Question

9．在“油膜法測分子直徑”實驗中，已知油酸的摩爾質(zhì)量為M，密度為ρ，阿伏伽德羅常數(shù)為N_A，實驗中選用的正方形淺盤面積為S，膠頭滴管滴取溶液n滴體積為V．求：
①油酸分子的直徑d；
②配置油酸酒精溶液的濃度最大為多少？

Answer 1

分析 ①依據(jù)摩爾質(zhì)量與密度，即可求得摩爾體積，再結(jié)合阿伏伽德羅常數(shù)為N_A，與球的體積，即可求解油酸分子的直徑；
②取溶液n滴體積為V，結(jié)合淺盤面積，與油酸分子的直徑，可以求出油酸酒精溶液濃度的最大值．

解答 解：①根據(jù)題意可知，設(shè)油酸分子的直徑為d，
則一滴油酸的體積為：V=$\frac{1}{6}πj2pc2f2^{3}$，
已知油酸的摩爾質(zhì)量為M，密度為ρ，阿伏伽德羅常數(shù)為N_A，那么則有：V=$\frac{M}{ρ{N}_{A}}$；
解得：油酸分子的直徑d=$\root{3}{\frac{6M}{πρ{N}_{A}}}$
②形成的油膜的面積不能超過蒸發(fā)皿的面積，當(dāng)油膜面積等于蒸發(fā)皿的面積時此時油酸濃度最大，
設(shè)油酸酒精溶液的濃度最大為η；
則有：dS=η$\frac{V}{n}$
解得：油酸的濃度為η=$\frac{ndS}{V}$=$\frac{nS}{V}\root{3}{\frac{6M}{πρ{N}_{A}}}$
答：①油酸分子的直徑$\root{3}{\frac{6M}{πρ{N}_{A}}}$；
②配置油酸酒精溶液的濃度最大為$\frac{nS}{V}\root{3}{\frac{6M}{πρ{N}_{A}}}$．

點評 在用油膜法估測分子的大小”實驗中，我們做了些理想化處理，認(rèn)為油酸分子之間無間隙，油膜為單層分子．明確該實驗的實驗原理即可正確解答本題．