實驗十三：用油膜法估測分子的大小1.實驗目的(1)估測油酸分子的大小.(2)學習間接測量微觀量的原理和方法.2.實驗原理實驗采用使油酸在水面上形成一層單分子油膜的方法估測分子的大小.把一滴用酒精稀釋過的油酸滴在水面上時，油酸就在水面上散開(如圖 S13-1 甲所示)，其中的酒精溶于水，并很快揮發(fā)，在水面上形成如圖乙所示的一層單分子油膜.實驗中如果算出一定體積的油酸在水面上形成的單分子油膜的面積，即可算出油酸分子的大小.甲乙圖 S13-13.實驗器材坐標紙玻璃板量筒盛水淺盤、滴管(或注射器)、試劑瓶、_、_、痱子粉、油酸酒精溶液、_、彩筆.4.實驗步驟(1)用稀酒精溶液及清水清洗淺盤，充分洗去油污、粉塵，以免給實驗帶來誤差.(2)配制油酸酒精溶液，取油酸 1 mL，注入 500 mL 的容量瓶中，然后向容量瓶內(nèi)注入酒精，直到液面達到 500 mL 刻度線為止，搖動容量瓶，使油酸充分在酒精中溶解，這樣就得到了500 mL 含 1 mL 純油酸的油酸酒精溶液.(3)用注射器或滴管將油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，并記下量筒內(nèi)增加一定體積 Vn 時的滴數(shù) n.Vnn(4)根據(jù) V0_算出每滴油酸酒精溶液的體積 V0.(5)向淺盤里倒入約 2 cm 深的水，并將痱子粉或石膏粉均勻地撒在水面上.形狀穩(wěn)定(6)用注射器或滴管將一滴油酸酒精溶液滴在水面上.(7)待油酸薄膜的_后，將玻璃板(或有機玻璃板)放在淺盤上，并將油酸膜的形狀用彩筆畫在玻璃板上.(8)將畫有油酸薄膜輪廓的玻璃板放在坐標紙上，算出油酸薄膜的面積 S(求面積時以坐標紙上邊長為 1 cm 的正方形為單位計算輪廓內(nèi)正方形的個數(shù)，不足半個的_，多于半個的_).舍去算一個(9)根據(jù)油酸酒精溶液的配制比例，算出一滴油酸酒精溶液中純油酸的體積 V，并代入公式 d_算出油酸薄膜的厚度 d.VS(10)重復以上實驗步驟多測幾次油酸薄膜厚度，并求平均值，即為油酸分子的大小.實驗次序量筒內(nèi)增加1 mL溶液時的滴數(shù)輪廓內(nèi)的小格子數(shù)輪廓面積S123實驗次序一滴純油酸的體積V分子的大小/m平均值1235.數(shù)據(jù)處理根據(jù)上面記錄的數(shù)據(jù)，完成以下表格內(nèi)容.6.注意事項(1)油酸酒精溶液的濃度以小于11000為宜.(2)實驗前，必須把所有的實驗用具擦洗干凈，實驗時吸取油酸、酒精和溶液的移液管要分別專用，不能混用.否則會增大誤差，影響實驗結果.(3)痱子粉和油酸用量都不能太多，否則不易成功，撒痱子粉時一定要均勻.(4)待測油酸膜擴散后又收縮，要在穩(wěn)定后再畫輪廓.擴散后又收縮有兩個原因：一是水面受油酸滴沖擊凹陷后又恢復；二是酒精揮發(fā)后液面收縮.(5)本實驗只要求估算分子大小，實驗結果的數(shù)量級符合要求(1010 m)即可.7.誤差分析(1)油酸酒精溶液的配制體積比不準確.(2)測定每一滴油酸酒精溶液的體積時造成誤差.(3)計算油膜面積時采用正方形坐標紙“數(shù)格子法”會造成誤差.【基礎自測】“用油膜法估測分子的大小”實驗的方法及步驟如下.向體積 V油1 mL 的油酸中加酒精，直至總量達到 V總500 mL.用注射器吸取中配制好的油酸酒精溶液，把它一滴一滴地滴入小量筒中，當?shù)稳?n100 滴時，測得其體積恰好是V01 mL.先往邊長為 3040 cm 的淺盤里倒入 2 cm 深的水，然后將_均勻地撒在水面上.用注射器往水面上滴一滴油酸酒精溶液，待油酸薄膜形狀穩(wěn)定后，將事先準備好的玻璃板放在淺盤上，并在玻璃板上描下油酸膜的形狀.將畫有油酸膜輪廓的玻璃板放在坐標紙上，如圖 S13-2所示，數(shù)出輪廓范圍內(nèi)小方格的個數(shù) N，小方格的邊長 l20 mm.圖 S13-2根據(jù)以上信息，回答下列問題.(1)步驟中應填寫：_.(2)一滴油酸酒精溶液中純油酸的體積 V是_cm3.(3)油酸分子的直徑是_m.答案：(1)痱子粉(或石膏粉) (2)2105(3)4.31010考點 1實驗原理與操作【典題 1】(2017 年江蘇大聯(lián)考)用油膜法估測分子大小的實驗步驟如下：向體積為 V1 的純油酸加入酒精，直到油酸酒精溶液總體積為 V2；用注射器吸取上述溶液，一滴一滴地滴入小量筒，當?shù)稳?n 滴時體積為 V0；先往邊長為 3040 cm 的淺盤里倒入 2 cm 深的水；用注射器往水面上滴一滴上述溶液，等油酸薄膜形狀穩(wěn)定后，將事先準備好的玻璃板放在淺盤上，并在玻璃板上描出油酸薄膜的輪廓；將描有油酸薄膜輪廓的玻璃板，放在畫有許多邊長為 a的小正方形的坐標紙上，讀出輪廓范圍內(nèi)正方形的總數(shù)為 N.上述過程中遺漏的步驟是：_；油酸分子直徑的表達式是 d_.考點 2數(shù)據(jù)處理與誤差分析【典題 2】(2017 年河南鄭州第三次質(zhì)量預測)在“用油膜法估測分子大小”的實驗中，將一滴油酸酒精溶液滴入事先灑有均勻痱子粉的水槽中，待油膜充分散開后，在玻璃板上描出油膜的輪廓，隨后把玻璃板放在坐標紙上，其形狀如圖 S13-3所示.坐標紙上正方形小方格的邊長為 10 mm，該油膜的面積是_m2；已知油酸酒精溶液中油酸濃度為 0.2%,400 滴油酸酒精溶液滴入量筒后的體積是 1.2 mL，則油酸分子的直徑為_m.(計算結果保留 2 位有效數(shù)字)圖 S13-3解析：在圍成的方格中，不足半格舍去，多于半格的算一個，共有 80 個方格，故油酸膜的面積為 S801 cm1 cm80 cm28.0103 m2；每滴油酸酒精溶液中含有油酸的體積為答案：8.01037.51010