实验十二用油膜法估测分子的大小
实验用油膜法估测分子大小
实验⽤油膜法估测分⼦⼤⼩实验:⽤油膜法估测分⼦⼤⼩(⼀)实验⽬的1.会正确测出⼀滴油酸酒精溶液中油酸的体积及形成油膜的⾯积;2.计算分⼦的⼤⼩.(⼆)实验原理利⽤油酸的酒精溶液在平静的⽔⾯上形成单分⼦油膜,将油酸分⼦看作球形,测出⼀定体积油酸溶液在⽔⾯上形成的油膜⾯积,⽤d=V/S计算出油膜的厚度.这个厚度就近似等于油酸分⼦的直径.（如图）（三）实验器材配制好的油酸酒精溶液、浅盘、痱⼦粉(或⽯膏粉)\,注射器\,量筒\,玻璃板\,彩笔\,铅笔\,坐标纸.(四)实验步骤1.测⼀滴油酸酒精溶液中油酸的体积⽤注射器取出事先按⼀定⽐例配制好的油酸酒精溶液,缓缓推动活塞使溶液⼀滴⼀滴地滴⼊量筒,记下量筒内增加⼀定体积(如x mL）时的滴数n,算出⼀滴油酸酒精溶液的体积V′=xnmL.再根据油酸酒精溶液中油酸的体积⽐η,算出⼀滴油酸酒精溶液中油酸的体积V=V′η.2.形成油膜在浅盘中倒⼊约2 cm深的⽔,然后将痱⼦粉均匀地撒在⽔⾯上,再⽤注射器将事先配制好的油酸酒精溶液滴⼀滴在⽔⾯上,⼀会⼉就会在⽔⾯上形成⼀层形状不规则的油酸薄膜.3.测油酸薄膜的⾯积待油酸薄膜稳定后,将玻璃板平放在浅盘上,然后⽤彩笔将油膜的形状画在玻璃板上.将画有油膜形状的玻璃板放在坐标纸上,数出油膜的格数,算出油膜的⾯积S(以坐标纸上边长为1cm的正⽅形为单位,数轮廓内正⽅形个数时,不⾜半个的舍去,多于半个的算⼀个).4.估算出油酸分⼦的⼤⼩根据测出的⼀滴油酸酒精溶液⾥油酸分⼦的体积V和油酸薄膜的⾯积S,可求出油膜的厚度l,则l可看作油酸分⼦的直径d.即d=l=VS.解题技法技法讲解⽤油膜法测定分⼦⼤⼩，是利⽤简化模型把分⼦看做了⼩球,实际上,分⼦有着复杂的内部结构,并不是真的是⼩球,⼩球是其理想化的模型,这是研究物理问题的重要思想⽅法.即将复杂的物理过程\,物理现象中最本质\,具有共性的东西抽象出来,将其理想化\,模型化,略去其次要因素和条件,研究其基本规律,但在运⽤时要注意其规律的适⽤范围和运⽤前提.典例剖析例1⽤油膜法测分⼦⼤⼩时要满⾜的理想化的条件是（）A.把在⽔⾯上尽可能充分散开的油膜视为单分⼦油膜B.把形成单分⼦油膜的分⼦看作紧密排列的球形分⼦C.将油膜视为单分⼦油膜,但需考虑分⼦间隙D.将单分⼦视为⽴⽅体模型⼆、数据处理⽅法技法讲解（1）油酸体积的计算如果知道油酸酒精溶液浓度为P，测量出N滴油酸酒精溶液的体积为V，那么1滴油酸酒精溶液中含有的油酸体积为V.V=VPN×10-6m3（2）数格⼦的⽅法这是估测不规则形状⾯积的⼀种⽅法：将⼀玻璃板放在不规则⾯积的上⽅，在玻璃板上画出不规则图形的轮廓，然后将其放在坐标纸上，数出不规则图形的轮廓包围的⽅格数.计算⽅格数时，不⾜半个格⼦的舍去，多于半个格⼦的算⼀个，⽅格边长的单位越⼩，这种⽅法求出的⾯积越精确.典例剖析例2在做⽤油膜法估测分⼦⼤⼩的实验中，将油酸溶于酒精，其浓度为每104 mL溶液中有6 mL油酸．⽤注射器测得1 mL上述溶液有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 cm2?（2）每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是多少？（3）按以上实验数据估测出油膜分⼦的直径.技法讲解(1)选⽤的浅⽔盘各处的⾼度应均匀，⽽且⽔盘应⽔平放置(可从盘的边缘各处离⽔⾯⾼度是否⼀样看出)；⽔盘也不宜太⾼，略⾼于⽔⾯为宜，以使盘上的玻璃⽚尽可能地接近⽔⾯⼜不接触⽔⾯，这样描绘出的油酸膜轮廓就⽐较准确.描画油酸膜轮廓时，眼睛视线应通过所画之处⽽垂直于玻璃⽚.(2)油酸溶液配制时间不能过长，否则浓度改变，实验误差太⼤．(3)为了使滴到⽔⾯的油酸尽量少，除了把油酸稀释外，应尽量选⽤出⼝特别细的注射器或滴管，最好使⽤滴下100滴以上溶液才有1 mL体积的滴管.(4)向⽔⾯滴下酒精油酸溶液时，注意使滴管垂直于⽔⾯，管⼝靠近⽔⾯，轻轻地滴下，就能得到油层不再扩散，形成边缘圆滑的油膜.典例剖析例3下⾯是某同学在⽤油膜法测分⼦⼤⼩的实验过程中的⼀些操作其中正确的是（）A.在⽔盘中洒上痱⼦粉后，⽤滴管把⼀滴油酸滴⼊⽔盘中B.滴⼊油酸时注射针头离⽔⾯约10cm⾼C.向⽔盘中加⽔时⼀直加到⽔平⾯接近⽔盘边缘D.⽔盘中加⼊⽔后⽴即洒上痱⼦粉，并⽴即滴上油酸酒精溶液随堂训练1.某油剂的密度为8×102kg/m3，取这种油剂0.8g滴在⽔⾯上，最后形成的油膜最⼤的⾯积约为（）A.10-10m2B.104m2C.1010cm2D.104cm22.在粗测油酸分⼦⼤⼩的实验中，具体操作如下：A.取油酸1.00 mL注⼊250 mL的容量瓶内，然后向瓶中加⼊酒精，直到液⾯达到250 mL 的刻度线为⽌.摇动瓶使油酸在酒精中充分溶解，形成油酸的酒精溶液.B.⽤滴管吸取制得的溶液逐滴滴⼊量筒中，记录滴⼊溶液的滴数，直到量筒达到1.00 mL 为⽌，共滴了100 滴.C.在⽔盘内注⼊蒸馏⽔，静置后⽤滴管吸取油酸的酒精溶液，轻轻地向⽔⾯滴⼀滴溶液，酒精挥发后油酸在⽔⾯上尽可能地散开，形成⼀层油膜.D.测得油膜⾯积为3.60×102cm2.利⽤数据可求得油酸分⼦的直径约为_______m.（计算结果保留两位有效数字）.3.在⽤“油膜法”估测分⼦的⼤⼩的实验中，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（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.将⼀滴酒精油酸溶液滴在⽔⾯上，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，然后将痱⼦粉或⽯膏粉均匀地撒在⽔⾯上D.⽤公式d=V/s，求出薄膜厚度，即油酸分⼦的⼤⼩E.根据酒精油酸溶液的浓度，算出⼀滴溶液中纯油酸的体积VF.⽤注射器或滴管把事先配制好的酒精油酸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.上述实验步骤的合理顺序是__________4.利⽤油膜法估测油酸分⼦的⼤⼩,实验器材有:浓度为0.05%(体积分数)的油酸酒精溶液\,最⼩刻度为0.1ml的量筒\,盛有适量清⽔的45×50cm2浅盘\,痱⼦粉\,橡⽪头滴管\,玻璃板\,彩笔\,坐标纸.(1)下⾯是实验步骤,请填写所缺的步骤C.A.⽤滴管将浓度为0.05%的油酸酒精溶液⼀滴⼀滴地滴⼊量筒中,记下滴⼊1 ml油酸酒精溶液时的滴数NB.将痱⼦粉均匀地撒在浅盘内⽔⾯上,⽤滴管吸取浓度为0.05%的油酸酒精溶液,从低处向⽔⾯中央⼀滴⼀滴地滴⼊,直到油酸薄膜有⾜够⼤的⾯积⼜不与器壁接触为⽌,记下滴⼊的滴数nC.___________________________________________________D.将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上,以坐标纸上边长为1cm的正⽅形为单位,计算轮廓内正⽅形的个数,算出油酸薄膜的⾯积S(2)⽤已给的和测得的物理量表⽰单个油酸分⼦的⼤⼩________(单位:cm)5.某同学在⽤油膜法估测分⼦直径实验中,计算结果明显偏⼤,可能是由于（）A.油酸未完全散开B.油酸中含有⼤量酒精C.计算油膜⾯积时,舍去了所有不⾜⼀格的⽅格D.求每滴体积时,1 mL的溶液的滴数误多记了10滴6.（1）⽤油膜法估测分⼦⼤⼩的实验，两个前提假设是①____________________________________________；②____________________________________________.（2）实验中，若配制的油酸酒精溶液的浓度为n，⼀滴溶液的体积为V，实验中描绘出的油酸薄膜的⾯积为S，则估算出油酸分⼦的直径为______________.7.利⽤单分⼦油膜法可以粗略测定分⼦的⼤⼩和阿伏加德罗常数.如果已知体积为V的⼀滴油在⽔⾯上散开形成的⾯积为S，求这种油分⼦的直径的表达式；如果这种油的摩尔质量为M，密度为ρ，再写出阿伏加德罗常数的表达式。
实验12：用油膜法估测油分子的大小
V 答案】 【答案】 d = S
6 MS 3 NA = ρ πV 3
ρ
则NA
V0 M ρ 6MS 3 = = 。 3 = πV V分 ρπV 3 6S 3
【解析】本题明确告诉我们油膜已充分展开形成单分子油膜，因 解析】本题明确告诉我们油膜已充分展开形成单分子油膜， 此油膜的厚度即为油分子的直径。仍需注意的是： 此油膜的厚度即为油分子的直径。仍需注意的是：油分子的微观结构 模型化”为紧密排列式。设油分子的直径为d， ＝ 被“模型化”为紧密排列式。设油分子的直径为 ，则d＝V/Ｓ。阿伏 加德罗常数是联系微观物理量和宏观物理量的桥梁， 加德罗常数是联系微观物理量和宏观物理量的桥梁，设一个油分子的 质量为m，一个油分子的体积为V 质量为 ，一个油分子的体积为 分，则阿伏加德罗常数为A = M = V 0 N m V分 是油的摩尔体积。 ，V0是油的摩尔体积。 3 3 由于 V 分 = π d = π V 3 , V 0 = M
三、实验器材 油酸、酒精、浅盘、痱子粉(石膏粉 量筒(两个 滴管(或注射器 石膏粉)、 两个)、 或注射器)、 油酸、酒精、浅盘、痱子粉 石膏粉 、量筒 两个 、滴管 或注射器 、 大玻璃板、彩笔、坐标纸。 大玻璃板、彩笔、坐标纸。 四、实验步骤 1.配制油酸酒精溶液。取1mL(1cm3)的油酸溶于酒精中，制成 配制油酸酒精溶液。 的油酸溶于酒精中， 配制油酸酒精溶液 的油酸溶于酒精中 制成200mL的油 的油 酸酒精溶液。 酸酒精溶液。 2.往边长约为 往边长约为30cm~40cm的浅盘中倒入约 cm深的水，然后将痱子粉或石 的浅盘中倒入约2 深的水， 往边长约为 的浅盘中倒入约 深的水 膏粉薄而均匀地撒在水面上。 膏粉薄而均匀地撒在水面上。 3.用滴管 或注射器 向量筒中滴入几滴油酸酒精溶液，使这些溶液的 用滴管(或注射器 向量筒中滴入几滴油酸酒精溶液， 用滴管 或注射器)向量筒中滴入几滴油酸酒精溶液 体积恰好为1mL，算出每滴油酸酒精溶液所含的油酸体积V0= ，算出每滴油酸酒精溶液所含的油酸体积 体积恰好为
用油膜法估测分子的大小
