Question

12．在用油膜法估測分子大小的實驗中，將油酸溶于酒精，其濃度為每10⁴ mL溶液中有6mL油酸，用注射器測得1mL上述溶液有75滴，把1滴該溶液滴入盛水的淺盤里，待水面穩(wěn)定后，將玻璃板放在淺盤上，用筆在玻璃板上描出油酸的輪廓，再把玻璃板放在坐標(biāo)紙上，其形狀和尺寸如圖所示，坐標(biāo)中正方形方格的邊長為1cm．
試求：（1）油酸膜的面積是多少cm²？
（2）每滴油酸酒精溶液中含有純油酸的體積是多少？
（3）按以上實驗數(shù)據(jù)估測出油酸分子的直徑．

Answer 1

分析 （1）采用估算的方法求油膜的面積，通過數(shù)正方形的個數(shù)：面積超過正方形一半算一個，不足一半的不算，數(shù)出正方形的總個數(shù)乘以一個正方形的面積，近似算出油酸膜的面積．
（2）根據(jù)濃度按比例算出純油酸的體積．
（3）把油酸分子看成球形，且不考慮分子間的空隙，油膜的厚度近似等于油酸分子的直徑，
由d=$\frac{V}{S}$ 求出油酸分子直徑．

解答 解：（1）面積超過正方形一半的正方形的個數(shù)為140個
         則油酸膜的面積約為S=140cm²；
     （2）每滴酒精油酸溶液中含有純油酸的體積V=1mL×$\frac{6}{1{0}^{4}}$×$\frac{1}{75}$=8×10^-6mL
     （3）把油酸分子看成球形，且不考慮分子間的空隙，
則油酸分子直徑d=$\frac{V}{S}$=$\frac{8×1{0}^{-6}×1{0}^{-6}}{1.4×1{0}^{-2}}$m≈6×10^-10m．
答：（1）油酸膜的面積是140cm²；
（2）每滴油酸酒精溶液中含有純油酸的體積是8×10^-6mL；
（3）按以上實驗數(shù)據(jù)估測出油酸分子的直徑6×10^-10m．

點評 本實驗的模型是不考慮油酸分子間的空隙，采用估算的方法求面積，肯定存在誤差，但本實驗只要求估算分子大小，數(shù)量級符合要求就行了．