《高二物理同步课堂帮帮帮（新教材人教版选择性必修第三册）》1.2实验用油膜法估测油酸分子的大小

3.0 envi 2025-02-17 61 4 286.18KB 7 页 3知币

侵权投诉

第一章分子动理论

第2节实验：用油膜法估测油酸分子的大

小

一、油膜法估测分子的大小

【实验目的】：用油膜法估测分子的大小．

【实验原理】把一定体积的油酸酒精溶液滴在水面上使其形成单分子油膜，如图所示．不考虑分子间的间

隙，把油酸分子看成球形模型，计算出 1滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积 V并测出油膜面积 S，求出

油膜的厚度 d，即 d＝就是油酸分子的直径．

【实验器材】配制好的油酸酒精溶液、浅盘、痱子粉(或细石膏粉)、注射器、量筒、玻璃板、彩笔、坐标

纸．

【实验步骤】

1．用注射器取出按一定比例配制好的油酸酒精溶液，缓缓推动活塞，使溶液一滴一滴地滴入量筒，记下

量筒内增加一定体积 V1时的滴数 n，算出一滴油酸酒精溶液的体积 V′＝.再根据油酸酒精溶液中油酸的浓

度η，算出一滴油酸酒精溶液中的油酸体积 V＝V′η.

2．在水平放置的浅盘中倒入约 2 cm 深的水，然后将痱子粉(或细石膏粉)均匀地撒在水面上，再用注射器

将配制好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上，一会儿就在水面上形成一层形状不规则的油酸薄膜．

3．待油酸薄膜稳定后，将玻璃板平放到浅盘上，然后用彩笔将油膜的形状画在玻璃板上．

4．将画有油膜形状的玻璃板放在坐标纸上，算出油膜的面积 S(以坐标纸上边长为 1 cm 的正方形为单位，

计算轮廓内的正方形个数，不足半个的舍去，多于半个的算一个)．

5．根据测出的一滴油酸酒精溶液里油酸的体积 V和油酸薄膜的面积 S，可求出油膜的厚度 d，则 d可看作

油酸分子的直径，即 d＝.

【数据处理】

计算方法：

(1)一滴油酸溶液的平均体积

＝.

(2)一滴油酸溶液中含纯油酸的体积

V＝×油酸溶液的体积比．(体积比＝)

(3)油膜的面积 S＝n×1 cm2.(n为有效格数，小方格的边长为 1 cm)

(4)分子直径 d＝.(代入数据时注意单位的统一)

【实验结论】分析得到的实验数据，可得出这样的结论：油酸分子直径的数量级是 10－10 m.

【例题 1】在做“用油膜法估测分子的大小”实验中，油酸酒精溶液的浓度为每 104 mL 溶液中有纯油酸 6

mL，用注射器测得 1 mL 上述溶液中有液滴 50 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，在玻璃板上描出油膜的轮廓，随后把玻璃板放在坐标纸上，其形状如图 1所示，坐标纸

中正方形小方格的边长为 20 mm，则：

(1)油膜的面积是多少？

(2)每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是多少？

(3)根据上述数据，估测出油酸分子的直径是多少？

【答案】　(1)2.32×10－2 m2　(2)1.2×10－11m3　(3)5.2×10－10 m

【解析】　(1)油膜轮廓包围的方格数约 58 个，则油酸膜的面积 S＝58×(20×10－3)2 m2＝2.32×10－2 m2.

(2)每滴溶液中含纯油酸的体积 V＝× mL

＝1.2×10－5 mL＝1.2×10－11 m3

(3)油酸分子的直径 d＝＝ m≈5.2×10－10m.

【例题 2】．在“用单分子油膜估测分子大小”实验中：

(1)某同学操作步骤如下：

① 取一定量的无水酒精和油酸，制成一定浓度的油酸酒精溶液；

② 在量筒中滴入一滴该溶液，测出它的体积；

③ 在蒸发皿内盛一定量的水，再滴入一滴油酸酒精溶液，待其散开稳定；

④ 在蒸发皿上覆盖透明玻璃，描出油膜形状，用透明方格纸测量油膜的面积．

改正其中的错误：_____________________________________________

___________________________________________________________.

(2)若油酸酒精溶液体积浓度为 0.10%，一滴溶液的体积为 4.8×10－3mL，其形成的油膜面积为 40

cm2，则估测出油酸分子的直径为________m.

【答案】　(1)② 在量筒中滴入 N滴溶液；　③在水面上先撒上痱子粉　(2)1.2×10－9

【解析】　(1)②由于一滴溶液的体积太小，直接测量时相对误差太大，应用微小量累积法减小测量误

差．

③液面上不撒痱子粉时，滴入的油酸酒精溶液在酒精挥发后剩余的油膜不能形成一块完整的油膜，油

膜间的缝隙会造成测量误差增大甚至实验失败．

(2)由油膜的体积等于一滴油酸酒精溶液内纯油酸的体积可得：

d＝＝m＝1.2×10－9m.

1．(多选)用油膜法估测分子直径的理想条件是(　　)

A．将油酸分子看成球体

B．考虑各油酸分子间的间隙

C．认为油酸分子是紧密排列的

D．将油膜看成单分子油膜

2．(多选)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，1 mL 溶液的滴数多数了几滴

D．计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格

3．(多选)在用油膜法估测分子直径大小的实验中，若已知油的摩尔质量为 M，密度为 ρ，油滴质量为 m，

油滴在水面上扩散后的最大面积为 S，阿伏加德罗常数为 NA，以上各量均采用国际单位，那么(　　)

A．油滴分子直径 d＝

B．油滴分子直径 d＝

C．油滴所含分子数 N＝NA

D．油滴所含分子数 N＝NA

4.为了减小“用油膜法估测分子的大小”的误差，下列方法可行的是(　　)

A．用注射器向量筒里逐滴滴入配制好的溶液至1毫升，记下滴数 n，则 1滴溶液含纯油酸的体积 V＝ mL

B．把浅盘水平放置，在浅盘里倒入一些水，使水面离盘口距离小一些

C．先在浅盘水中撒些痱子粉，再用注射器把油酸酒精溶液多滴几滴在水面上

D．用牙签把水面上的油膜尽量拨弄成矩形

5．（多选）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．油酸中含有大量的酒精

C．计算油膜面积时舍去了所有不足一格的方格

D．求每滴体积时，1 mol 的溶液的滴数多记了 10 滴

6．某种油剂的密度为 8×102 kg/m3，取这种油剂0.8 g 滴在水面上，最后形成油膜的最大面积约为(　　)

A．10－10 m2 B．104 m2

C．1010 cm2 D．104 cm2

文档加载中……请稍候！
如果长时间未打开，您也可以点击刷新试试。

下载文档到电脑，查找使用更方便

3 知币 4人已下载

立即下载

《高二物理同步课堂帮帮帮（新教材人教版选择性必修第三册）》1.2实验用油膜法估测油酸分子的大小.doc

共7页,预览3页

还剩页未读，继续阅读

《高二物理同步课堂帮帮帮（新教材人教版选择性必修第三册）》1.2实验用油膜法估测油酸分子的大小

相关推荐

开通VIP享超值会员特权

作者详情

相关内容

推荐作者

热门标签

举报选择: