第十三章实验十三用油膜法估测分子的大小

1、 返回 返回 一、实验目的一、实验目的 (1)估测油酸分子的大小。估测油酸分子的大小。 (2)学会间接测量微观量的原理和方法。学会间接测量微观量的原理和方法。 二、实验原理二、实验原理 利用油酸酒精溶液在平静的水利用油酸酒精溶液在平静的水 面上形成单分子油膜面上形成单分子油膜(如图实如图实13 1所示所示)，将油酸分子看做球形，测出，将油酸分子看做球形，测出 图实图实131 返回 一定体积油酸酒精溶液在水面上形成的油膜面积，用一定体积油酸酒精溶液在水面上形成的油膜面积，用d V/S计算出油膜的厚度，其中计算出油膜的厚度，其中V为一滴油酸酒精溶液为一滴油酸酒精溶液 中纯油酸的体积，中纯油酸的体积

2、，S为油膜面积。这个厚度就近似等于为油膜面积。这个厚度就近似等于 油酸分子的直径。油酸分子的直径。 返回 三、实验器材三、实验器材 清水、盛水浅盘、滴管清水、盛水浅盘、滴管(或注射器或注射器)、试剂瓶、坐标、试剂瓶、坐标 纸、玻璃板、痱子粉纸、玻璃板、痱子粉(或石膏粉或石膏粉)、油酸酒精溶液、量筒、油酸酒精溶液、量筒、 彩笔。彩笔。 四、实验步骤四、实验步骤 (1)取取1毫升毫升(1 cm3)的油酸溶于酒精中，制成的油酸溶于酒精中，制成200 毫升的毫升的 油酸酒精溶液。油酸酒精溶液。 返回 返回 (4)用滴管用滴管(或注射器或注射器)向水面上滴入一滴配制好的油酸酒向水面上滴入一滴配制好的油酸

3、酒 精溶液，油酸就在水面上慢慢散开，形成单分子油膜。精溶液，油酸就在水面上慢慢散开，形成单分子油膜。 (5)待油酸薄膜形状稳定后，将准备好的玻璃板盖在浅盘待油酸薄膜形状稳定后，将准备好的玻璃板盖在浅盘 上，用彩笔将油酸薄膜的形状画在玻璃板上。上，用彩笔将油酸薄膜的形状画在玻璃板上。 返回 返回 五、数据处理五、数据处理 根据上面记录的数据，完成以下表格内容。根据上面记录的数据，完成以下表格内容。 实验次数实验次数 量筒内增加量筒内增加1 mL溶液时的溶液时的 滴数滴数 轮廓内的小格轮廓内的小格 子数子数 轮廓轮廓 面积面积S 1 2 返回 实验次数实验次数 一滴溶液中纯油一滴溶液中纯油 酸的体

4、积酸的体积V 分子的大小分子的大小 (m) 平均值平均值 1 2 返回 返回 (4)测测1滴油酸酒精溶液的体积时，滴入量筒中的油酸酒滴油酸酒精溶液的体积时，滴入量筒中的油酸酒 精溶液的体积应为整毫升数，应多滴几毫升，数出对精溶液的体积应为整毫升数，应多滴几毫升，数出对 应的滴数，这样求平均值误差较小。应的滴数，这样求平均值误差较小。 (5)浅盘里水离盘口面的距离应较小，并要水平放置，以浅盘里水离盘口面的距离应较小，并要水平放置，以 便准确地画出薄膜的形状，画线时视线应与板面垂直。便准确地画出薄膜的形状，画线时视线应与板面垂直。 (6)要待油膜形状稳定后，再画轮廓。要待油膜形状稳定后，再画轮廓。

5、 返回 (7)本实验只要求估算分子的大小，实验结果的数量级符本实验只要求估算分子的大小，实验结果的数量级符 合即可。合即可。 (8)做完实验后，把水从盘的一侧边缘倒出，并用少量酒做完实验后，把水从盘的一侧边缘倒出，并用少量酒 精清洗，然后用脱脂棉擦去，最后用水冲洗，以保持精清洗，然后用脱脂棉擦去，最后用水冲洗，以保持 盘的清洁。盘的清洁。 七、误差分析七、误差分析 (1)油酸酒精溶液配制后长时间放置，溶液的浓度会改变，油酸酒精溶液配制后长时间放置，溶液的浓度会改变， 会给实验带来较大误差。会给实验带来较大误差。 返回 (2)纯油酸体积的计算误差。纯油酸体积的计算误差。 (3)油膜面积的测量误差

