1.2实验：用油膜法估测油酸分子的大小（备课堂课件）-【上好课】2020-2021学年高二物理同步备课系列（新教材人教版选择性必修第三册）

物理选择性必修第三册 第一章 分子动理论 第二节实验：用油膜法估测油酸分子的大小 水 油酸分子 d 思维导图 2．把油酸分子简化为球形处理，并认为它们紧密排布(如图)。 一、实验思路 1．油酸分子在水面上形成单分子油膜。 测出油膜的厚度d，它就相当于分子的直径。 让油膜在水面上充分扩散，形成单层油酸分子组成的薄膜，此时油膜的厚度d 就是分子的直径，若事先量得油酸体积为V，油膜面积为S，则 . 3. 分子是球形的 单分子油膜 分子间没有空隙 三个假设 需要测量的物理量：V、S 油酸、酒精、注射器、烧杯、浅盘、清水、带有坐标方格的玻璃板、彩笔、爽身粉。 二、实验器材 三、实验步骤 2.往边长约为30cm～40cm的浅盘中倒入约2cm深的水，然后将痱子粉或石膏粉均匀地撒在水面上． 1.取1毫升(1cm3)的油酸溶于酒精中，制成200mL的油酸酒精溶液．用注射器（或滴管）将配置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（例如1mL）时的滴数n，计算出每滴油酸酒精溶液体积的平均值 . 3.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． 4.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． 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，不足半个的舍掉，多余半个的算一个． 6.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 ，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须重做实验． 多数分子直径数量级10-10m 实验次数 一滴溶液中油酸的体积m3 轮廓内的小格子数 轮廓面积S 分子的大小(m) 1 2 平均值 根据实验记录数据，填在下面表格中 7.数据处理 四、误差分析 (1)油酸酒精溶液配制后长时间放置，由于酒精的挥发会导致溶液的浓度改变，从而给实验带来较大的误差。 (2)测量油酸酒精溶液的体积时，没有使用正确的观察方法而产生误差。 (3)油酸的体积过大，或水面面积过小，不能形成单分子油膜。 (4)描绘油膜形状的画线误差。 (5)利用小正方形数计算油膜的面积时，轮廓的不规则性容易带来计算误差。 (6)不考虑油酸分子的空隙，计算分子直径时的误差。 五 注意事项 ① 酒精油酸溶液配制好后，不要长时间放置，以免浓度改变，影响实验． 从盘的中央加痱子粉，使粉自动扩散至均匀，比在水面上撒粉的效果好，痱子粉的用量不要太大，否则不易成功． ③ 做完实验后，把水从盘的一侧边缘倒出，并用少量酒精清洗，然后用脱脂棉擦净，最后用水冲洗，以保持盘的清洁． ④ ⑤ 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. 要待油膜形状稳定后，再画轮廓． ② 【实验改进】 在做本实验时,把爽身粉均匀撒在水面上是很关键的一步。在实际操作时经常撒得不均匀或撒得过多,因爽身粉不溶于水又不能搅拌,只好重做。可用印刷碳粉代替爽身粉,因为印刷碳粉不溶于水且漂浮在水面上,若撒得太多,可将水和碳粉一起倒出,然后用玻璃棒搅拌,直至碳粉在水面薄且均匀,若撒得不均匀,可直接用玻璃棒搅拌均匀。 类型一　实验操作 【典例1】(2019·全国卷Ⅲ)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________________________________。  【解题探究】 (1)为什么油酸要被稀释,且要求油酸酒精溶液的浓度以小于0.2 %为宜? 提示:由于分子直径非常小,极少量油酸所形成的单分子层油膜面积也会很大,因此实验前需要将油酸稀释,使油酸在浅盘的水面上容易形成一块单分子层油膜。 (2)怎样求出稀释后一滴油酸酒精溶液内纯油酸的体积? 提示:一滴油酸溶液中纯油酸的体积V= η(η为油酸酒精溶液的浓度,N为 滴数,V液为N滴油酸酒精溶液的体积) 【解析】稀释的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;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