第1章 第2节 科学测量 用油膜法估测油酸分子的大小-【导与练】2022-2023学年新教材高中物理选择性必修第三册同步全程学习全书word（鲁科版）

学科网书城画 品牌书店·知名教辅·正版资源 b.zxxk.com 您身边的互联网+教辅专家 第2节 科学测量：用油膜法估测油酸分子的大小 实验探究 一、实验目的 1.估测油酸分子大小的数量级。 2.体验通过油膜法测量油酸分子大小的思想方法。 二、实验原理与设计 1.理想化：在水面上形成的油酸油膜面积最大且稳定时，可近似认为 是单层油酸分子油膜。 2.模型化：把油酸分子视为球体。 3.估算：单分子油膜的厚度近似等于分子的直径，，如图。 000000000000000.￥ 水 三、实验器材 油酸、酒精、清水、滴管（或注射器）、量筒、笔、爽身粉、玻璃片、 浅水盘、坐标纸。 科学处理 一、实验步骤及数据处理 1.用滴管（或注射器）将配制好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒 中，记下量简内溶液增加一定体积（如1mL)时的滴数，由此求出一滴 油酸酒精溶液的平均体积V。 ·独家授权侵权必究· 学科网书城画 品牌书店·知名教捕·正版资源 b.2 xxk.com● 您身边的互联网+教辅专家 2.向浅水盘内倒入清水，在水面上轻轻而均匀地撒一层爽身粉。用滴 管在其上滴一滴油酸酒精溶液，待油层不再扩散、形状稳定时，就近似 形成了单分子油膜，如图。 油膜 爽身粉 水 3.将玻璃片盖在浅水盘上，用笔将油膜的轮廓描绘在玻璃片上。 4.将描有油膜轮廓的玻璃片放在坐标纸上，算出油膜的面积S。求面 积时以坐标纸上边长为1cm的正方形为单位，数出轮廓内正方形的 个数（不足半个的舍去，多于半个的算一个）。 5.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 油酸的体积V和油膜的面积S算出油酸分子的直径。 6.将测量的数据记入表格中，并分析数据，形成结论。 二、注意事项 1.油酸酒精溶液配制好后，不要长时间放置，以免造成溶液浓度改变， 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应在1cm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：一是水面受油酸液滴冲击凹陷后又恢复；二是酒精挥发 后液面收缩。 ·独家授权侵权必究· 学科网书城 品牌书店·知名教辅·正版资源 b.zxxk.com 您身边的互联网+教辅专家 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.从盘的中央加爽身粉或细石膏粉，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。 迁移研析 类型一实验操作和原理 [例1] (2022·福建厦门期末)某实验小组完成“用油膜法估测油酸 分子的大小”的实验。 (1)该小组进行下列实验操作，请选出需要的实验操作，并将它们按操 作的先后顺序排列：D (用字母符号表示)。 倒入油酸 倒入水 ⊙ 器 E (2)某次实验时，滴下油酸溶液后，爽身粉迅速散开形成如图所示的 “锯齿”边沿图案。出现该图样的可能原因是 A.盆中装的水量太多 独家授权侵权必究。 学科网书城画 品牌书店·知名教辅·正版资源 量o.zxxk.com● 您身边的互联网+教辅专家 B.爽身粉撒得太多，且厚度不均匀 C.盆太小，导致油酸无法形成单分子层 解析：(1)正确的操作顺序为DBFEC。 (2)因为爽身粉过多，导致油膜展开的阻力增加，由于厚度不均匀导致 受力不均匀，最终形成锯齿形图案。 答案：(I)BFEC (2)B 类型二实验数据处理 [例2]某实验小组用油膜法估测油酸分子的大小，实验用油酸酒精 溶液的浓度为每1000mL溶液中含有纯油酸1mL,1mL上述溶液有 50滴，实验中用滴管吸取该油酸酒精溶液向浮有爽身粉的水面中央滴 入一滴油酸酒精溶液。 (1)实验描出油酸薄膜轮廓线如图，己知每一个小正方形的边长为2 cm,则该油酸薄膜的面积为 m2。(结果保留1位有效数字) (2)经计算，油酸分子的直径为 m。(结果保留1位有效数字) (3)实验时观察到，油膜的面积先扩张后又收缩了一些，原因是 (写出一种即可)。 ·独家授权侵权必究。 学科网书城 品牌书店·知名教捕·正版资源 b.zxxk.com 您身边的互联网+教辅专家 解析：(1)由于每格边长为2cm,则每一格面积就是4cm2,估算油膜面 积以超过半格按一格计算，小于半格就舍去为原则，估算出75格，则 油酸薄膜的面积为75×4cm2-3×102m2。 (2)1滴油酸酒精溶液中含纯油酸的体积V=六× ，ml2×105mL, 由于分子是单分子紧密排列的，因此分子直径为号x程 3x102 m≈7X 1010m。 (3)实验时观察到，油膜的面积先扩张后又收缩了一些，原因是油酸酒 精溶液中的酒精溶于水中或酒精挥发，或水面受冲击凹陷后又恢复。 答案：(