1.2 实验：用油膜法估测油酸分子的大小（教学课件）-【上好课】高中物理同步高效课堂（人教版2019选择性必修第三册）

第2节 实验：用油膜法 估测油酸分子的大小 第一章 人教版 选择性必修第三册 实验思路 01 物理量的测量 02 数据分析 03 误差分析 04 注意事项 05 CONTENTS 目录 新课导入 分子十分微小。以水为例，一个直径为10-3 mm 左右的水珠，它的大小与细菌差不多，用肉眼无法观察，就是在这样小的水珠里，分子的个数竟比地球上人口的总数还多上好几倍！ 那么，通过什么途径可以知道分子的大小呢？下面我们通过一个实验来估测分子的大小。 引入实验 实验目的 1.知道用油膜法测定分子大小的思路。通过估测油酸分子的大小，加深对分子大小数量级的认识 2.学会模型法，估算法等科学方法的应用 3.体验科学探究过程，体验实验方法的巧妙运用，把宏观和微观两个领域联系起来，用宏观的方法测定非常微小的分子的大小 4.了解一般分子大小的数量级 用油膜法估测油酸分子的大小 实验思路 PART 01 理想建模 在用油膜法测定分子的直径时，实际上: ②把分子看成球形. ①把滴在水面上的油酸层当作单分子油膜层. ③油分子一个紧挨一个整齐排列; 因此，要估测油酸分子的直径，就要解决两个问题:一是获得很小的一小滴油酸并测出其体积；二是测量这滴油酸在水面上形成的油膜面积。 模型处理 油酸分子 把滴在水面上的油酸层当作单分子油膜层 水 油酸分子 d 油分子一个个紧挨着整齐排列，认为油膜的厚度就是分子的直径。 ①模型化 ②理想化 把分子看成球形 ③估算 实验中，为了使油酸充分展开，获得一块单分子油膜，我们需要将油酸在酒精中稀释后再滴入水中。这样的油酸酒精溶液滴在水面，溶液中的酒精将溶于水并很快挥发，从而获得纯油酸形成的油膜。 实验视频 物理量的测量 PART 02 测量1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积V 01 ⑴配制油酸溶液（稀释）： ⑵测量一滴油酸溶液的体积（分割）： ⑶求出1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积V 用滴管向量筒中一滴一滴地滴入油酸酒精溶液，记下液滴的总滴数n和它们的总体积V3，则一滴油酸酒精溶液的体积为 。 用注射器吸取体积为V1的油酸，注入一定体积的量筒中，加入无水酒精至体积V2刻度线，充分搅匀后得到体积比（浓度）为 的油酸酒精溶液。 1滴油酸的体积= 测量1滴油酸酒精溶液在水面上形成的油膜面积S 02 ⑷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。 ⑴在浅盘里盛上水，将爽身粉（痱子粉或细石膏粉）均匀地撒在水面上。 ⑵用注射器向水面上滴1滴油酸酒精溶液。 ⑶油酸立即在水面散开，形成一块油膜，油膜上没有爽身粉（痱子粉或细石膏粉），可以清楚地看出它的轮廓。 互补法求面积 正方形的个数N乘单个正方形的面积s0就得到油膜的面积S=s0 N 。 不足半个的舍去 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。 多于半个的算一个 互补法 数据分析 PART 03 数据处理 水 油酸分子 d d----单分子油酸的直径 V---一滴油酸分子的体积 S---一滴油酸分子的面积 S= s0 N 大量实验结果表明，尽管所用的测定分子大小的方法不同，测出的结果也有差异，但数量级是一致的。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。 数据处理 （除少数有机物大分子,一般分子直径的数量级是10-10m，一般分子的质量的数量级为10-26kg） 我们头发的直径约是900nm。 钨原子 水分子 氢分子 分子直径数量级 10-10m （1nm=10-9m） 分子的数量级很小，说明分子很小 水 油酸分子 d 操作步骤 1.配制溶液（稀释） 2.精测一滴液体体积 3.水盘取水，撒痱子粉 4.滴一滴溶液形成单层表面薄膜 5.描油膜形状（放上玻璃板，等液面稳定后） 6.放坐标纸，数格子(不足半个的舍去，多于半个的算一个)，计算油膜面积 7.求分子直径 实验视频 误差分析 PART 04 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。 注意事项 PART 05 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 油酸酒精溶液配置好后不要久置，以免浓度改变，给实验带来较大的误差。