实验器材
清水、酒精、油酸、量筒、浅盘（边长约30～40cm）、注射器（或滴管）、玻璃板（或有机玻璃板）、彩笔、扉子粉（石膏粉）、坐标纸、容量瓶（500 mL）
实验原理
实验采用使油酸在水面上形成一层单分子油膜的方法估测分子的大小。油酸的分子式为它的一个分子可以看成由两部分组成：一部分是
，
，另一部分是--—COON。其中--COOH对水有很强
的亲和力，当把一滴用酒精稀释过的油酸滴在水面上时，油酸就在水面上散开，其中的酒精溶于水中并很快挥发，在水面上形成一层近似圆形的纯油酸薄膜，其中油酸分子直立在水面上，形成一个单分子层油膜。
实验中如果算出一定体积的油酸在水面上形成的单分子油膜的面积为S，即可算出油酸分子的大小，直径
部分冒出水面，而--COOH部分留在水中，
。
实验步骤
1．用稀酒精溶液及清水清洗浅盘，充分洗去油污、粉尘，以免给实验带来误差。
2．配制酒精油酸溶液，取油酸1mL，注入500mL的容量瓶中，然后向容量瓶内注入酒精，直到液面达到500mL刻度线为止，摇动容量瓶，使油酸充分在酒精中溶解，这样就得到了500mL含1mL纯油酸的酒精油酸溶液。
3．用注射器或滴管将酒精油酸溶液一滴一滴地滴入量筒中，并记下量筒内增加一定体积
时的滴数N。
4．根据算出每滴酒精油酸溶液的体积。
5．向浅盘里倒入约2cm深的水，并将瘫子粉或石膏粉均匀地撒在水面上。 6．用注射器或滴管将酒精油酸溶液滴在水面上一滴，形成如图（1）所示的形状。
7．待油酸薄膜的形状稳定后，将玻璃板（或有机玻璃板）放在浅盘上，并将油酸薄膜的形状用彩笔画在玻璃板上，如图（2）所示
8．将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，算出油酸薄膜的面积S（求面积时以坐标纸上边长为1cm的正方形为单位，计算轮廓内正方形的个数，不足半个的舍去，多于半个的算一个）。
9．根据酒精油酸溶液的配制比例，算出一滴溶液中纯油酸的体积V，并代入公式厚度。
算出油酸薄膜的
10．重复以上实验步骤，多测几次油酸薄膜的厚度，并求平均值，即为油酸分子的直径大小。
数据处理
根据上面记录的数据，完成以下表格内容
实验次数 1 2
实验次数 1 2 一滴纯油酸的体积V 分子的大小（m） 平均值 量筒内增加1mL溶液时的滴数 轮廓内的小格子数 轮廓面积S 利用公式
计算油酸薄膜的厚度，并求平均值，即为油酸分子的直径大小。
误差分析
本实验误差主要来自三个方面： 1．酒精油酸溶液配制时体积比不准确。 2．测定每一滴酒精溶液时的体积出现误差。
3．计算油膜面积时采取数正方形个数的方法，不足半个的舍去，多于半个的算一个，存在误差。
注意事项
1．酒精油酸溶液配制后不要长时间放置，以免改变浓度，产生误差。
2．注射器针头高出水面的高度应在1cm之内。当针头靠水面很近（油酸未滴下之前）时，会发现针头下方的粉层已被排开，这是由针头中酒精挥发所致，不影响实验效果。
3．实验之前要训练好滴法：滴液时必须小心，轻轻滴下，针筒必须拿直，要先滴掉一些，再往水中滴一滴（切勿太多）酒精油酸溶液。
4．待测油酸面扩散后又收缩，要在稳定后再画轮廓。扩散后又收缩有两个原因：一是水面受油酸滴冲击凹陷后又恢复，二是酒精挥发后液面收缩。
5．当重做实验时，水从盘的一侧边缘倒出，在这侧边缘会残留油酸，可用少量酒精清洗，并用脱脂棉擦去，再用清水冲洗，这样可保持盘的清洁。
6．从盘的中央加扉子粉，使粉自动扩散至均匀，这是由于以下两种因素所致：第一，加粉后水的表面张
力系数变小，不将粉粒拉开；第二，粉粒之间的排斥．这样做比粉撒在水面上的实验效果好。 7．本实验只要求估算分子大小，实验结果数量级符合要求即可。
8．实验中所用的油酸及酒精都应取分析纯药品，否则会影响结果。另外，实验中所有的容器必须洁净，不能有油污。
9．在水面上撒轻质粉末时，以恰好能标出油膜的边界为度。
典型例题透析
1、用油膜法估测油酸分子的大小，实验器材有：浓度为0.05％（体积分数）的酒精油酸溶液、最
小刻度为0. 1 mL的量筒、盛有适量清水的浅盘、扉子粉、橡皮头滴管、玻璃板、彩笔、坐标纸。 （1）下面是实验步骤，请填写所缺的步骤C