实验十二 用油膜法估测分子的大小一、实验目的1．估测油酸分子的大小．2．学习间接测量微观量的原理和方法． 二、实验原理实验采用使油酸在水面上形成一层单分子油膜的方法估测分子的大小．当把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，并很快挥发，在水面上形成如图1所示形状的一层纯油酸薄膜．如果算出一定体积的油酸在水面上形成的单分子油膜的面积，即可算出油酸分子的大小．用V 表示一滴油酸酒精溶液中所含油酸的体积，用S 表示单分子油膜的面积，用d 表示分子的直径，如图2所示，则：d ＝VS.图1 图2 三、实验器材盛水浅盘、滴管(或注射器)、试剂瓶、坐标纸、玻璃板、痱子粉、油酸酒精溶液、量筒、彩笔． 四、实验步骤1．用稀酒精溶液及清水清洗浅盘，充分洗去油污、粉尘，以免给实验带来误差．2．配制油酸酒精溶液，取油酸1 mL ，注入500 mL 的容量瓶中，然后向容量瓶内注入酒精，直到液面达到500 mL 刻度线为止，摇动容量瓶，使油酸充分在酒精中溶解，这样就得到了500 mL 含1 mL 纯油酸的油酸酒精溶液．3．用注射器或滴管将油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，并记下量筒内增加一定体积V n时的滴数n .4．根据V 0＝V n n算出每滴油酸酒精溶液的体积V 0.5．向浅盘里倒入约2 cm 深的水，并将痱子粉或石膏粉均匀地撒在水面上． 6．用注射器或滴管将一滴油酸酒精溶液滴在水面上．7．待油酸薄膜的形状稳定后，将玻璃板(或有机玻璃板)放在浅盘上，并将油酸膜的形状用彩笔画在玻璃板上．8．将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，算出油酸薄膜的面积S (求面积时以坐标纸上边长为1 cm 的正方形为单位计算轮廓内正方形的个数，不足半个的舍去，多于半个的算一个)．9．根据油酸酒精溶液的配制比例，算出一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积V ，并代入公式d＝VS算出油酸薄膜的厚度d.10．重复以上实验步骤多测几次油酸薄膜厚度，并求平均值，即为油酸分子的大小．五、数据处理根据上面记录的数据，完成以下表格内容.1．注射器针头高出水面的高度应在1 cm之内，当针头靠水面很近(油酸未滴下之前)时，会发现针头下方的粉层已被排开，这是由于针头中酒精挥发所致，不影响实验效果．2．待测油膜面扩散后又收缩，要在油膜面稳定后再画轮廓．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．3．当重做实验时，将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，并用脱脂棉擦去再用清水冲洗，这样做可保持盘的清洁．4．从盘的中央加痱子粉，使粉自动扩散至均匀，这样做，比将粉撒在水面上的效果好．因为：一，加粉后水的表面张力系数变小，水将粉粒拉开；二，粉粒之间相互排斥．记忆口诀酒精油酸配溶液，五六十滴体积测.静水盆中撒痱粉，一滴溶液水面淋.玻璃板上画边缘，数出格子面积算.多半算一少半舍，相除直径容易得.例1 某学生在用油膜法估测分子直径实验中，计算结果明显偏大，可能是由于( ) A．油酸未完全散开B．油酸中含有大量酒精C．计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格D．求每滴溶液中纯油酸的体积时，1 mL的溶液的滴数误多记了10滴例2 油酸的分子式为C17H33COOH，它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．油酸中C17H33—部分冒出水面，而—COOH部分留在水中，油酸分子就直立在水面上，形成一个单分子层油膜．现有按体积比为m∶n(m>n)配制好的油酸酒精溶液置于容器中，还有一个充入约2 cm深水的浅盘．一支滴管，一个量筒．请补充下述估测分子大小的实验步骤：(1)________________________(需测量的物理量自己用字母表示)．图3(2)用滴管将一滴油酸酒精溶液滴入浅盘，待油酸薄膜稳定后，将薄膜轮廓描绘在坐标纸上，如图3所示．(已知坐标纸上每个小方格面积为S，求油膜面积时，半个以上方格面积记为S，不足半个舍去)则油膜面积为________．(3)估算油酸分子直径的表达式为d＝____________.1．利用油膜法估测油酸分子的大小，实验器材有：浓度为%(体积分数)的油酸酒精溶液、最小刻度为 mL的量筒、盛有适量清水的45×50 cm2的浅盘、痱子粉、橡皮头滴管、玻璃板、彩笔、坐标纸．(1)下面是实验步骤，请填写所缺的步骤C.A．用滴管将浓度为%的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，记下滴入1 mL油酸酒精溶液时的滴数NB．将痱子粉均匀地撒在浅盘内水面上，用滴管吸取浓度为%的油酸酒精溶液，从低处向水面中央一滴一滴地滴入，直到油酸薄膜有足够大的面积又不与器壁接触为止，记下滴入的滴数nC. ________________________________________________________________________.D．将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，以坐标纸上边长为1 cm的正方形为单位，计算轮廓内正方形的个数，算出油酸薄膜的面积S.(2)用已知的和测得的物理量表示单个油酸分子的大小__________(单位：cm)．2．在做“用油膜法估测分子大小”的实验中，油酸酒精溶液的浓度为每104mL溶液中有纯油酸6 mL.用注射器测得1 mL上述溶液中有液滴50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，在玻璃板上描出油膜的轮廓，随后把玻璃板放在坐标纸上，其形状如图4所示．坐标纸中正方形方格的边长为20 mm.求：图4(1)油酸膜的面积；(2)每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积； (3)根据上述数据，估测出油酸分子的直径．3．用油膜法测定分子大小的实验中，体积为V 的油滴，在水面上形成了近似圆形的单分子油膜，油膜直径为d ，则单个油膜分子的直径约为 ( ) 4． “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绘在玻璃板上；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 .上述步骤中有遗漏或不完全的，请指出：(1)____________________________________________________________________． (2)____________________________________________________________________． 5．在用油膜法估测分子大小的实验中，已知配制的油酸溶液中，纯油酸与溶液体积之比为1∶500，1 mL 该溶液能滴250滴，那么一滴该溶液的体积是______ mL ，所以一滴溶液中所含的油酸体积为____ cm 3.若实验中测得结果如下表所示，请根据所给数据填写出空白处的数值，并与公认的油酸分子长度值L 0＝×10－10m 做比较，并判断此实验是否符合数量级的要求.答案课堂探究例1 AC [由d ＝VS得，A 选项中S 偏小，导致d 结果偏大．B 选项中含有大量酒精，是为了稀释油酸，不影响结果．C 选项中，S 偏小，导致结果偏大．D 选项中，使1滴溶液中纯油酸的体积偏小，导致结果偏小．] 例2 (1)见解析 (2)8S (3)nV /[8NS (m ＋n )]解析 (1)用滴管向量筒内加注N 滴酒精油酸溶液，读出其体积V . 随堂训练1．(1)见解析 (2)错误!解析 (1)待油酸薄膜形状稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用彩笔将油酸薄膜的形状画在玻璃板上．2．(1)×10－2m 2(2)×10－11m 3 (3)×10－10m3．A4．(1)在步骤C 中，要在水面上洒上痱子粉或石膏粉．(2)实验时，还需要F ：用注射器或滴管将溶液一滴一滴地滴入量筒，记下滴入1 mL 溶液时的滴数．5．4×10－38×10－6①×10－8cm ②×10－8cm ③×10－8cm ④×10－10m 符合数量级要求1．50×10－8cm 、×10－8cm 、×10－8cm ，其平均值L ＝L 1＋L 2＋L 33＝×10－8 cm ＝×10－10m ，这与公认值的数量级相吻合，故此实验符合数量级的要求．。
第十四章 实验十二 用油膜法估测分子的大小
实验十二 用油膜法估测分子的大小 目标要求 1.知道油膜法估测分子的大小的原理.2.掌握用油膜法估测油酸分子的大小的方法．实验技能储备1．实验原理实验采用使油酸在水面上形成一层单分子油膜的方法估测分子的大小．当把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，并很快挥发，在水面上形成如图甲所示形状的一层纯油酸薄膜．如果算出一定体积的油酸在水面上形成的单分子油膜的面积，即可算出油酸分子的大小．用V 表示一滴油酸酒精溶液中所含纯油酸的体积，用S 表示单分子油膜的面积，用d 表示油酸分子的直径，如图乙所示，则d ＝V S.2．实验器材盛水浅盘、注射器(或滴管)、容量瓶、坐标纸、玻璃板、爽身粉、量筒、彩笔等．3．实验过程(1)配制油酸酒精溶液，取纯油酸1 mL ，注入500 mL 的容量瓶中，然后向容量瓶内注入酒精，直到液面到达500 mL 刻度线为止．(2)用注射器(或滴管)将油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，并记下量筒内增加一定体积V n 时的滴数n ，算出每滴油酸酒精溶液的体积V 0.(3)向浅盘里倒入约2 cm 深的水，并将爽身粉均匀地撒在水面上．(4)用注射器(或滴管)将一滴油酸酒精溶液滴在水面上．(5)待油酸薄膜的形状稳定后，将玻璃板放在浅盘上，并将油酸膜的形状用彩笔画在玻璃板上．(6)将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，算出油酸薄膜的面积S (求面积时以坐标纸上边长为1 cm 的正方形为单位计算轮廓内正方形的个数，不足半个的舍去，多于半个的算一个)．