Question

15．在做”用油膜法估测分子大小”的实验时，油酸酒精溶液的浓度为每1000ml溶液中有纯油酸0.2ml，用注射器测得1mL上述溶液有80滴，把一滴该溶液滴入盛水的表面撒有痱子粉的浅盘里，待水面稳定后，测得油酸膜的近似轮廓如图所示，图中正方形小方格的边长为1cm（保留2位有效数字），求：
（1）油酸膜的面积是4.0×10^-3m²．
（2）根据上述数据，估测出油酸分子的直径是6.3×10^-10m．
（3）某同学在本实验中，计算结果明显偏小，可能是由于D
A．油酸未完全散开
B．油酸中含有大量酒精
C．计算油膜面积时舍去了所有不足一格的方格
D．在向量筒中滴入1mL油酸酒精溶液时，滴数多数了10滴．

Answer 1

分析 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，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；
“用油膜法估测分子直径实验原理是：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．根据此原理分析误差．

解答 解：（1）由于每格边长为1cm，则每一格就是1cm² ，估算油膜面积以超过半格以一格计算，小于半格就舍去的原则，估算出40格，
则油酸薄膜面积为：S=40cm²=4.0×10^-3m；
（2）1滴酒精油酸溶液中含油酸的体积：
V=$\frac{1mL}{80}$×$\frac{0.2}{1000}$ml=2.5×10^-12m³；
由于分子是单分子紧密排列的，因此分子直径为：
d=$\frac{V}{S}$=$\frac{2.5×1{0}^{-12}}{4.0×1{0}^{-3}}$m=6.3×10^-10 m
（3）解：计算油酸分子直径的公式是d=$\frac{V}{S}$，V是纯油酸的体积，S是油膜的面积．
A．水面上痱子粉撒得较多，油膜没有充分展开，则测量的面积S偏小，导致结果计算偏大，故A错误；
B．计算时利用的是纯油酸的体积，酒精的作用是更易于油酸平铺成单层薄膜，自身溶于水或挥发掉，使测量结果更精确，故B错误；
C．计算油膜面积时舍去了所有不足一格的方格，S将偏小，故得到的分子直径将偏大，故C错误；
D．计算时把向量筒中滴入1mL油脂酒精溶液时，滴数多数了10滴，浓度降低，则d偏小，故D正确；
故选：D；
故答案为：（1）4.0（3.9～4.1）×10^-3；（2）6.3（6.2～6.4）×10^-10；（3）D．

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，并学会分析误差的原因．