1、实验 用油膜法估测分子的大小 用单分子油膜法估测油酸分子的直径.油酸体积V，油膜面积S，由于单分子油膜的厚度就是分子的 直径，所以 Vd.S盛水浅盘、滴管、试剂瓶、玻璃板、痱子粉、酒精油酸溶液、量筒、彩笔、坐标纸等.1.取1 mL（1 cm3）的油酸溶于酒精中，制成200 mL的酒精油酸 溶液 2.往边长约为3040 cm的浅盘中倒入约2 cm深的水，然后将痱 子粉或石膏粉均匀地撒在水面上 3.用滴管（或注射器）向量筒中滴入n滴配制好的酒精油酸溶 液，使这些溶液的体积恰好为1 mL，算出每滴酒精油酸溶液的 体积 01V mLn4.用注射器或滴管将配制好的酒精油 酸溶液滴在水面上一滴，形成如图所
2、 示的形状，待油酸薄膜的面积稳定后，将准备好的玻璃板放在浅盘上（注意 玻璃板不能与油膜接触），然后将油 膜的形状用彩笔描在玻璃板上 5.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 6.根据酒精油酸溶液的浓度，算出一滴溶液中纯油酸的体积V，根据一滴油酸的体积V和薄膜的面积S，算出油酸薄膜的厚度 即为油酸分子的直径 7.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 VdS，1.形成的油膜不是单分子油膜 本实验理想情况下油酸应为单分子油膜，而实际实验过程中油酸不可能完全形成单分子油膜，为让油膜尽可能散开，需等收缩到稳定状态时再进行测量.要求使用的
3、酒精的浓度、痱子粉的用量适宜等.2纯油酸体积的计算误差 要用累积法测油滴的体积.先测出1 mL的酒精油酸溶液的滴数，从而计算出一滴酒精油酸溶液的体积.再由油酸的浓度算出油酸的体积，在此过程中由于仪器的读数等原因也会存在一定误差.3.油膜的面积S测算产生的误差（1）油膜形状画线误差：使玻璃板尽量靠近液面，画线尽量和油膜边缘对应.（2）数格子法也会给面积计算带来误差.1.为了防止油酸滴落时外溅，且容易形成较理想的油膜边界，滴油酸溶液时针头离水面高度为1 cm较为适当.当针头靠近水面时（油滴未滴下），会发现针头下方的粉层已经被排开，这是由于针头中的酒精挥发所致，不影响实验效果 2.画轮廓时要等待油酸
4、面扩散后又收缩稳定时才可进行.油酸扩散后又收缩有两个原因：一是由于水面受油酸滴冲击凹陷后又恢复，二是酒精挥发后液面收缩 3.因为水和油酸都是无色透明的液体，所以要用痱子粉来显示油膜的边界 4.当重做实验时，水从盘的一侧边缘倒出，在这侧边缘会残留油酸，为防止影响下次实验时油酸的扩散和油膜面积的测量，可用少量酒精清洗，并用脱脂棉擦去，再用清水冲洗，这样可保持盘的清洁 5.本实验只要求估算分子的大小，实验结果的数量级符合要求即可 在实验时，我们可以用印刷使用后的细、废碳粉代替痱子粉，因为印刷碳粉不溶于水且漂浮于水面，若学生撒得太多，可将水和碳粉一起倒出给其他组，然后用玻璃棒搅拌，直至碳粉在水面薄且均
5、匀即可；若学生撒得不均匀，直接用玻璃棒搅拌均匀即可.这样可以使学生轻松完成“均匀地将碳粉撒在盛水浅盘中”这一步.实验过程的理解【例证1】（2011大纲版全国卷）在“油膜法估测油酸分子的大小”实验中，有下列实验步骤：往边长约为40 cm的浅盘里倒入约2 cm深的水.待水面稳定后将适量的痱子粉均匀地撒在水面上.用注射器将事先配好的酒精油酸溶液滴一滴在水面上，待薄膜形状稳定.将画有油膜形状的玻璃板平放在坐标纸上，计算出油膜的面积，根据油酸的体积和面积计算出油酸分子直径的大小.用注射器将事先配好的酒精油酸溶液一滴一滴地滴入量筒中，记下量筒内每增加一定体积时的滴数，由此计算出一滴酒精油酸溶液的体积.将玻
6、璃板放在浅盘上，然后将油膜的形状用彩笔描绘在玻璃板上.完成下列填空：（1）上述步骤中，正确的顺序是_.（填写步骤前面的数字）（2）将1 cm3的油酸溶于酒精，制成300 cm3的酒精油酸溶液；测得1 cm3的酒精油酸溶液有50滴.现取一滴该酒精油酸溶液滴在水面上，测得所形成的油膜的面积是0.13 m2.由此估算出油酸分子的直径为_m.（结果保留1位有效数字）【规范解答】（1）实验操作开始之前要先配制酒精油酸溶液，确定每一滴溶液中含有纯油酸的体积，所以步骤放在首位.实 验操作时要在浅盘放水、痱子粉，为油膜形成创造条件，然后 是滴入酒精油酸溶液，测量油膜面积，计算油膜厚度（即油酸 分子直径）,所以
7、接下来的步骤是.（2）酒精油酸溶液的体积百分比浓度是 一滴溶液的体积 是 cm3=210-8 m3，所以分子直径 答案：（1）（2）510-10 1300，15081012 10300d m5 10m.0.13 实验数据的处理【例证2】在做用油膜法估测分子大小的实验中，将油酸溶于酒精，其浓度为每104 mL溶液中有6 mL油酸，用注射器测得1 mL上述溶液有75滴，把1滴该溶液滴入盛水的浅盘里，待水面稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用笔在玻璃板上描出油酸的轮廓，再把玻璃板放在坐标纸上，其形状和尺寸如图所示，坐标中正方形方格的边长为1 cm，试求：（1）油酸膜的面积是多少cm2?（2）每滴酒精油酸溶