(7)根据油酸酒精溶液的配制比例，算出一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积V ，并代入公式d ＝V S，算出油酸薄膜的厚度d . (8)重复以上实验步骤，多测几次油酸薄膜的厚度，并求平均值，即为油酸分子直径的大小．教材原型实验例1某同学在实验室用油膜法测油酸分子直径．(1)该实验的科学依据是________．A．将油膜看成单分子油膜B．不考虑各个油酸分子间的间隙C．考虑各个油酸分子间的间隙D．将油酸分子看成球形(2)实验主要步骤如下：①向体积V油＝6 mL的油酸中加酒精，直至总量达到V总＝104 mL；②用注射器吸取①中油酸酒精溶液，把它一滴一滴地滴入小量筒中，当滴入n＝75滴时，测得其体积恰好是V0＝1 mL；一滴油酸酒精溶液中含有油酸的体积为________ m3；③先往浅盘里倒入2 cm深的水，然后将爽身粉均匀地撒在水面上；④用注射器往水面上滴一滴油酸酒精溶液，待油酸薄膜形状稳定后，将事先准备好的玻璃板放在浅盘上，并在玻璃板上描下油酸膜的形状；⑤将画有油酸膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，如图所示，数出轮廓范围内小方格的个数N，小方格的边长为L＝1 cm.(3)由图可知油膜面积为________ m2；计算出油酸分子直径为________ m．(以上结果均保留一位有效数字)(4)若滴入75滴油酸酒精溶液的体积不足 1 mL，则最终的测量结果将________(填“偏大”“偏小”或“无影响”)．答案(1)ABD(2)②8×10－12(3)1×10－28×10－10(4)偏大解析(1)将油膜看成单分子油膜，油膜是呈单分子分布的，单分子油膜的厚度等于分子的直径，A正确；不考虑各个油酸分子间的间隙，认为这些油酸分子是一个一个紧挨在一起的，分子之间没有间隙，B正确，C错误；将油酸分子看成球形，测出油酸的体积V和形成单分子油膜的面积S，单分子油膜的厚度d＝V，可以认为厚度等于分子的直径，D正确．S(2)②一滴油酸酒精溶液中含有油酸的体积为V ＝175×6104 mL ＝8×10－6 mL ＝8×10－12 m 3. (3)由题图可知油膜面积为S ＝1×10－2 m 2油酸分子的直径为d ＝V S ＝8×10－121×10－2m ＝8×10－10 m. (4)若滴入75滴油酸酒精溶液的体积不足1 mL ，则代入计算的纯油酸的体积偏大，可知测量结果偏大．例2 (1)如图所示的四个图反映“用油膜法估测分子的大小”实验中的四个步骤，将它们按操作先后顺序排列应是________(用符号表示)．(2)取油酸1.0 mL 注入250 mL 的容量瓶内，然后向瓶中加入酒精，直到液面到达250 mL 的刻度线为止，得到油酸酒精混合溶液．用滴管吸取混合溶液逐滴滴入量筒，记录滴入的滴数直到量筒内溶液达到1.0 mL 为止，恰好共滴了100滴．取一滴混合溶液滴在浅盘内的水面上(已撒爽身粉)，数得油膜轮廓占面积为1 cm 2小格子120格(不足半格舍去，多于半格算1格)．则请估算油酸分子的直径为________ m(结果保留2位有效数字)．(3)该同学做完实验后，发现自己所测的分子直径d 明显偏大．出现这种情况的原因可能是________．A ．将滴入的油酸酒精溶液体积作为油酸体积进行计算B ．油酸酒精溶液长时间放置，酒精挥发使溶液的浓度发生了变化C ．计算油膜面积时，只数了完整的方格数D ．求每滴溶液中纯油酸的体积时，1 mL 溶液的滴数多记了10滴(4)用油膜法测出油酸分子的直径后，要测定阿伏加德罗常数，还需要知道油酸的________．A ．摩尔质量B ．摩尔体积C ．质量D ．体积 答案 (1)cadb (2)3.3×10－9 (3)AC (4)B解析 (1)“用油膜法估测油酸分子的大小”实验步骤为：配制油酸酒精溶液→测定一滴油酸酒精溶液的体积再准备浅水盘→形成油膜→描绘油膜边缘测量油膜面积并计算分子直径，则操作先后顺序应是cadb ；(2)油膜面积约占120格，面积约为S ＝120×1×10－4 m 2＝1.2×10－2 m 2一滴油酸酒精溶液含有纯油酸的体积为V ＝1250×1100×10－6 m 3＝4×10－11 m 3 油酸分子的直径约等于油膜的厚度d ＝V S ＝4×10－111.2×10－2m ≈3.3×10－9 m. (3)计算油酸分子直径的公式是d ＝V SV 是纯油酸的体积，S 是油膜的面积，将滴入的油酸酒精溶液体积作为油酸体积进行计算，则V 取值偏大，导致d 偏大，故A 正确；油酸酒精溶液长时间放置，酒精挥发使溶液的浓度增大，则V 取值偏小，导致d 偏小，故B 错误；计算油膜面积时，只数了完整的方格数，则S 取值偏小，导致d 偏大，故C 正确；求每滴溶液中纯油酸的体积时，1 mL 的溶液的滴数多记了10滴，由V 1＝1nmL 可知，纯油酸的体积将偏小，导致d 偏小，故D 错误． (4)设一个油酸分子体积为V ，则V ＝43π(d 2)3，由N A ＝V mol V可知，要测定阿伏加德罗常数，还需知道油酸的摩尔体积，故B 正确． 课时精练1．关于“用油膜法估测油酸分子大小”的实验，下列选项正确的是( )A ．将油膜看作单层分子薄膜，且不考虑油酸分子间的空隙B ．利用画有油膜轮廓的坐标方格计算油膜面积时，舍去所有不足一格的方格C ．测一滴油酸酒精溶液的体积时，只需将其滴入量筒即可D ．若油酸未完全散开，会使测出的分子直径偏小答案 A解析 将油膜看作单层分子薄膜，且不考虑油酸分子间的空隙，所以A 正确；利用画有油膜轮廓的坐标方格计算油膜面积时，舍去所有小于半格的方格，大于等于半格的算1格，所以B 错误；测一滴油酸酒精溶液的体积时，需滴入多滴进入量筒，采用累积法测量可以减小误差，所以C 错误；若油酸未完全散开，则测量的油膜面积会减小，根据d ＝V S，则会使测出的分子直径偏大，所以D 错误．2．(2019·全国卷Ⅲ·33(1))用油膜法估算分子大小的实验中，首先需将纯油酸稀释成一定浓度的油酸酒精溶液，稀释的目的是____________________________________________．实验中为了测量出一滴已知浓度的油酸酒精溶液中纯油酸的体积，可以_______________．为得到油酸分子的直径，还需测量的物理量是________________________________．答案使油酸在浅盘的水面上容易形成一块单分子层油膜把油酸酒精溶液一滴一滴地滴入小量筒中，测出1 mL油酸酒精溶液的滴数，得到一滴溶液中纯油酸的体积单分子层油膜的面积解析实验前将油酸稀释，目的是使油酸在浅盘的水面上容易形成一块单分子层油膜．可以用累积法测量多滴溶液的体积后计算得到一滴溶液中纯油酸的体积．油酸分子直径等于一滴溶液中纯油酸的体积与形成的单分子层油膜的面积之比，即d＝VS，故除测得一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积外，还需要测量单分子层油膜的面积．3.在“用油膜法估测分子的大小”的实验中，将1 mL的纯油酸配制成5 000 mL的油酸酒精溶液，用注射器测得1 mL溶液为80滴，再滴入1滴这样的溶液到准备好的浅盘中，描出的油膜轮廓如图所示，每格边长是0.5 cm，根据以上信息，回答下列问题：(1)1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积为______ mL；(2)油膜的面积为________ cm2；(3)油酸分子的直径约为________ m；(此小题保留一位有效数字)(4)从油酸酒精溶液滴入浅盘到油膜稳定过程中，油膜的面积大小变化情况是________；(5)甲、乙、丙三位同学分别在三个实验小组做“用油膜法估测油酸分子的大小”实验，但都发生了操作失误．其中会导致所测的分子直径d偏小的是________．A．甲同学在配制油酸酒精溶液时，不小心把酒精倒少了一点，导致油酸酒精溶液的实际浓度比计算值大一些B．乙同学在计算注射器滴出的每一滴油酸酒精溶液体积后，不小心拿错了一个注射器把溶液滴在水面上，这个拿错的注射器的针管比原来的细，每滴油酸酒精溶液的体积比原来的小C．丙同学在计算油膜面积时，把凡是不足一格的油膜都不计，导致计算的面积比实际面积小一些答案(1)2.5×10－6(2)35(3)7×10－10(4)先变大后变小(5)A解析(1)一滴油酸酒精溶液中含纯油酸的体积V＝180×15 000mL＝2.5×10－6 mL(2)由题图油膜可知，油膜所占坐标纸的格数约140个，油膜的面积为S＝140×0.5×0.5 cm2＝35 cm2(3)油酸分子的直径约为d＝VS≈7×10－10 m(4)从油酸酒精溶液滴入浅盘到油膜稳定过程中，由于酒精的挥发，油膜的面积大小变化情况是先变大后变小．(5)甲同学在配制油酸酒精溶液时，不小心把酒精倒少了一点，导致油酸酒精溶液的实际浓度比计算值大了一些，算出的一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积比实际值小，由d＝VS，可知所测的分子直径d偏小，A正确；乙同学在计算注射器滴出的每一滴油酸酒精溶液体积后，不小心拿错了一个注射器把溶液滴在水面上，这个拿错的注射器的针管比原来的细，一滴油酸酒精溶液的实际体积变小，一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积变小，对应的油膜面积S变小，但体积V还是按原来的计算的，由d＝VS，可知所测的分子直径d偏大，B错误；丙同学在计算油膜面积时，把凡是不足一格的油膜都不计，导致计算的面积比实际面积小一些，由d＝VS，可知所测的分子直径d偏大，C错误．4．在“用油膜法估测油酸分子大小”的实验中，所用的油酸酒精溶液的浓度为每1 000 mL 溶液中有纯油酸0.5 mL，用注射器测得1 mL上述溶液有80滴，把1滴该溶液滴入盛水的撒有爽身粉的浅盘中，待水面稳定后，得到油酸薄膜的轮廓形状和尺寸如图所示，图中正方形格的边长为1 cm，则可求得：(1)油酸薄膜的面积是________ cm2；(2)油酸分子的直径是________ m；(结果保留两位有效数字)(3)某同学实验中最终得到的计算结果数据偏大，可能是由于________；A．油膜中含有大量未溶解的酒精B．计算油膜面积时，错将全部不完整的方格作为完整方格处理C．计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格D．水面上爽身粉撒得较多，油膜没有充分展开(4)利用单分子油膜法可以粗测分子大小和阿伏加德罗常数．