1.2 实验：用油膜法估测油酸分子的大小 课件-2024-2025学年高二下学期物理教科版（2019）选择性必修第三册

1. 2实验：用油膜法估测油酸分子的大小 自我精进 勇毅担当 “自主化、情境化“展学课堂实践 “展学式”课堂教学实践 如何估算绿豆的直径呢？ 导标 “展学式”课堂教学实践 L 方法一：将绿豆排成一行，测出总长，数出个数。 方法二：测出总体积，量出单层铺开的面积。 导标 “展学式”课堂教学实践 思考与讨论： 分子十分微小。以水为例，一个直径为10-3 mm 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！通过什么途径可以知道分子的大小呢？ 导标 “展学式”课堂教学实践 模型建立和理想化处理 （1）把滴在水面上的油酸层当作单分子油膜层。 （2）把分子看成球形。 （3）油分子一个紧挨一个整齐排列。 实验思路 “展学式”课堂教学实践 油酸分子 把滴在水面上的油酸层当作单分子油膜层 水 油酸分子 d 油分子一个个紧挨着整齐排列，认为油膜的厚度就是分子的直径。 ①模型化 ②理想化 把分子看成球形 ③估算 d-----单分子油酸的直径 V-----纯油酸的体积 S-----油酸单分子膜的面积 实验思路 “展学式”课堂教学实践 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。 因此，要估测油酸分子的直径，就要解决两个问题:一是获得很小的一小滴油酸并测出其体积；二是测量这滴油酸在水面上形成的油膜面积。 实验思路 “展学式”课堂教学实践 1.测量1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积V ⑴配制油酸溶液（稀释）： ⑵测量一滴油酸溶液的体积（分割）： 用注射器吸取体积为V1的油酸，注入一定体积的量筒中，加入无水酒精至体积V2刻度线，充分搅匀后得到体积比（浓度）为 的油酸酒精溶液。 用滴管向量筒中一滴一滴地滴入油酸酒精溶液，记下液滴的总滴数N 和它们的总体积V0 ，则一滴油酸酒精溶液的体积为 。 物理量的测量 “展学式”课堂教学实践 ⑶求出1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积V 1滴油酸的体积= （浓度） （1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积） 物理量的测量 “展学式”课堂教学实践 2.测量1滴油酸酒精溶液在水面上形成的油膜面积S ⑷待油膜形状稳定后，将事先准备好的带有坐标方格的玻璃板放在浅盘上，在玻璃板上描下薄膜的形状。 ⑴在浅盘里盛上水，将爽身粉（痱子粉或细石膏粉）均匀地撒在水面上。 ⑵用注射器向水面上滴1滴油酸酒精溶液。 ⑶油酸立即在水面散开，形成一块油膜，油膜上没有爽身粉（痱子粉或细石膏粉），可以清楚地看出它的轮廓。 物理量的测量 “展学式”课堂教学实践 互补法求面积 正方形的个数n 乘单个正方形的面积s0 就得到油膜的面积S=s0 n 。 不足半个的舍去 根据画有油膜轮廓的玻璃板上的坐标方格，计算轮廓范围内正方形的个数。 多于半个的算一个 互补法 物理量的测量 “展学式”课堂教学实践 1、用注射器吸入一定体积（如 1 mL）事先配制好的油酸酒精溶液，再均匀地滴到玻璃杯中，记下滴出的总滴数，即可算出一滴油酸酒精溶液的体积 V0 。 2、 在边长 30 ～ 40 cm 的浅盘里倒入约 2 cm 深的水，然后将痱子粉或滑石粉均匀地撒在水面上，用注射器将事先配制好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上，待其散开。 实验步骤 “展学式”课堂教学实践 3、当油酸薄膜的形状稳定后，将玻璃板轻放在浅盘上，用细彩笔仔细地把油酸薄膜边缘的形状画在玻璃板上。 4、将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，用数格的方法估算出油膜的面积 S。 5、根据油酸酒精溶液的浓度和已测出的一滴油酸酒精溶液的体积 V0，算出一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积 V。 6、用公式 （D 为油酸分子直径），计算得到油酸分子的大小。 实验步骤 “展学式”课堂教学实践 实验步骤 “展学式”课堂教学实践 水 油酸分子 d 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 S= s0 n 大量实验结果表明，尽管所用的测定分子大小的方法不同，测出的结果也有差异，但数量级是一致的。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。 数据的处理： 实验步骤 “展学式”课堂教学实践 一、误差的分析： 溶液配制后长时间放置，由于酒精的挥发会导致溶液的浓度改变。 油滴的体积过大，水面面积过小，溶液浓度，痱子粉的用量等因素，形成的油膜不是单分子油膜。 1、油酸酒精溶液浓度改变 2、形成的油膜不是单分子油膜 3、不考虑油酸分子的空隙，计算分子直径时的误差。 误差分析 “展学式”课堂教学实践 4、纯油酸体积的测量和计算产生误差 5、油膜的面积S测量和计算产生的误差 ①油膜形状画线误差。 ②数格子法带来的误差。 误差分析 “展学式”课堂教学实践 二、实验注意事项： 3.测1滴酒精油酸溶液的体积时，滴入量筒中的酒精油酸溶液的体积应为整毫升数，应多滴几毫升，数出对应的滴数，这样求平均值误差较小。 4.浅盘里水离盘口面的距离应较小，并要水平放置，以便准确地画出薄膜的形状，画线时视线应与板面垂直。 1.实验前，必须把所有的实验用具擦洗干净，实验时吸取油酸、酒精和溶液的移液管要分别专用，不能混用，否则会增大误差，影响实验结果。 2.油酸酒精溶液配置好后不要久置，以免浓度改变，给实验带来较大的误差。 注意事项 “展学式”课堂教学实践 5.痱子粉不要撒得太多，只要能够帮助看清油膜边界即可。 6.在水面撒痱子粉后，不要再触动盘中的水。 7.滴入油酸溶液时，一定要细心，不要一下滴得太多，使油膜的 面积过大。 8.待测油酸面扩散后又收缩，要在稳定后再画轮廓。扩散后又收缩有 两个原因：第一是水面受油酸滴冲击凹陷后恢复；第二是酒精挥发 后液面收缩。 注意事项 “展学式”课堂教学实践 9.利用坐标纸求油膜面积时，以边长1cm的正方形为单位，计算轮廓 内正方形的个数，不足半格的舍去，多于半格的算一个。 10.当重做实验时，水从盘的一侧边缘倒出，在这侧面残留的油酸， 可用少量的酒精清洗，并用脱脂棉擦去，再用清水冲洗，这样可 保持盘的清洁。 注意事项 “展学式”课堂教学实践 Lavf59.23.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 $$