1.2 实验：用油膜法估算油酸分子的大小（精品同步课件）——2024-2025学年高二物理同步精讲练（人教版2019选择性必修第三册）

1.2 实验：用油膜法 估算油酸分子的大小 授课人：XXX 版权所有：学科网-xshq7(QQ894665727) 《新人教版高中物理选择性必修第三册》同步课件 第一章 分子动理论 问题引入 通过什么途径可以知道分子的大小呢？ 实验思路 油酸分子 模型 理想 把滴在水面上的油酸层当作单分子油膜层 我们把1滴油酸滴在水面上，水面上会形成一层单层油酸分子油膜，尽管油酸分子有着复杂的结构和形状，分子间也存在着间隙，但在估测其大小时，可以把它简化为球形处理，并认为它们紧密排布。测出油膜的厚度d，它就相当于分子的直径。 实验思路 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。 这里可以粗略地认为，油膜的厚度等于1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积V与它在水面上摊开的面积S之比，即 需要测量的物理量有体积V和摊开的面积S。 实验思路 测量1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积V 1.用一支小注射器抽取少量体积为V总的油酸酒精溶液，将溶液全部逐滴滴入小烧杯中,数出液滴的数目n，那么每一滴溶液的体积只为 2.如果配制的油酸酒精溶液的总体积为NmL，其中含有1mL纯油酸，那么每一滴溶液中纯油酸的体积 实验思路 测量1滴油酸酒精溶液在水面上形成的油膜面积S 1.在撒有干燥爽身粉的水面上滴入上述油酸酒精溶液，溶液展开时向外推动爽身粉，从而形成清晰的油膜轮廓。在一块透明的刻度板上用彩笔描摹出油膜边界的形状，以测量油膜的面积。 实验器材 平底浅盘1只(可以使用直径25cm以上、深度约3cm的塑料盘或金属材质的平底锅，建议使用平底不粘锅); 带有刻度的容积为1~5mL的注射器1支; 带有方格坐标的玻璃板1块(或尺寸略大于浅盘的透明硬质塑料板，方格边长为5~10mm); 干燥的爽身粉若干(或痱子粉、细石膏粉等); 已知浓度的油酸酒精溶液若干(油酸酒精溶液的配制工作由教师或学生代表事先完成，保存在密封瓶子中，在瓶壁上粘贴写有溶液浓度的标签); 书写字迹粗细约1mm的彩笔1支;粉筛(或粉瓶、布袋、丝袜等)1个;小烧杯1只。 实验步骤 2.用注射器抽取少量油酸酒精溶液备用。 测量每一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积 1.用注射器吸取若干毫升事先配制好的油酸酒精溶液，由注射器上的刻度读取溶液的总体积，保持一定的手势把溶液一滴一滴地全部滴入烧杯中,记下液滴的总滴数n。求出每一滴油酸酒精溶液的体积，再根据溶液的浓度计算出每滴油酸酒精溶液中所含纯油酸的体积V。 实验步骤 测量油膜的面积 3.往冲洗干净的浅盘中盛水，使水面与浅盘上沿的距离略小于1cm，静置一段时间,直至水面平静。一只手拿稳盛有干燥爽身粉的布袋，布袋距离水面约15cm(具体高度与爽身粉的干燥程度和精细程度有关)，另一只手轻轻拍打,将爽身粉均匀地撒在水面上形成一层薄薄的粉膜。 4.待水面平静后,手持注射器,使针头置于水面上方约1cm的地方,保持与步骤1相同的动作,往水面中央滴一滴油酸酒精溶液。 实验步骤 6.待油膜稳定后,将玻璃板轻放在浅盘上，用彩笔在玻璃板上描绘出油膜的形状。 5.油酸立即在水面上展开,形成一块被爽身粉围起来的油膜。 7.清点油膜边界内的正方形格子数，不足半格的舍去，多于半格的算一个。 油膜的面积S=格子数×单个格子的面积。 数据分析 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 数据处理 【数据记录】 测量项目 油酸酒精溶液的浓度1/N 滴入烧杯中的油酸酒精溶液的总体积V总/cm3 油酸酒精溶液的总滴数n 油膜面积S/cm2 数值 【实验结论】 根据实验原理，油酸分子的大小，代入实验数据数据， 得油酸分子大小约为_________ 大量实验结果表明。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。 注意事项 1.油酸酒精溶液配制后不要长时间放置，以免浓度改变，产生较大的实验误差. 2.实验前应注意，浅盘应洗干净，否则难以形成油膜;痱子粉的用量不要太多，否则不易成功.撒完痱子粉后，浅盘中的水面应保持平衡，痱子粉应均匀浮在水面上. 3.向水面滴一滴油酸酒精溶液.滴油酸酒精溶液的滴管口应在离水面1cm之内，否则油膜难以形成. 4.要待油膜形状稳定后，再画轮廓. 5.运用数格子法测油膜面积大于半格的算一格，小于半格的舍去这种方法所取方格的单位越小，计算的面积误差越小. 6.本实验只要求估算分子大小，实验结果数量级符合要求即可. 小试牛刀 某实验小组完成“用油膜法测油酸分子的大小”的实验。 (1)实验中要让油酸在水面尽可能散开，形成单分子油膜，并将油膜分子