A．用滴管将浓度为0.05％酒精油酸溶液一滴一滴地滴入量筒中，记下滴入1mL酒精油酸溶液时的滴数N B．将瘫子粉均匀地撒在浅盘内水面上，用滴管吸取浓度为0.05％的油酸酒精溶液，从低处向水面中央一滴一滴地滴入，直到油酸薄膜有足够大的面积又不与器壁接触为止，记下滴入的滴数n C．____________
D．将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，以坐标纸上边长为1cm的正方形为单位，计算轮廊内正方形的个数，算出油酸薄膜的面积S
（2）用已给的和测得的物理量表示单个油酸分子的直径大小 ____________（单位：cm）。
思路点拨：本题考查实验操作和理解能力。 解析：
（1）将玻璃板放在浅盘上，用彩笔将油酸薄膜的形状画在玻璃板上
（2）1滴油酸溶液中含有的油酸体积为mL，向浅盘中共滴入油酸的体积，所以
单个油酸分子的直径为。
总结升华：酒精油酸溶液配制后不要长时间放置，以免改变浓度，产生误差。 举一反三
【变式】下列步骤中错误的是____________。
（1）用酒精稀释油酸来配置酒精油酸溶液，油酸和溶液的比是1:200。
（2）将酒精油酸溶液一滴一滴的滴入量筒中，记下量筒内酒精油酸溶液的体积V和滴入的酒精油酸溶液
的滴数N，反复试验三次，最后取平均滴数。则一滴酒精油酸溶液的体积为 （3）将水倒入塑料浅盘，水深约1cm～2 cm，或达盘深的一半即可。 （4）将石膏粉（或痱子粉）均匀的撒在水面上，目的为了便于看清油膜。
。
（5）用注射器（或滴管）吸取配好的酒精油酸溶液并在浅盘中央水面上方1cm内，滴一滴稀释的油酸溶液。
（6）将有机玻璃迅速盖在浅盘上，并用水彩笔在有机玻璃板上描绘出油酸薄膜的轮廓图。
（7）将有机玻璃放在坐标纸上，计算出油酸薄膜的面积S，求面积时以坐标纸上边长为1cm的正方形为单位，计算轮廓内正方形的个数，不足半个的舍去，多于半个的算一个。
（8）根据即可计算出油酸薄膜的厚度，即油酸分子的大小。
（9）清理好有机玻璃及浅盘，使表面没有油酸残留，将仪器整理好、归位。 （10）处理实验数据，填好记录表。
答案：（6）（8）
解析：（6）有错，待油酸膜形状稳定后，将玻璃板轻放在浅盘上，等待油膜面积不再变化后再用水彩笔描出油膜轮廓；（8）有错，应用1滴酒精油酸溶液中纯油酸体积比上油膜面积。
2、在做“用油膜法估测分子大小”的实验中，用酒精油酸溶液的浓度为每
mL溶液中有纯油酸
6mL，用注射器测得1mL上述溶液有75滴，把1滴该溶液滴入盛水的浅盘里，待水面稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用笔在玻璃板上描出油酸的轮廓，再把玻璃板放在坐标纸上，其形状和尺寸如图所示，坐标中正方形方格的边长为1cm，试求 （1）油酸膜的面积是多少
（2）每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积 （3）按以上实验数据估测出油酸分子的直径。
思路点拨：本题考查实验原理和处理实验数据的能力。 解析：
（1）由图形状，其中正方形方格87个，用补偿法近似处理，可补19个整小方格， 实际占小方格87+19=106个，那么油膜面积S=106×1
=106
（2）由1mL溶液中有75滴，1滴溶液的体积mL
又每mL溶液中有纯油酸6mL，mL溶液中纯油酸的体积
（3）油酸分子直径
总结升华：此类问题要注意：（1）各物理量的单位要统一，换算时不要出错。（2）油酸体积应为一滴中所含纯油酸的体积，因此计算时油酸体积等于lmL（
）除滴数再乘浓度。
举一反三
【变式】利用单分子油膜法可以粗略测定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，求这种油分子直径的表达式；如果这种油的摩尔质量为M，密度为，再写出阿伏加德罗常量的表达式。
解析：将油滴滴在水面上，在重力和浮力的共同作用下，油在水面上尽可能地散开，形成“单分子油膜”，如图所示，将分子视作球形模型，油膜的厚度就可认为是油分子的直径，进而可算出每个油分子的体积，现已知这种油的摩尔质量M，密度
，则可算出一摩尔油的体积，再由每一个分子的体积，则算出每摩尔油所
含的分子数――阿伏加德罗常数。
这种油的分子直径为，每个分子的体积为，
每摩尔这种油的体积为
，阿伏加德罗常数为。