在玻璃板上。[對點訓練]1．用油膜法估算油酸分子大小的實驗中，首先需將純油酸稀釋成一定濃度的油酸酒精溶液，稀釋的目的是________________________________________。實驗中為了測量出一滴已知濃度的油酸酒精溶液中純油酸的體積，可以____________________________________________________________________________________________________________________________________。為得到油酸分子的直徑，還需測量的物理量是____________________。解析：用油膜法估測油酸分子直徑時，需使油酸在水面上形成單分子層油膜，為使油酸盡可能地散開，將油酸用酒精稀釋。根據V＝Sd，要求得分子的直徑d，則需要測出油膜面積，以及一滴油酸酒精溶液中純油酸的體積。這樣需要測出一滴油酸酒精溶液的體積，其方法可用累積法，即測出1mL油酸酒精溶液的滴數(shù)。答案：使油酸在淺盤的水面上容易形成一塊單分子層油膜把油酸酒精溶液一滴一滴地滴入小量筒中，測出1mL油酸酒精溶液的滴數(shù)，得到一滴溶液中純油酸的體積單分子層油膜的面積根據以上信息，回答下列問題：(1)該同學有遺漏的實驗步驟是________，其正確做法是____________________________________________________________________________________。(2)1滴油酸酒精溶液中純油酸的體積V′是________mL。(3)油酸分子的直徑d＝______m(保留一位有效數(shù)字)。(4)若爽身粉撒得過厚，則會使分子直徑的測量結果偏________(選填“大”或“小”)。[答案]

(1)④用注射器往水面上滴一滴油酸酒精溶液，待油酸膜形狀穩(wěn)定后，再將事先準備好的玻璃板放在淺盤上，并在玻璃板上描下油酸膜的形狀(2)2×10－5(3)5×10－10

(4)大油膜法估測油酸分子直徑的三個關鍵(1)獲得一滴油酸酒精溶液的體積，并由配制濃度，求出其中所含純油酸的體積V。(2)用數(shù)格子法(不足半個的舍去，多于半個的算一個，即“四舍五入”法)求出油膜面積S。[對點訓練]2.在做“用油膜法估測油酸分子大小”的實驗時，油酸酒精溶液的濃度為每1000mL溶液中有純油酸0.1mL，用注射器測得1mL上述溶液有200滴，把一滴該溶液滴入盛水的表面撒有爽身粉的淺盤里，待水面穩(wěn)定后，測得油酸膜的近似輪廓如圖所示，圖中正方形小方格的邊長為1cm，則每一滴油酸酒精溶液中含有純油酸的體積是___