内容正文:
实验:用油膜法估测油酸分子的大小
2027
强基础·固本增分
研考点·精准突破
目 录 索 引
强基础·固本增分
一、实验目的
用油膜法估测油酸分子的大小。
二、实验原理
实验采用使油酸在水面上形成一层单分子油膜的方法估测分子的大小(油酸分子简化成球形)。
实验中如果算出一定体积V的油酸在水面上形成的单分子油膜的面积S,即可算出油酸分子的大小,即直径d=。
三、实验器材
清水、酒精、油酸、量筒、浅盘(边长约30~40 cm)、滴管、玻璃板、彩笔、痱子粉、坐标纸。
四、实验过程
1.往边长约为30~40 cm的浅盘里倒入约2 cm深的水,然后将痱子粉均匀地撒在水面上。
2.用注射器或滴管将事先配制好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中,记下量筒内增加1 mL时的滴数。
3.用注射器或滴管将事先配制好的油酸酒精溶液滴在水面上一滴,油酸就在水面上散开,其中的酒精溶于水中,并很快挥发,在水面上形成如图所示形状的一层纯油膜。
水面上单分子油膜的示意图
4.待油膜的形状稳定后,将事先准备好的有机玻璃板放在浅盘上,然后将油膜的形状用彩笔画在玻璃板上。
5.将画有油膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上,算出油膜的面积S。求面积时以坐标纸上边长为1 cm的正方形为单位,计算轮廓内正方形的个数,不足半个的舍去,多于半个的算一个。
五、数据处理
1.根据配制的油酸酒精溶液的浓度,算出一滴溶液中纯油酸的体积V。
2.根据一滴油酸的体积V和油膜的面积S,即可由d=算出油膜的厚度,即油酸分子的直径。
注意事项 1.将所有的实验用具擦洗干净,不能混用。
2.油酸酒精溶液的浓度以小于0.1%为宜。
3.浅盘中的水离盘口面的距离应较小,并要水平放置,以便准确地画出薄膜的形状,画线时视线应与板面垂直。
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研考点·精准突破
考点一 实验原理与操作
典题1 (2025广东佛山模拟)如图是“用油膜法估测油酸分子的大小”实验的部分操作步骤:
(1)下列有关该实验的说法正确的是 。
A.图中正确的操作步骤顺序是:丙→丁→乙→甲
B.油酸酒精溶液配制好后,不能搁置很久才做实验
C.往浅盘中滴入油酸酒精溶液后应立即描绘油
膜轮廓
(2)若实验时油酸酒精溶液中纯油酸占总体积的
0.2%,用注射器测得100滴溶液体积为1 mL,取1滴
该溶液滴入浅盘中,即滴入浅盘中的纯油酸体积为 cm3。
B
2×10-5
(3)3个实验小组分别得到以下油膜形状,其中最理想的是 。
C
解析 (1)实验中先记录滴油酸酒精溶液的滴数,再在水面上撒入痱子粉,然后将一滴溶液滴入浅盘中,最后描绘油膜轮廓,则图中正确的操作步骤顺序是丙→乙→丁→甲,故A错误;油酸酒精溶液配制好后,为了避免酒精挥发,改变油酸酒精溶液的浓度,不能搁置很久才做实验,故B正确;往浅盘中滴入油酸酒精溶液后,应等待油膜充分散开形成单分子层油膜再描绘油膜轮廓,故C错误。
(2)实验时油酸酒精溶液中纯油酸占总体积的0.2%,用注射器测得100滴溶液体积为1 mL,取1滴该溶液滴入浅盘中,即滴入浅盘中的纯油酸体积为
V=×0.2%=2×10-5 cm3。
(3)A项图中油膜层没有充分散开,没有形成单分子油膜层,故A错误;B项图中油膜层没有形成比较规则的边缘,不利于描绘油膜的形状,故B错误;C项图中油膜层散开充分,边缘比较规则,便于描绘油膜的形状,故C正确。
考点二 实验数据处理与误差分析
典题2 (1)在用油膜法估测分子大小的实验中,用移液
管量取0.25 mL油酸,倒入标注250 mL的容量瓶中,再
加入酒精后得到250 mL的溶液,然后用滴管吸取这种
溶液,向量筒中滴入100滴溶液,溶液的液面达到量筒
中1 mL的刻度,再用滴管取配好的油酸溶液,向撒有
痱子粉的盛水浅盘中滴下2滴溶液,在液面上形成油酸薄膜,待油膜稳定后,放在带有正方形坐标格的玻璃板下观察油膜,如图所示,坐标格的每个小正方形边长为2 cm,由图可以估算出油膜的面积是 cm2,由此估算出油酸分子的直径是 m(保留一位有效数字)。
256
8×10-10
(2)做用油膜法估测分子的大小的实验时,三个同学都有一个操作错误,其中导致最后所测分子直径偏大的是 。
A.甲同学在配制油酸酒精溶液时,不小心把酒精倒多了一点,导致油酸酒精溶液的实际浓度比计算值小了
B.乙同学用注射器和量筒测得58滴油酸酒精溶液为1 mL,不小心错记录为57滴
C.丙同学计算油膜面积时,把所有不足半格的油膜都算成了一格
AB
解析 (1)由题图估算油膜面积,多于半格算一格,少于半格舍去,已知每个小格面积为4 cm2,则油膜面积约为S=64×4 cm2=256 cm2;液面上纯油酸体积为V= mL=2×10-5 mL=2×10-11 m3,油酸分子的直径为d= m≈8×10-10 m。
(2)甲同学在配制油酸酒精溶液时,不小心把酒精倒多了一点,导致油酸酒精溶液的实际浓度比计算值小了,则一滴油酸酒精溶液的实际浓度比计算值小,计算得一滴纯油酸的体积比实际值大,则算出的直径偏大,A正确;乙同学用注射器和量筒测得58滴油酸酒精溶液为1 mL,不小心错记录为57滴,则一滴油酸酒精溶液体积的计算值偏大,算出的一滴油酸酒精溶液中纯油酸体积偏大,则算出的直径偏大,B正确;丙同学计算油膜面积时,把所有不足半格的油膜都算成了一格,则计算出的油膜面积偏大,直径偏小,C错误。
本 课 结 束
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