3.在用油膜法估測油酸分子的大小的實驗中,用到器材有:濃度為0.05%(體積分數(shù))的油酸酒精溶液、最小刻度為0.1mL的量筒、盛有適量清水的45×50cm2淺盤、痱子粉、橡皮頭滴管、玻璃板、彩筆、坐標(biāo)紙.實驗步驟如下:
①用滴管將濃度為0.05%的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中,記下滴入1mL油酸酒精溶液時的滴數(shù)N;
②將痱子粉均勻地撒在淺盤內(nèi)水面上,用滴管吸取濃度為0.05%的油酸酒精溶液,從低處向水面中央一滴一滴地滴入,直到油酸薄膜有足夠大的面積又不與器壁接觸為止,記下滴入的滴數(shù)n;
③將玻璃板放在淺盤上,用彩筆將油酸薄膜的形狀畫在玻璃板上;
④將畫有油酸薄膜輪廓的玻璃板放在坐標(biāo)紙上,以坐標(biāo)紙上邊長為1cm的正方形為單位,數(shù)輪廓內(nèi)正方形的個數(shù),算出油酸薄膜的面積S cm2
(1)從微觀角度看,步驟②中“直到油酸薄膜有足夠大的面積又不與器壁接觸為止”是指使形成油膜為單分子層油膜;
(2)步驟④數(shù)輪廓內(nèi)正方形的個數(shù)時,對于輪廓邊緣的正方形,甲同學(xué)的處理方法是達到或超過半格的算一格,未達半格的舍棄,乙同學(xué)的處理方法是用目測的方法合并若干個總面積近似一格的未滿格,算為一格.按實驗規(guī)范采用的做法;
(3)用已給的和測得的物理量表示單個油酸分子的直徑是$\frac{0.05%•n}{NS}$(單位:cm).

分析 (1)本實驗的原理是讓油酸酒精溶液在水面上充分擴散,形成單分子油膜,記下滴入的滴數(shù)n.要將玻璃板放在淺盤上,用彩筆將油滴薄膜的形狀畫在玻璃板上,再將畫有油酸薄膜的玻璃板放在坐標(biāo)紙上計算輪廓內(nèi)正方形的個數(shù),算出油酸薄膜的面積S.
(2)計算油膜的面積的方法是達到或超過半格的算一格,未達半格的舍棄.
(3)油膜法測分子直徑需要測出油膜的面積,求出油膜的體積,然后求出油膜的厚度,即油分子的直徑.

解答 解:(1)在“用油膜法估測分子的大小”實驗中,我們的實驗依據(jù)是:①油膜是呈單分子分布的;②把油酸分子看成球形;③分子之間沒有空隙,所以步驟②中“直到油酸薄膜有足夠大的面積又不與器壁接觸為止”是指使形成的油膜為單分子層油膜.
(2)計算油膜的面積的方法是達到或超過半格的算一格,未達半格的舍棄,不能使用目測的方法合并若干個總面積.所以甲同學(xué)是正確的;
(3)每一滴油溶液的體積是 $\frac{1}{N}$mL,純油酸的體積為:V=0.05%×$\frac{1}{N}$ml,
油膜的厚度,即油分子的直徑為:d=$\frac{V}{S}=\frac{0.05%•n}{NS}$cm
故答案為:(1)單分子層油膜;(2)甲同學(xué);(3)$\frac{0.05%•n}{NS}$

點評 用油膜法測分子直徑時,要注意求出滴入水中的純油的體積,不是求出油溶液的體積.以油酸分子呈球型分布在水面上,且一個靠著一個,從而可以由體積與面積相除求出油膜的厚度.

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