高中物理 第一章 分子动理论 第2节 学生实验：用油膜法估测油酸分子的大小课件 教科版选修3-3

[解析] (1)由题图知，其中正方形方格 87 个，补偿法近似处理，可
补 19 个整小方格，实际占小方格 87 个＋19 个＝106 个，那么油膜
面积 S＝106×1 cm2＝106 cm2.
(2)由 1 mL 溶液中有 75 滴，1 滴溶液的体积为715 mL，又每
104 mL 溶液中有纯油酸 6 mL，715 mL 溶液中纯油酸的体积 V＝
解析：(1)①C 步骤中，要在水面上均匀地撒上石膏粉或痱子 粉．②实验中，要有步骤 F：用注射器或滴管将事先配制好的 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． (2)合理顺序为 CFBAED 答案：(1)见解析 (2)CFBAED
实验数据处理 利用单分子油膜法可以粗略测定分子的大小和阿伏伽德罗常 量，如果已知体积为 V 的一个油滴在水面上散开形成的单分子 油膜的面积为 S，求这种油分子的直径表达式．
五、数据处理 1．一滴油酸溶液的平均体积－V －V ＝N滴油酸溶N液的体积. 2．一滴油酸溶液中含纯油酸的体积 V
V＝－V ×油酸溶液的体积比体积比＝纯溶油液酸的体体积积. 3．油膜的面积 S＝n×1 cm2(n 为有效格数，小方格的边长为 1 cm)． 4．分子直径 D＝VS(代入数据时注意单位的统一)．
结束 语 同学们，你们要相信梦想是价值的源泉，相信成
功的信念比成功本身更重要，相信人生有挫折没 有失败，相信生命的质量来自决不妥协的信念， 考试加油。
2. 油 酸 酒 精 溶 液 的 浓 度 为 每 1 000 mL 油酸酒精溶液中有油酸 0.6 mL，现用滴管向量筒内滴加 50 滴上述 溶液，量筒中的溶液体积增加了 1 mL，若 把一滴这样的油酸酒精溶液滴入足够大盛 水的浅盘中，由于酒精溶于水，油酸在水面展开，稳定后形成 的油膜的形状如图所示．若每一小方格的边长为 25 mm，试问：
[解析] (1)②在量筒中直接测量一滴油酸酒精溶液体积误差太大， 应先用累积法测出 N 滴溶液体积，再算出一滴溶液的体积．③油 酸在水面上形成的油膜形状不易观察，可在水面上撒上痱子粉， 再滴油酸酒精溶液，稳定后就呈现出清晰轮廓． (2)一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积 V＝4.8×10－4×0.1% mL， d＝VS＝4.8×104－04××1100－－43×10－6 m＝1.2×10－10 m.
4．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，并用脱脂棉擦拭，再用清水冲洗， 这样做可保持盘的清洁． 5．从盘的中央加痱子粉或细石膏粉，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， 水将粉粒拉开；第二，粉粒之间的排斥．这样做比将粉撒在水 面上的效果好． 6．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．
3．当油酸薄膜的形状稳定后，将玻璃板轻放在浅盘上，用细彩 笔仔细地把油酸膜的形状画在玻璃板上． 4．将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，用数学的方法 估算出油膜的面积 S. 5．根据油酸酒精溶液的浓度和已测出的一滴油酸酒精溶液的体 积 V0，算出一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积 V. 6．用公式 D＝VS(D 为油酸分子直径)，计算得到油酸分子的大 小．
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高中物理 第一章 分子动理论 第2节 学生实验：用油膜法估测油酸分子的大 小课件 教科版选修3-3
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第一章 分子动理论
第2节 学生实验：用油膜法估测油酸 分子的大小
一、实验目的 用油膜法估测分子的大小． 二、实验原理 把一滴油酸(油酸的分子式为 C17H33COOH)滴到水面上，油酸的一 个分子可以看成由两部分组成，一部 分是 C17H33—，另一部分是—COOH， —COOH 对水有很强的亲和力，当把
实验原理及步骤 掌握“用油膜法估测油酸分子的大小”实验的步骤和该实验中 的注意事项．
在“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验中， (1)某同学操作步骤如下： ①取一定量的无水酒精和油酸，配制成一定浓度的油酸酒精溶 液；
②在量筒中滴入一滴该溶液，测出它的体积； ③在浅盘内盛一定量的水，再滴入一滴油酸酒精溶液，待其散 开稳定； ④在浅盘上覆盖透明玻璃，描出油膜形状，用透明方格纸估测 油膜的面积． 改正其中的错误：__________________________________ __________________________________________________. (2) 若 油 酸 酒 精 溶 液 体 积 浓 度 为 0.1%， 一 滴 溶 液 的 体 积 为 4.8×10－4 mL，其形成的油膜面积为 40 cm2，则估测出油酸分 子的直径为________ m.
