Question

13．在“用油膜法估测分子大小”的实验中，所用的油酸酒精溶液的浓度为1：1000．用注射器和量筒测得1mL上述溶液为50滴，把l滴该溶液滴入盛水的浅盘内，让油膜在水面上尽可能散开．
（1）本实验做了三点理想化假设，
①将油酸分子视为球形；
②油膜为单分子层；
③油酸分子是紧挨在一起的（不考虑油酸分子间间隙）．
（2）测得油膜的面积约为400cm²，则油酸分子的直径是5×10^-10m．（结果保留一位有效数字）
（3）这一滴溶液中所含的油酸分子数为2×10²¹个．（结果保留一位有效数字）

Answer 1

分析 （1）“用油膜法估测分子大小”时要建立物理模型：油酸分子视为球形；油膜为单分子层；油酸分子是紧挨在一起的．
（2）根据浓度求出1滴溶液中所含的纯油酸的体积V，由d=$\frac{V}{S}$求解油酸分子的直径；
（3）根据一滴油酸溶液的体积与一个油酸分子的体积，从而求得一滴溶液中所含的油酸分子数．

解答 解：（1）本实验中做了三点理想化假设：油酸分子视为球形；油膜为单分子层；油酸分子是紧挨在一起的．
（2）1滴油酸酒精溶液中所含的纯油酸的体积为：
V=$\frac{1}{1000}$×$\frac{1}{50}$×10^-6m^-3
由于形成单分子层油膜，则油酸分子的直径为：
d=$\frac{V}{S}$=$\frac{2×1{0}^{-11}}{400×1{0}^{-4}}$m=5×10^-10m
（3）根据一滴油酸溶液的体积与一个油酸分子的体积的比值，即为一滴溶液中所含的油酸分子数；
则有：N=$\frac{1×1{0}^{-6}}{\frac{4}{3}π（5×1{0}^{-10}）^{3}}$=2×10²¹个；
故答案为：（1）②油膜看成单分子层．③油酸分子是紧挨在一起的（不考虑油酸分子间间隙）．
（2）5×10^-10；
（3）2×10²¹个．

点评 本题是以油酸分子呈球型分布在水面上，且一个靠着一个，从而可以由体积与面积相除求出油膜的厚度．