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    1. 实验目的: 学习一种估测分子大小的方法.

  2. 实验原理: 将油酸滴在水面上,让油酸尽可能散开,可认为油酸在水面上形成单分子油膜层,如果把分子看作球形,单分子油膜层的厚度就可以看作油酸分子的直径,事先测出油酸滴的体积V和油膜的面积S,就可以算出分子的直径:d=.

  3. 实验器材: 盛水方盘、注射器(或胶头滴管)、试剂瓶、坐标纸、玻璃
板、痱子粉、酒精油酸溶液、量筒、彩笔.

  4. 实验步骤

  (1) 在方盘中盛入适量的水(约2 cm深),使水处于稳定状态.

  (2) 用注射器(或胶头滴管)取事先配好的酒精油酸溶液,逐滴滴入量筒,记下量筒中滴入1 mL溶液所需加入溶液的滴数;

  (3) 将痱子粉均匀地撒在水面上.

  (4) 用注射器(或胶头滴管)靠近水面将一滴酒精油酸溶液滴在水面上.

  (5) 待油酸膜的面积稳定后,把玻璃板放在方盘上,用笔描绘出油膜的形状.

  5. 注意事项

  (1) 实验前应检查方盘是否干净,如果有油渍则导致实验无法完成.

  (2) 方盘中的水应保持稳定状态,最好静置一段时间. 痱子粉均匀撒在水 面上.

  (3) 向水面滴酒精油酸溶液时,针尖应竖直、靠近水面,如果离水面太
高,可能无法形成油膜. 最好在1 cm左右. 滴酒精油酸溶液时要注意控制好,只滴1滴.

  (4) 计算油膜面积时,以坐标纸上方格(边长1cm)的数目来计算,不足半个的舍去,多于半个的算1个.

    难点突破:

    1. 数据处理

  计算分子直径时,注意加的不是纯油酸,而是酒精油酸溶液,在利用公式d=计算时,式中的V不是溶液的体积. 而应该进行换算,计算出1滴酒精油酸溶液中纯油酸的体积,方法是:设n滴酒精油酸溶液是1mL,则每1滴的酒精油酸溶液的体积是mL,事先知道配制溶液的比例是,则1滴溶液中的纯油酸体积V=mL. 式中的S是滴入水中后,纯油酸形成的油膜,其面积用数坐标纸上对应的格数来计算,以1mL为边长的坐标纸上占了多少个格,其面积就是多少平方厘米,数格时,不足半个格的舍去,多于半格的算1个格. 这样就可粗略地计算出油酸分子的直径.

  2. 实验研究

  滴入酒精油酸溶液时,应使注射器竖直状态,慢慢地、稳定地接近水面,在距水面大约1cm的位置轻推注射器活塞,使1滴溶液落入水面形成油膜,实验中会发现,油膜面积会先扩散后又回缩些,这是为什么呢?

  产生这个现象的原因有两个,一是水面受油酸冲击凹陷后又恢复;二是溶液中的酒精,挥发只剩纯油酸需要一个过程,待酒精挥发完毕才形成稳定的油酸薄膜,那为什么不离水面再近些,免得油滴冲击水面呢?原来酒精油酸溶液很容易挥发,离水面过近,会使水面层的痱子粉层破坏,影响实验效果.

    例题3-24 将1 cm3的油酸溶于酒精,制成500 cm3的酒精油酸溶液. 该酒精油酸溶液40滴的体积为1 cm3,现取1滴溶液滴在水面上,随着酒精溶于水,油酸在水面上形成单分子油膜层,油膜面积0.4 m2,由此估算油酸分子直径.



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