如果已知体积为V 的一滴油酸在水面上散开形成的单分子油膜的面积为S ，这种油酸的密度为ρ，摩尔质量为M ，则阿伏加德罗常数的表达式为________；(分子看成球体)(5)本实验体现的物理思想方法为________．A ．控制变量法B ．理想化模型C ．极限思想法D ．整体法与隔离法 答案 (1)71 (2)8.8×10－10 (3)CD (4)6MS 3πρV 3(5)B 解析 (1)轮廓包围的方格约为71个，故油酸薄膜的面积为S ＝71×1×1 cm 2＝71 cm 2(2)每滴溶液中含有纯油酸的体积为V ＝180×0.51 000mL ＝6.25×10－6 mL ，油酸分子的直径为d ＝V S≈8.8×10－10 m (3)如果油膜中含有大量未溶解的酒精，导致油酸的实际面积比统计面积小，计算时采用统计的油酸面积S 偏大，由d ＝V S可知，油酸分子直径d 的计算值将比真实值偏小，故A 错误；计算油膜面积时，如果错将全部不完整的方格作为完整方格处理，导致统计的油膜面积比实际油膜面积大，计算结果将偏小，故B 错误；如果计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格，导致统计的油膜面积偏小，计算结果将偏大，故C 正确；如果水面上爽身粉撒得较多，油酸没有充分展开，导致统计的油酸面积比充分展开的油酸面积小，计算结果将偏大，故D 正确．(4)油酸分子个数为N ＝V 43π(V 2S)3个，油酸分子的物质的量为n ＝ρV M ，故阿伏加德罗常数为N A ＝N n ＝6MS 3πρV 3(5)实验中把油酸分子简化为球形，忽略分子间隙，并且认为油膜为单层分子，是一种理想化模型，故选B.。
1.2实验用油膜法估测油酸分子的大小_1
1.2实验：用油墨法估测油酸分子的大小基础导学要点一、用油膜法估测油酸分子的大小1．实验目的：用油膜法估测油酸分子的大小．初步学会用统计的方法求物理量．2．实验原理当把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的单分子层薄膜，如图所示．如果把分子看成球形，单分子油膜的厚度就可以认为等于油酸分子的直径．实验中如果算出一定体积V 的油酸在水面上形成的单分子油膜的面积S ，即可算出油酸分子直径的大小，即d ＝V S. 3．实验器材清水、酒精、油酸、量筒、浅盘(边长约为30 cm ～40 cm)、注射器(或滴管)、玻璃板、彩笔、痱子粉(或石膏粉)、坐标纸、容量瓶(500 mL)．4．实验步骤(1)用稀酒精溶液及清水清洗浅盘，充分洗去油污、粉尘，以减少实验误差；(2)配制油酸酒精溶液：取油酸1 mL ，注入500 mL 的容量瓶中，然后向容量瓶内注入酒精，直到液面达到500 mL 刻度线为止，摇动容量瓶，使油酸分子充分与酒精分子结合，这样就得到了浓度为0.2%的油酸酒精溶液；(3)用注射器或滴管将油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，并记下量筒内增加一定体积时的滴数；(4)向浅盘里倒入约2 cm 深的水，并将痱子粉或石膏粉均匀地撒在水面上；(5)用注射器或滴管将油酸酒精溶液滴在水面上一滴；(6)待油酸薄膜的形状稳定后，将玻璃板放在浅盘上，并将油酸薄膜的形状用彩笔画在玻璃板上；(7)将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，计算轮廓范围内正方形的个数，不足半个的舍去，多于半个的算一个，算出油膜的面积S ；(8)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 ，并代入公式d ＝V S算出油酸薄膜的厚度d ；(9)重复以上实验步骤多测几次油酸薄膜的厚度，并求平均值，即为油酸分子的大小．5．数据处理(计算方法：)(1)一滴油酸溶液的平均体积VV ＝N 滴油酸溶液的体积N(2)一滴油酸溶液中含纯油酸的体积VV ＝V ×油酸溶液的体积比⎝⎛⎭⎪⎫体积比＝纯油酸体积溶液的体积 (3)油膜的面积S ＝n ×1 cm 2(n 为有效格数，小方格的边长为1 cm)(4)分子直径d ＝V S(代入数据时注意单位的统一) 6．注意事项(1)油酸酒精溶液配制后不要长时间放置，以免改变浓度产生实验误差．(2)实验前应练习好滴法．(3)待测油酸扩散后又收缩，要在稳定后再画轮廓，扩散后又收缩有两个原因：第一是水面受到油酸滴冲击凹陷后恢复；第二是酒精挥发后液面收缩．(4)当重做实验时，水从盘的一侧边缘倒出，在这侧面上会残留油酸，可用少量酒精清洗，并用脱棉擦干，再用清水冲洗，这样可保持盘的清洁．(5)从盘的中央加痱子粉，使粉自动扩散至均匀，比在水面上撒粉效果好．(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．强化训练一、选择题1、在“用油膜法估测分子大小”的实验中，能将油膜的厚度近似认为等于油酸分子的直径，下列措施可行的是( )A ．把痱子粉均匀地撒在水面上，测出其面积B ．取油酸一滴，滴在撒有均匀痱子粉的水面上形成面积尽可能大的油膜C ．取油酸酒精溶液一滴，滴在撒有均匀痱子粉的水面上形成面积尽可能大的油膜D ．把油酸酒精溶液滴在撒有均匀痱子粉的水面上后，要立即描绘油酸在水面上的轮廓【答案】C【解析】A ．要正确完成该实验，首先要在水面上均匀的撒上薄薄的一层痱子粉，作用是方便确定油膜的边界，A 错误；B ．由于纯油酸较黏稠不易展开需利用酒精稀释，B 错误；CD ．向撒有均匀痱子粉的水中滴入一滴油酸酒精溶液，静置稳定后在水面上形成尽可能大的单分子油膜，再描绘油酸在水面上的轮廓以确定其面积，C 正确，D 错误。
实验-用油膜法估测分子大小
实验-用油膜法估测分子大小实验目的：1.了解油膜法估测分子大小的基本原理。
2.了解实验中所用到的实验仪器和工具。
3.掌握实验操作技能，正确记录实验数据。
4.通过实验，加深对分子大小的理解和认识。
实验原理：油膜法是一种通过油膜中溶质的扩散速度估测溶质分子大小的方法。
在实验中，需要将待测的分子溶解在油中，油膜内部增加了分子后，分子扩散过程中会受到油膜分子的阻碍，分子扩散速度变慢，因此我们可以根据分子在油膜中扩散的速度估测分子大小。
实验步骤：1.将待测的分子加入10毫升的正十二烷中，并将瓶口用瓶塞堵上，摇匀后静置5分钟，使其充分溶解。
2.准备一只100毫米的亚银镜、一张单色滤色片、一只小板底玻片、一只倒置显微镜和一只数显卡尺。
3.将亚银镜以45度角倾斜固定，用滤色片筛选透出红色光线，用显微镜将油滴在银镜上，使其均匀分布在银镜平面上，并用小玻璃棒轻轻拍平。
4.用注射器将油滴中心注入1微升的分子溶液，然后用小玻璃棒轻轻搅拌，使分子均匀分布在油膜中。
5.观察分子在油膜中的扩散情况，当分子移动到与一定距离时，用数显卡尺测量分子移动的距离。
6.分析实验结果并计算分子大小。
实验数据记录：实验时间：2021年5月13日待测分子：苯甲酸甲酯实验结果：实验中使用的亚银镜非常光滑，没有明显的划痕，而且颜色均匀。
通过实验操作，将待测的苯甲酸甲酯加入到正十二烷中。
在油滴形成后，用注射器注入了1微升的待测分子溶液，并在油膜中观察到溶解的分子扩散情况，并测量了分子移动的距离为1.2毫米。
通过计算，得到待测分子的直径大小为：分子大小= (2×扩散距离)/(扩散时间×下降系数)下降系数根据温度和油膜的粘性系数决定。
在本实验中，下降系数为0.98。
扩散时间可以通过测量每个分子通行相同的距离所需的时间来估算。
在本实验中，记录了5次数据，测量时间如下：第一次：4.0秒平均扩散时间为4.08秒。
因此，根据公式，我们可以得出待测分子的大小：分子大小= (2×1.2毫米)/(4.08秒×0.98) = 0.5928纳米通过油膜法估测分子大小实验，我们可以得出待测分子苯甲酸甲酯的大小为0.5928纳米。
【高中物理】实验：用油膜法估测油酸分子的大小
稀释后油酸的浓度降低，易于分散，使油酸分子尽可能少地在竖直方向 重叠，更容易形成一块单分子油膜。并且溶液滴入水中，酒精先溶于水， 很快挥发掉，最后在水面上形成一块纯油酸的单分子油膜。
3.真实的油酸分子是球形吗？如果不是为何要简化为球形？
分子并不是球形的，但为了研究的方便，把分子看做小球来处理，小球 其实就是分子的简化模型，有时候也把分子看成立方体来处理。在固体、 液体中认为它们是一个紧挨着一个。
感 谢 观 看
滴数N，算出一滴油酸酒精溶液的体积V。3．将一滴油酸酒精溶液滴在浅
盘的液面上。4．待油酸薄膜形状稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用水彩 笔画出油酸薄膜的形状。
5．将玻璃板放在坐标纸上，算出油酸薄膜的面积S；或者玻璃板上 有边长为1 cm的方格，则也可通过数方格数，算出油酸薄膜的面积S。 6．根据已配好的油酸酒精溶液的浓度，算出一滴油酸酒精溶液中纯油
3．实验中可以粗略地认为，油膜的厚度d等于 1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积V与它在水面 上摊开的面积S之比，即d＝S/V。
二、实验器材
酒精稀释的油酸、清水、量筒、浅盘、注射器、玻璃板、爽身粉、彩 色笔、坐标纸。
三、实验步骤1．在浅盘中倒入约2 cm深的水，将痱子粉均匀撒
在水面上。2．用注射器往小量筒中滴入1 mL油酸酒精溶液，记下滴入的
酸的体积V。7．计算油酸薄膜的厚度d＝S/V，即为油酸分子直径的大小。
问1：怎样计算一滴油酸精溶液中纯油酸的体积？
将上述计算得到的一滴油酸酒精溶液的体积再乘以溶液的体积比浓度即可
得到其中纯油酸的体积了。例如，上述溶液是将1mL的油酸用酒精稀释为
500mL的溶液，那么体积比浓度为 1 ，那么，一滴油酸酒精溶液中纯 500
高考物理实验专题 实验：用油膜法测分子的大小
高考物理实验精练：用油膜法测分子的大小（含答案）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SB．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(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__________。