8、液中含有纯油酸的体积是多少？（3）按以上实验数据估测出油酸分子的直径.【规范解答】（1）根据图形，数得格子数为126个，那么油膜 面积是S=1261 cm2=126 cm2.（2）根据已知条件可知，1 mL溶液中有75滴，1滴溶液的体积 是 mL.又已知每104 mL溶液中有纯油酸6 mL，mL溶液中 纯油酸的体积是 175175641675V mL8 10 mL.10（3）油酸分子的直径为 答案：（1）126 cm2（126128 cm2）（2）810-6 mL （3）6.310-10 m 610V8 10d cm6.3 10 m.S1261.（2012邢台模拟）某同学在用油膜法估测分子直径
9、的实验中，计算结果明显偏大，可能是由于（）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.求每滴体积时，1 mL溶液的滴数误多记了10滴【解析】选A、C.本题主要考查油膜法估测分子直径的实验原 理、方法及注意事项等.如果油酸未完全散开，形成的油膜的 厚度大于分子直径，结果会偏大，A对；油酸中含有酒精会很 快挥发或溶于水，酒精有助于形成单分子膜，使测量更准确，B错；如果舍去了所有不足一格的方格，油膜的面积变小，由 计算出的直径偏大，C对；滴数误多记了10滴，会使每滴 的体积减小，由 计算出的直径偏小，D错.VdSVdS2.在做“用油膜法估测分子的大小
10、”的实验时，所用的酒精油酸溶液的浓度为a，测量中，某位同学测得如下数据：测得体积为V的酒精油酸溶液共有N滴，油膜面积为S，则：（1）用以上物理量的符号表示分子直径大小的公式为d=_.（2）该同学实验中最终得到的计算结果和大多数同学的比较，发现自己所测数据偏大，则对出现这种结果的原因，下列说法中可能正确的是（）A.错误地将酒精油酸溶液的体积直接作为油酸的体积进行计算 B.计算油膜面积时，错将不完整的方格作为完整方格处理 C.计算油膜面积时，只数了完整的方格数 D.水面上痱子粉撒得较多，油膜没有充分展开【解析】（1）每一滴酒精油酸溶液中含有纯油酸的体积 所以油酸分子的直径为（2）设坐标纸上每一个小
11、方格的面积为S0，所画轮廓内的方格 数为n，则分子的直径 由此可知A、C、D都将使测量 结果偏大；计算油膜面积时，若将不完整的方格作为完整方格 处理会导致油膜面积偏大，从而使所测分子直径偏小，故B错.答案：（1）（2）A、C、D 0VVaN，0VaVd.SNS0aVdN nS，aVNS3.利用油膜法估测油酸分子的大小，实验器材有：浓度为0.05%（体积分数）的酒精油酸溶液、最小刻度为0.1 mL的量筒、盛有适量清水的4550 cm2的浅盘、痱子粉、橡皮头滴管、玻璃板、彩笔、坐标纸（1）下面是实验步骤，请填写所缺的步骤C.A.用滴管将浓度为0.05%的酒精油酸溶液一滴一滴地滴入量筒中，记下滴入1
12、 mL酒精油酸溶液时的滴数N；B.将痱子粉均匀地撒在浅盘内水面上，用滴管吸取浓度为0.05%的酒精油酸溶液，从低处向水面中央一滴一滴地滴入，直到油 酸膜有足够大的面积又不与器壁接触为止，记下滴入的滴数n；C_.D.将画有油酸膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，以坐标纸上边长 1 cm的正方形为单位，计算轮廓内正方形的个数，算出油酸膜 的面积S.（2）用已给的和测得的物理量表示单个油酸分子的大小_（单位：cm）.【解析】（1）将玻璃板放在浅盘上，用彩笔将油酸膜的形状画在玻璃板上.（2）每滴酒精油酸溶液的体积为 n滴酒精油酸溶液所含纯油酸的体积为 所以单个油酸分子的大小为 答案：（1）见解析 （2）31
13、cm.N3nV0.05%cmNVn0.05%d cm.SNSn0.05%NS4.（2012北海模拟）利用油膜法可以粗略地测出阿伏加德罗常数，把密度=0.8103 kg/m3的某种油，用滴管滴出一滴在水面上形成油膜，已知这滴油的体积为V=0.510-3 cm3,形成的油膜面积为S=0.7 m2.油的摩尔质量M=0.09 kg/mol.若把油膜看成是单分子层，每个油分子看成球形，只需要保留一位有效数字，那么：（1）该油分子的直径是多少？（2）由以上数据可粗略地测出阿伏加德罗常数NA的值是多少？（先列出计算式，再代入数据计算）【解析】（1）由 可得：（2）每个油分子的体积 油的摩尔体积 假设油是由油分子紧密排列而成的，有：代入数据可得NA61023 mol-1.答案：（1）710-10 m （2）见解析 VdS36100.5 1010d m7 10 m0.7301Vd6molMV molA30V6MNVd
