Približné určenie priemeru molekuly kyseliny olejovej

Teoretický úvod: Keď prenesieme na voľný povrch vody poprášený detským zásypom kvapku kyseliny olejovej, pozorujeme, že sa kvapka po povrchu roztečie a utvorí na ňom tenkú vrstvu. Ak je voľný povrch vody dostatočne veľký, vznikne na ňom monomolekulová vrstva s výškou rovnajúcou sa priemeru molekuly kyseliny olejovej. Zo známeho objemu kvapky s obsahom plochy monomolekulovej vrstvy možno určiť výšku tenkej vrstvy a tým približne priemer molekuly uvažovanej kyseliny.

Prakticky uskutočniť pokus a merať s čistou kyselinou olejovou by bolo dosť ťažké, lebo z jednej kvapky kyseliny by sa utvorila monomolekulová vrstva s plochou obsahu až niekoľko km2. Preto pri meraní použijeme roztok kyseliny olejovej a benzínu. Benzín sa po prenesení kvapky na povrch vody rýchlo vyparí a na povrchu vody zostane monomolekulová vrstvička čistej kyseliny olejovej. Obsah jej plochy bude menší.Tenká monomolekulová vrstva je na voľnom povrchu vody ťažko pozorovateľná. Určiť jej hranice možno poprášením vodnej hladiny detským zásypom. V mieste dopadu kvapky na takúto hladinu sa prášok rozostúpi a oblasť bez prášku ohraničuje plochu vzniknutej monomolekulovej vrstvy.Úloha: približne určite priemer molekuly kyseliny olejovej.Pomôcky: miska, detský zásyp, kyselina olejová, lekársky benzín, pipeta s objemovou stupnicou, milimetrové meradlo.

Postup : 1. Pripravte roztok kyseliny olejovej C17H33COOH v lekárskom benzíne v pomereVk : Vr = 1 : 2000, kde Vk - je objem kyseliny olejovej a Vr - celkový objem roztoku. 2. Pomocou pipety s objemovou stupnicou zistite počet kvapiek N postupne v objeme V = 1, 2 a 3 cm3.3. Objem kyseliny olejovej v jednej kvapke roztoku môžeme vypočítať 4. Do čistej a opláchnutej misky nalejte vodu. Počkajte až sa jej povrch ustáli a potom ju rovnomerne poprášte detským zásypom. Kvapkadlom preneste na voľný povrch vody do stredu misky jednu kvapku roztoku.5. Odmerajte priemer D kruhu, ktorý utvorí tenká vrstva kyseliny olejovej na povrchu vody. Meranie opakujte 5 krát v rozličných smeroch.

Z daných meraní môžeme objem útvaru vytvoreného kyselinou olejovou vyjadriť nasledovne: kde h je výška geometrického útvaru utvoreného kyselinou olejovou a zároveň aj priemer molekuly kyseliny olejovej, 6. Porovnaním vzťahov pre objem V1 z bodov 3. a 5. možno pre priemer molekuly kyseliny olejovej vytvoriť vzťah7. Vypočítajte priemer molekuly pomocou veličín odmeraných v priebehu experimentu.Otázky:1. Prečo je uvedenou metódou určenie priemeru molekuly kyseliny olejovej približné?2. Určte počet molekúl, ktoré utvorili pri danom pokuse tenkú monomolekulovú vrstvu kyseliny olejovej?3. Ako dlho by trvalo utvorenie tenkej vrstvy, keby sme na voľný povrch vody preniesli každú sekundu 106 molekúl?4. Aký dlhý by bol rad, ktorý by vznikol tesným zoradením všetkých molekúl uvažovanej vrstvy do priamky?5. Vypočítajte, aký by bol priemer guľovej kvapky kyseliny olejovej utvorenej z kyseliny, ktorá je v jednej kvapke roztoku?