油膜法估测分子直径的大小
油膜法估测分子直径的大小
实验：油膜法估测油酸分子的大小1。
配置油酸酒精溶液取油酸1mL ,注入500mL 的容量瓶中，然后向容量瓶中注入酒精，直到液面达到500mL 的刻度线为止,摇动容量瓶，使油酸充分在酒精中溶解，这样就得到了500mL 含1mL 纯油酸的酒精油酸溶液。
2.测一滴油酸酒精溶液的体积（1）用注射器或滴管将酒精油酸溶液一滴一滴地滴入量筒中，并记下量简内增加一定体积V N 时的滴数N ；（2）根据V 0＝V N /N 算出每滴酒精油酸溶液的体积V 0；（3）根据酒精油酸溶液的配制比例，算出一滴溶液中纯油酸的体积V 。
3.油酸薄膜面积的估测（1）取一圆柱形器皿，注入适量水，撒上痱子粉（从中间撒入)；（2)用注射器或滴管将酒精油酸溶液滴一滴在水面上；（3）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；（4)将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标板上,算出油酸薄膜的面积S 。
（求面积时以坐标纸上边长为1mm 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）4。
估测油酸分子的直径 NS V d N 500 1．在做“用油膜法估测分子直径的大小”的实验中，准备有以下器材：用酒精稀释过的油酸、滴管、痱子粉、浅盘及水、玻璃板、彩笔，还缺少的器材有 ．2．在做“用油膜法估测分子的大小"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SB ．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2cm 深的水，然后用痱子粉或石膏粉均匀地撒在水面上D ．用公式L ＝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 ．用注射器或滴管将事先配制好的酒精油酸溶液一滴一滴地滴入量简，记下量简内增加一定体积时的滴数上述实验步骤的合理顺序是 .3．若已知一滴油的体积为V ，它在液面上展开的单分子油膜的面积为S ，油的摩尔质量为M ，密度为，则阿伏加德罗常数可表示为 ．4．把体积为0.2mm 3的一滴石油滴在水面上，石油在水面上形成直径为1.4m 的圆形单分子油膜，由此可估算出石油分子的直径为 ．5．早期测定分子大小采用油膜法，一滴密度为0.8×103kg/m 3、质量为8×10—4g 的油滴在水面上形成3。
实验：用油膜法估测分子的大小(最新整理)
第1节 物体是由大量分子组成的第1课时 实验：用油膜法估测分子的大小◆学习目标定位1．理解此实验的原理．2．会利用油膜法计算分子的直径.一、实验目的1．用油膜法估测分子的大小．2．体会通过测量宏观量来测量微观量的方法．二、实验原理1．估测分子的大小通常采用油膜法取1 mL的油酸，并精确地测出它的体积，用无水酒精按1∶200的体积比稀释油酸，使油酸在酒精中充分溶解．用滴管提取1 mL稀释后的油酸，并测算出滴管中滴出一滴的体积．在盛水盘中装入约2 cm深的蒸馏水，为便于观测油膜的面积，可在水面上轻撒上一层痱子粉，在水盘中央滴一滴油酸酒精溶液，于是油酸在水面上迅速散开，到油膜面积不再扩大时，用一块玻璃盖在盘缘上描出油膜的轮廓图，如下图所示，把这块玻璃放在方格纸上，数出油膜所占的格数，然后计算出油膜的面积．于是油膜的厚度便可测算出来．(d＝V S)2．油酸在水面上形成单分子层油膜油酸分子的一端对水有很强的亲和力，被吸引在水中，另一端对水没有亲和力，便冒出水面．油酸分子都是直立在水中的，单分子油膜的厚度等于油酸分子的长度．若把分子当成小球，油膜的厚度也就等于分子的直径，如图所示，其线度的数量级为10－10 m.一、实验目的用油膜法估测分子的大小．二、实验器材体积比为1∶200的油酸若干毫升、浅盘1个(30 cm ×40 cm)、滴管1支、带方格的透明塑料盖板1块、量筒1个、彩色水笔1支、痱子粉．三、实验原理把一滴油酸(事先测出其体积V )滴在水面上，在水面上形成油膜(一般认为此油膜是单分子油膜)，如图所示．把分子看成球形，油膜的厚度就认为是油酸分子的直径d ，测出油膜面积S ，则分子直径d ＝.V S(1)油酸分子并不是球形的，但这里把它们当成球形处理，这是一种估算的方法．(2)油酸分子在水面是单层排列的，即单分子油膜．(3)忽略油酸分子之间的间隙，油酸分子是紧密排列的．(4)尽管用不同方法测量分子直径的结果有差异，但除一些高分子有机物外，一般测得的数量级一致，分子直径的数量级为10－10 m.(5)痱子粉(或细石膏粉)的作用：因为油酸薄膜是透明的，在水面上很难看清其边界，将痱子粉撒在水面上后，再滴1滴油酸酒精溶液，油酸立即在水面散开，形成一块薄油膜，薄油膜上没有痱子粉，边界处有痱子粉，这样就能清楚地看出油膜的边界，便于比较准确地测出薄油膜的面积．四、实验步骤1．在浅盘中倒入约2 cm 深的水，将痱子粉或细石膏粉均匀撒在水面上．2．取1毫升(1 cm 3)的油酸溶于酒精中，制成200毫升的油酸酒精溶液．3．用注射器往量筒中滴入1 mL 配制好的油酸酒精溶液(浓度已知)，记下滴入的滴数n ，算出一滴油酸酒精溶液的体积.V 4．将一滴油酸酒精溶液滴在浅盘的液面上．5．待油酸薄膜形状稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用彩笔画出油酸薄膜的形状．6．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 的方格的个数，通过数方格个数，算出油酸薄膜的面积S .计算方格数时，不足半个的舍去，多于半个的算一个．7．根据已配制好的油酸酒精溶液的浓度，算出一滴溶液中纯油酸的体积V .8．计算油酸薄膜的厚度d ＝，即为油酸分子的直径．V S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，产生误差．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．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，粉自动扩散至均匀，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的大小，实验结果的数量级符合要求即可．六、误差分析1．油酸酒精溶液的实际浓度和理论值间存在偏差．2．一滴油酸酒精溶液的实际体积和理论值间存在偏差．3．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．4．采用“填补法(即不足半格舍去，多于半格的算一格)”计算获得的油膜面积与实际的油膜面积间存在偏差． 在“油膜法估测油酸分子的大小”实验中：(1)关于下列实验步骤：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．完成下列填空：上述步骤中，正确的顺序是(填写步骤前面的数字)．(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：这种估测方法是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；估测出油酸分子的直径是m(结果保留2位有效数字)．【解析】 (1)“油膜法估测油酸分子的大小”实验步骤为，将配制好的油酸酒精溶液，通过量筒测出1滴此溶液的体积．