实验原理
将一滴油酸酒精溶液滴在水面上,酒精挥发后,油酸在水面展开形成单分子油膜。通过测量油膜的面积 S 和纯油酸的体积 V,可以估算油酸分子的直径。
实验方法
- 配制油酸酒精溶液(已知浓度 1:n)
- 用滴管取一滴溶液(体积 V₀ = 0.01mL),滴在撒有痱子粉的水面上
- 油膜扩散稳定后,覆盖方格纸,描出油膜轮廓
- 数格子:整格计入,超半格计入,不足半格舍去
- 计算面积 S、纯油酸体积 V = V₀/n、分子直径 d = V/S
关键假设
- 油酸在水面形成单分子层
- 油酸分子视为球形,直径 d = 油膜厚度
- 这是数量级估测,结果在 10⁻¹⁰ m 量级即合理
误差分析
- 油膜未充分展开:痱子粉撒得不均匀或水面不洁净,油膜扩散受阻,面积偏小 → d 偏大
- 油酸不纯:溶液配制浓度不准确,影响 V 的计算
- 数格子误差:边缘格子的整格/半格判断有主观性
- 多滴或少滴:滴量不是标准的一滴(V₀ 不准)
- 减小误差:多次实验取平均;细心描绘油膜轮廓;用细网格纸提高面积精度