7.3 油膜法测定分子的直径（课件）-2019-2020学年下学期高二物理同步精品课堂（人教版选修3-3）(共20张PPT)

中物理 第七章 分子动理论 人教版 物理（高中） 7.3、油膜法测分子的直径 学易同步精品课堂 （高二 下） 1．知道本实验的原理及所需的器材，了解实验注意的事项． 2．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． 3．会计算分子的大小，处理好实验数据． 4．领会本实验方法构思的特点，理解间接测量微观量的思想． 一、【实验目的】： 二、【实验原理】： 油酸分子的一端具有亲水性，另一端具有憎水性，当把酒精稀释过的油酸滴在水面上时，油酸便在水面上散开，其中酒精溶于水，并很快挥发，在水面上形成有自由边界的一层纯油酸薄膜，形成单分子油膜．如果将油酸看作是球状模型，测出一定体积的油酸溶液在水面上形成的油膜面积，计算出油膜的厚度，这个厚度就等于分子的直径． 【三、实验器材】： 盛水的容器，滴管或注射器，一个量筒，按一定的比例(一般为1∶200)稀释了的油酸溶液，带有坐标方格的透明有机玻璃盖板(面积略大于容器的上表面积)，少量痱子粉或石膏粉，彩笔. 四、【实验步骤】： 1．用注射器或滴管将一定容积的油酸溶液一滴一滴地滴入量筒，记下量筒内增加一定体积的滴数，求出一滴油酸溶液中所含纯油酸的体积V. 2．向容器中倒入约2 cm深的水，将痱子粉均匀地撒在水面上． 3．小心地将一滴油酸溶液滴到水面上，让它在水面上自由地扩展为油酸膜． 4．轻轻地将有机玻璃盖板放到容器上，用彩笔将油酸膜的形状画在玻璃板上． 5．利用坐标方格计算出油膜的面积S，再根据一滴溶液中纯油酸的体积和油膜的面积求出油膜的厚度D＝V/S，即为所测分子和直径. 【五、数据处理】 1、计算分子直径时，注意加的不是纯油酸，而是酒精油酸溶液，在利用公式d＝V/S计算时，式中的V不是溶液的体积．而应该进行换算，计算出1滴酒精油酸溶液中纯油酸的体积，方法是：设n滴酒精油酸溶液是1 mL，则每1滴的酒精油酸溶液的体积是1/nmL。 【五、数据处理】 2、事先知道配制溶液的比例是1M，则1滴溶液中的纯油酸体积V＝1n·1MmL.式中的S是滴入水中后，纯油酸形成的油膜，其面积用数坐标纸上对应的格数来计算，以1 cm为边长的坐标纸上占了多少个格，其面积就是多少平方厘米，数格时，不足半个格的舍去，多于半格的算1个格．这样就可粗略地计算出油酸分子的直径． 【六、误差分析】 1．由于我们是采用间接测量的方式测量分子的直径，实验室中配制的酒精溶液的浓度、油酸在水面展开的程度、油酸面积的计算都直接影响测量的准确程度． 2．虽然分子直径的数量级应在10－10m.但中学阶段，对于本实验只要能测出油酸分子直径的数量级在10－9m上即可认为是成功的． 【七、注意事项】 1．痱子粉不要撒得太多，只要能够帮助看清油膜边界即可． 2．滴入油酸溶液时，一定要细心，不要一下滴得太多，使油膜的面积过大． 3．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：第一是水面受油酸滴冲击凹陷后恢复；第二是酒精挥发后液面收缩． 4．利用坐标求油膜面积时，以边长1 cm的正方形为单位，计算轮廓内正方形的个数时，不足半格的舍去，多于半格的算一个． 5．当重做实验时，水从盘的一侧边缘倒出，在这侧面会残留油酸，用少量酒精清洗，并用脱脂棉擦去再用清水冲洗．这样可保持盘的清洁. 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． 【典例应用类型一】油膜法测分子大小的实验步骤 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)． 【典例应用类型一】 【典例应用类型一】 2、(多选)下面哪些措施可以减小“用油膜法估测分子的大小”的实验的误差(　　) A．装在浅盘中的水用蒸馏水 B．向水中滴油酸酒精溶液液滴时，只要注射器针尖离水面近一些就可以，没有其他要求 C．在描绘油膜形状时，透明盖板要离水面近些 D．在油膜稳定后再描绘油膜的形状 【类型应用二】