然后将1滴此溶液滴在有痱子粉的浅盘里的水面上，等待形状稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用彩笔描绘出油酸膜的形状，将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，按不足半个舍去，多于半个的算一个，统计出油酸薄膜的面积．则用1滴此溶液的体积乘以配制比例，再除以1滴此溶液的面积，恰好就是油酸分子的直径．分析可知，实验步骤为④①②⑤③.(2)让油酸尽可能地在水面上散开，则形成的油膜可视为单分子油膜，这层油膜的厚度可视为油酸分子的直径．计算步骤为先计算1滴油酸酒精溶液中油酸的体积＝1滴酒精油酸溶液的体积×配制比例，即V ＝× mL ＝1.2×10－11 m 3.0.61 000150计算油膜面积S ＝70×25×25 mm 2≈4.4×10－2 m 2.计算分子直径d ＝＝≈2.7×10－10 m.V S 1.2×10－114.4×10－2【答案】 (1)④①②⑤③ (2)单分子 直径 4.4×10－2 2.7×10－10【方法总结】油膜法估测分子直径问题的解答技巧油膜法估测分子直径分三个过程：(1)获得一滴油酸酒精溶液，并由配制浓度求出其中所含纯油酸的体积V .(2)用数格子法(不足半个的舍去，多于半个的算一个，即“四舍五入”法)求出油膜面积S .(3)由公式d ＝计算结果．其中V 和S 的单位均采用国际单位制中的单位，V S即体积V 的单位是m 3，面积S 的单位是m 2. 在“用油膜法估测分子的大小”的实验中，已知一滴溶液中油酸的体积为V ，配制的油酸溶液中纯油酸与溶液体积之比为1∶500,1 mL 油酸溶液50滴，那么一滴溶液的体积是 mL ，所以一滴溶液中油酸体积为V ＝ cm 3.若实验中测得的结果如表所示，请根据所给数据填写空白处的数值，并与公认的油酸分子直径值d 0＝5.12×10－10 m 作比较，并判断此实验是否符合数量级的要求.次数S /cm 2d ＝/×10－7 cm V S d 平均值153825453563解析：1滴溶液的体积V 溶液＝mL ，150其中含油酸体积V ＝V 溶液＝4×10－5 cm 3，1500据此算出3次测得的d 值分别为d 1≈7.43×10－8 cm ，d 2≈7.34×10－8 cm ，d 3≈7.10×10－8 cm ，其平均值＝＝7.29×10－8 cm ＝7.29×10－10 m ，d d 1＋d 2＋d 33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．答案： 4×10－5 0.743 0.734 0.710 7.29×10－10 m 符合150 在做“用油膜法估测分子的大小”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.用注射器量得1 mL 上述溶液中有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，在玻璃板上描出油酸薄膜的轮廓，随后把玻璃板放在坐标纸上，其形状如图所示，坐标中正方形小方格的边长为20 mm.求：(1)油酸薄膜的面积是多少？(2)每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是多少？(3)根据上述数据，估测出油酸分子的直径是多少？【解析】 (1)坐标纸中每个正方形小方格的面积S 0＝20 mm ×20 mm ＝400 mm 2＝4.0×10－4 m 2，按照数正方形小方格数目的原则，可数出正方形小方格数目为56个，则油酸薄膜的面积S ＝56×S 0＝56×4.0×10－4 m 2＝2.24×10－2 m 2.(2)1 mL 油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积为V 0＝×1 mL ＝6×10－4 mL, 61041滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积为V ＝V 0＝×6×10－4 mL ＝1.2×10－5 mL.150150(3)油酸分子的直径：d ＝＝ m ≈5.4×10－10 m.V S 1.2×10－5×10－62.24×10－2【答案】 见解析【方法总结】数据处理的方法(1)一滴油酸溶液的平均体积为，V ＝.V 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为V ，V ＝×油酸溶液的体积比.V (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 ＝(代入数据时注意单位的统一)．V S 某同学用油膜法估测分子直径：(1)实验中用来盛水的浅圆盘直径为0.5 m ，要让油酸在水面上形成单分子油酸膜，滴到水面的油酸酒精溶液中纯油酸的体积的数量级不能大于m 3.(2)某同学测出分子直径后发现结果明显偏大，可能是由于．A ．油酸中含有大量酒精B ．计算油膜面积时，计入了所有不足一格的方格C ．计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格(3)测出分子直径后，要测出阿伏加德罗常数，只需知道油滴的．A ．摩尔质量B ．摩尔体积C ．体积D ．密度解析：(1)用油膜法估测分子直径实验原理是让一定体积的纯油酸滴在水面上形成单分子油膜，估算出油膜面积，从而求出分子直径．已知油分子直径的数量级为10－10 m.油酸的体积V＝πR2·d＝3.14×2×10－10 m3≈2×10－11 m3，故数量级为10－(0.52)11 m3.(2)计算时利用的是纯油酸的体积，如果含有大量的酒精，则油酸的实际体积偏小，则分子直径将偏小，A选项错误；计入了所有不足一格的方格，S将偏大，故得到的分子直径将偏小，B选项错误；计算油膜面积时舍去了所有不足一格的方格，S将偏小，故得到的分子直径将偏大，C选项正确．(3)根据油酸分子直径可以求出油酸分子的体积，只要知道了油酸的摩尔体积，由摩尔体积和油酸分子体积之比可以求1摩尔油酸所含有的油酸分子数目，即可以求出阿伏加德罗常数，B选项正确．答案：(1)10－11 (2)C (3)B1．(多选)“用油膜法估测分子的大小”实验的科学依据是( )A．将油酸形成的膜看成单分子油膜B．不考虑各油酸分子间的间隙C．考虑了各油酸分子间的间隙D．将油酸分子看成球形解析：实验中油酸的直径是用油酸的体积除以油膜的面积来计算，所以实验的科学依据是将油膜看成单分子油膜，不考虑油酸分子间的间隙，并把油酸分子看成球形，所以A、B、D正确，C错误．答案：ABD2．在“用油膜法估测分子的大小”实验中，实验老师已经配置好了油酸酒精溶液，该老师向1 mL油酸中加酒精，直至总量达到a mL，配制好的油酸酒精溶液置于容器中，还有一个盛有约2 cm深水的浅盘，一支滴管，一个量筒．(1)用滴管向量筒内加注b滴油酸酒精溶液，读其体积1 mL.则每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积为mL.(2)用滴管将一滴油酸酒精溶液滴入浅盘，等油酸薄膜稳定后，将薄膜轮廓描绘在坐标纸上，如图所示．(已知坐标纸上每个小方格面积为S cm2，求油膜面积时，半个以上方格面积记为S cm2，不足半个舍去)则油膜面积为cm2.(3)估算油酸分子直径的表达式为d ＝ cm.