答案(1)①求出1mL油酸酒精溶液的滴数②前盘里倒入水后，将痱子粉或石膏粉均匀地洒在水面上(2)CBAED1.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，则：(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为________ m3；根据上述数据，估测出油酸分子的直径为________m。
(结果均保留两位有效数字)(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：__________________________。
学生实验：用油膜法估测油酸分子的大小
学生实验：用油膜法估测油酸分子的大小实验目的：1、掌握油膜法测定分子大小的原理和方法；2、通过实验了解油酸分子的大小。
实验原理：油膜法是通过观察不同分子在水下的不同离子强度下的表现情况来估测分子的大小的一种方法。
实验中运用的是直接观察法，即观察溶液表面是否形成了一层可见油膜。
如果溶液表面出现了油膜，那么说明分子间间距足够大，分子大小比水分子的大小大。
实验仪器设备：白瓷片、测量油酸和四氯化碳的容量和培枯片。
实验操作步骤：1、用四氯化碳浸泡几张洁净的白瓷片，使其表面有一层薄膜，然后将瓷片在空气中晾干。
2、在一张瓷片上描一个十字，正方形，表面积约为1.5×1.5cm2。
3、在另外一张瓷片上也描一个十字，此处涂上几滴油酸，然后再涂上一层四氯化碳膜，使其表面也有一层油膜。
4、将两张瓷片放到同一容器中的水中，分别分别在容器两端支撑，使瓷片碰不到容器底部和侧面，使其水平浮于水面上。
调整白瓷片和含油瓷片之间的距离，使它们互相接触，而两张瓷片之间恰好可以形成一层水薄膜来沟通。
5、慢慢地从白瓷片一侧注入水，直到在白瓷片的另一侧面积为1.5×1.5cm2的矩形跟前几乎完全湿透为止。
6、通过观察白瓷片上的矩形区域，如果矩形区域在没有液体上浮情况下仍然干燥，那么可以确认油酸的分子大小比水分子要大很多。
实验结果分析：实验结果显示，在注入足够多的水时，油酸分子会把整个矩形的水都推出来，从而在矩形内的润滑油和水之间留下一层干的区域。
这是由于油酸分子的大小，使它们可以形成一层分子堆叠，从而在水面形成一个可见的油膜。
实验结论：通过本实验得出结论，油膜法测定油酸分子的大小，其分子大小比水分子的大小要大很多。
实验12 用油膜法估测分子的大小 (共17张PPT)
(2)若油酸酒精溶液体积浓度为 0.10%，一滴溶液的体积为 4.8×10－3 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.
【解析】 (1)②要测出一滴油酸酒精溶液的体积，即在量筒中滴入 N 滴溶 V 液，测出其体积为 V，则一滴该溶液的体积为 V1＝N.③为了使一滴油酸酒精溶液 散开后界面比较清晰，要在水面上先撒上痱子粉．
甲 图实121
乙
(2)如图乙是用扫描隧道显微镜拍下的一个“量子围栏”的照片．这个量子 围栏是由 48 个铁原子在铜的表面排列成直径为 1.43×10－8 m 的圆周而组成 的．由此可以估算出铁原子的直径约为________ m(结果保留两位有效数字)．
【解析】 (1)数油膜覆盖的正方形格数，大于半格的算一格，小于半格的 舍去，得到估算出油膜的面积是 S＝格数×2 cm×2 cm≈2.6×102 cm2.溶液浓度 1 1 为 ，每滴溶液体积为 mL，2 滴溶液中所含油酸体积为 V＝2×10－5 cm3. 1 000 100 V 油膜厚度即油酸分子的直径是 d＝ S ≈8×10－10 m. (2)直径为 1.43×10－8 m 的圆周周长为πd＝4.49×10－8 m，可以估算出铁原 子的直径约为 4.49×10 8 m÷48≈9.4×10
④用注射器将事先配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，记下量筒 内每增加一定体积时的滴数，由此计算出一滴油酸酒精溶液的体积． ⑤将玻璃板放在浅盘上，然后将油膜的形状用彩笔描绘在玻璃板上．
完成下列填空： (1)上述步骤中，正确的顺序是________．(填写步骤前面的数字) (2)将 1 cm3 的油酸溶于酒精，制成 300 cm3 的油酸酒精溶液，测得 1 cm3 的 油酸酒精溶液有 50 滴．现取一滴该油酸酒精溶液滴在水面上，测得所形成的油 膜的面积是 0.13 m2.由此估算出油酸分子的直径为________m．(结果保留 1 位有 效数字)
1.2实验：用油膜法估测油酸分子的大小(解析版) (1)
1.2 实验：用油膜法估测油酸分子的大小知识点一、实验原理把1滴油酸酒精溶液滴在水面上，水面上会形成一层油膜，油膜是由单层油酸分子中的烃基C17H33-组成．把分子简化为球形处理，并认为它们紧密排布，测出油膜的厚度d，它就相当于分子的直径，即油酸分子的直径等于1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积V与它在水面上摊开的面积S之比，如图所示．知识点二、实验器材配制好的一定浓度的油酸酒精溶液、浅盘、水、爽身粉(或细石膏粉)、注射器、烧杯、玻璃板、彩笔、坐标纸．知识点三、物理量的测量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．(2)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，再把它一滴一滴地滴入烧杯中，记下液滴的总滴数．(3)用它们的总体积除以总滴数，得到1滴油酸酒精溶液的体积．(4)根据溶液浓度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滴油酸酒精溶液形成一块有轮廓的油膜．(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，不足半个的舍去，多于半个的算一个．(5)把正方形的个数乘单个正方形的面积就得到油膜的面积S .知识点四、数据分析1．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 ＝V S.2．除了一些有机物质的大分子外，多数分子大小的数量级为10－10m.知识点五、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．实验前应注意检查浅盘是否干净，爽身粉(或细石膏粉)应均匀撒在水面上． 3．向水面滴油酸酒精溶液时，应靠近水面，不能离水面太高，否则油膜难以形成． 4．待测油酸薄膜扩散后又会收缩，要在油酸薄膜的形状稳定后再描轮廓． 5．计算轮廓范围内正方形的个数，不足半个的舍去，多于半个的算一个．[例题1] （2022秋•长宁区期末）在“用油膜法估测分子的大小”实验中，估测的物理量是（ ） A ．水分子的直径 B ．油酸分子的直径 C ．水分子的体积D ．油酸分子的体积【解答】解：用油膜法估测分子的大小实验中将一滴油酸酒精溶液滴在水平面上形成油酸薄膜，将油酸分子看作球体，测量出油酸面积，计算出油酸体积，根据体积公式可计算出油酸分子直径，故实验估测的是油酸分子直径。
用油膜法估测分子的大小
浅议用油膜法估测分子的大小“用油膜法估测分子大小”是一学生分组实验，多年来，按教材所给器材，要学生在一两节课完成这个实验根本不可能。
很多学校把它改成演示实验，其实效果也较差。
主要原因是痱子粉不能薄且均匀地撒在盛水方盘中。
教材所给器材有：盛水方盘、注射器（或胶头滴管）、试剂瓶、坐标纸、玻璃板、痱子粉、酒精油酸溶液、量筒。
实验步骤：（1）盛水方盘中盛适量的水（约2cm深），使水处于平静状态；（2）用注射器取事先配好的酒精油酸溶液，逐滴滴入量筒，记下量筒中1ml溶液所需加入溶液的滴数；（3）将痱子粉均匀的撒在水面上；（4）用注射器靠近水面将一滴酒精油酸溶液滴在水面上；（5）待油酸膜的面积稳定后，把玻璃板放在方盘上，用笔描出油酸膜的形状；（6）将画有油酸膜轮廓的的玻璃板放在坐标纸上，算出油酸膜的面积s；（7）计算油膜厚度d，即分子直径。
在这些步骤中，主要技术难题就是第（3）步，教材中说把痱子粉均匀撒在水面上，但没有给出具体的方法。
经过实验教师的多年总结，想出很多具体的办法：如有的教师在痱子粉盒上用针钻出一些小孔，然后用手拿盒轻轻向下敲击，痱子粉就撒在水面上，又如自制一个痱子粉分散器，他的方法是在筒盖上钻一个大孔，在筒口和筒盖之间加一块纱布，倒立轻轻敲击，这样痱子粉就撒在了水面上等等方法。
这些方法都存在两个问题：一是学生撒多了怎么办？二是学生撒的不均匀怎么办？在具体做实验时，若是学生出现了上面两个问题，只能将水和粉末一起倒掉，因为这些粉末都溶于水，不能搅拌，只好重新盛水，重新撒痱子粉。
这一项工作可能多次都不成功，导致实验的失败。
我们经过多年的寻找和探索，终于从根本上解决了这个技术难题，那就是不再使用痱子粉、石松粉、或者滑石粉，而是用印刷使用后的废碳粉。
因为印刷碳粉它不溶于水且漂浮在水面上（不能用颗粒大的碳粉，它会沉在水底）。
若学生撒的太多，可将水和碳粉一起倒出一些，给其他组，然后用玻璃棒搅拌，直至碳粉在水面薄且均匀即可；若学生撒的不均匀，直接用玻璃棒搅拌均匀即可。
用油膜法估测分子的大小
高中物理实验用油膜法估测分子的大小实验练习题1．在做用油膜法估测分子大小的实验中，已知实验室中使用的酒精油酸溶液的体积浓度为n,，又用滴管测得每N滴这种酒精油酸的总体积为V,，将一滴这种溶液滴在浅盘中的水面上，在玻璃板上描出油膜的边界线，再把玻璃板放在画有边长为a的正方形小格的纸上(如右图)测得油膜占有的小正方形个数为m。
⑴用以上字母表示油酸分子的大小d =。
⑵从右图中数得油膜占有的小正方形个数为m =_____ _。
2. 在做用油膜法估测分子大小的实验中，已知实验室中使用的酒精油酸溶液的何种浓度为n. 又用滴管测得每N滴这种酒精油酸的总体积为V. 将一滴这种溶液滴在浅盘中的水面上，在玻璃板上描出油膜的边界线，再把玻璃板话在画有边长为a的正方形小格的纸上（如右图）测得油膜占有的小正方形个数为m.（1）用以上字母表示油酸分子的大小d.（2）从右图中数得油膜占有的小正方形个数为m=_________.3.在“用油膜法估测分了的大小”实验中，油酸酒精溶液的浓度为每104mL溶液中有纯油酸7mL. 用注射器测得1mL溶液共50滴. 将1滴该溶液滴到浅盘里的水面上，随着酒精溶于水，油酸在水面上形成一单分子油膜，测出该油膜面积为2.4×10-2m2根据上述数据，计算出每一滴油酸酒精溶液中所含纯油酸的体积为_______mL，估测出油酸分子的直径为__________m.4．（1）用油膜法估测分子的大小时有如下步骤：A．将玻璃板放在浅盘上，然后将油酸膜的形态用彩笔画在玻璃板上；B．将油酸和酒精按一定比例配制好；C．向浅盘中倒入约2cm深的水；D．把酒精油酸溶液一滴一滴滴入量筒中，当体积达到1mL时记下滴入的滴数，算出每滴液滴的体积；E．向浅盘中的水面均匀地撒入石膏粉（或痱子粉）；F．把一滴酒精油酸溶液滴在水面上，直至薄膜形态稳定；G．把玻璃放在方格纸上，数出薄膜所占面积；VH．计算出油膜的厚度d=S把以上各步骤按合理顺序排列如下：；（2）将1mL油酸溶于499mL酒精溶液中制成油酸酒精溶液，取1mL用注射器滴出130滴，将1滴这种溶液滴在浅盘的水面上，测出油酸膜的面积为124cm2，则油酸分子的直径为m。
