Question

8．在做用油膜法估測(cè)分子大小的實(shí)驗(yàn)中，酒精油酸溶液的濃度約為每10⁴ mL溶液中有純油酸6mL．用注射器測(cè)得1mL上述溶液為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，用彩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)紙中正方形方格的邊長(zhǎng)為1cm．試求：
（1）油酸膜的面積是106cm²
（2）每滴酒精油酸溶液中含有純油酸的體積為8×10^-6cm³
（3）按以上實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)估測(cè)出油酸分子的直徑7.5×10^-10m．
（4）某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，在距水面約2cm的位置將一滴油酸酒精溶液滴入水面形成油膜，實(shí)驗(yàn)時(shí)觀察到，油膜的面積會(huì)先擴(kuò)張后又收縮了一些，這是為什么呢？請(qǐng)寫出你分析的原因：①水面受到落下油滴的沖擊，先陷下后又恢復(fù)水平，因此油膜的面積先擴(kuò)張后又收縮；②油酸酒精溶液中的酒精將溶于水并很快揮發(fā)，使液面收縮．

Answer 1

分析 掌握該實(shí)驗(yàn)的原理是解決問(wèn)題的關(guān)鍵，該實(shí)驗(yàn)中以油酸分子呈球型分布在水面上，且一個(gè)挨一個(gè)，從而可以由體積與面積相除求出油膜的厚度，從而求出分子直徑，不滿足半格，則去除，超過(guò)半格，當(dāng)作一格來(lái)處理，從而求得面積．
水面受到落下油滴的沖擊，膜的面積會(huì)先擴(kuò)張后又收縮了一些；油酸酒精溶液中的酒精容易揮發(fā)，使液面收縮．

解答 解：（1）根據(jù)圖中的輪廓可知，油膜面積S=106×1 cm²=106 cm²．
（2）由1mL溶液為75滴可知1滴溶液的體積為$\frac{1}{75}$ mL，又已知每10⁴ mL溶液中有純油酸6 mL．
則1滴溶液中含純油酸的體積為
V=$\frac{1}{75}$×$\frac{6}{104}$ mL=8×10^-6 mL=8×10^-6 cm³．
（3）油酸分子直徑
d=$\frac{V}{S}$=$\frac{8×10-6}{106}$ cm≈7.5×10^-8 cm=7.5×10^-10 m．
故答案為：（1）106；（2）8×10^-6；
（3）7.5×10^-10；
（4）①水面受到落下油滴的沖擊，先陷下后又恢復(fù)水平，因此油膜的面積先擴(kuò)張后又收縮；②油酸酒精溶液中的酒精將溶于水并很快揮發(fā)，使液面收縮．

點(diǎn)評(píng) 在油膜法估測(cè)分子大小的實(shí)驗(yàn)中，讓一定體積的純油酸滴在水面上形成單分子油膜，估算出油膜面積，從而求出分子直徑，關(guān)鍵掌握估算油膜面積的方法和求純油酸體積的方法，注意保留有效數(shù)字．解答本題關(guān)鍵要建立這樣的模型：油酸分子呈球型分布在水面上，且一個(gè)挨一個(gè)，再分析誤差的大小．