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

第一章 分子动理论 2.实验：用油膜法估测油酸分子的大小 教学目标 CONTENT 01 02 03 掌握实验的误差分析 掌握油酸体积、油膜面积的测量方法 掌握实验的原理、步骤及数据分析 2 新课引入 分子的大小： 分子直径数量级—— 分子质量数量级——10-27kg到10-26kg 分子十分微小。以水为例，一个直径为10-3mm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。 问题与思考 实验思路： 单分子油膜层 忽略分子间隙 分子都是球形 原理：把一滴油酸酒精溶液滴在水面上，使油酸在水面上形成单分子油膜，如果把油酸分子简化成球形，则油膜的厚度即为油酸分子的直径。 水 油酸分子 d 水 油酸分子 d 一滴溶液中纯油酸的体积 单分子油膜层的面积 物理量的测量： 1.求纯油酸的体积 （1）油酸酒精溶液的体积浓度比： （2）一滴油酸酒精溶液的平均体积：　　　 （3）一滴油酸酒精溶液中所含纯油酸的体积： X% = ×100％ = V0= × X% 物理量的测量： 2.求油膜面积 (1)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。 (2)待油酸薄膜的形状稳定后，将玻璃板放在浅盘上，并将油酸膜的形状用彩笔画在玻璃板上。 (3)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S(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，不足半个的舍去，多于半个的算一个) 注意事项 (1)注射器针头高出水面的高度应在1cm之内，当针头靠水面很近(油酸未滴下之前)时，会发现针头下方的粉层已被排开，这是由于针头中酒精挥发所致，不影响实验效果。 (2)待测油酸薄膜扩散后又会收缩，要在油酸薄膜的形状稳定后再画轮廓。扩散后又收缩有两个原因： ①水面受油酸液滴冲击凹陷后又恢复； ②酒精挥发后液面收缩。 (3)当重做实验时，将水从浅盘的一侧边缘倒出，在这侧边缘会残留油酸，可用少量酒精清洗，并用脱脂棉擦去再用清水冲洗，这样做可保持浅盘的清洁。 (4)本实验只要求估测分子的大小，实验结果的数量级符合要求即可。 实验步骤： 格子数数多了 滴数数少了 痱子粉撒太多，油膜没有充分展开 油酸酒精溶液放置时间过长 ………. 偏大 数据误差分析 典例精析 例.在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，有下列实验步骤： ①往边长约为40 cm的浅盘里倒入约2 cm深的水，待水面稳定后将适量的痱子粉均匀地撒在水面上。 ②用注射器将事先配好的油酸酒精溶液滴在水面上，待薄膜形状稳定。 ③将画有油膜形状的玻璃板平放在坐标纸上，计算出油膜的面积，根据油酸的体积和面积计算出油酸分子直径的大小。 ④用注射器将事先配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，记下量筒内每增加一定体积时的滴数，由此计算出一滴油酸酒精溶液的体积。 ⑤将玻璃板放在浅盘上，然后将油膜的形状用彩笔描绘在玻璃板上。 完成下列填空： (1)上述步骤中，正确的顺序是 (填写步骤前面的数字)。 解析：在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，应先配制油酸酒精溶液，再往盘中倒入水，并撒痱子粉，然后用注射器将配好的溶液滴一滴在水面上，待油膜形状稳定，再将玻璃板放于盘上，用彩笔描绘在玻璃板上，根据d=计算。 (2)将1 cm3的油酸溶于酒精，制成300 cm3的油酸酒精溶液，测得1 cm3的油酸酒精溶液有50滴。现取一滴该油酸酒精溶液滴在水面上测得所形成的油膜的面积是0.13 m2。由此估算出油酸分子的直径 m(结果保留1位有效数字)。 解析：一滴溶液中含油酸体积 ④ ① ② ⑤ ③ 课堂小结 一. 实验思路：单分子油膜层 二. 物理量的测量 三.数据分析 （1）测量1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积V； （2）测量1滴油酸酒精溶液在水面上形成的油膜面积S； 跟踪练习 B 1.在做 “用油膜法估测分子的大小”实验中，104 mL油酸酒精溶液中有纯油酸 6 mL.用注射器测得1 mL上述溶液中有50滴．把1滴该溶液滴入盛水的浅盘里，待油膜形状稳定后，将玻璃板放在浅盘上，在玻璃板上描出油膜的轮廓，然后把玻璃板放在坐标纸上，其形状如下图所示，坐标纸中正方形小方格的边长为20 mm. (1)油膜的面积是多少？ (2)每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是多少？ (3)根据上述数据，估测出油酸分子的直径． B (1)油膜的面积是多少？ (2)每一