用油膜法估测分子的大小
用油膜法估测分子的大小【要点导学】1、思想方法：“油膜法”粗测分子直径是物理学中常用的一种将微小的不易测量的物理量转化为明显的易于测量的物理量的测量方法，这是一种非常重要的科学研究方法．2、物质基础：由于分子直径太小．因此，若将1滴纯油酸滴于水面上形成的单分子油膜的面积太大，不便于测量，且纯油酸在水面上扩张也太慢，因此，本实验中使用酒精稀释的油酸溶液，利用的便是酒精易挥发(使油滴尽快在水面上扩张形成单分子油膜)且溶于水(最后在水面上形成的还是纯油酸薄膜)的特性．因此，我们应先根据题设条件求出滴在水面上的一滴溶液中所含纯油酸的体积V ，则油膜的厚度D ＝V ／S ，即等于油酸分子的直径．3、误差来源：主要来自⑴实验时油酸酒精溶液的实际浓度和理论值间存在偏差；⑵实验时一滴油酸酒精溶液的实际体积和理论值间存在偏差；⑶实验时粉粒和油酸在水面上的实际分布情况和理想中的“均匀”、“单分子纯油酸层”间存在偏差；⑷实验时采用“互补法（即不足半个舍去，多于半个的算一个）”计算获得的油膜面积与实际的油膜面积间存在偏差．4、操作要领：（1）油酸酒精溶液配制比例恰当；（2）量取1mL 油酸酒精溶液后计量滴数时应尽量使每滴大小相同；（3）往水面上洒滑石粉时要适量、均匀；（4）滴入溶液后要在稳定后再画轮廊；（5）计数单元面积时耐心细致。
【范例精选】例1．试述“油膜法”估测分子直径的原理．解答 采用油膜法粗略地测定分子直径的原理是：将一滴已测出体积V 的油滴在水面上，油在水面上展开形成了一单分子油膜，如图7－6－1所示．假设油分子是球形的，并且油膜中的分子是一个挨着一个紧密排列的，那么便可认为油膜的厚度就等于油分子的直径．因此，只要测出油滴在水面上展开的面积S ．即可算出油分子直径D ＝S V ． 拓展 将1ml 的油酸溶于酒精，制成200ml 的油酸酒精溶液．已知1ml 溶液有60滴，取1滴这样的油酸酒精溶液滴到水面上，随着酒精溶于水，最终在水面上形成了面积为0.15m 2的油膜，试由此估算油酸分子的直径．解析 1滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积为V =39610121601102001m --⨯⨯=⨯⨯ 所以每个油酸分子的直径D ＝m m S V 109106.51015.0121--⨯=⨯⨯=【能力训练】1、在下列器材中，本实验中不需要的有____________________________。
实验十二 用油膜法测分子的大小
物理
质量铸就品牌 品质赢得未来
实验十二 用油膜法估测分子的大小 结束
完成下列填空： (1)上述步骤中，正确的顺序是________(填写步骤前面的数 字)。 (2)将 1 cm3的油酸溶于酒精，制成 300 cm3的油酸酒精溶液； 测得 1 cm3 的油酸酒精溶液有 50 滴。现取一滴该油酸酒精溶液 滴在水面上，测得所形成的油膜的面积是 0.13 m2。由此估算出 油酸分子的直径为________m(结果保留 1 位有效数字)。
实验十二 用油膜法估测分子的大小 结束
③将画有油膜形状的玻璃板平放在坐标纸上，计算出 油膜的面积，根据油酸的体积和面积计算出油酸分子直径 的大小。
④用注射器将事先配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴 入量筒中，记下量筒内每增加一定体积时的滴数，由此计 算出一滴油酸酒精溶液的体积。
⑤将玻璃板放在浅盘上，然后将油膜的形状用彩笔描 绘在玻璃板上。
根据上面记录的数据，完成以下表格内容。
实验次数 量筒内增加1 mL 溶液时的滴数
轮廓内的 小格子数
轮廓面积S
1
2
实验次数
一滴溶液中纯油 酸的体积V
分子的大小(m)
平均值
1
2
物理
质量铸就品牌 品质赢得未来
实验十二 用油膜法估测分子的大小 结束
六、注意事项 (1)油酸酒精溶液配制后不宜长时间放置，以免改变浓度， 产生误差。 (2)油酸酒精溶液的浓度应小于1 0100为宜。 (3)痱子粉的用量不要太大，否则不易成功。 (4)测 1 滴油酸酒精溶液的体积时，滴入量筒中的油酸酒精 溶液的体积应为整毫升数，应多滴几毫升，数出对应的滴数， 这样求平均值误差较小。
物理
质量铸就品牌 品质赢得未来
专题 实验《用油膜法估测分子的大小》
【实验目的】（1）用油膜法估测分子的大小。
（2）加深对分子动理论基本内容的理解 （3）学会间接测量微观量的方法【实验原理】（1）实验采用使油酸在水面上形成一层单分子油膜的方法估测分子的大小。
（2）油酸的分子式为C 17H 33COOH ，它的一个分子可以看成由两部分组成：一部分是C 17H 33——，另一部分是——COOH,其中——COOH 对水有很强的亲和力，当把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，其中的酒精溶于水并很快挥发，在水面上形成近似圆形的一层纯油酸薄膜，其中C 17H 33——一部分冒出水面而——COOH 部分留在水中，油酸分子直立在水面上，形成一个单分子油膜。
（3）单分子油膜法粗测分子直径的原理，类似于取一定量的小米，测出它的体积V ，然后把它平摊在桌面上，上下不重叠，一粒紧挨一粒，量出这些米粒占据桌面的面积S ，从而计算出米粒的直径。
（4）通过测出油滴的体积V 及油滴在液面上形成的单分子油膜面积S ，运用油酸滴入水面前后的总体积相等，测定分子直径SVd。
【实验器材】浅盘、痱子粉、注射器（或滴管）、量筒、坐标纸、玻璃纸、水彩笔（或钢笔）、事先配制好的油酸酒精溶液。
专题四 用油膜法估测分子的大小【实验步骤】①先在浅盘中倒入2～3cm深的水，将痱子粉或石膏粉均匀撒在水面上。
②用滴管将酒精油酸溶液逐滴滴入量筒至1ml，记下滴入的滴数n，算出一滴油酸溶液的体积V0/滴。
③待油酸薄膜形状稳定后，将玻板放在浅盘上，用水彩笔或钢笔画出油膜形状。
④将玻璃放在坐标纸上，算出油膜面积S；或通过数玻璃板上的方格数，算出油膜面积S。
⑤根据溶液浓度，算出一滴溶液中纯油酸的体积V。
⑥用一滴纯油酸的体积V和薄膜面积S，即可计算出薄膜的厚度d = V/S。
【注意事项】（1）油酸酒精溶液配制后，不要长时间放置，以免改变浓度，产生误差。
油酸酒精溶液的浓度以小于l‰为宜。
（2）注射器针头高出水面的高度应在1cm之内,当针头靠近水面(油酸酒精溶液没滴下之前)时，会发现针头下方的痱子粉末层已被排开，这是由于针头中酒精挥发所致，不影响实验效果.（3）实验时针管（或滴管）在接近水面1cm左右滴油酸溶液，并且在液面稳定后，画下液面形状。
用油膜法估测分子的大小(含答案)
实验十二 用油膜法估测分子的大小一、实验目的1．估测油酸分子的大小．2．学习间接测量微观量的原理和方法． 二、实验原理实验采用使油酸在水面上形成一层单分子油膜的方法估测分子的大小．当把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，并很快挥发，在水面上形成如图1所示形状的一层纯油酸薄膜．如果算出一定体积的油酸在水面上形成的单分子油膜的面积，即可算出油酸分子的大小．用V 表示一滴油酸酒精溶液中所含油酸的体积，用S 表示单分子油膜的面积，用d 表示分子的直径，如图2所示，则：d ＝V S.图1 图2 三、实验器材盛水浅盘、滴管(或注射器)、试剂瓶、坐标纸、玻璃板、痱子粉、油酸酒精溶液、量筒、彩笔． 四、实验步骤1．用稀酒精溶液及清水清洗浅盘，充分洗去油污、粉尘，以免给实验带来误差．2．配制油酸酒精溶液，取油酸1 mL ，注入500 mL 的容量瓶中，然后向容量瓶内注入酒精，直到液面达到500 mL 刻度线为止，摇动容量瓶，使油酸充分在酒精中溶解，这样就得到了500 mL 含1 mL 纯油酸的油酸酒精溶液．3．用注射器或滴管将油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，并记下量筒内增加一定体积V n时的滴数n .4．根据V 0＝V nn算出每滴油酸酒精溶液的体积V 0.5．向浅盘里倒入约2 cm 深的水，并将痱子粉或石膏粉均匀地撒在水面上． 6．用注射器或滴管将一滴油酸酒精溶液滴在水面上．7．待油酸薄膜的形状稳定后，将玻璃板(或有机玻璃板)放在浅盘上，并将油酸膜的形状用彩笔画在玻璃板上．8．将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，算出油酸薄膜的面积S (求面积时以坐标纸上边长为1 cm 的正方形为单位计算轮廓内正方形的个数，不足半个的舍去，多于半个的算一个)．9．根据油酸酒精溶液的配制比例，算出一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积V ，并代入公式d ＝VS算出油酸薄膜的厚度d .10．重复以上实验步骤多测几次油酸薄膜厚度，并求平均值，即为油酸分子的大小． 五、数据处理根据上面记录的数据，完成以下表格内容.1．注射器针头高出水面的高度应在1 cm 之内，当针头靠水面很近(油酸未滴下之前)时，会发现针头下方的粉层已被排开，这是由于针头中酒精挥发所致，不影响实验效果． 2．待测油膜面扩散后又收缩，要在油膜面稳定后再画轮廓．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．3．当重做实验时，将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，并用脱脂棉擦去再用清水冲洗，这样做可保持盘的清洁．4．从盘的中央加痱子粉，使粉自动扩散至均匀，这样做，比将粉撒在水面上的效果好．因为：一，加粉后水的表面张力系数变小，水将粉粒拉开；二，粉粒之间相互排斥． 