第十一章 实验十二 用油膜法估测分子的大小

6 6S
V 答案】 【答案】 d = S
6 MS 3 NA = ρ πV 3
ρ
则NA
V0 M ρ 6MS 3 = = 。 3 = πV V分 ρπV 3 6S 3
【解析】本题明确告诉我们油膜已充分展开形成单分子油膜，因 解析】本题明确告诉我们油膜已充分展开形成单分子油膜， 此油膜的厚度即为油分子的直径。仍需注意的是： 此油膜的厚度即为油分子的直径。仍需注意的是：油分子的微观结构 模型化”为紧密排列式。设油分子的直径为d， ＝ 被“模型化”为紧密排列式。设油分子的直径为 ，则d＝V/Ｓ。阿伏 加德罗常数是联系微观物理量和宏观物理量的桥梁， 加德罗常数是联系微观物理量和宏观物理量的桥梁，设一个油分子的 质量为m，一个油分子的体积为V 质量为 ，一个油分子的体积为 分，则阿伏加德罗常数为A = M = V 0 N m V分 是油的摩尔体积。 ，V0是油的摩尔体积。 3 3 由于 V 分 = π d = π V 3 , V 0 = M
三、实验器材 油酸、酒精、浅盘、痱子粉(石膏粉 量筒(两个 滴管(或注射器 石膏粉)、 两个)、 或注射器)、 油酸、酒精、浅盘、痱子粉 石膏粉 、量筒 两个 、滴管 或注射器 、 大玻璃板、彩笔、坐标纸。 大玻璃板、彩笔、坐标纸。 四、实验步骤 1.配制油酸酒精溶液。取1mL(1cm3)的油酸溶于酒精中，制成 配制油酸酒精溶液。 的油酸溶于酒精中， 配制油酸酒精溶液 的油酸溶于酒精中 制成200mL的油 的油 酸酒精溶液。 酸酒精溶液。 2.往边长约为 往边长约为30cm~40cm的浅盘中倒入约 cm深的水，然后将痱子粉或石 的浅盘中倒入约2 深的水， 往边长约为 的浅盘中倒入约 深的水 膏粉薄而均匀地撒在水面上。 膏粉薄而均匀地撒在水面上。 3.用滴管 或注射器 向量筒中滴入几滴油酸酒精溶液，使这些溶液的 用滴管(或注射器 向量筒中滴入几滴油酸酒精溶液， 用滴管 或注射器)向量筒中滴入几滴油酸酒精溶液 体积恰好为1mL，算出每滴油酸酒精溶液所含的油酸体积V0= ，算出每滴油酸酒精溶液所含的油酸体积 体积恰好为

用油膜法估测分子的大小实验目的：学会用油膜法估测分子的大小实验器材：①注射器或滴管 ②事先配制好的油酸酒精溶液 ③量筒④盛有清水的浅盘 ⑤痱子粉⑥玻璃板⑦坐标纸实验原理：如果分子直径为d ，油滴体积是V ，油膜面积为S ，则d=V ／S ，测出一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积V ，测出油膜的面积S ，估算出分子直径的数量级。

实验步骤1．用注射器或滴管将老师事先配制好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，记下量筒内增加一定体积（如1mL ）时的滴数，由此计算出一滴油酸酒精溶液的体积，然后再按油酸酒精溶液的浓度计算出一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积V 。

2.往边长约为30—40cm 的浅盘里倒入约2cm 深的水，待水稳定后，将适量痱子粉均匀地洒在水面上。

3．用注射器或滴管将老师事先配制好的油酸酒精溶液滴在水面上一滴，形成如图1—1所示的形状，待油酸薄膜的性状稳定后，将准备好的玻璃板放在浅盘上，（注意玻璃板不能与油膜接触）然后将油膜的形状用彩笔描在玻璃板上。

4．将画有油膜轮廓的玻璃板正确的放在坐标纸上，计算出油膜的面积S ，求面积时以坐标纸上边长为1cn 的正方形为单位，计算出正方形的个数，不足半个的舍去，多于半个的算一个，5．根据纯油酸的体积V 和油酸的面积S 可计算出油酸薄膜的厚度SV l，即油酸分子的大小。

注意事项1．油酸酒精溶液的浓度以小于l‰为宜。

2．油酸酒精溶液的液滴要适当多一些。

3．每次实验时要让浅盘中的水稳定后再做。

4．痱子粉不宜撒得过厚，器具用后要清洗好。

实验纪录课堂练习1．油酸是一种脂肪酸，它的分子和水分子有很强的能力，当它浮在水面上形成一层油膜时，薄膜中只有一层分子，这样的一层油酸薄膜简称。

如果油酸分子可以大致看作球形，油膜的厚度就是分子的直径。

事先测出一滴油酸的体积V，再测出油膜的面积S，就可计算出油膜分子的直径d=。

油酸分子直径的数量级是m。

2．用注射器或滴管将老师事先配制好的溶液一滴一滴地滴入量筒中，记下量筒内增加一定体积（如1mL）时的滴数，由此计算出一滴油酸酒精溶液的，然后再按油酸酒精溶液的浓度，计算出一滴溶液中的体积V。

