1.2 实验 用油膜法估测油酸分子的大小 课件-2020-2021学年高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第三册

2.实验:用油膜法估测油酸分子的大小　　　　 【实验目的】 (1)了解油酸分子的结构特点,学会用油膜法估测油酸分子大小。 (2)初步学会用统计的方法求物理量。 【实验器材】 序号 器材名称 备注 1 无水酒精 2 油酸若干毫升 3 浅盘1只 30 cm×40 cm 4 注射器(或滴管)1支 5 透明玻璃盖板1块 6 量筒1个 500 mL 7 烧杯1个 8 彩色水笔1支 9 爽身粉(或石膏粉) 带纱网或粉扑 10 坐标纸1张 【实验原理与设计】 一、实验思路 1.用注射器(或滴管)取1 mL的油酸,向1 mL油酸中加酒精,直至总量达到500 mL 配制成备用_________溶液;用注射器(或滴管)提取1 mL油酸酒精溶液,并测算出 从滴管中滴出一滴油酸酒精溶液的体积,进而算出一滴油酸酒精溶液中纯油酸 的体积V。 油酸酒精 2.在盛水浅盘中装入约2 cm深的蒸馏水,为便于观测油膜的面积,可在水面上轻 撒一层_______,然后在水面中央滴一滴油酸酒精溶液,于是油酸在水面上迅速散 开,待油膜面积不再扩大时,将_____________盖在浅盘上,用彩色笔描出油膜的 轮廓图(如图甲所示);把绘有油膜轮廓图的透明玻璃盖板放在________上,数出油 膜所占的_____,然后计算出____________;于是,由d= 便可测算出油膜的厚 度。 爽身粉 透明玻璃盖板 方格纸 油膜的面积S 格数 3.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。若把分子看成小球(如图乙所示), 油膜的厚度也就等于分子的直径,其数量级为_____m。 10-10 二、物理量的测量 1.测量1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积。 (1)用注射器(或滴管)取1 mL的纯油酸,放入500 mL的量筒中,然后再向量筒内 加无水酒精,直到总量达到500 mL,则油酸酒精溶液的浓度为_____。 (2)用注射器吸取m毫升油酸酒精溶液,再把它一滴一滴地滴入烧杯中,记下液 滴的总滴数N。则1滴油酸酒精溶液的体积为 毫升。 (3)1滴油酸酒精溶液中所含纯油酸的体积V= 毫升。  0.2% 2.测量1滴油酸酒精溶液在水面上形成的油膜面积S。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,然后,用 注射器向水面上滴1滴油酸酒精溶液,油酸立即在水面散开,形成一块_____。油 膜上没有爽身粉,可以清楚地看出它的轮廓如图。在玻璃板上描下薄膜的形 状。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_______的个数, 不足半个的_____,多于半个的算_____。然后, 把正方形的总个数乘单个正方形的面积就得 到油膜的面积S。如图正方形的总个数为87个。 如果正方形的边长为1 cm,则油膜的面积为_________ m2。 油膜 正方形 一个 8.7×10-3 舍去 【实验过程】 一、实验步骤 1.取1 mL(1 cm3)的油酸溶于酒精中,制成500 mL的油酸酒精溶液。 2.往边长约为30～40 cm的浅盘中倒入约2 cm深的水,然后将爽身粉或石膏粉均匀地撒在水面上。 3.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,记下液滴总滴数,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.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.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,根据纯油酸的体 积V和薄膜的面积S,算出油酸薄膜的厚度d= ,即为油酸分子的直径。 8.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。 【思考·讨论】 (1)怎样能把油酸分子单层排列呢? 提示:把油酸用酒精稀释,使单位体积内的油酸分子数减少,把油酸酒精溶液滴在水面上后,酒精能迅速溶于水或者蒸发,水面上只有油酸分子,且能单层排列。 (2)该实验中在水面上为什么要用爽身粉? 提示:因为油酸是透明的,油酸酒精溶液滴在水面时,酒精溶于水,油酸形成单分子油膜,如果不用爽身粉,油酸扩散的边缘看不清。 (3)如何计算油酸在水面上的面积呢? 提示:待油膜形状稳定后,用透明玻璃盖板盖在浅盘上,用彩色水笔在透明玻璃盖板上画轮廓,把画有轮廓的透明玻璃盖板放在坐标纸上,以边长