Question

5．某同學(xué)設(shè)計了一個用油膜法估測分子大小的實(shí)驗(yàn)，他配制的油酸酒精溶液的濃度為每10⁴mL溶液中有純油酸6mL，用注射器量的1mL上述溶液中有液滴50滴，把1滴該溶液滴入水面撒有痱子粉的淺盤里，待水面穩(wěn)定后，將有機(jī)玻璃板放在淺盤上，在有機(jī)玻璃板上描出油膜的輪廓，然后用剪刀剪出了和油膜形狀一樣的有機(jī)板，測出其厚度h=4mm，稱出其質(zhì)量m=0，24kg，已知該玻璃的密度ρ=3×10³kg/m³．求：
（1）油酸膜的面積S；
（2）估測出油酸分子的直徑d．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)公式S=$\frac{m}{ρh}$，即可求得有機(jī)玻璃板的面積，從而求解油酸膜的面積大�。�
（2）根據(jù)油酸酒精溶液的濃度按比例算出純油酸的體積，再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）由題意可知，面積為：
S=$\frac{m}{ρh}$=$\frac{0.24}{3×1{0}^{3}×4×1{0}^{-3}}$=0.02m²，
（2）1滴油酸酒精溶液中純油酸的體積是：
V=$\frac{1}{50}$×$\frac{6}{1{0}^{4}}$×10^-6m^-3=1.2×10^-11m^-3；
油膜面積為：S=0.02m²
油酸分子的直徑為：d=$\frac{V}{S}$=$\frac{1.2×1{0}^{-11}}{0.02}$m=6×10^-10m
答：（1）油酸膜的面積0.02m²．
（2）估測出油酸分子的直徑是6×10^-10m．

點(diǎn)評 本實(shí)驗(yàn)的模型是不考慮油酸分子間的空隙，油膜的厚度等于油酸分子的直徑，實(shí)驗(yàn)只要求估算分子大小，關(guān)鍵數(shù)量級符合要求就行了．