3．用滴管 或注射器 向量筒中滴入 n 滴配制好的油酸酒 ．用滴管(或注射器 或注射器)向量筒中滴入 精溶液， 精溶液，使这些溶液的体积恰好为 1 mL，算出每滴油 ， 1 酸酒精溶液的体积 V0＝n mL. 4．用滴管 或注射器 向水面上滴入一滴配制好的油酸酒 ．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 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， 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．
6．将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，算出油酸 ．将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上， 薄膜的面积．方法是计算轮廓范围内正方形的个数， 薄膜的面积．方法是计算轮廓范围内正方形的个数，不 足半个的舍去，多于半个的算一个， 足半个的舍去，多于半个的算一个，把正方形的个数乘 以单个正方形的面积就是油膜的面积． 以单个正方形的面积就是油膜的面积． 7．据油酸酒精溶液的浓度，算出一滴溶液中纯油酸的体积 ．据油酸酒精溶液的浓度， V，利用一滴油酸的体积 V 和薄膜的面积 S，算出油酸 ， ， V 即为油酸分子的直径． 薄膜的厚度 d＝ S ，即为油酸分子的直径．比较算出的 ＝ 分子直径， 看其数量级(单位为 m)是否为 10－10，若不是 分子直径， 看其数量级 单位为 是否为 10－10 需重做实验． 需重做实验．
实验原理和实验步骤 [例1] 利用油膜法估测油酸分子的大小，实验器材有：浓 例 利用油膜法估测油酸分子的大小，实验器材有： 度为0.05%(体积分数 的油酸酒精溶液、最小刻度为 体积分数)的油酸酒精溶液 最小刻度为0.1 mL 度为 体积分数 的油酸酒精溶液、 的量筒、盛有适量清水的浅盘、痱子粉、橡皮头滴管、 的量筒、盛有适量清水的浅盘、痱子粉、橡皮头滴管、玻 璃板、彩笔、坐标纸． 璃板、彩笔、坐标纸． (1)下面给出的实验步骤中，正确顺序为________． 下面给出的实验步骤中，正确顺序为 下面给出的实验步骤中 ．

实验十二用油膜法估测分子的大小1、在“用油膜法估测分子的大小”的实验中，已知滴入水中的油酸溶液中所含的纯油酸的体积为4.0×l0-6mL，将玻璃板放在浅盘上描出油膜轮廓，再将玻璃板放在边长为l.0cm的方格纸上，所看到的图形如右图所示。

则该油膜的面积约为 cm2（保留两位有效数字）。

由此可估算出油酸分子的直径约为____cm（保留一位有效数字）。

2、用油膜法测定分子大小的实验中，体积为V的油滴，在水面上形成了近似圆形的单分子油膜，油膜直径为d，则单个油膜分子的直径约为 ( )A.4Vπd2B.πd24VC.2Vπd2D.πd22V3、某学生在用油膜法估测分子直径实验中，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．计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格D．求每滴溶液中纯油酸的体积时，1 mL的溶液的滴数误多记了10滴4、用油膜法估测油酸分子直径的大小。

(1)现将1滴配置好的油酸溶液滴入盛水的浅盘中，让油膜在水面上尽可能散开，待液面稳定后，在水面上形成油酸的油膜；(2)把带有方格的玻璃板放在浅盘上，在玻璃板上描绘出油膜的边界轮廓，形状如图1-1所示。

已知坐标方格边长为Lcm，按要求数出油膜轮廓线包括的方格是n个，则油酸的面积约是 cm2；(3) 已知1滴油酸溶液中含纯油酸的体积为V0 ml，由以上数据估测出油酸分子的直径为 cm。

5、(09年东城二模）用油膜法估测分子大小的实验步骤如下：①向体积为V1的纯油酸中加入酒精，直到酒精油酸溶液总量为V2；②用注射器吸取上述溶液，一滴一滴地滴入小量筒，当滴入n滴时体积为V0；③先往边长为30—40cm的浅盘里倒入2cm深的水；④用注射器往水面上滴1滴上述溶液，等油酸薄膜形状稳定后，将事先准备好的玻玻璃板放在浅盘上，并在玻璃板上描出油酸薄膜的形状；⑤将画有油酸薄膜轮廓形状的玻璃板，放在画有许多边长为a的小正方形的坐标纸上，计算出轮廓，范围内正方形的总数为N，则(1)上述过程中遗漏的步骤是； (2)油酸分子直径的表达式d= 。