最新第1章 2 学生实验：用油膜法估测油酸分子的大小.pdf

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1、第第 1 1 章章 2 2 学生实验：用油膜法学生实验：用油膜法估测油酸分子的大小估测油酸分子的大小2 2学生实验：用油膜法估测油酸分子的大小学生实验：用油膜法估测油酸分子的大小1 1实验目的实验目的用油膜法估测油酸分子的大小用油膜法估测油酸分子的大小2 2实验原理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 1-1-2-2-1 1 所示，不考所示，不考虑分子间的间隙，把油酸分子看成球形模型，计算出虑分子间的间隙，把油酸分子看成球形模型，计算出 1 1 滴油酸中含有纯油酸的滴油酸中含有纯油酸的V V体积体积 V V，并测出油膜面积

2、并测出油膜面积 S S，通过计算求出油膜的厚度通过计算求出油膜的厚度 d d，即即 d dS S就是油酸分子就是油酸分子的直径的直径图图 1-1-2-2-1 13 3实验器材实验器材油酸、酒精、注射器或滴管、量筒、浅水盘、玻璃板、坐标纸、彩笔、痱油酸、酒精、注射器或滴管、量筒、浅水盘、玻璃板、坐标纸、彩笔、痱子粉或细石膏粉子粉或细石膏粉1 1实验步骤实验步骤(1)(1)在浅盘中倒入约在浅盘中倒入约 2 cm2 cm 深的水，将痱子粉或细石膏粉均匀撒在水面上深的水，将痱子粉或细石膏粉均匀撒在水面上(2)(2)取取 1 1 毫升毫升(1 cm(1 cm3 3)的油酸溶于酒精中，制成的油酸溶于酒精中

3、，制成 200200 毫升的油酸酒精溶液毫升的油酸酒精溶液(3)(3)用注射器往量筒中滴入用注射器往量筒中滴入 1 mL1 mL 配制好的油酸酒精溶液配制好的油酸酒精溶液(浓度浓度)，记下滴入的，记下滴入的滴数滴数 N N，算出一滴油酸酒精溶液的体积，算出一滴油酸酒精溶液的体积 V V.(4)(4)将一滴油酸酒精溶液滴在浅盘的液面上将一滴油酸酒精溶液滴在浅盘的液面上(5)(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形状(6)(6)将玻璃板放在坐标纸上将玻璃板放在坐标纸上(或者玻璃板上有边长为或者玻璃板上有

4、边长为 1 1 cmcm 的方格的方格)，通过数方，通过数方格个数，算出油酸薄膜的面积格个数，算出油酸薄膜的面积 S S.计算方格数时，缺乏半个的舍去，多于半个的计算方格数时，缺乏半个的舍去，多于半个的算一个算一个(7)(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 V.V V(8)(8)计算油酸薄膜的厚度计算油酸薄膜的厚度 d dS S，即为油酸分子直径的大小，即为油酸分子直径的大小2 2数据处理数据处理(1)(1)一滴油酸溶液的平均体积一滴油酸溶液的平均体积 V V第 2 页V V N N滴油酸溶液的体积滴

5、油酸溶液的体积.N N(2)(2)一滴溶液中含纯油酸的体积一滴溶液中含纯油酸的体积 V VV V V V 油酸溶液的体积比油酸溶液的体积比(体积比体积比纯油酸体积纯油酸体积)溶液的体积溶液的体积(3)(3)油膜的面积油膜的面积 S Sn n1 cm1 cm2 2(n n 为有效格数，小方格的边长为为有效格数，小方格的边长为 1 cm)1 cm)V V(4)(4)分子直径分子直径 d dS S(代入数据时注意单位的统一代入数据时注意单位的统一)3 3误差分析误差分析偶偶然然误误差差系系统统误误差差油酸分子油酸分子(C(C1717H H3333COOH)COOH)的形状为长链形，将其视为球体那么与

6、实的形状为长链形，将其视为球体那么与实际分子形体有区别，际分子形体有区别，所以实验只能得到分子直径的数量级，所以实验只能得到分子直径的数量级，而不能而不能得到准确值得到准确值数不完整格数时，数不完整格数时，对缺乏半格的对缺乏半格的判断存在误差判断存在误差数出全部不完整的格数数出全部不完整的格数 n n，它们，它们n n相当于有相当于有 个完整的格数个完整的格数2 2产生原因产生原因减小方法减小方法4.4.实验考前须知实验考前须知(1)(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)(2)注射器针头高出水面的高度

7、应为注射器针头高出水面的高度应为 1 1 cmcm 之内，当针头靠近水面很近之内，当针头靠近水面很近(油酸油酸未滴下之前未滴下之前)时，时，会发现针头下方的粉层已被排开，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，是由于针头中酒精挥发所致，不影响实验效果不影响实验效果(3)(3)实验之前要训练好滴法实验之前要训练好滴法(4)(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

8、)(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，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)(6)从盘的中央加痱子粉，使粉自动扩散均匀，这是由于以下两种因素所致：从盘的中央加痱子粉，使粉自动扩散均匀，这是由于以下两种因素所致：第一，第一，加粉后水的外表张力系数变小，加粉后水的外表张力系数变小，水将粉粒拉开；水将粉粒拉开；第二，第二，粉粒之间的排斥粉粒之间的排斥 这这样做，比将粉撒在水面上实验效果好样做，比将粉撒在水

9、面上实验效果好第 3 页第 4 页由此估算出油酸分子的直径为由此估算出油酸分子的直径为_m_m(结果保存一位有效数字结果保存一位有效数字)【解析】【解析】(1)(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、痱子放在首位实验操作时要在浅盘放水、痱子粉，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(即即油酸分子直径油酸分子直径)，所以接下来的步骤是，所以接下来的步骤是.(2)(2)油酸溶液的体积百分比浓度是油酸溶液的体积百分比浓度是1 11 1.一滴溶液的体积是一滴溶液的体积是cmcm3 32 210108 830030050502 210108 81 1mm3 3，所以分子直径，所以分子直径 d d300300mm5 510100.130.131010 m.m.【答案】【答案】(1)(1)(2)5(2)510101010第 5 页