解析：(1)计算每滴酒精油酸溶液中含有纯油酸的体积，V ＝×＝ mL.1a 1b 1ab(2)估算油膜面积的方法是所围成的方格中，面积超过一半的按一个算，小于一半的舍去．方格数为115，油酸薄膜面积为S ′＝115S cm 2.(3)“油膜法估测分子大小的实验”中，一定体积的纯油酸滴在水面上形成单分子油膜，分子的直径d ＝＝ cm.V S ′1115Sab 答案：(1) (2)115S (110S ～120S 均正确) (3)1ab 1115Sab3．下面介绍了两种测量分子大小的方法：(1)先用移液管量取0.30 mL 油酸，倒入标注300 mL 的容量瓶中，再加入酒精后得到300 mL 的溶液．然后用滴管吸取这种溶液，向小量筒中滴入200滴溶液，溶液的液面刚好达到量筒中1 mL 的刻度，再用滴管取配好的油酸溶液，向撒有痱子粉的盛水浅盘中滴下1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所示．坐标格的正方形大小为1 cm ×1 cm.由图可以估算出油膜的面积是cm 2(保留2位有效数字)，由此估算出油酸分子的直径是 m(保留1位有效数字)．(2)如图2是用离子显微镜拍下的一个“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1.45×10－8 m 的圆周而组成的．由此可以估算出铁原子的直径约为 m(保留2位有效数字)．解析：(1)由图示油膜求出油膜的面积，油膜的面积S ＝64×1 cm ×1 cm ＝64 cm 2.根据题意求出1滴油酸溶液含纯油的体积V ＝1×mL ×＝2×1012000.30 mL 300 mL－6 mL ＝5×10－6 cm 3求出油膜的厚度，即油酸分子的直径d ＝＝≈8×10－8 cm ＝V S 5×10－6 cm 364 cm 28×10－10 m.(2)48个铁原子组成一个圆，圆的周长等于48个分子直径之和．铁原子的直径d ′＝＝＝m ≈9.5×10－10 m.L n πd n 3.14×1.45×10－848答案：(1)64 8×10－10 (2)9.5×10－10。
02油膜法测分子直径
学习目标：掌握实验原理，步骤，会处理数据自主学习：（用时参考20分钟）1．实验目的：用油膜法估测分子的大小2．实验原理把一滴油酸（油酸的分子式为C 17H 33COOH ）滴到水面上，油酸分子直立在水面上，形成一层单分子油膜，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，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d=V/S ．3．实验器材：水、酒精、油酸、量筒、浅盘（边长约30cm--40cm ）、注射器（或滴管）、玻璃板、彩笔、痱子粉（或石膏粉）、坐标纸．４．实验步骤（1）往浅盘内注入清水,水深1～2 cm ，把痱子粉或石膏粉均匀地撒在水面上．（2）用注射器或滴管将事先配制好的酒精油酸溶液一滴一滴地滴入量筒中，数出量筒内增加1mL 的滴数．算出一滴溶液中所含油酸的体积V ．（3）用注射器或滴管在浅盘中央水面上方约1cm 高处，滴入一滴事先配制好的酒精油酸溶液，年级高三 课题 用油膜法估测分子直径的大小 使用时间 第1周 学案序号 02 备课教师 魏登花审核教师 田守民 班级：姓名： d 水 油酸分子油酸在水面上散开后，形成单分子油膜层．（4）待油酸薄膜的形状稳定后，将玻璃板搁在浅盘上，在玻璃上用彩笔描绘出油膜形状的轮廓．（5）将玻璃板覆盖在坐标纸上，数出油膜的轮廓所占格数并算出油膜的面积S. 边缘可用互补方法计算．（6）根据一滴溶液中所含油酸的体积V和油膜的面积S，可估算出油膜的厚度，即为油酸分子的直径．（7）清洗浅盘，整理仪器．５．注意事项：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．方格边长越小，求出的面积越精确．合作学习（用时参考10分钟）考点一：实验数据的处理【例】在“用油膜法估测分子的大小”的实验中，所用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，用彩笔在玻璃板上描出油膜的轮廊，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.则(1)油酸薄膜的面积是________cm2.(2)每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是________mL.(取一位有效数字)(3)按以上实验数据估测出油酸分子直径约为________m．(取一位有效数字)应用学习（用时参考20分钟）1.一滴油酸酒精溶液含质量为m 的纯油酸，滴在液面上扩散后形成的最大面积为S .已知纯油酸的摩尔质量为M 、密度为ρ，阿伏加德罗常数为N A ，下列表达式中正确的有（ ）A ．油酸分子的直径d ＝M ρSB ．油酸分子的直径d ＝m ρSC ．油酸所含的分子数n ＝m M N AD ．油酸所含的分子数n ＝M mN A 2.一位同学做“用油膜法估测分子的大小”的实验，所用的油滴是经过稀释后的油酸酒精溶液，油酸只占其体积的1001，经测定这种稀释液80滴的体积为1mL ，当把1滴油滴滴到撒有痱子粉的水面时，形成一个4.0×10-2m 2的油膜层，由此推算出油酸分子的大小。
高考物理考点一遍过专题实验用油膜法估测分子直径大小
专题59 实验：用油膜法估测分子直径大小用油膜法估测分子直径的大小1．原理：把一滴油酸酒精溶液滴在水面上，使油酸在水面上形成单分子油膜，如果把油酸分子简化成球形，则油膜的厚度即为油酸分子的直径，如图所示。
2．计算：如果测出油酸的体积为V，单分子油膜的面积为S，则油酸分子的直径d=VS。
3．分子大小：除了一些有机物质的大分子外，多数分子大小的数量级为10-10 m。
4．油膜法测分子直径（1）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，记下滴入的滴数n，算出一滴油酸酒精溶液的体积V 0。
③将一滴油酸溶液滴在浅盘的液面上。
④待油酸薄膜形状稳定后，将玻璃放在浅盘上，用水彩笔（或钢笔）画出油酸薄膜的形状。
⑤将玻璃放在坐标纸上，算出油酸薄膜的面积S；或者玻璃板上有直径为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，算出一滴溶液中纯油酸的体积V。
⑦计算油酸薄膜的厚度d=VS，即为油酸分子直径的大小（2）注意事项①实验前，必须把所有的实验用具擦洗干净，实验时吸取油酸、酒精和溶液的移液管要分别专用，不能混用，否则会增大误差，影响实验结果。
②待测油酸面扩散后又收缩，要在稳定后再画轮廓，扩散后又收缩有两个原因：一是水面受油酸液滴的冲击凹陷后又恢复；二是酒精挥发后液面收缩。
③本实验只要求估算分子大小，实验结果的数量级符合要求即可。
④痱子粉不宜撒得过厚，油酸酒精溶液的浓度以小于11000为宜。
⑤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。
5．数据处理计算方法：（1）一滴油酸溶液的平均体积 N V N =滴油酸溶液的体积 （2）一滴油酸溶液中含纯油酸的体积 V=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。
油膜法估测分子直径
2.用注射器(或滴管)将事先配置好的酒精油酸溶液一滴一滴地滴
入量筒中,记下量筒内增加1mL时的滴数.
