第2节学生实验:用油膜法估测油酸分子的大小一、实验目的用油膜法估测分子的大小.二、实验原理把一滴油酸(油酸的分子式为C17H33COOH)滴到水面上,油酸的一个分子可以看成由两部分组成,一部分是C17H33—,另一部分是—COOH,—COOH对水有很强的亲和力,当把一滴用酒精稀释过的油酸滴在水面上时,油酸就在水面上散开,(其中的酒精溶于水中并很快挥发)在水面上形成一层纯油酸薄膜,其中C17H33—部分冒出水面,而—COOH部分留在水中,油酸分子直立在水面上,形成一个单分子层油膜,如果把分子看成球形,单分子油膜的厚度就可认为等于油酸分子的直径,如图所示是单分子油膜侧面的示意图,如果事先测出油酸液滴的体积V,再测出油膜的面积S,就可以估算出油酸分子的直径.三、实验器材量筒,注射器,浅盘,油酸酒精溶液,玻璃板,坐标纸,痱子粉或滑石粉,细彩笔,水.四、实验步骤1.用注射器吸入一定体积(如1mL)事先配制好的油酸的酒精溶液,再均匀地滴出,记下滴出的滴数,即可算出一滴油酸酒精溶液的体积V0.2.在边长约30~40cm的浅盘里倒入约2cm深的水,然后将痱子粉或滑石粉均匀地撒在水面上,用注射器将事先配制好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上,待其散开.3.当油酸薄膜的形状稳定后,将玻璃板轻放在浅盘上,用细彩笔仔细地把油酸膜的形状画在玻璃板上.4.将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上,用数学的方法估算出油膜的面积S.5.根据油酸酒精溶液的浓度和已测出的一滴油酸酒精溶液的体积V0,算出一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积V.6.用公式D=(D为油酸分子直径),计算得到油酸分子的大小.五、数据处理1.一滴油酸溶液的平均体积VV=.2.一滴油酸溶液中含纯油酸的体积VV=V×油酸溶液的体积比.3.油膜的面积S=n×1cm2(n为有效格数,小方格的边长为1cm).4.分子直径D=(代入数据时注意单位的统一).六、注意事项1.油酸酒精溶液配制好后,不要长时间放置,以免造成溶液浓度改变,产生误差.油酸酒精溶液的浓度以小于0.001为宜.2.实验之前应练习好滴定方法,注射器针头高出水面的高度应在1cm之内.3.待测油酸液面扩散后又收缩,要在稳定后再画轮廓.扩散后又收缩有两个原因:第一,水面受油酸液滴冲击凹陷后又恢复;第二,酒精挥发后液面收缩.4.当重做实验时,水从盘的一侧边缘倒出,在这侧边缘会残留油酸,可用少量酒精清洗,并用脱脂棉擦拭,再用清水冲洗,这样做可保持盘的清洁.5.从盘的中央加痱子粉或细石膏粉,粉自动扩散至均匀,这是由于以下两种因素所致:第一,加粉后水的表面张力系数变小,水将粉粒拉开;第二,粉粒之间的排斥.这样做比将粉撒在水面上的效果好.6.本实验只要求估算分子大小,实验结果数量级符合要求即可.实验原理及步骤掌握“用油膜法估测油酸分子的大小”实验的步骤和该实验中的注意事项.在“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验中,(1)某同学操作步骤如下:①取一定量的无水酒精和油酸,配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在浅盘内盛一定量的水,再滴入一滴油酸酒精溶液,待其散开稳定;④在浅盘上覆盖透明玻璃,描出油膜形状,用透明方格纸估测油膜的面积.改正其中的错误:____________________________________________________________________________________________________________________________________.(2)若油酸酒精溶液体积浓度为0.1%,一滴溶液的体积为4.8×10-4mL,其形成的油膜面积为40cm2,则估测出油酸分子的直径为________m.[解析](1)②在量筒中直接测量一滴油酸酒精溶液体积误差太大,应先用累积法测出N滴溶液体积,再算出一滴溶液的体积.③油酸在水面上形成的油膜形状不易观察,可在水面上撒上痱子粉,再滴油酸酒精溶液,稳定后就呈现出清晰轮廓.(2)一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积V=4.8×10-4×0.1%mL,d==m=1.2×10-10m.[答案](1)②应在量筒中滴入N滴溶液,计算得出一滴溶液的体积③应在水面上先撒上痱子粉(2)1.2×10-101.“用油膜法估测分子的大小”实验的简要步骤如下:A.将画有油膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上,数出轮廓内的方格数(不足半个的舍去...