Question

19．在用油膜法估测分子大小的实验中，现有按体积比为n：m配制好的油酸酒精溶液置于容器中，还有一个充入约2cm深水的浅盘，一支滴管，一个量筒．请补充下述估测分子大小的实验步骤：
（1）用滴管向量筒内加注N滴油酸酒精溶液，读其体积V（需测量的物理量自己用字母表示）．
（2）用滴管将一滴油酸酒精溶液滴入浅盘，等油酸薄膜稳定后，将薄膜轮廓描绘在塑料盖板上，如图1所示．（已知塑料盖板上每个小方格面积为S，求油膜面积时，半个以上方格面积记为S，不足半个舍去）则油膜面积为9S．
（3）估算油酸分子直径的表达式为D=$\frac{nV}{9NS（m+n）}$．

Answer 1

分析 （1）掌握估算油膜面积的方法：所围成的方格中，面积超过一半按一半算，小于一半的舍去．
（2）在油膜法估测分子大小的实验中，让一定体积的纯油酸滴在水面上形成单分子油膜，估算出油膜面积，从而求出分子直径，

解答 解：（1）用滴管向量筒内加注N滴油酸酒精溶液，读其体积V
（2）估算油膜面积时以超过半格以一格计算，小于半格就舍去的原则，估算出9格，则油酸薄膜面积为9S．
（3）油酸酒精溶液油酸的浓度为$\frac{n}{m+n}$，一滴溶液中纯油酸的体积为${V}_{1}^{\;}=\frac{V}{N}×\frac{n}{m+n}$=$\frac{nV}{N（m+n）}$，由于形成单分子的油膜，则分子的直径为$d=\frac{{V}_{1}^{\;}}{S}=\frac{nV}{9NS（m+n）}$
故答案为：（1）用滴管向量筒内加注N滴油酸酒精溶液，读其体积V；（2）9S；（3）$\frac{nV}{9NS（m+n）}$

点评 掌握该实验的原理是解决问题的关键，该实验中以油酸分子呈球型分布在水面上，且一个挨一个，从而可以由体积与面积相除求出油膜的厚度，从而求出分子直径．