Question

17．某同学在实验室做“用油膜法估测分子直径的大小”实验中，已知油酸酒精溶液的浓度为每10⁴mL溶液中有纯油酸6mL．用注射器抽得上述溶液2mL，现缓慢地滴出1mL溶液，共有液滴数为50滴．把1滴该溶液滴入盛水的浅盘上，在刻有小正方形坐标的玻璃板上描出油膜的轮廓（如图所示），坐标中小正方形方格的边长为20mm．试问：
（1）这种估测方法是将每个分子视为球模型，让油酸尽可能地在水面上散开，则形成的油膜可视为单分子油膜．
（2）图中油酸膜面积为23200mm²；根据上述数据，估测出油酸分子的直径是5×10^-10m．（最后一空保留1位有效数字）

Answer 1

分析 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．

解答 解：（1）这种估测方法是将每个分子视为球体模型，让油酸尽可能地在水面上散开，则形成的油膜可视为单分子油膜，这层油膜的厚度可视为油分子的直径．
（2）油膜的面积可从方格纸上得到，所围成的方格中，面积超过一半按一半算，小于一半的舍去，图中共有58个方格，
故油膜面积为：S=58×20mm×20mm=23200mm²；
每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸体积是：V=$\frac{1}{50}$×$\frac{6}{1{0}^{4}}$=1.2×10^-5ml
油酸分子的直径：d=$\frac{V}{S}$=$\frac{1.2×1{0}^{-11}}{2.32×1{0}^{-2}}$m≈5×10^-10m．
故答案为：（1）球，单分子，（2）23200，5×10^-10

点评 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，关键掌握估算油膜面积的方法和求纯油酸体积的方法，注意保留有效数字．