3.用注射器(或滴管)将事先配置好的酒精油酸溶液滴在水面上一滴,
油酸就在水面上散开,其中的酒精溶与水中,并很快挥发,在水面上形
成如图所示形状的一层单分子纯油酸薄膜. 4.待油酸薄膜的形状稳定后,将事先准备好的有机玻璃板放在浅盘
油 膜 法 估 测 分 子 直 径
一、实验目的
1.学习测量分子大小的方法 2.测量油酸分子的大小
二、实验原理
把一滴油酸（C17H33COOH）滴在水面上，油酸的每一个分子有两部分 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，并很快挥发，在水面上形成一层油酸薄 膜，其中C17H33部分冒出水面，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。如果把分子看成球形，单分子油
膜的厚度可以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d = V/S
三、实验器材
注射器（或滴管）、量筒、痱子粉（或石膏粉）
浅盘、水、酒精、油酸、玻璃板、彩笔、坐标纸
四、实验步骤
1.向边长约为30cm到40cm的浅盘里倒入约2cm深的水,然后将痱子 粉(或石膏粉)均匀地撒在水面上.
上,然后将油酸薄膜的形状用彩笔画在玻璃板上
5.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(求面积时以坐标纸上边长为1cm的正方形为单位,计算轮
廓内正方形的个数,不足半个的舍去,多于半个的算一个)
用油膜法估测分子的大小
用油膜法估测分子的大小实验目的学会用油膜法估测分子的大小实验器材①注射器或滴管②事前配制好的油酸酒精溶液③量筒④盛有清水的浅盘⑤痱子粉⑥玻璃板⑦坐标纸实验原理若是分子直径为d，油滴体积是V，油膜面积为S，那么d=V／S，测出一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积V，测出油膜的面积S，估算出分子直径的数量级。
实验步骤1．用注射器或滴管将教师事前配制好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，记下量筒内增加必然体积（如1mL）时的滴数，由此计算出一滴油酸酒精溶液的体积，然后再按油酸酒精溶液的浓度计算出一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积V。
2.往边长约为30—40cm的浅盘里倒入约2cm深的水，待水稳固后，将适量痱子粉均匀地洒在水面上。
3．用注射器或滴管将教师事前配制好的油酸酒精溶液滴在水面上一滴，形成如图1—1所示的形状，待油酸薄膜的性状稳固后，将预备好的玻璃板放在浅盘上，（注意玻璃板不能与油膜接触）然后将油膜的形状用彩笔描在玻璃板上。
4．将画有油膜轮廓的玻璃板正确的放在座标纸上，计算出油膜的面积S，求面积时以坐标纸上边长为1cn的正方形为单位，计算出正方形的个数，不足半个的舍去，多于半个的算一个，5．依照纯油酸的体积V 和油酸的面积S 可计算出油酸薄膜的厚度S V l ，即油酸分子的大小。
注意事项1．油酸酒精溶液的浓度以小于l‰为宜。
2．油酸酒精溶液的液滴要适当多一些。
3．每次实验时要让浅盘中的水稳固后再做。
4．痱子粉不宜撒得过厚，器具用后要清洗好。
实验纪录课堂练习1．油酸是一种脂肪酸，它的分子和水分子有很强的 能力，当它浮在水面上形成一层油膜时，薄膜中只有一层分子，如此的一层油酸薄膜简称 。
若是油酸分子能够大致看做球形，油膜的厚度确实是分子的直径。
事前测出一滴油酸的体积V ，再测出油膜的面积S ，就可计算出油膜分子的直径d= 。
油酸分子直径的数量级是 m 。
2．用注射器或滴管将教师事前配制好的 溶液一滴一滴地滴入量筒中，记下量筒内增加必然体积（如1mL ）时的滴数，由此计算出一滴油酸酒精溶液的 ，然后再按油酸酒精溶液的浓度，计算出一滴溶液中 的体积V 。
1.2实验用油膜法估测油酸分子的大小
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：用油膜法估测分子的大小
实验十三 用油膜法估测分子的大小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1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，如图乙所示，则d ＝V S.图12.实验器材盛水浅盘、注射器(或滴管)、容量瓶、坐标纸、玻璃板、痱子粉(或细石膏粉)、油酸酒精溶液、量筒、彩笔. 3.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，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，多测几次油酸薄膜的厚度，并求平均值，即为油酸分子直径的大小.1.数据处理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S1 2 3 4实验次数一滴纯油酸的体积V分子的大小(m)平均值12342.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.命题点一教材原型实验例1在“用油膜法估测分子的大小”实验中，(1)(多选)该实验中的理想化假设是( )A.将油膜看成单分子层油膜B.不考虑各油酸分子间的间隙C.不考虑各油酸分子间的相互作用力D.将油酸分子看成球形(2)实验中使用到油酸酒精溶液，其中酒精溶液的作用是( )A.可使油酸和痱子粉之间形成清晰的边界轮廓B.对油酸溶液起到稀释作用C.有助于测量一滴油酸的体积D.有助于油酸的颜色更透明便于识别(3)某老师为本实验配制油酸酒精溶液，实验室配备的器材有：面积为0.22 m2的蒸发皿、滴管、量筒(50滴溶液滴入量筒体积约为1毫升)、纯油酸和无水酒精若干.已知分子直径数量级为10－10m，则该老师配制的油酸酒精溶液浓度(油酸与油酸酒精溶液的体积比)至多为________‰(保留两位有效数字).答案(1)ABD (2)B (3)1.1解析(1)计算分子直径是根据体积与面积之比，所以需将油膜看成单分子层油膜，不考虑各油酸分子间的间隙，将油酸分子看成球形，故选A、B、D.(2)实验中使用到油酸酒精溶液，其中酒精溶液的作用是对油酸起到稀释作用，酒精稀释油酸是为了进一步减小油酸的面密度，使油酸分子尽可能少的在竖直方向上重叠，更能保证其形成单层分子油膜，也就是为了减小系统误差.