Question

9．在“油膜法估測分子大小”的實(shí)驗(yàn)中，所用的油酸酒精溶液的濃度為每1 000mL溶液中有純油酸0.6mL，用注射器測得1mL上述溶液為80滴，把1滴該溶液滴入盛水的淺盤內(nèi)，讓油膜在水面上盡可能散開，測得油酸薄膜的輪廓形狀和尺寸如圖所示，圖中正方形方格的邊長為1cm．
（1）實(shí)驗(yàn)中要讓油膜盡可能散開的目的是為了形成單分子油膜；
（2）實(shí)驗(yàn)測出油酸分子的直徑d=$6×1{0}_{\;}^{-10}$m；（結(jié)果保留一位有效數(shù)字）
（3）如果已知體積為V的一滴油在水面上散開形成的單分子油膜的面積為S，這種油的密度為ρ，摩爾質(zhì)量為M，則阿伏加德羅常數(shù)的表達(dá)式N_A=$\frac{6M{S}_{\;}^{3}}{πρ{V}_{\;}^{3}}$．

Answer 1

分析 在油膜法估測分子大小的實(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

解答 解：（1）當(dāng)油酸溶液滴在水面后，盡可能散開，形成單分子膜，這樣才能得出油酸分子直徑由體積除面積；
（2）1滴油酸酒精溶液的體積${V}_{1}^{\;}=\frac{1}{80}ml$，由純油酸與溶液的體積比為：
${V}_{2}^{\;}=\frac{1}{80}×\frac{0.6}{1000}=7.5×1{0}_{\;}^{-12}{m}_{\;}^{3}$
而1滴油酸酒精溶液在水面上形成的油酸薄膜輪廓面積為：
$S=120×1{0}_{\;}^{-4}{m}_{\;}^{2}$
所以油酸分子為：
$d=\frac{{V}_{2}^{\;}}{S}=\frac{7.5×1{0}_{\;}^{-12}}{120×1{0}_{\;}^{-4}}m=6.25×1{0}_{\;}^{-10}m$$≈6×1{0}_{\;}^{-10}m$
（3）已知體積為V的一滴油在水面上散開形成的單分子油膜的面積為S，則分子直徑為：$d=\frac{V}{S}$，
所以分子的體積為：${V}_{0}^{\;}=\frac{4}{3}π{R}_{\;}^{3}=\frac{4}{3}π（\fracvbpdvvb{2}）_{\;}^{3}=\frac{1}{6}πdrpnl5b_{\;}^{3}$，
而這種油的密度為ρ，摩爾質(zhì)量為M，則摩爾質(zhì)量為M，則摩爾體積為：${V}_{摩}^{\;}=\frac{M}{ρ}$，
因此阿伏加德羅常數(shù)的表達(dá)式為：${N}_{A}^{\;}=\frac{{V}_{摩}^{\;}}{{V}_{0}^{\;}}=\frac{6M{S}_{\;}^{3}}{ρπ{V}_{\;}^{3}}$
故答案為：（1）為了形成單分子油膜；（2）$6×1{0}_{\;}^{-10}$（$7×1{0}_{\;}^{-10}$也對）；（3）N_A=$\frac{6MS3}{πρV3}$

點(diǎn)評 油酸分子在水面上以球模型一個(gè)靠一個(gè)排列的，且估算油膜面積以超過半格以一格計(jì)算，小于半格就舍去的原則．