Question

19．在“用單分子油膜估測分子大小”實驗中，
（1）某同學(xué)操作步驟如下：
①取一定量的無水酒精和油酸，制成一定濃度的油酸酒精溶液；
②在量筒中滴入一滴該溶液，測出它的體積；
③在蒸發(fā)皿內(nèi)盛一定量的水，再滴入一滴油酸酒精溶液，待其散開穩(wěn)定；
④在蒸發(fā)皿上覆蓋透明玻璃，描出油膜形狀，用透明方格紙測量油膜的面積．
改正其中的錯誤：應(yīng)滴入N滴溶液，測出其體積；撒入痱子粉，再滴入油酸溶液（有兩處）
（2）①現(xiàn)有按油酸與酒精的體積比為m：n 配制好的油酸酒精溶液，用滴管從量筒中取體積為V的該種溶液，讓其自由滴出，全部滴完共N滴．把一滴這樣的溶液滴入盛水的淺盤中，由于酒精溶于水，油酸在水面上展開，穩(wěn)定后形成單分子油膜的形狀如圖所示，已知坐標(biāo)紙上每個小方格面積為S．根據(jù)以上數(shù)據(jù)可估算出油酸分子直徑為d=$\frac{mV}{8NS（m+n）}$；
②若已知油酸的密度為ρ，阿佛加德羅常數(shù)為N_A，油酸的分子直徑為d，則油酸的摩爾質(zhì)量為$\frac{πdljqy59^{3}{N}_{A}ρ}{6}$．

Answer 1

分析 （1）通過量筒測出N滴油酸酒精溶液的體積，然后將此溶液1滴在有痱子粉的淺盤里的水面上，等待形狀穩(wěn)定后，將玻璃板放在淺盤上，用彩筆描繪出油酸膜的形狀，將畫有油酸薄膜輪廓的玻璃板放在坐標(biāo)紙上，按不足半個舍去，多于半個的算一個，統(tǒng)計出油酸薄膜的面積．則用此溶液的體積除以其的面積，恰好就是油酸分子的直徑；
（2）①掌握估算油膜面積的方法：所圍成的方格中，面積超過一半按一半算，小于一半的舍去；讓一定體積的純油酸滴在水面上形成單分子油膜，
根據(jù)d=$\frac{V}{S}$ 估算出油膜厚度，即為分子直徑；
②摩爾質(zhì)量為1moL分子的質(zhì)量之和，液體分子間隙忽略不計，故1moL分子的體積等于液體的體積．

解答 解：（1）
②要測出一滴油酸酒精溶液的體積，即在量筒中滴入N滴溶液，
測出其體積為V，則一滴該溶液的體積為V₁=$\frac{V}{n}$；
③為了使一滴油酸酒精溶液散開后界面比較清晰，要在水面上先撒上痱子粉．
（2）
①估算油膜面積時以超過半格以一格計算，小于半格就舍去的原則，估算出8格，則油酸薄膜面積為8S；
一滴溶液中純油酸的體積為：V₀=$\frac{\frac{m}{m+n}V}{N}$=$\frac{mV}{（m+n）N}$；
故分子直接：d=$\frac{{V}_{0}}{8S}$=$\frac{mV}{8NS（m+n）}$；
②油酸的分子直徑為d，故油酸分子的體積為：V₀=$\frac{1}{6}$πd³；
油酸的摩爾體積為：V=N_AV₀；
故油酸的摩爾質(zhì)量為：M=ρV=ρN_AV₀=$\frac{πyexg61l^{3}{N}_{A}ρ}{6}$；
故答案為：（1）應(yīng)滴入N滴溶液，測出其體積；撒入痱子粉，再滴入油酸溶液；
      （2）①$\frac{mV}{8NS（m+n）}$；②$\frac{πdzhjklp^{3}{N}_{A}ρ}{6}$．

點評 掌握該實驗的原理是解決問題的關(guān)鍵，該實驗中以油酸分子呈球型分布在水面上，且一個挨一個，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．