(3)根据题意可知，形成的油膜的面积不能超过蒸发皿的面积，当油膜面积等于蒸发皿的面积时，油酸酒精溶液浓度最大.一滴油酸的体积V0＝dS＝10－10m×0.22 m2＝2.2×10－11 m3，一滴油酸酒精溶液的体积V＝150cm3＝2×10－8 m3，则此油酸酒精溶液的浓度为V0V＝1.1 ‰.例2在“用单分子油膜估测分子大小”的实验中，(1)(多选)某同学计算出的结果明显偏大，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 溶液的滴数多记了10滴(2)在做实验时，油酸酒精溶液的浓度为每1 000 mL 溶液中有纯油酸1 mL ，用注射器测得1 mL 上述溶液有200滴，把一滴该溶液滴入盛水的表面撒有痱子粉的浅盘里，待水面稳定后，测得油膜的近似轮廓如图2所示.图中正方形小方格的边长为1 cm ，根据上述数据，估测出油酸分子的直径是________ nm.图2答案 (1)AC (2)0.4解析 (1)分子直径d ＝V S，计算出的结果明显偏大，若油酸未完全散开，面积偏小，直径偏大，A 正确；若油酸中含有大量酒精，会使油膜面积偏大，直径偏小，B 错误；若计算油膜面积时舍去了所有不足一格的方格，会使油膜面积偏小，直径偏大，C 正确；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，会使液滴体积变小，直径偏小，D 错误. (2)油酸酒精溶液的浓度为11 000，一滴溶液中含有纯油酸的体积为1200×11 000mL ，形成油膜约占125个小格，即S ＝125×10－4 m 2，则油酸分子的直径d ＝VS＝4×10－10 m ＝0.4 nm. 变式1 在“用单分子油膜估测分子大小”实验中，(1)①取一定量的无水酒精和油酸，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，再滴入一滴油酸酒精溶液，待其散开稳定； ④在蒸发皿上覆盖透明玻璃，描出油膜形状，用透明方格纸测量油膜的面积. 改正其中的错误：________________________________________________________________________________________________________________________________. (2)若油酸酒精溶液体积浓度为0.10%，一滴溶液的体积为4.8×10－3 mL ，其形成的油膜面积为80 cm 2，则估测出油酸分子的直径为________ m. 答案 (1)见解析 (2)6.0×10－10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，故可在量筒内滴入N 滴该溶液，测出它的体积.③液面上不撒痱子粉或细石膏粉时，滴入的油酸酒精溶液在酒精挥发后剩余的油膜不能形成一块完整的油膜，故应先在液面上撒痱子粉或细石膏粉.(2)由油膜的体积等于一滴油酸酒精溶液内纯油酸的体积可得d ＝V S ＝4.8×10－3×10－6×0.10%80×10－4m ＝6.0×10－10 m. 变式2 在做“用油膜法估测分子的大小”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表面撒有痱子粉的浅盘里，待水面稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用彩笔在玻璃板上描出油酸膜的轮廓，再把玻璃板放在坐标纸上，其形状和大小如图3所示，坐标中正方形方格的边长为1 cm ，试求：图3(1)油酸膜的面积是________；(2)每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是________；(3)按以上实验数据估测出油酸分子的直径是________(结果保留两位有效数字). 答案 (1)131 cm 2 (2)8×10－6 mL (3)6.1×10－10 m解析 (1)根据题图，数得格子数(多于半个的算一个，不足半个的舍去)为131个，那么油膜面积是S ＝131×1 cm 2＝131 cm 2.(2)根据已知条件可知，1 mL 溶液中有75滴，1滴溶液的体积是175 mL.又已知每104 mL 溶液中有纯油酸6 mL ，一滴油酸酒精溶液中含纯油酸的体积是V ＝6×175104 mL ＝8×10－6 mL.(3)油酸分子的直径为d ＝V S ＝8×10－6131cm≈6.1×10－10 m.命题点二 实验拓展创新例3 测量分子大小的方法有很多，如油膜法、显微法.(1)在“用油膜法估测分子大小”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50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溶液，向撒有痱子粉的盛水浅盘中滴下1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4甲所示.坐标格中每个小正方形方格的大小为2 cm×2 cm.由图可以估算出油膜的面积是______ cm 2，由此估算出油酸分子的直径是______ m(保留一位有效数字).图4(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). 答案 (1)256 8×10－10 (2)9.4×10－10解析 (1)数油膜的正方形格数，大于半格的算一格，小于半格的舍去，得到油膜的面积S ＝64×2 cm×2 cm＝256 cm 2.溶液浓度为11 000，每滴溶液体积为150mL,1滴溶液中所含油酸体积为V ＝2×10－5cm 3.油膜厚度即油酸分子的直径是d ＝VS≈8×10－10 m.(2)直径为1.43×10－8 m 的圆周周长为D ＝πd ≈4.49×10－8 m ，可以估算出铁原子的直径约为d ′＝4.49×10－848m≈9.4×10－10 m.如有侵权请联系告知删除，感谢你们的配合！。
实验十六用油膜法估测分子的大小
计算油膜厚度
根据滴入的油酸溶液的体积和油膜的面积，计算出油膜 的厚度。
了解分子大小的测量方法
• 分子大小的测量方法有多种，如气体吸附法、沉降法、显微 镜法等。其中，油膜法是一种简单易行且精度较高的方法， 适用于估算小分子或大分子的直径。
02
实验原理
油膜法估测分子大小的原理
01
油膜法估测分子大小的结果可以为化学、生物学和 材料科学等领域的研究提供参考。
02
通过实验可以了解分子的大小和分布情况，进一步 探究分子的性质和行为。
