第十四章 实验十九 用油膜法估测油酸分子的大小-（讲义）【红对勾讲与练】2024版新高考物理大一轮复习全新方案

第十四章 热学 实验十九 用油膜法估测油酸分子的大小   1.实验目的 学会用油膜法估测油酸分子大小的方法。 2.实验原理 实验采用使油酸在水面上形成一层单分子油 膜的方法估测油酸分子的大小。当把一滴用 酒精稀释过的油酸滴在水面上时,油酸就在 水面上散开,其中的酒精溶于水,并很快挥发, 在水面上形成如图甲所示形状的一层纯油酸 薄膜。如果测量出一定体积的油酸在水面上 形成的单分子油膜的面积,即可算出油酸分子 的大小。用V 表示一滴油酸酒精溶液中所含 纯油酸的体积,用S 表示单分子油膜的面积, 用d 表示分子的直径,如图乙所示,则d=VS 。 3.实验器材 盛水浅盘、注射器(或滴管)、容量瓶、坐标纸、 玻璃板、痱子粉(或细石膏粉)、油酸酒精溶 液、量筒、彩笔。 4.实验步骤 (1)用稀酒精溶液及清水清洗浅盘,充分洗去 油污、粉尘,以免给实验带来误差。 (2)配制油酸酒精溶液,取纯油酸1 mL,注入 500 mL的容量瓶中,然后向容量瓶内注入酒 精,直到液面达到500 mL刻度线为止,摇动 容量瓶,使油酸充分溶解在酒精中,这样就得 到了500 mL含1 mL纯油酸的油酸酒精溶液。 (3)用注射器(或滴管)将油酸酒精溶液一滴 一滴地滴入量筒中,并记下量筒内增加一定 体积Vn 时的滴数n。 (4)根据V0= Vn n 算出每滴油酸酒精溶液的体 积V0。 (5)向浅盘里倒入约2 cm深的水,并将痱子 粉(或细石膏粉)均匀地撒在水面上。 (6)用注射器(或滴管)将一滴油酸酒精溶液 滴在水面上。 (7)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。 (8)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1 cm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)。 (9)根据油酸酒精溶液的配制比例,算出一滴 油酸酒精溶液中纯油酸的体积V,并代入公式 d=VS 算出油酸薄膜的厚度d。 (10)重复以上实验步骤,多测几次油酸薄膜的 厚度,并求平均值,即为油酸分子直径的大小。 5.数据处理 根据上面记录的数据,完成以下表格内容。 实验 次数 量筒内增加1 mL 溶液时的滴数 轮廓内的 小格子数 轮廓 面积S 1 2 3 4 实验 次数 一滴纯油酸 的体积V 分子的 大小(m) 平均值 1 2 3 4 6.注意事项 (1)注射器针头高出水面的高度应在1 cm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,这是针头 中酒精挥发所致,不影响实验效果。 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 351 hh (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。 7.误差分析 (1)纯油酸体积的计算引起误差; (2)油膜形状的画线带来误差; (3)数格子法本身是一种估算的方法,从而会 带来误差。 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋   考点一 实验操作 【例1】 某实验小组在做“油膜法估测油酸分子 大小”的实验时,测算出1滴油酸酒精溶液 中纯油酸的体积后,完成相关实验操作。 试问: (1)该小组进行下列实验操作,请将它们按 操作先后排序: (用字母符号表示)。 A.彩笔描绘出 油膜轮廓 B.将1滴油酸酒精 溶液滴入水面 C.痱子粉轻撒 在水面上 D.抽取油酸 酒精溶液 (2)某同学在做该实验时,计算结果明显偏 大,其原因可能是 ; A.计算油膜面积时所有不足一格的方格全 部按满格计数 B.用注射器测得1 mL溶液有N 滴时数成 了(