Versuch
Durchführung:
Man verdünnt etwas Olivenöl mit Hexan oder Pentan, beispielsweise 1:1000. Diese Lösung gibt man in eine Bürette. Nun lässt man genau 1 ml Lösung aus der Bürette in ein kleines Becherglas tropfen und zählt genau die Anzahl der Tropfen. Dann berechnet man das Volumen eines Tropfens.
Angenommen, 1 ml Lösung liefert 24 Tropfen, dann hat ein 1 Tropfen ein Volumen von 1/24 = 0,0417 ml. Das tatsächliche Öl-Volumen beträgt dann aber nur ein Tausendstel, nämlich 0,0000417 ml oder 0,0417 µl.
Jetzt nimmt man sich eine große Glasschüssel, zum Beispiel eine Kristallisierschale und stellt sie auf kariertes Papier. Dann füllt man sie mit Wasser. Auf die Wasseroberfläche streut man etwas Kreidepulver, Schwefelpulver oder noch besser Bärlappsporen (oder Sporen einer anderen Pflanze, aber Bärlappsporen sollen sich am besten eignen).
Nun platziert man die Bürette genau über der Mitte der Wasseroberfläche und lässt genau einen einzigen Tropfen der verdünnten Öl-Lösung auf die Wasseroberfläche tropfen. Schlagartig breitet sich dieser Tropfen in einer monomolekularen Schicht aus Öl-Molekülen aus. Das Lösungsmittel Hexan oder Pentan verdampft recht schnell.
Jetzt schaut man von oben in die Schüssel und kann mit mit Hilfe des untergelegten karierten Papiers die Fläche des Ölflecks ungefähr bestimmen.
Zahlenbeispiel:
In diesem Zahlenbeispiel gehen wir davon aus, dass die gemessene Fläche des Ölflecks F = 43,5 cm2 beträgt. Das Volumen des in dem Tropfen enthaltenen Öls hatten wir mit 0,0000417 cm3 berechnet.
Für einen Zylinder mit kreisförmigen Grundriss gilt für das Volumen V = F * h. Die Höhe dieses Zylinders kann man berechnen, wenn man F und V kennt, dazu muss man nur die Formel umstellen:
h = V/F
Setzen wir unsere Werte ein, so erhalten wir für die Höhe eines Öl-Moleküls:
h = 0,0000417 cm3 / 43,5 cm2 = 0,0000009586 cm
Das sind 0,000009586 mm oder 0,009586 µm oder 9,586 nm.
Quellen:
- Wikipedia, Artikel "Ölfleckversuch"