1.2-实验：用油膜法估测油酸分子的大小

江苏省睢宁县第一中学高二物理导学案第一章分子动理论1主备人：李元桥班级：姓名：第二节实验：用油膜法估测油酸分子的大小【学习目标】1.通过实验，让学生经历“实验设计、仪器使用、现象分析”，体会理想模型的建构。2.体会通过测量宏观量来间接测量微观量的方法。【实验思路】1.为了估测油酸分子的大小，我们把1滴油酸滴在水面上，水面上会形成一层油膜，油膜是由组成的。尽管油酸分子有着复杂的结构和形状，分子间也存在着间隙，但在估测其大小时，可以把它简化为处理，并认为它们。测出油膜的，它就相当于分子的。2.实验中，为了使油酸充分展开，获得一块单分子油膜，我们需要将油酸在中稀释后再滴入水中。这样的油酸酒精溶液滴在水面，溶液中的将溶于水并很快挥发，从而获得形成的油膜。这里可以粗略地认为，油膜的厚度等于1滴油酸酒精溶液中纯油酸的与它在水面上摊开的之比。【实验器材】配制好的一定浓度的油酸酒精溶液、浅盘、痱子粉(或细石膏粉)、注射器、量筒、玻璃板、彩笔、坐标纸．【实验步骤】1.测量1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积V。①配制一定浓度的油酸酒精溶液。用注射器吸取一段油酸酒精溶液，由注射器上的刻度读取该段溶液的总体积V，再把它一滴一滴地滴入烧杯中记下液滴的总滴数N。②用它们的，得到1滴油酸酒精溶液的体积，再计算其所含纯油酸的体积V。2.测量1滴油酸酒精溶液在水面上形成的油膜面积S。①在浅盘里盛上水，一只手捏住盛有爽身粉的布袋，另一只手拍打，将爽身粉均匀地撒在水面上。②用注射器向水面上滴1滴，油酸立即在水面散开，形成一块油膜。油膜上没有爽身粉，可以清楚地看出它的轮廓。③待油膜形状稳定后，将事先准备好的带有坐标方格的玻璃板放在浅盘上，在玻璃板上描下薄膜的形状。④根据画有油膜轮廓的玻璃板上的坐标方格，计算轮廓范围内正方形的个数，不足半个的，多于半个的算。然后，把正方形的乘单个正方形的就得到油膜的面积S。江苏省睢宁县第一中学高二物理导学案第一章分子动理论2【数据分析】用1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积V和该油膜面积S计算出油膜厚度，即油酸分子的直径：d。测定分子大小的方法不同，测出的结果也有差异，但是一致的。除了一些有机物质的大分子外，多数分子大小的数量级为m。【练习应用】1.在做“用油膜法估测分子的大小”的实验时，油酸酒精溶液的浓度为每1000mL溶液中有纯油酸0.2mL，用量筒和注射器测得1mL上述溶液有80滴，用注射器把一滴该溶液滴入表面撒有痱子粉的浅盘里，待水面稳定后，画出油酸薄膜的轮廓如图2所示，图中正方形小方格的边长为1cm.(结果均保留两位有效数字)(1)油酸薄膜的面积是________m2.(2)每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是______m3.(3)根据上述数据，估测出油酸分子的直径是________m．(结果保留两位有效数字)(4)某同学所得到的油酸分子直径的计算结果明显偏小，可能是由于________．A．油酸未完全散开B．油酸酒精溶液中含有大量酒精C．计算油膜面积时舍去了所有不足一格的方格D．在向量筒中滴入1mL油酸酒精溶液时，滴数多数了10滴2.在做“用油膜法估测分子直径的大小”的实验中(1)实验简要步骤如下：A．将画有油膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，数出轮廓内的方格数，再根据方格的边长求出油膜的面积SB．将一滴油酸酒精溶液滴在水面，待油酸薄膜的形状稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用彩笔将薄膜的形状描画在玻璃板上C．用浅盘装入约2cm深的水，然后将痱子粉均匀地撒在水面上D．取一定体积的油酸和确定体积的酒精混合均匀配制成一定浓度的油酸酒精溶液E．根据油酸酒精溶液的浓度，算出一滴溶液中纯油酸的体积VF．用注射器将事先配制好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒，记下量筒内增加一定体积时的滴数G．由VS得到油酸分子的直径d上述实验步骤的合理顺序是________________．(填写字母编号)(2)在本实验中“将油膜分子看成紧密排列的球形，在水面形成单分子油膜”，体现的物理思想方法是__________________________.(3)若所用油酸酒精溶液的浓度约为每104mL溶液中有纯油酸6mL.用注射器测得1mL上述溶液为75滴，把1滴该溶液滴入盛水的浅盘里，待水面稳定后，描江苏省睢宁县第一中学高二物理导学案第一章分子动理论3出的油酸膜的轮廓形状和尺寸如图所示，坐标中正方形方格的边长为1cm，由此可估测油酸分子的直径是_____m．(保留一位有效数字)3.某种油剂的密度为8×102kg/m3，取这种油剂0.8g滴在水面上，最后形成油膜的最大面积约为()A．10－10m2B．104m2C．1010cm2D．104cm2【参考答案】新知探究：单层油酸分子球形紧密排布厚度d直径酒精酒精纯油酸体积V面积S总体积V除以总滴数N油酸酒精溶液舍去一个个数面积SV数量级10-10练习应用：1.(1)4.0×10－3(2)2.5×10－12(3)6.3×10－10(4)D2.(1)CDFEBAG(或DFECBAG)(2)理想模型法(3)6×10-103.B【归纳整理】1.用油膜法估测分子的大小的科学依据是：①将油膜看成单分子油膜；②不考虑各油分子间的间隙；③将油膜分子看成球形。2.注意事项(1)油酸酒精溶液配制好后不要长时间放置，以免浓度改变，造成较大的实验误差．(2)浅盘中的水应保持平稳，痱子粉(或细石膏粉)应均匀分布在水面上．(3)从浅盘的中央加痱子粉，使粉自动扩散至均匀，这是由于加粉后水的表面张力系数变小，水将粉粒拉开。这样做比将粉撒在水面上的效果好。(4)注射器针头高出水面的高度应在1cm之内，当针头离水面很近(油酸未滴下之前)时，会发现针头下方的粉层已被排开，这不影响实验效果。(5)待测油酸液面扩散后又收缩，要在稳定后再画轮廓。扩散后又收缩有两个原因：①水面受油酸液滴冲击凹陷后恢复；②酒精挥发后液面收缩。⑹当重做实验时，水从浅盘的一侧边缘倒出，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，这样做可保持浅盘的清洁。⑺本实验只要求估算分子的大小，实验结果的数量级符合要求即可。1．油酸酒精溶液配制后，不要长时间放置，以免浓度改变，产生误差。