油膜法测分子直径

实验目的

用油膜法估测油酸分子直径，体会把微观量转化为宏观量测量的方法。

实验原理

油酸滴在水面上，酒精溶于水并挥发，油酸在水面散开形成单分子油膜。把分子看成球形，且紧密排列、不重叠，则油膜厚度就是分子直径：d = V/S。其中V为一滴溶液中纯油酸的体积，S为油膜面积。

实验器材

• 油酸酒精溶液
• 浅水盘
• 痱子粉
• 注射器或滴管
• 量筒
• 玻璃板
• 彩笔
• 坐标纸

实验步骤

1. 用注射器测出1 mL溶液的滴数，算出每滴溶液体积
2. 在浅盘中倒入适量水，均匀撒上痱子粉
3. 向水面滴一滴油酸酒精溶液，待油膜稳定
4. 把玻璃板盖在盘上，用彩笔描出油膜轮廓
5. 数方格求面积，不足半格舍去，多于半格算一格
6. 用 d = V/S 计算分子直径

实验现象与结论

油酸在水面散开，形成边界清晰的油膜。计算得到的分子直径数量级约为10^-10 m。这说明分子很小，同时也验证了单分子层假设的合理性。

注意事项

• 酒精易燃，远离火源
• 水盘放平，每次只滴一滴
• 实验后用肥皂洗手

常见问题

为什么要撒痱子粉？

痱子粉可以让油膜的边界显现出来，便于描出轮廓，估算面积。

为什么要用油酸酒精溶液，而不直接用油酸？

直接滴油酸会形成很厚的油膜；稀释后一滴含油酸很少，酒精挥发后才易形成单分子层。