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02 基础课:用油膜法估测油酸分子的大小

实验原理

原理:油酸分子不溶于水,能在水表面形成单分子油膜。

使用公式 d=VS,算出一个油酸分子的直径。(理想模型法)

实验步骤及注意事项

1 装水,撒粉

用浅盘装入约 2cm 深的水,然后将痱子粉或石膏粉均匀地撒在水面。

TIP

撒痱子粉或石膏粉是为了后续往水中滴油酸酒精溶液时,助于看清油酸膜的轮廓。

2 配溶液

1mL1cm3 油酸中加酒精,直至总量达到 500mL。

TIP

  • 酒精的作用:便于形成单分子油膜。因为如果直接滴如纯油酸,那油膜的面积将是巨大的,所以需要用酒精进行稀释(油酸能溶于酒精中)。
  • 不能取 1mL 纯油酸 + 499mL 酒精配,因为分子间有间隙。实际可能总量只有 499.5mL
  • 要现配现用,不能放置一段时间,否则酒精挥发,浓度偏大

3 测总体积、滴数

用注射器吸取一段油酸酒精溶液,由注射器上的刻度读取该段溶液的总体积,再把它一滴一滴地滴入烧杯中,记下液滴的总滴数。

注意:

  • 吸取时总体积取整刻度
  • 也可用量筒

做这一步操作,是为了计算一滴酒精油酸溶液中纯油酸的体积

=×

4 滴入水,描玻璃

往浅盘中滴一滴油酸酒精溶液,油酸会在水面散开。

等形状稳定后将一玻璃板盖在浅盘上,描出轮廓。

注意:

  • 痱子粉作用:有助于看清轮廓
  • 用带格子的玻璃,或普通玻璃 + 坐标纸

5 数格子,求面积

注意:

  • 稳定后再数
  • 不足半格的舍去,超过半格的按 1 格算
  • S=×

可以先描一个轮廓,求轮廓力的格子数,再分别求轮廓四周的格子数。

6 计算一滴溶液中纯油酸的体积

=×

注意:

注意单位!总体积单位是 mL,油酸体积是 m3,要乘以 106

7 算直径

=×

d=S

注意:

  • 算完验一下量级,正确量级为 1010m
  • 不要记公式,要理解:d

误差分析

一、溶液配制后长时间放置/配置时不考虑分子间隙

实际上一滴油酸酒精溶液的浓度会偏大,实际的油酸分子应该比测出来的油酸分子直径大。

浓度计算值 < 实际值,结果偏小。

二、测滴数时,计数多记了

测量滴数多记了,一滴溶液中油酸的体积变小,测量的结果偏小。

三、痱子粉撒太多/油酸未完全散开

面积计算值 < 实际值,结果偏大。

四、计算面积时,将所有不足一格的记为一格

面积计算值>实际值,结果偏小。

例题

题 1

  1. 便于形成单分子油膜
  2. 把油酸酒精溶液一滴一滴的滴入量筒中,测出 1mL 酒精溶液的滴数,从而得出一滴溶液中纯油酸的体积
  3. 油膜稳定后的表面积 S

题 2

  1. 油酸分子形成的是单分子油膜
  2. A

0.032

6.25×1010m

  1. 偏大

题 3

(1)

DBEFCA

(2)

  1. 118
  2. 7.5×106
  3. 6×104

(3)

ABD

题 4

E 溶液中本来就含有大量酒精,不会引起误差。

A

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