6、油膜面积的测量误差 油膜形状的画线误差；油膜形状的画线误差； 数格子法本身是一种估算的方法，自然会带来误差。数格子法本身是一种估算的方法，自然会带来误差。 返回 八、实验改进八、实验改进 在做本实验时，把痱子粉均匀撒在水面上是很关键在做本实验时，把痱子粉均匀撒在水面上是很关键 的一步，在实际操作时常撒的不均匀或撒多，因痱子粉的一步，在实际操作时常撒的不均匀或撒多，因痱子粉 溶于水不能搅拌，只好重做。在实际应用中，可用印刷溶于水不能搅拌，只好重做。在实际应用中，可用印刷 碳粉代替痱子粉，因为印刷碳粉不溶于水且漂浮在水面碳粉代替痱子粉，因为印刷碳粉不溶于水且漂浮在水面 上，若学生撒的太多，可将水和

7、碳粉一起倒出，然后用上，若学生撒的太多，可将水和碳粉一起倒出，然后用 玻璃棒搅拌，直至碳粉在水面薄且均匀，若学生撒的不玻璃棒搅拌，直至碳粉在水面薄且均匀，若学生撒的不 均匀，可直接用玻璃棒搅拌均匀。均匀，可直接用玻璃棒搅拌均匀。 返回 返回 例例1利用油膜法估测油酸分子的大小，实验器材有：利用油膜法估测油酸分子的大小，实验器材有： 浓度为浓度为0.05%(体积分数体积分数)的油酸酒精溶液、最小刻度为的油酸酒精溶液、最小刻度为 0.1 mL的量筒、盛有适量清水的规格为的量筒、盛有适量清水的规格为30 cm40 cm的的 浅盘、痱子粉、橡皮头滴管、玻璃板、彩笔、坐标纸。浅盘、痱子粉、橡皮头滴管、玻

8、璃板、彩笔、坐标纸。 (1)下面是实验步骤，请填写所缺的步骤下面是实验步骤，请填写所缺的步骤C。 返回 A用滴管将浓度为用滴管将浓度为0.05%的油酸酒精溶液一滴一滴地滴的油酸酒精溶液一滴一滴地滴 入量筒中，记下滴入入量筒中，记下滴入1 mL油酸酒精溶液时的滴数油酸酒精溶液时的滴数N； B将痱子粉均匀地撒在浅盘内的水面上，用滴管吸取浓将痱子粉均匀地撒在浅盘内的水面上，用滴管吸取浓 度为度为0.05%的油酸酒精溶液，从靠近水面处向浅盘中的油酸酒精溶液，从靠近水面处向浅盘中 央一滴一滴地滴入油酸酒精溶液，直到油酸薄膜有足央一滴一滴地滴入油酸酒精溶液，直到油酸薄膜有足 够大的面积且不与器壁接触为止，

9、记下滴入的滴数够大的面积且不与器壁接触为止，记下滴入的滴数n； C_； 返回 D将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，以坐将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，以坐 标纸上边长为标纸上边长为1 cm的正方形为单位，计算轮廓内正的正方形为单位，计算轮廓内正 方形的个数，算出油酸薄膜的面积方形的个数，算出油酸薄膜的面积S。 (2)用已给的和测得的物理量表示单个油酸分子的大小用已给的和测得的物理量表示单个油酸分子的大小 _(单位：单位：cm)。 返回 答案答案见解析见解析 返回 例例2在在“用油膜法估测分子大小用油膜法估测分子大小” 实验中所用的油酸酒精溶液的浓度实验中所用的油酸酒精溶液的浓度 为为1 000 mL溶液中有纯油酸溶液中有纯油酸0.6 mL， 用注射器测得用注射器测得1 mL上述溶液为上述溶液为80滴，滴， 把把1滴该溶液滴入盛水的浅盘内，让滴该溶液滴入盛水的浅盘内，让 图实图实132 油膜在水面上尽可能散开，测得油酸薄膜的轮廓形状和油膜在水面上尽可能散开，测得油酸薄膜的轮廓形状和 尺寸如图实尺寸如图实132所示，图中每一小方格的边长为所示，图中每一小方格的边长为1 cm， 试求：试求： 返回 (1)油酸薄膜的面积是油酸薄膜的面积是_cm2； (2)实验测出油酸分子的直径是实验测出油酸分子的