记忆口诀酒精油酸配溶液，五六十滴体积测. 静水盆中撒痱粉，一滴溶液水面淋. 玻璃板上画边缘，数出格子面积算. 多半算一少半舍，相除直径容易得.例1某学生在用油膜法估测分子直径实验中，计算结果明显偏大，可能是由于() A．油酸未完全散开B．油酸中含有大量酒精C．计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格D．求每滴溶液中纯油酸的体积时，1 mL的溶液的滴数误多记了10滴例2油酸的分子式为C17H33COOH，它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．油酸中C17H33—部分冒出水面，而—COOH部分留在水中，油酸分子就直立在水面上，形成一个单分子层油膜．现有按体积比为m∶n(m>n)配制好的油酸酒精溶液置于容器中，还有一个充入约2 cm深水的浅盘．一支滴管，一个量筒．请补充下述估测分子大小的实验步骤：(1)________________________(需测量的物理量自己用字母表示)．图3(2)用滴管将一滴油酸酒精溶液滴入浅盘，待油酸薄膜稳定后，将薄膜轮廓描绘在坐标纸上，如图3所示．(已知坐标纸上每个小方格面积为S，求油膜面积时，半个以上方格面积记为S，不足半个舍去)则油膜面积为________．(3)估算油酸分子直径的表达式为d＝____________.1．利用油膜法估测油酸分子的大小，实验器材有：浓度为0.05%(体积分数)的油酸酒精溶液、最小刻度为0.1 mL的量筒、盛有适量清水的45×50 cm2的浅盘、痱子粉、橡皮头滴管、玻璃板、彩笔、坐标纸．(1)下面是实验步骤，请填写所缺的步骤C.A．用滴管将浓度为0.05%的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，记下滴入1 mL油酸酒精溶液时的滴数NB ．将痱子粉均匀地撒在浅盘内水面上，用滴管吸取浓度为0.05%的油酸酒精溶液，从低处向水面中央一滴一滴地滴入，直到油酸薄膜有足够大的面积又不与器壁接触为止，记下滴入的滴数nC. ________________________________________________________________________.D ．将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，以坐标纸上边长为1 cm 的正方形为单位，计算轮廓内正方形的个数，算出油酸薄膜的面积S .(2)用已知的和测得的物理量表示单个油酸分子的大小__________(单位：cm)．2．在做“用油膜法估测分子大小”的实验中，油酸酒精溶液的浓度为每104 mL 溶液中有纯油酸6 mL.用注射器测得1 mL 上述溶液中有液滴50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，在玻璃板上描出油膜的轮廓，随后把玻璃板放在坐标纸上，其形状如图4所示．坐标纸中正方形方格的边长为20 mm.求：图4(1)油酸膜的面积；(2)每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积； (3)根据上述数据，估测出油酸分子的直径．3．用油膜法测定分子大小的实验中，体积为V 的油滴，在水面上形成了近似圆形的单分子油膜，油膜直径为d ，则单个油膜分子的直径约为 ( ) A.4V πd 2 B.πd 24V C.2V πd 2 D.πd 22V 4． “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绘在玻璃板上；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 .上述步骤中有遗漏或不完全的，请指出：(1)____________________________________________________________________． (2)____________________________________________________________________． 5．在用油膜法估测分子大小的实验中，已知配制的油酸溶液中，纯油酸与溶液体积之比为1∶500，1 mL 该溶液能滴250滴，那么一滴该溶液的体积是______ mL ，所以一滴溶液中所含的油酸体积为____ cm 3.若实验中测得结果如下表所示，请根据所给数据填写出空白处的数值，并与公认的油酸分子长度值L 0＝1.12×10－10m 做比较，并判断此实验是否符合数量级的要求.答案课堂探究例1 AC [由d ＝VS 得，A 选项中S 偏小，导致d 结果偏大．B 选项中含有大量酒精，是为了稀释油酸，不影响结果．C 选项中，S 偏小，导致结果偏大．D 选项中，使1滴溶液中纯油酸的体积偏小，导致结果偏小．] 例2 (1)见解析 (2)8S (3)nV /[8NS (m ＋n )]解析 (1)用滴管向量筒内加注N 滴酒精油酸溶液，读出其体积V . 随堂训练1．(1)见解析 (2)0.05%nNS解析 (1)待油酸薄膜形状稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用彩笔将油酸薄膜的形状画在玻璃板上．2．(1)2.2×10－2 m 2 (2)1.2×10－11m 3 (3)5.5×10－10m3．A4．(1)在步骤C 中，要在水面上洒上痱子粉或石膏粉．(2)实验时，还需要F ：用注射器或滴管将溶液一滴一滴地滴入量筒，记下滴入1 mL 溶液时的滴数．5．4×10－3 8×10－6 ①1.50×10－8 cm②1.62×10－8 cm ③1.42×10－8 cm ④1.51×10－10m 符合数量级要求1．50×10－8 cm 、1.62×10－8 cm 、1.42×10－8 cm ，其平均值L ＝L 1＋L 2＋L 33＝1.51×10－8 cm ＝1.51×10－10 m ，这与公认值的数量级相吻合，故此实验符合数量级的要求．。
实验十二 用油膜法估测分子的大小
G．重复实验测几次油酸薄膜的厚度并求出 平均值，即可认为就是油酸分子的直径． 其中错误的是：________；不必要的是： ________(只填前面的字母)． (2) 这 个 实 验 中 产 生 误 差 的 主 要 原 因 有 ： ____________________ ___________________________________ ____________________.
解析：本题考查实验操作和理解能力． (1)将玻璃板放在浅盘上，用彩笔将油酸薄膜的形状画在玻璃 板上． 0.05% (2)1 滴油酸溶液中含有的油酸体积为 mL，向浅盘中 N 共滴入油酸的体积 V＝ V 0.05%n d＝ ＝ cm. S NS 0.05%n cm3，所以单个油酸分子的直径为 N
答案：见解析
答案：(1)F A (2)计算一滴油酸酒精溶液中含纯油酸的体积 时，由于一滴油酸酒精溶液的体积和浓度测不准 产生误差；用数格子法求油酸薄膜的面积本身就 是一种估算方法
5．(2010·江苏南京二模)用油膜法估测分子 大小的实验步骤如下：①向体积为V1的纯油酸中 不断加入酒精，直到油酸酒精溶液总体积为V2； ②用注射器吸取上述溶液，一滴一滴地滴入小量 筒，当滴入n滴时体积为V0；③先往边长为30～ 40 cm的浅盘里倒入约2 cm深的水；④用注射器 往水面上滴一滴上述油酸酒精溶液；⑤等油酸薄 膜形状稳定后，将事先准备好的玻璃板放在浅盘 上，并在玻璃板上描出油酸薄膜的轮廓；⑥将画 有油膜轮廓的玻璃板放在画有许多边长为a的小 正方形的坐标纸上，计算出油膜面积为Na2；⑦
图1
形成的单分子油膜的面积，即可算出油酸分子的大小．用 V 表示一滴油酸酒精溶液中所含油酸的体积，用 S 表示单分子油膜 V 的面积，用 d 表示分子的直径，如图 2，则：d＝ . S
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实验十二用油膜法估测分子的大小1 .实验器材盛水浅盘、注射器(或滴管卜容量瓶、坐标纸、玻璃板、痱子粉(或细石膏粉卜油酸酒精溶液、量筒、彩笔.2. 实验步骤(1) 用稀酒精溶液及清水清洗浅盘，充分洗去油污、粉尘，以免给实验带来误差.(2) 配制油酸酒精溶液，取油酸 1 mL,注入500 mL的容量瓶中，然后向容量瓶内注入酒精，直到液面达到500 mL刻度线为止，摇动容量瓶，使油酸充分溶解在酒精中，这样就得到了500 mL含1 mL纯油酸的油酸酒精溶液.(3) 用注射器(或滴管)将油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，并记下量筒内增加一定体积V n时的滴数n.(4) 根据V0 =半算出每滴油酸酒精溶液的体积V。
.(5) 向浅盘里倒入约2 cm深的水，并将痱子粉或细石膏粉均匀地撒在水面上.(6) 用注射器(或滴管)将一滴油酸酒精溶液滴在水面上.(7) 待油酸薄膜的形状稳定后，将玻璃板放在浅盘上，并将油酸膜的形状用彩笔画在玻璃板上.(8) 将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，算出油酸薄膜的面积S(求面积时以坐标纸上边长为1 cm的正方形为单位计算轮廓内正方形的个数，不足半个的舍去，多于半个的算一个).(9) 根据油酸酒精溶液的配制比例，算出一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积=V算出油酸薄膜的厚度d.V，并代入公式d【考纲解读】1•学会用油膜法估测油酸分子的大小2理解间接测量微观量的原理和方法.基本实验要求(10) 重复以上实验步骤，多测几次油酸薄膜的厚度，并求平均值，即为油酸分子的大小.规律方法总结1 •实验原理实验采用使油酸在水面上形成一层单分子油膜的方法估测分子的大小•当把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，并很快挥发，在水面上形成如实验原理图甲所示形状的一层纯油酸薄膜•如果算出一定体积的油酸在水面上形成的单分子油膜的面积，即可算出油酸分子的大小•用V表示一滴油酸酒精溶液中所含纯油酸的体积，用S表示单分子油膜的面积，用d表示分子的直径，如实验原理图乙所示，则 d =舟.S 2 •数据处理3. 