03
实验结果可以用于指导材料制备、药物研发和工业 生产等领域，提高产品质量和性能。
对实验的改进和优化建议
01
针对实验结果的不确定性，可 以进一步优化实验条件，如控 制油酸浓度、滴数和温度等， 以提高实验精度。
05
实验结论
油膜法估测分子大小的实验结论
01
实验中通过油膜法估测出分子的大小，得出分子直径的平均值。
02
实验结果受到多种因素的影响，如油酸浓度、滴数、温度等，
需要控制实验条件以获得更准确的结果。
油膜法估测分子大小的方法具围。
对实验结果的实际意义和应用价值的认识
确保测量结果的准确性，以避免误差 传递。
测量油酸溶液滴在水平板上的体积
使用滴管将油酸溶液滴在水平板上，记录滴数和每滴的体积。 注意保持滴管干净，避免污染。
测量油酸薄膜的面积
将玻璃板放在坐标纸上，用盖玻片盖 住油酸薄膜，轻轻按压，使薄膜均匀 展开。
使用坐标纸测量薄膜的面积，注意精 确测量，避免误差。
对实验结果进行讨论和总结
讨论
通过实验，我们得到了油酸分子直径的测量结果为1.5纳米。这个结果与理论值相比有一定的偏差， 可能是由于实验过程中存在的误差所致。为了进一步提高实验结果的准确性，我们可以采取更精确的 测量方法和更严格的实验操作。
大学物理实验 油膜法估测分子的大小
大学物理实验油膜法估测分子的大小1、实验原理利用油酸酒精溶液在平静的水面上形成单分子油膜，将油酸分子看做球形，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，其中V为一滴油酸溶液中所含油酸的体积，S为油膜面积，这个厚度就近似等于油酸分子的直径。
2、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(或细石膏粉)、油酸酒精溶液、量筒、彩笔。
3、实验步骤(1)取1mL(1cm3)的油酸溶于酒精中，制成200mL的油酸酒精溶液。
(2)往边长约为30～40cm的浅盘中倒入约2cm深的水，然后将痱子粉(或细石膏粉)均匀地撒在水面上。
(3)用滴管(或注射器)向量筒中滴入n滴配制好的油酸酒精溶液，使这些溶液的体积恰好为1mL，算出每滴油酸酒精溶液的体积V0=1/nmL。
(4)用滴管(或注射器)向水面上滴入一滴配制好的油酸酒精溶液，油酸就在水面上慢慢散开，形成单分子油膜。
(5)待油酸薄膜形状稳定后，将一块较大的玻璃板盖在浅盘上，用彩笔将油酸薄膜的形状画在玻璃板上。
(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。
(7)据油酸酒精溶液的浓度，算出一滴溶液中纯油酸的体积V，据一滴油酸的体积V和薄膜的面积S，算出油酸薄膜的厚度d=V/S，即为油酸分子的直径。
比较算出的分子直径，看其数量级(单位为m)是否为10-10，若不是10-10需重做实验。
4、注意事项(1)油酸酒精溶液的浓度应小于1/1000。
(2)痱子粉的用量不要太大，并从盘中央加入，使粉自动扩散至均匀。
(3)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。
(4)浅盘里水离盘口面的距离应较小，并要水平放置，以便准确地画出薄膜的形状，画线时视线应与板面垂直。
(5)要待油膜形状稳定后，再画轮廓。
(6)利用坐标纸求油膜面积时，以边长为1cm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，大于半个的算一个。
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13 用油膜法估测分子的大小
1.2×10-11 750×10-4
m=1.6×10-10m
A.对照实验原理:d=������������,可知某同学的计算结果偏大,可能是由于油酸
未完全散开,使测出的油膜面积偏小,d 偏大,故 A 正确。B.求每滴体
积时,1 mL 溶液的滴数多计了 10 滴,则求出的纯油酸的体积偏小,测
第十三章
实验13 用油膜法估测分子的大小
必备知识
关键能力
对应演练
-5-
六、注意事项 1.实验前,必须将所有的实验用具擦洗干净,实验时,吸取油酸、 酒精和油酸酒精溶液的滴管不能混用,否则会增大实验误差。 2.油酸酒精溶液中油酸与酒精的体积比以1∶200为宜。 3.浅盘里的水面离盘口面的距离应较小,并要水平放置,以便准确 地画出油酸薄膜的形状,画线时视线应与板面垂直。 4.油酸在水面上形成的薄膜先扩散后收缩,要在薄膜形状稳定后 再画轮廓。薄膜扩散后又收缩的原因有两个:一是水面受油酸滴冲 击凹陷后又恢复;二是酒精挥发后,薄膜回缩。 5.滴油酸溶液的滴口应在离水面1 cm之内,否则油酸薄膜难以形 成。实验前要注意滴法的练习。
(2)油膜的面积可从方格纸上得到,所围成的方格中,面积超过一半按 一个算,小于一半的舍去,图中共有 75 个方格,
故油膜面积为:S=75×2 cm×2 cm=300 cm2;
每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸体积
是:V=510×10-8×100.060m3=1.2×10-11m3;
油酸分子的直径:d=������������
������
绘油膜边缘(⑤)→测量油膜面积(③)→计算分子直径(③)
第十三章
实验13 用油膜法估测分子的大小
必备知识
关键能力
对应演练
实验用油膜法估测分子的大小
实验十三用油膜法估测分子的大小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1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SV n.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，多测几次油酸薄膜的厚度，并求平均值，即为油酸分子直径的大小.1.数据处理根据上面记录的数据，完成以下表格内容.1在“用油膜法估测分子的大小”实验中，(1)(多选)该实验中的理想化假设是()A.将油膜看成单分子层油膜B.不考虑各油酸分子间的间隙C.不考虑各油酸分子间的相互作用力D.将油酸分子看成球形(2)实验中使用到油酸酒精溶液，其中酒精溶液的作用是()A.可使油酸和痱子粉之间形成清晰的边界轮廓B.对油酸溶液起到稀释作用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溶液的滴数多记了10滴(2)在做实验时，油酸酒精溶液的浓度为每1 000 mL溶液中有纯油酸1 mL，用注射器测得1 mL 上述溶液有200滴，把一滴该溶液滴入盛水的表面撒有痱子粉的浅盘里，待水面稳定后，测得油膜的近似轮廓如图2所示.