(二).注意事项
(1)油酸溶液配制后不要长时间放置,以免改变浓度,产生实验误差大。
(2)注射器针头高出水面的高度应在1cm之内,当针头靠水面很近(油酸未滴下之前)时,会发现针头下方的粉层已被排开,是由于针头中的酒精挥发所致,不影响实验效果。
(3)实验之前要训练好滴法。
(4)待测油酸面扩散后又收缩,要在稳定后再画轮廊,扩散后又收缩有两个原因:第一,水面受油酸滴冲击凹陷后又恢复;第二,酒精挥发后液面收缩。
(5)当重做实验,水从盘的一侧边缘倒出。在这侧边缘会残留油酸,可用少量酒精洗,并且脱脂棉擦去。再用清水冲洗,这样可保持盘里的清洁。
(6)从盘里的中央加痱子粉,使粉自动扩散至均均,这是由于以下两种因素所致:第一,加粉后水的表面张力系数变小,水将粉粒拉开;第二,粉粒之间的排斥,这样做,比将粉撒在水面上的实验效果好。
(7)本实验只要求估算分子大小,实验结果数量符合要求即可。
(8)向水面只能滴一滴油酸。
(9)在求油酸膜面积时,以坐标纸上的方格(边长为1cm)的数目来计算,方格中不足半个的舍去,多于半个算一个。
(10)计算分子直径时,注意滴加的不是纯油酸,而是酒精油酸溶液,应用一滴溶液的体积乘以溶液的体积百分比浓度。
[例题]在“用油膜法估测分子大小”实验中所用的油酸酒精溶液的浓度为1 000 ml,溶液中有纯油酸0.6 ml,用注射器测得1 ml上述溶液为80滴,把1滴该溶液滴入盛水的浅盘内,让油膜在水面上尽可能散开,测得油酸薄膜的轮廓形状和尺寸如图实12-1所示,图中正方形方格的边长为1 cm,试求:
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(1)油酸膜的面积是___________cm2;
(2)实验测出油酸分子的直径是___________m;(结果保留两位有效数字)
(3)实验中为什么要让油膜尽可能散开?
______________________________________________________________________________.
[解析](1)求油膜面积时,先数出“整”方格的个数,对剩余小方格的处理方法是:不足半个的舍去,多于半个的等于一个,数一下共有113-115个.
一个小方格的面积S0=L2=1 cm2,所以面积S=(113-115)×1 cm2=(113-115)cm2.
(2)一滴纯油酸的体积
V=
×
ml=7.5×10-11
m3
油酸分子直径
d=
=
m=(6.5×10-10∽6.6×10-10)
m.
[变式训练1]体积为1.2×10-3 cm3的油滴在静止的水面上扩展为4 m2的单分子油膜,假设分子间是紧密排列的,则可估算出这种油分子的直径为_____________________,1 mol这种油的体积为_____________________,油分子的质量为_____________________.(油的密度为0.8×103 kg/m3).
[解析]油分子的直径:
d=
=
m=3×10-10
m.
一个油分子的体积:V=
πd3.
1
mol油的体积:V0=V·NA=
πd3·NA=
×3.14×(3×10-10)3×6×1023 m3=8.5×10-6 m3.
1 mol油的质量:M0=ρV0.
一个油分子的质量:m=
=
=
=ρ·
πd3=0.8×103×
×3.14×(3×10-10)3 kg
=1.1×10-27 kg.