问题 问答题

在“用油膜法估测分子大小”实验中所用的油酸酒精溶液的浓度为每1000mL溶液中有纯油酸0.6mL,用注射器测得1mL上述溶液为80滴,把1滴该溶液滴入盛水的浅盘内,让油膜在水面上尽可能散开,测得油酸薄膜的轮廓形状和尺寸如图所示,图中正方形格的边长为1cm,求:

(1)油酸薄膜的面积是______cm2

(2)实验测出油酸分子的直径是______m(结果保留两位有效数字)

(3)实验中为什么要让油膜尽可能散开?______.

(4)利用单分子油膜法可以粗测分子的大小和阿伏加德罗常数,如果已知体积为V的一滴油在水面上散开形成的单分子油膜的面积为S,这种油的密度为ρ,摩尔质量为M,则阿伏加德罗常数的表达式为______.

答案

(1)如图所示,是油酸薄膜.由于每格边长为1cm,则每一格就是1cm2 ,估算油膜面积以超过半格以一格计算,小于半格就舍去的原则,估算出120格.则油酸薄膜面积为120cm2

(2)1滴酒精油酸溶液的体积V1=

1
80
mL,

由纯油酸与溶液体积比为0.6:1000,可得1滴酒精油酸溶液中含油酸的体积V2=

1
80
×
0.6
1000
=7.5×10-12 m3

而1滴酒精油酸溶液在水面上形成的油酸薄膜轮廓面积S=120×10-4m2

所以油酸分子直径d=

V2
S
=
7.5×10-12
120×10-4
m3=6.25×10-10m (由于结果保留两位有效数字,则为6.3×10-10m)

(3)当油酸溶液滴在水面后,尽可能散开,形成单分子膜,这样才能得出油酸分子直径由体积除面积;

(4)已知体积为V的一滴油在水面上散开形成的单分子油膜的面积为S,则分子的直径d=

V
S

        所以分子的体积v=

4
3
π(
d
2
)3(分子以球型分布)

                      或v=d3(分子以正方体分布)

    而这种油的密度为ρ,摩尔质量为M,则摩尔体积为V=

M
ρ
   

    因此阿伏加德罗常数的表达式为NA=

V
v
=
6MS3
ρπV3
MS3
ρV3

故答案为:120;6.3×10-10; 形成单分子膜; 

6MS3
ρπV3
MS3
ρV3

单项选择题
不定项选择