Question

5．在做“用油膜法估测分子的大小”的实验时，已经准备的器材有：油酸酒精溶液、滴管、浅盘和水、玻璃板、彩笔和坐标纸，要完成本实验，还欠缺的器材有量筒、痱子粉．
已知油酸酒精溶液中，油酸的体积比浓度为0.05%，1mL这样的溶液合80滴，现将1滴溶液滴在水面上．这滴溶液中纯油酸的体积是6.25×10^-12m³（结果取三位有效数字）．
用彩笔描绘出的油膜轮廓线后，印在坐标纸上，如图所示．已知坐标纸每一小格的边长为1cm，则油膜的面积为0.0125m²（结果取三位有效数字）．
根据上面的数据，估算油酸分子的直径是5×10^-10m（结果取一位有效数字）．

Answer 1

分析 根据油膜法测分子的大小的实验原理及方法可得出需要的器材；
（1）一滴油酸溶液的体积乘以溶液的浓度是一滴油酸溶液含纯油的体积；
（2）数出油膜所占方格的个数，然后求出油膜的面积，数方格时，面积超过一半的算一个，不足一半的舍去；
（3）由于形成单分子层的油膜，所以油酸的体积除以油膜的面积就是油酸分子的直径．

解答 解：在本实验中，要用量筒量取酒精和油酸，从而配制酒精油酸溶液，先在水槽中洒上痱子粉，再将用酒精稀释过的油酸用滴管滴到水面上，将玻璃板盖在水槽上，在玻璃板上铺上坐标纸，用彩笔画出油膜的边界，则用数格子的方法得出形成的面积； 则可根据体积公式求得分子直径，故实验中还需要：量筒、痱子粉．
（1）一滴酒精油酸溶液含纯油的体积：V=$\frac{1mL}{80}$×0.05%=6.25×10^-6mL=6.25×10^-12m³；
（2）由图算出油膜的个数约为：125个，则油膜的面积为：S=125×1×1cm²=125cm²=0.0125m²；
（3）由于形成单分子油膜，油酸分子的直径等于油膜的厚度，为：d=$\frac{V}{S}=\frac{6.25×1{0}^{-12}}{0.0125}$m=5×10^-10m．
故答案为：（1）量筒、痱子粉；（2）6.25×10^-12；（3）0.0125；（4）5×10^-10．

点评 对于实验，关键要理解实验的原理和方法，再在理解的基础上去记忆相应的实验器材及实验步骤，要学会估算油膜的方法，类似于数学上“四舍五入”．