2學(xué)生試驗(yàn)：用油膜法估測油酸分子的大小

1、2.學(xué)生實(shí)驗(yàn)：用油膜法估測油酸分子的大小1 .實(shí)驗(yàn)?zāi)康挠糜湍しü罍y油酸分子的大小.2 .實(shí)驗(yàn)原理把一定體積的油酸滴在水面上使其形成單分子油膜，如圖1-2-1所示，不考慮分子間的間隙，把油酸分子看成球形模型，計算出1滴油酸中含有純油酸的體積V,并測出油膜面積S,通過計算求出油膜的厚度d,即d=V就是油酸分子的S直徑.圖1-2-13 .實(shí)驗(yàn)器材油酸、酒精、注射器或滴管、量筒、淺水盤、玻璃板、坐標(biāo)紙、彩筆、琲子粉或細(xì)石膏粉.1.實(shí)驗(yàn)步驟(1)在淺盤中倒入約2cm深的水，將琲子粉或細(xì)石膏粉均勻撒在水面上.(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(濃度已知)，記下滴入的7®數(shù)N,算出一滴油酸酒精溶液的體積歹.(4)將一滴油酸酒精溶液滴在淺盤的液面上.(5)待油酸薄膜形狀穩(wěn)定后，將玻璃板放在淺盤上，用彩筆畫出油酸薄膜的形狀.(6)將玻璃板放在坐標(biāo)紙上(或者玻璃板上有邊長為1cm的方格)，通過數(shù)方格個數(shù)，算出油酸薄膜的面積S計算方格數(shù)時，不足半個的舍去，多于半個的算一個.(7)根據(jù)已配制好的油酸酒精溶液的濃度，算出一滴溶液中純油酸的體積V.(8)計算油酸薄膜的厚度d=V,即為油酸分子直徑的大小.S2.數(shù)據(jù)處理(1) 一滴油酸溶液的平均體積VN滴油酸溶液的體積(2)一滴溶液中含純油酸的體積V/心，純油酸

3、體積V=Vx油酸溶液的體積比(體積比=溶液的體積),(3)油膜的面積S=nX1cm2(n為有效格數(shù)，小方格的邊長為1cm).(4)分子直徑d=V(代入數(shù)據(jù)時注意單位的統(tǒng)一).S3.誤差分析產(chǎn)生原因減小方法偶然誤差數(shù)不完整格數(shù)時，對不足半格的判斷存在誤差數(shù)出全部不完整的格數(shù)n,它們相當(dāng)于有2個完整的格數(shù)系統(tǒng)誤差油酸分子(Cl7H33COOH)的形狀為長鏈形，將其視為球體則與實(shí)際分子形體有區(qū)別，所以實(shí)驗(yàn)只能得到分子直徑的數(shù)量級，而不能得到準(zhǔn)確值4.實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)(1)油酸溶液配制后不要長時間放置，以免改變濃度，而使實(shí)驗(yàn)誤差增大.(2)注射器針頭高出水面的高度應(yīng)為1cm之內(nèi)，當(dāng)針頭靠近水面很近(油酸未

4、滴下之前)時，會發(fā)現(xiàn)針頭下方的粉層已被排開，是由于針頭中酒精揮發(fā)所致，不影響實(shí)驗(yàn)效果.(3)實(shí)驗(yàn)之前要訓(xùn)練好滴法.(4)待測油酸擴(kuò)散后又收縮，要在穩(wěn)定后再畫輪廓.擴(kuò)散后又收縮有兩個原因：第一，水面受油酸滴的沖擊凹陷后又恢復(fù)；第二，酒精揮發(fā)后液面收縮.(5)當(dāng)重做實(shí)驗(yàn)時，水從盤的一側(cè)邊緣倒出，在這一側(cè)邊緣會殘留少許油酸，可用少量酒精清洗，并用脫脂棉擦去，再用清水沖洗，這樣可保持盤的清潔.(6)從盤的中央加琲子粉，使粉自動擴(kuò)散均勻，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，比將粉撒在水面上實(shí)驗(yàn)效果好.(7)本實(shí)驗(yàn)只要求估算分子大小，實(shí)驗(yàn)

5、結(jié)果數(shù)量級符合要求即可.實(shí)驗(yàn)探究1實(shí)驗(yàn)誤差分析例口某同學(xué)在用油膜法估測分子直徑的實(shí)驗(yàn)中，計算結(jié)果明顯偏大，可能是由于()A.油酸未完全散開B.油酸中含有大量酒精C.求每滴體積時，1mL溶液的滴數(shù)多數(shù)了幾滴D.求每滴體積時，1mL溶液的滴數(shù)少數(shù)了幾滴E.計算油膜面積時，舍去了所有不足一格的方格【解析】形成的油膜不是單分子層，計算的油膜厚度就不是分子直徑，比分子直徑大得多，A正確；滴入水中后酒精都溶入水中，B錯誤；計算體積時多數(shù)了幾滴，會使計算的油滴體積偏小，當(dāng)然計算的分子直徑也偏小，C錯誤，D正確；數(shù)方格時舍去了所有不足一格的方格，計算出的油膜面積偏小，導(dǎo)致計算結(jié)果偏大，E正確.【答案】ADE實(shí)

6、驗(yàn)探究2實(shí)驗(yàn)步驟及數(shù)據(jù)處理例在“油膜法估測油酸分子的大小”實(shí)驗(yàn)中，有下列實(shí)驗(yàn)步驟：往邊長約為40cm的淺盤里倒入約2cm深的水.待水面穩(wěn)定后將適量的琲子粉均勻地撒在水面上.用注射器將事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上，待薄膜形狀穩(wěn)定.將畫有油膜形狀的玻璃板平放在坐標(biāo)紙上，計算出油膜的面積，根據(jù)油酸的體積和面積計算出油酸分子直徑的大小.用注射器將事先配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，記下量筒內(nèi)每增加一定體積時的滴數(shù)，由此計算出一滴油酸酒精溶液的體積.將玻璃板放在淺盤上，然后將油膜的形狀用彩筆描繪在玻璃板上.完成下列填空：(1)上述步驟中，正確的順序是.(填寫步驟前面的數(shù)字)將1cm3的油酸溶于酒精，制成300cm3的油酸酒精溶液；測得1cm3的油酸酒精溶液有50滴.現(xiàn)取一滴該油酸酒精溶液滴在水面上，測得所形成的油膜的面積是0.13m2由此估算出油酸分子的直徑為m.（結(jié)果保留一位有效數(shù)字）【解析】（1）實(shí)驗(yàn)操作開始之前要先配制油酸酒精溶液，確定每一滴溶液中含有純油酸的體積，所以步驟放在首位.實(shí)驗(yàn)操作時要在淺盤放水、琲子粉，為油膜形成創(chuàng)造條件，然后是滴入油酸、測量油膜面積、計算油膜厚度（即油酸分子直徑），所