油膜法估测分子的大小

用油膜法估测分子的大小

image.png

1.实验原理
        利用油酸酒精溶液在平静的水面上形成单分子油膜,将油酸分子看做球形,测出一定体积油酸溶液在水面上形成的油膜面积,用d=V/S计算出油膜的厚度,其中V为一滴油酸溶液中所含油酸的体积,S为油膜面积,这个厚度就近似等于油酸分子的直径. 

 
2.实验器材 
        盛水浅盘、滴管(或注射器)、试剂瓶、坐标纸、玻璃板、痱子粉(或细石膏粉)、油酸酒精溶液、量筒、彩笔. 
 

3.实验步骤 
        (1)取1 mL(1 cm3)的油酸溶于酒精中,制成200 mL的油酸酒精溶液. 
        (2)往边长约为30~40 cm的浅盘中倒入约2 cm深的水,然后将痱子粉(或细石膏粉)均匀地撒在水面上. 

image.png

        (3)用滴管(或注射器)向量筒中滴入n滴配制好的油酸酒精溶液,使这些溶液的体积恰好为1 mL,算出每滴油酸酒精溶液的体积V0=1/n mL
        (4)用滴管(或注射器)向水面上滴入一滴配制好的油酸酒精溶液,油酸就在水面上慢慢散开,形成单分子油膜.
        (5)待油酸薄膜形状稳定后,将一块较大的玻璃板盖在浅盘上,用彩笔将油酸薄膜的形状画在玻璃板上.
        (6)将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上,算出油酸薄膜的面积.
        (7)据油酸酒精溶液的浓度,算出一滴溶液中纯油酸的体积V,据一滴油酸的体积V和薄膜的面积S,算出油酸薄膜的厚度d=V/S,即为油酸分子的直径.比较算出的分子直径,看其数量级(单位为m)是否为10-10,若不是10-10需重做实验. 

 

4.注意事项
        (1)油酸酒精溶液的浓度应小于1/1000.
        (2)痱子粉的用量不要太大,并从盘中央加入,使粉自动扩散至均匀.
        (3)测1滴油酸酒精溶液的体积时,滴入量筒中的油酸酒精溶液的体积应为整毫升数,应多滴几毫升,数出对应的滴数,这样求平均值误差较小.
        (4)浅盘里水离盘口面的距离应较小,并要水平放置,以便准确地画出薄膜的形状,画线时视线应与板面垂直. 
        (5)要待油膜形状稳定后,再画轮廓. 
        (6)利用坐标纸求油膜面积时,以边长为1 cm的正方形为单位,计算轮廓内正方形的个数,不足半个的舍去,大于半个的算一个. 

 
5.误差分析 
        (1)纯油酸体积的计算引起误差. 
        (2)油膜面积的测量引起误差主要是有两个方面:
            ①油膜形状的画线误差; 
            ②数格子法本身是一种估算的方法,自然会带来误差.