一、实验目的
1. 验证分子运动论:观察分子无规则运动导致的扩散现象。
2. 比较扩散速度:探究酒精与水的扩散速度差异,理解分子大小和性质的影响。
3. 温度的影响:研究温度升高对扩散速率的影响。
二、实验材料与步骤
1. 常温实验:
2. 温度对比实验:
三、实验现象
1. 分层与混合:酒精(密度小)浮于水面,界面逐渐模糊,最终形成均匀溶液。
2. 温度影响:温水中的扩散速度显著快于冷水。
3. 颜色变化:染色酒精的扩散路径可通过颜色变化直观追踪。
四、实验结论
1. 分子运动:分子永不停息地做无规则运动(热运动)。
2. 温度效应:温度升高,分子动能增大,扩散加快。
3. 物质差异:酒精分子(C₂H₅OH,分子量46)比水分子(H₂O,分子量18)大,但因结构差异(羟基极性相似),互溶性良好,扩散速度受分子大小和相互作用共同影响。
五、影响因素分析
六、注意事项
1. 控制变量:确保酒精与水的体积、温度一致,容器相同。
2. 操作规范:注入酒精时避免震动或搅拌,减少人为干扰。
3. 安全提示:酒精易燃,远离明火(尤其加热时)。
七、相关概念辨析
八、拓展思考
1. 分子极性影响:水与酒精均为极性分子,互溶速度快;若换成非极性物质(如油),扩散显著变慢。
2. 菲克定律:定量描述扩散速率与浓度梯度的关系(高中阶段仅作了解)。
通过本实验,可深入理解分子热运动及物质性质对扩散的影响,为学习溶液、化学反应速率等内容奠定基础。