1.2 实验：用油膜法估测油酸分子的大小 课件-2022-2023学年高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第三册

1.2 油膜法估测油酸分子大小 罗伯特·布朗(Robert Brown，1773年12月21日-1858年6月10日)，出生于苏格兰的东海岸的芒特罗兹，在爱丁堡大学学习医学。 1827年在研究花粉和孢子在水中悬浮状态的微观行为时，发现花粉有不规则的运动，后来证实其他微细颗粒如灰尘也有同样的现象，虽然他并没有能从理论解释这种现象，但后来的科学家用他的名字命名为布朗运动。 怎样才能测定分子的大小？ 分子到底有多大？用什么方法才能测出分子的大小？ 先思考一个问题，如何测出一粒绿豆的直径？ 用一个量筒、一把刻度尺、一定量的绿豆，若把绿豆看成球形的，测出绿豆的直径。 先用量筒测出一定量绿豆的体积V，再将这些绿豆水平摊放在水平桌面上，不要重叠，一粒紧靠一粒。测出绿豆所占的面积S，则绿豆的直径为： 固体、液体分子 小球模型 d d d d 那么又如何测分子的直径？ 以油酸分子为例： 先测出油酸的体积V，然后将这些油酸全部滴到水面上，油酸散开形成单分子层，测出油层面积S。 若把分子看成球形，油膜的厚度 可以认为等于油分子的直径: 在用油膜法测定分子的直径时，实际上做了理想化处理： 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油酸分子一个紧挨一个整齐排列。 怎样测量很小的1滴油酸的体积？ 配制一定浓度的油酸酒精溶液，用注射器把它一滴一滴地滴入小量筒中，记下液滴的总滴数和它们的体积，这样便可知道1滴溶液的体积了。 将上述计算得到的一滴油酸酒精溶液的体积再乘以溶液的体积比浓度即可得到一滴油酸酒精溶液中所含纯油酸的体积。 如何测量油膜的面积？ 将痱子粉或细石膏粉均匀地撒在水面上。用注射器往水面上滴1滴油酸酒精溶液，油酸立即在水面上散开，形成一块薄膜，薄膜上没有痱子粉，可以清楚地看出它的轮廓。 把玻璃板盖在水槽上。用彩笔把油酸薄膜的形状勾勒在玻璃板上。将玻璃板放在坐标纸上，每格面积为1cm2； 算出油酸薄膜的面积S（用四舍五入的方法统计有多少个1cm2的小格）。 如何测量油膜的面积？ 一些数据太大或很小,为了书写方便,习惯上用科学记数法写成10的乘方数,如 3×10-10m。我们把10的乘方数叫做数量级, 1×10-10m和 9×10-10m，数量级都是10-10m。 一般分子直径的数量级为10-10m（除少数有机物大分子以外）。 分子直径的数量级 拓展----两种模型 固体、液体 d d d d 小球模型：在计算固体和液体分子大小时，可把分子看成是一小球，小球紧密排列在一起（忽略小球间的空隙）则： 气体 d d d 立方体模型：在计算气体分子大小时，把每个分子和其占有的空间当作一个小立方体，气体分子位于每个立方体的中心，这个小立方体的边长等于分子间的平均距离。 （d为立方体的边长） 阿伏加德罗常数 阿伏加德罗常数NA：1摩尔(mol)任何物质所含的微粒数叫做阿伏加德罗常数。 例：已知水的摩尔体积是1.8×10-5 m3/mol，每个水分子的直径是4×10-10m ，设想水分子是一个挨一个排列的，求1mol水中所含的水分子数。 一个分子的体积： 1mol水中所含的水分子数： =6.0×1023 mol-1 N= 结论： 已知物质的摩尔质量M，物体的密度ρ，阿伏加德罗常数NA，物质的质量 m 分子的质量 m分子=M/NA 分子的体积 v分子=V摩尔/ NA= ( M /ρ ) / NA 所含分子的个数 n=摩尔数×NA =(m /M) ×NA 气体分子占有的空间体积V0=V摩尔/NA（该式对气体适用） 判断下列说法是否正确 1.已知固体和液体的摩尔体积为Vmol和一个分子的体积Vo，可以求解阿伏伽德罗常数NA 3.已知物质的摩尔质量为M和一个分子的质量mo，可以求解阿伏伽德罗常数NA 2.已知气体的摩尔体积为Vmol和一个分子的体积Vo，可以求解阿伏伽德罗常数NA 4.已知某物质的体积V和摩尔体积Vmol，可以求解物质的分子数n 5.已知某物质的质量m和摩尔质量M，可以求解物质的分子数n $