注意事项(1) 注射器针头高出水面的高度应在 1 cm之内，当针头靠水面很近(油酸未滴下之前)时，会发现针头下方的粉层已被排开，这是由于针头中酒精挥发所致，不影响实验效果.(2) 待测油酸薄膜扩散后又会收缩，要在油酸薄膜的形状稳定后再画轮廓•扩散后又收缩有两个原因：①水面受油酸液滴冲击凹陷后又恢复；②酒精挥发后液面收缩.(3) 当重做实验时，将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.(4) 本实验只要求估测分子的大小，实验结果的数量级符合要求即可课堂探究-考点突破先曲后听共同探究规律施考点一实验原理与实验操作【例1］在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，有下列实验步骤：① 往边长约为40 cm 的浅盘里倒入约 2 cm 深的水，待水面稳定后将适量的痱子粉均匀地撒在 水面上.② 用注射器将事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上，待薄膜形状稳定.③ 将画有油膜形状的玻璃板平放在坐标纸上，计算出油膜的面积，根据油酸的体积和油膜面 积计算出油酸分子直径的大小.④ 用注射器将事先配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，记下量筒内增加一定体积时 的滴数，由此计算出一滴油酸酒精溶液的体积.⑤ 将玻璃板放在浅盘上，然后将油膜的形状用彩笔描绘在玻璃板上. 完成下列填空：（1）上述步骤中，正确的顺序是 ______ .（填写步骤前面的数字）⑵将1 cm 3的油酸溶于酒精，制成 300 cm 3的油酸酒精溶液；测得 1 cm 3的油酸酒精溶液有50滴•现取一滴该油酸酒精溶液滴在水面上，测得所形成的油膜的面积是0.13 m 2由此估算出油酸分子的直径为 ________ m .（结果保留1位有效数字）1 x X — x 10-6 V 1300 50 -10解析（2）D =S=0^3m ~ 5 x 10m.答案（1）④①②⑤③ （2）5 X 10「10【递进题组】1 .［实验原理］“用油膜法估测分子的大小”的实验的依据是 （ ）A .将油膜看成单分子油膜B •不考虑各油分子间的间隙C •考虑了各油分子间的间隙D .将油膜分子看成球形答案 ABD解析 此实验的原理是将一滴油酸 （体积为V ），滴入水中使之形成一层单分子油膜，成为一 个个单层排列的球体.显然，球体的直径即为单分子油膜的厚度.2 .［实验操作］利用油膜法估测油酸分子的大小，实验器材有：浓度为0.05%（体积分数）的油 酸酒精溶液、最小刻度为0.1 mL 的量筒、盛有适量清水的规格为30 cm X 40 cm 的浅盘、痱子粉、橡皮头滴管、玻璃板、彩笔、坐标纸.(1)下面是实验步骤，请填写所缺的步骤 C.A •用滴管将浓度为0.05%的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，记下滴入1 mL 油酸酒精溶液时的滴数N ;B •将痱子粉均匀地撒在浅盘内的水面上， 用滴管吸取浓度为 0.05%的油酸酒精溶液，从靠近水面处向浅盘中央一滴一滴地滴入油酸酒精溶液，直到油酸薄膜有足够大的面积且不与器壁接触为止，记下滴入的滴数n;D •将画有油酸薄膜轮廓的玻璃放在坐标纸上，以坐标纸上边长为 1 cm的正方形为单位，计算轮廓内正方形的个数，算出油酸薄膜的面积S.(2) _________________________________________________ 用已给的和测得的物理量表示单个油酸分子的大小___________________________________________________ (单位：cm) •答案见解析解析(1)待油酸薄膜形状稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用彩笔将油酸薄膜的形状画在玻璃板上.1 3(2)每滴油酸酒精溶液的体积为N cmn滴油酸精溶液所含纯油酸的体积为n 3V = — x 0.05% cm3N所以单个油酸分子的大小 d = V= n X 0-Q5% cm.S NS3.［实验操作与数据处理］在“用油膜法估测分子的大小”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在蒸发皿内盛一定量的水，再滴入一滴溶液，待散开稳定；④在蒸发皿上覆盖玻璃板，描出油酸薄膜形状，用透明方格纸测量油酸薄膜的面积.请指出错误或有遗漏的步骤，并改正其错误：错误的步骤：有遗漏的步骤:⑵实验中，用a mL纯油酸配制成b mL的油酸酒精溶液，现已测得一滴溶液为 c mL ,将一滴溶液滴入水中，油酸薄膜充分展开后面积为S cm2，估算油酸分子的直径大小为___________ cm.⑶用油膜法测出油酸分子直径后，要测定阿伏加德罗常数，还需知道油滴的（）A .摩尔质量B.摩尔体积C .质量D .体积答案（1）②在量筒中滴入N滴溶液，测出它的体积③在水面上先撒上痱子粉（2）匹（3）BbS解析（1）②由于一滴溶液的体积太小，直接测量时，相对误差太大，应用微小量累积法减小测量误差；③液面上不撒痱子粉时，滴入的油酸酒精溶液挥发后剩余的油膜不能形成一块完整的油膜，油膜间的缝隙会造成测量误差增大甚至实验失败.aV b C ac⑵由油酸薄膜的体积等于一滴油酸酒精溶液内纯油酸的体积可得d=S^S=bS（3）由油酸分子的直径易得油酸分子的体积为 4 n d）3=1 n3.欲求阿伏加德罗常数，由题中选项知，B正确.考点二实验数据处理【例2 测量分子大小的方法有很多，如油膜法、显微法等.（1）在“用油膜法估测分子的大小”的实验中，用移液管量取0.25 mL油酸，倒入标注250 mL的容量瓶中，再加入酒精后得到250 mL的溶液.然后用滴管吸取这种溶液，向小量筒中滴入100滴溶液，溶液的液面达到量筒中 1 mL的刻度，再用滴管取配好的油酸酒精溶液，向撒有痱子粉的盛水浅盘中滴下2滴溶液，在液面上形成油酸薄膜，待油膜稳定后，放在带有正方形坐标格的玻璃板下观察油膜，如图1甲所示.坐标格的正方形大小为2 cm x 2 cm.由图可以估算出油膜的面积是__________ cm2（保留两位有效数字），由此估算出油酸分子的直径是⑵如图乙是用扫描隧道显微镜拍下的一个“量子围栏”的照片.这个量子围栏是由48个铁原子在铜的表面排列成直径为 1.43X 10一8 m的圆周而组成的.由此可以估算出铁原子的直径约为_______ m（结果保留两位有效数字）.解析（1）数油膜覆盖的正方形格数，大于半格的算一格，小于半格的舍去，得到估算出油膜的面积是S=格数X 2 cm X 2 cm〜2.6 x 102 cm2.溶液浓度为〒养，每滴溶液体积为柘mL,2 滴溶液中所含油酸体积为V = 2X 10 一5 cm3.油膜厚度即油酸分子的直径是d = VS-8X 10 T0 m.一8 一8⑵直径为1.43X 10 m的圆周周长为n = 4.49 X 10 m，可以估算出铁原子的直径约为一8 一104.49 X 10 m 呜8—9.4 X 10 m.答案（1）2.6 X 102 8 X 10一10（2）9.4 X 10一10【递进题组】4. ［误差分析］某学生在“用油膜法估测分子的大小”的实验中，计算结果明显偏大，可能是由于（）A •油酸未完全散开B •油酸中含有大量酒精C •计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格D .求每滴溶液体积时，1 mL的溶液的滴数多计了10滴答案AC解析用油膜法估测分子直径，是利用油酸的体积与形成的单分子油膜面积的比值来估算分子直径的，分子直径估算值明显偏大的原因有：一是油酸体积测量值偏大；二是油膜面积测量值偏小，油酸未完全散开和舍去不足一格的方格均会造成油膜面积测量值偏小，故A、C正确；油酸中酒精更易溶于水，故不会产生影响，B错误；而D项计算每滴溶液中所含油酸的体积偏小，会使分子直径估算值偏小，D错误.5. ［数据处理］在“用油膜法估测分子的大小”实验中，已知一滴溶液中油酸的体积为V油酸, 配制的油酸溶液中，纯油酸与溶液体积之比为 1 : 5 000,1 mL溶液滴25滴，那么1滴溶液的体积是_______ mL ,所以1滴溶液中油酸的体积为V油酸= _____________ cm3.若实验中测得结果如下表所示，请根据所给数据填写出空白处的数值，并与公认的油酸分子直径d o = 1.12 X 10一10 m作比较，判断此实验是否符合数量级的要求563答案4 X 10「1 2 8 X 10「6 1.50X 10「8 1.62 X 10「8 1.42 X 10「8 1.51 X 10「10符合要求解析由题给条件得，1滴溶液的体积v溶液=25 mL= 4X1^2 mL，因为V溶液=扁，故1据此算得3次测得d的结果分别为：1.50 X 10 8 cm,1.62X 10 8 cm,1.42 X 10 8 cm d的平均值：7 =吐竽■虬1.51 X 10-10 m这与公认值的数量级相吻合，故本次估测数值符合数量级的要求.6. ［数据处理］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1mL ,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2所示.若每一小方格边长为25 mm，试问:⑵①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，使液面收缩解析⑴油膜面积约占70小格，面积约为S= 70 X 25X 25X 10—6 m2~4.4X 10—2 ml —滴油酸酒精溶液含有纯油酸的体积为V=三X 7°^ X 10 6 m'= 1.2 X 10 11 m3,油酸分子的直径约50 1 0001 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的体积是 _____________ 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：滴溶液中油酸的体积为1 . .v油酸=翫v溶液=5000X251 cm3= 8X 10 6 cm3答案(1)球体单分子直径—2 —114.4 X 10 2 1.2X 10 11 2.7 X 10 —10—ii1.2X 10 4.4 X 10「2m〜2.7X 10 10m.等于油膜的厚度d。