用油膜法估測分子的大小

2023-02-11 07:39:04 字數 2205 閱讀 6068

特別提示

實驗原理:

油酸的分子式為c17h33cooh。乙個油酸分子可以看成由兩部分組成:油酸分子的一端cooh叫「羥基」是「親水」的,而另一端c17h33則是「憎水」的,當一滴油酸滴到水面時,由於水的表面張力較大,油酸將擴充套件成「親水」端在下,「憎水」端在上的單分子油膜。

如圖s—9—1。實驗中如果事先測出油酸的體積v,再測出油膜的面積s,就可以得到油酸分子的直徑d,。

油酸體積的測定:

是利用注射器刻度來進行的,一般油酸需用無水乙醇(或苯)進行稀釋。如果實驗中稀釋的比例為(即1ml油酸加入無水乙醇至n ml),利用注射器測出每1ml含有m滴稀釋油酸溶液,則每滴溶液有ml的純油酸。

水面上油酸單分子油膜面積的測定:

可以在淺盤上蓋上玻璃,待水面平靜後用彩色筆畫出油膜邊界,再把玻璃覆蓋在座標紙上。求面積時,以座標紙上邊長為1cm的正方形面積為單位,數出輪廓內正方形的個數,不是半個的捨去,多於半個的算乙個。

誤差原因分析:

本實驗誤差主要來自三個方面:

⑴酒精油酸溶液的配製時體積比不準確

⑵測定每一滴酒精溶液時的體積出現誤差

⑶計算油膜面積時採取數正方形個數的方法,不足半個的捨去,多於半個的算乙個,存在誤差

注意事項:

⑴油酸溶液配製後不要長時間放置,以免改變濃度,使實驗誤差變大。

⑵在水面上撒輕質粉末時,以恰好能標出油膜的邊界為度。

⑶注射器針頭高出水面的高度應在1cm之內,不要離水面太遠,以免水面擾動太大。

⑷滴液時必須小心,輕輕滴下,針筒必須拿直,要先滴掉一些,再往水中滴一滴(切勿太多)「油酸—乙醇」溶液。

⑸待測油酸面擴散後又會收縮,要在穩定後再畫輪廓。

⑹當重做實驗時,水從盤的一側邊緣倒出,在這側邊緣會殘留油酸,可用少量酒精清洗,並用脫脂棉擦去,再用清水沖洗,這樣可保持盤的清潔。

典型例題

例1、用油膜法估測分子大小實驗中,配製的油酸酒精溶液中每4000ml溶液有純油酸2ml,用注射器測得1ml上述溶液有100滴,把1滴該溶液滴入盛水的淺盤中,等水面穩定以後,用玻璃板放在淺盤上,在玻璃板上描出油酸的邊界輪廓,隨後把玻璃板放在座標紙上,其形狀和尺寸如圖s—9—2所示,座標中正方形小格的邊長為1cm,則

⑴滴入淺盤純油酸的體積為 m3

⑵油膜的面積是 m2

⑶油酸分子的直徑是m 。

分析與解

⑴ 1ml溶液中含純油酸的體積為cm3= 5×10-4cm3,每滴溶液中含純油酸的體積為v = 5×10-4×cm3 = 5×10-6cm3 = 5×10-12m3

⑵在圖s—9—2上作乙個矩形(紅色邊界),如圖s—9—3所示,以座標紙上邊長為1cm的正方形面積為單位,數出紅色邊界內的面積個數為9×7=63,再數出紅色邊界外的面積個數(不足半個的捨去,多於半個的算乙個),為23,則總共面積為86×10-4 m2=8.6×10-3 m2

⑶油酸分子的直徑=

=5.8×10-10m3 。

自我檢測

1、在本實驗中,若用直徑為0.5m的淺圓盤盛水要讓油酸在水面上形成單分子油酸膜,那麼油酸滴的體積的數量級不能大於 m3。

2、在做「用油膜法估側分子直徑的大小」的實驗中,準備以下器材:用酒精稀釋過的油酸、滴管、痱子粉、淺盤及水、玻璃板、彩筆。還缺少的器材有

3、在做「用油膜法估測分子的大小」實驗中,油酸酒精溶液的濃度為每103ml的溶液中有純油酸2ml。用注射器測得1ml上述溶液中有液滴50滴。把1滴該溶液滴入盛水的淺盤裡,待水面穩定後,將玻璃板放入淺盤上,在玻璃板上描出油膜的輪廓,隨後把玻璃板放在座標紙上,其形狀如圖s—9—4所示,座標中正方形小方格的邊長為10mm。

求:⑴油酸膜的面積是多少?

⑵每一滴油酸酒精溶液中含有純油酸的體積是多少?

⑶根據上述資料,估測出油酸分子的直徑是多少?

4、在做「用油膜法估測分子的大小」實驗中簡要步驟如下:

a、將畫有油膜輪廓的玻璃板放在座標紙上,數出輪廓內的方格數(不足半個的捨去,多於半個的算乙個)再根據方格的邊長求出油膜的面積s。

b、將一滴酒精油酸溶液滴在水面上,待油酸薄膜的形狀穩定後,將玻璃板放在淺盤上,用彩筆將薄膜的形狀描畫在玻璃板上。

c、用淺盤裝入約2cm深的水,然後用痱子粉或石膏粉均勻的撒在水面。

d、用公式d=,求出薄膜厚度,即油酸分子直徑的大小。

e、根據酒精油酸溶液的濃度,算出一滴溶液中含純油酸的體積v。

f、用注射器或滴管將事先配製好的酒精油酸溶液一滴一滴地滴入量筒,記下量筒內增加一定體積時的滴數。

上述實驗步驟的合理順序是

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