图中正方形小方格的边长为1 cm，根据上述数据，估测出油酸分子的直径是________ nm.图2答案(1)AC(2)0.4解析 (1)分子直径d ＝VS ，计算出的结果明显偏大，若油酸未完全散开，面积偏小，直径偏大，A 正确；若油酸中含有大量酒精，会使油膜面积偏大，直径偏小，B 错误；若计算油膜面积时舍去了所有不足一格的方格，会使油膜面积偏小，直径偏大，C 正确；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，会使液滴体积变小，直径偏小，D 错误. (2)油酸酒精溶液的浓度为11 000，一滴溶液中含有纯油酸的体积为1200×11 000 mL ，形成油膜约占125个小格，即S ＝125×10－4 m 2，则油酸分子的直径d ＝VS＝4×10－10 m ＝0.4 nm.式1 在“用单分子油膜估测分子大小”实验中，(1)①取一定量的无水酒精和油酸，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，再滴入一滴油酸酒精溶液，待其散开稳定；④在蒸发皿上覆盖透明玻璃，描出油膜形状，用透明方格纸测量油膜的面积.改正其中的错误：________________________________________________________________________________________________________________________________.(2)若油酸酒精溶液体积浓度为0.10%，一滴溶液的体积为4.8×10－3 mL，其形成的油膜面积为80 cm2，则估测出油酸分子的直径为________ m.答案(1)见解析(2)6.0×10－10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变式V ＝6×175104mL ＝8×10－6 mL. (3)油酸分子的直径为d ＝V S ＝8×10－6131 cm ≈6.1×10－10 m.命题点二 实验拓展创新mL粉的盛水浅盘中滴下1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4甲所示.坐标格中每个小正方形方格的大小为2 cm×2 cm.由图可以估算出油膜的面积是______ cm2，由此估算出油酸分子的直径是______ m(保留一位有效数字).图4(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1.43×10－8m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).答案 (1)256 8×10－10(2)9.4×10－10解析 (1)数油膜的正方形格数，大于半格的算一格，小于半格的舍去，得到油膜的面积S ＝64×2 cm ×2 cm ＝256 cm 2.溶液浓度为11 000，每滴溶液体积为150 mL,1滴溶液中所含油酸体积为V ＝2×10－5 cm 3.油膜厚度即油酸分子的直径是d ＝VS≈8×10－10 m.(2)直径为1.43×10－8 m 的圆周周长为D ＝πd ≈4.49×10－8 m ，可以估算出铁原子的直径约为 d ′＝4.49×10－848m ≈9.4×10－10 m.。
第2节 实验：用油膜法估测分子的大小
例2.某同学在用油膜法估测分子直径的实验中，计算
结果明显偏大，可能是由于( ADE)A．油酸未完全散
开B．油酸中含有大量酒精C．求每滴体积时，1 mL溶 液的滴数多数了几滴D．求每滴体积时，1 mL溶液的 滴数少数了几滴E．计算油膜面积时，舍去了所有不足 一格的方格
例3.在“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．
第2节 实验：用油膜法估测油酸分子的大小
思考：分子很小，如 何测量分子的大小呢？油膜法测分子直径第2 实验：用油膜法估测油酸分子的大小
油膜法测分子直径
将体积为V的油酸（C17H13COOH）滴到水面 上，使其均匀地、尽可能地散开成很薄的一层，
此时可以认为油酸分子一个挨一个紧密排成 一单层油膜，油膜的厚度就是单个分子的直径，
三、实验器材：油酸、__酒__精____、注射器或滴管、量筒、浅盘、 玻璃板、坐__标___纸___、彩笔、痱子粉或细石膏粉。
四、实验步骤
1.在浅盘中倒入约2 cm深的水，将痱子粉或细石膏粉均匀撒在水面上。
2.取1 mL(1 cm3)的油酸溶于酒精中，制成200 mL的__油__酸__酒___精_溶液。
思维拓展 用油膜法估测分子的大小时 (1)油酸分子的形状真的是球形吗？排列时会一个紧挨一个吗？ (2)实验中为什么不直接用纯油酸而是用被稀释过的油酸酒精溶 液？ (3)实验中为什么在水面上撒痱子粉(或细石膏粉)? (4)实验中可以采用什么方法测量油膜的面积？
例1. 某同学做“用油膜法估测分子的大小”的实验。
为0.2 m2. 由此可知油酸分子大约为多少？
解：一滴油酸酒精溶液含油酸体积：
用油膜法估测分子的大小公式
用油膜法估测分子的大小公式
油膜法是一种常用的估测分子大小的方法，它基于分子在液体表面的行为，通过测量分子在液体表面形成的油膜的厚度来估测分子的大小。
这种方法的原理是，当分子在液体表面形成油膜时，油膜的厚度与分子的大小成正比，因此可以通过测量油膜的厚度来估测分子的大小。
油膜法的公式为：
d = 2.5 × h
其中，d表示分子的直径，h表示油膜的厚度。
这个公式是通过实验得出的，它适用于大多数分子，但对于一些特殊的分子，可能需要进行修正。
油膜法的实验步骤如下：
1. 准备一块平整的玻璃片，并在其表面涂上一层液体，如水或甘油。
2. 将待测分子溶解在液体中，并将其滴在玻璃片上。
3. 等待几分钟，让分子在液体表面形成油膜。
4. 使用显微镜观察油膜，并测量其厚度。
5. 根据公式计算分子的直径。
需要注意的是，油膜法只能估测分子的大小，而不能确定其形状。
此外，由于分子在液体表面的行为受到多种因素的影响，如温度、表面张力等，因此在进行实验时需要注意控制这些因素的影响，以保证实验结果的准确性。
油膜法是一种简单、快速、经济的估测分子大小的方法，它在化学、生物学等领域都有广泛的应用。
通过掌握油膜法的原理和实验方法，我们可以更好地了解分子的性质和行为，为科学研究和工程应用提供有力的支持。
高考物理用油膜法估测分子的大小
制好，只滴1滴.