(1)这种估测方法是将每个油酸分子视为______________模型， 让油酸尽可能地在水面上散开，则形成的油膜可视为 ____________ 油 膜 ， 这 层 油 膜 的 厚 度 可 视 为 油 酸 分 子 的 ________．图中油酸膜的面积为________m2；每一滴油酸酒精 溶液中含有纯油酸体积是________m3；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) (2)某同学在实验过程中，在距水面约 2 cm 的位置将一滴油酸酒 精溶液滴入水面形成油膜，实验时观察到，油膜的面积会先扩 张后又收缩了一些，这是为什么呢？请写出你分析的原因： ______________________________________________________ __________________.
[答案] (1)②应在量筒中滴入 N 滴溶液，计算得出一滴溶液的体 积 ③应在水面上先撒上痱子粉 (2)1.2×10－10
1.“用油膜法估测分子的大小”实验的简要步 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 (不足半个的舍去，多于半个的算一个)，再根据方格的边长求出油 膜的面积 S. B．将一滴油酸酒精溶液滴在水面上，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 2 cm 深的水． D．用公式 d＝VS求出薄膜厚度，即油酸分子的大小． 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 V.
6×715 104
m子直径 D＝VS＝8×10160－6 cm＝7.5×10－8 cm＝7.5×10－10 m.
[答案] (1)106 cm2 (2)8×10－6 mL
(3)7.5×10－10 m
估测分子大小的解题技巧 (1)首先要准确计算出纯油酸的体积 V. (2)其次计算出油膜的面积 S. (3)最后利用公式 D＝VS求出的数值就是分子直径的大小．
解析：油膜面积约占 70 小格，面积约为 S＝70×25×25×10－6 m2 ≈4.4×10－2 m2，一滴油酸酒精溶液含有纯油酸的体积为 V＝510 ×100.600×10－6 m3＝1.2×10－11 m3，油酸分子的直径约等于油膜 的厚度 d＝VS＝14..24××1100－－121 m≈2.7×10－10 m. 答案：(1)球体 单分子 直径 4.4×10－2 1．2×10－11 2.7×10－10 (2)主要有两个原因：①水面受到落下油滴的冲击，先陷下后又 恢复水平，因此油膜的面积扩张；②油酸酒精溶液中的酒精挥 发，使液面收缩
(1)上述步骤中有步骤遗漏或步骤不完全，请指出： ①_____________________________________________ ②_____________________________________________ (2)上述实验步骤的合理顺序是________________．
休息时间到啦
同学们，下课休息十分钟。现在是休息时间，你们休息一 看看远处，要保护好眼睛哦~站起来动一动，久坐对身体
在做用油膜法估测分子大小的实验 中，油酸酒精的浓度约为每 104 mL 溶液中有 纯油酸 6 mL.用注射器测得 1 mL 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，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 1 cm.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．
六、注意事项 1．油酸酒精溶液配制好后，不要长时间放置，以免造成溶液浓 度改变，产生误差．油酸酒精溶液的浓度以小于 0.001 为宜． 2．实验之前应练习好滴定方法，注射器针头高出水面的高度应 在 1 cm 之内． 3．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：第一，水面受油酸液滴冲击凹陷后又恢复； 第二，酒精挥发后液面收缩．
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)在水面上形成一层纯油酸薄 膜，其中 C17H33—部分冒出水面，而—COOH 部分留在水中， 油酸分子直立在水面上，形成一个单分子层油膜，如果把分子 看成球形，单分子油膜的厚度就可认为等于油酸分子的直径， 如图所示是单分子油膜侧面的示意图，如果事先测出油酸液滴 的体积 V，再测出油膜的面积 S，就可以估算出油酸分子的直径．
三、实验器材 量筒，注射器，浅盘，油酸酒精溶液，玻璃板，坐标纸，痱子 粉或滑石粉，细彩笔，水． 四、实验步骤 1．用注射器吸入一定体积(如 1 mL)事先配制好的油酸的酒精溶 液，再均匀地滴出，记下滴出的滴数，即可算出一滴油酸酒精 溶液的体积 V0. 2．在边长约 30～40 cm 的浅盘里倒入约 2 cm 深的水，然后将 痱子粉或滑石粉均匀地撒在水面上，用注射器将事先配制好的 油酸酒精溶液滴一滴在水面上，待其散开．