注意事项 (4) 计算油膜面积时，以坐标纸上方格的数目 来计算(边长1cm) . 不足半个的舍去， 多于半个的算1个 .
Hale Waihona Puke 训练 将1cm3的油酸溶于酒精，制成500cm3的酒精 油酸溶液. 该酒精油酸溶液40滴的体积为1cm3，
现取1滴溶液滴在水面上，随着酒精溶于水，油
酸在水面上形成单分子油膜层，油膜面积0.4m2, 由此估算油酸分子直径。
1.25X10-10m
训练
用“油膜法”可以估测分子的大小：滴入盛水培 养皿中的油酸溶液所含纯油酸体积为4.0×10－6ｍＬ,
将培养皿水平放在边长1cm的
方格纸上,水面上散开的油膜 轮廓如图所示,该油膜面积为 Ｓ＝ ______cm２,由此可以估算 82 油酸分子直径约 ｄ＝____________ 4.9X10-10 ｍ．
实验步骤
(1)在方盘中盛入适量的水(约2cm深)，使
水处于稳定状态.
(2)用注射器(或胶头滴管)取事先配好的酒 精油酸溶液，逐滴滴入量筒，记下量筒中 滴入1 mL溶液所需加入溶液的滴数；
实验步骤 (3)将痱子粉均匀地撒在水面上. (4)用注射器(或胶头滴管)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，用笔描绘出油膜的形状.
注意事项
(1) 实验前应检查方盘是否干净，如果有油渍则
导致实验无法完成. (2) 方盘中的水应保持稳定状态，最好静置一段 时间. 痱子粉均匀撒在水 面上.
注意事项 (3) 向水面滴酒精油酸溶液时，针尖应竖直、靠 近水面，如果离水面太高，可能无法形成油膜.
最好在1 cm左右. 滴酒精油酸溶液时要注意控
实验目的
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小分子的大油实验：膜法估测油酸配置油酸酒精溶液1.的500mL的容量瓶中，
然后向容量瓶中注入酒精，直到液面达到取油酸1mL，注入500mL纯油酸1mL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500mL含的酒精油酸溶液。
2.测一滴油酸酒精溶液的体积）用注射器或滴管将酒精油酸溶液一滴一滴地滴入量筒中，并记下量简内增加一定体积（1时的滴数N；V N V；V（2）根据＝V/N算出每滴酒精油酸溶液的体积00N V。
（3）根据酒精油酸溶液的配制比例，算出一滴溶液中纯油酸的体积油酸薄膜面积的估测3.；（1）取一圆柱形器皿，注入适量水，撒上痱子粉（从中间撒入））用注射器或滴管将酒精油酸溶液滴一滴在水面上；（2）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3（璃板上；。
（求面积时以（4）将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标板上，算出油酸薄膜的面积S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，多于坐标纸
上边长为1mm半个的算一个） 4.估测油酸分子的直径V N?d NS500．在做“用油膜法估测分
子直径的大小”的实验中，准备有以下器材：用酒精稀释过的油1．酸、滴管、痱子粉、浅盘及水、玻璃板、彩笔，还缺少的器材有2．在做“用油膜法估测分子的大小”实验中，实验简要步骤如下：．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AS半个的算一个），再根据方格的边长求出油膜的面积
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2cm深的水，然后用痱子粉或石膏粉均匀地撒在水面上
D．用公式L＝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V
F．用注射器或滴管将事先配制好的酒精油酸溶液一滴一滴地滴入量简，记下量简内增加一定体积时的滴数
上述实验步骤的合理顺序是.
3．若已知一滴油的体积为V，它在液面上展开的单分子油膜的面积为S，油的摩尔质量为
M，密度为，则阿伏加德罗常数可表示为．
3的一滴石油滴在水面上，石油在水面上形成直径为1.4m的圆形单分子4．把体积为0.2mm油膜，由此可估算出石油分子的直径为．
33-4g的油滴在水××1010kg/m8、质量为．早期测定分子大小采用油膜法，一滴密度为50.82的单分子层油膜，由此可知油分子直径为（）面上形成3.1m-10-10-10-10m10×3.1．m
D10×4.0．C m10×2.0．m B10×1.0．A．
［能力提升］
）．某同学在用油膜法估测分子直径的实验中，计算结果明显偏大，可能是由于（1．油酸未完全散开A．油酸中含有大量酒精B．计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格C10滴D．求每滴溶液的体积时，1mL的溶液的滴数多记了要让油酸在水面上形成单分子油酸膜，那的浅圆盘盛水，2．在本实验中，若用直径为0.5m m．么油酸滴的体积的数量级不能大于32-3的单分子油膜，假设分子间是紧cm103．体积为1.2×4m的油滴在静止的水面上扩展为密排列的，则可估算出这种油分子的直径为，1mol这种油的体积为，油分子的质33）／0.8×10mkg量为.（油的密度为1)利用单分子油膜法估测分子的直径，需要测量的物理量是_________
A．一滴油的体积和它的密度
B．一滴油的体积和它散成油膜的最大面积
C．一滴油的质量和它的密度
D．一滴油形成油膜的厚度和它的密度
(2)某同学在用油膜法估测分子直径的实验中，计算结果明显偏大，可能是由于_______ A．油酸中含有大量酒精
B．将油酸酒精溶液的体积直接作为油酸的体积进行计算
C．计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格
D．水面上痱子粉撒得多，油膜没有充分展开
油酸酒精溶液的浓度为每1000cm油酸酒精溶液中有油酸0.5cm，用滴管向量筒内滴503滴上33(3)
述溶液，量筒中的溶液体积增加1cm。
若把一滴这样的溶液滴入盛水的浅盘中，由于酒精溶于水，油酸在水面展开，稳定后形成单分子油膜的形状如图所示。
（结果保留二位有效数字）
________ m
3①试计算一滴这样的溶液含有纯油酸体积为
________m估算油酸分子的的直径为根据上述数据，；m10×2.32②若油酸薄膜的面积约为-22。