2 实验：用油膜法估测油酸分子的大小(课件)-【学而思·PPT课件分层练习】2024-2025学年高二物理选择性必修第三册（人教版2019）

2　实验:用油膜法估测油酸分子的大小 知识点1　实验思路 　　将油酸在酒精中稀释后再滴入水中,使油酸充分展开,溶液中的酒精溶于水并很快挥发, 从而获得纯油酸形成的单分子油膜。可以粗略地认为,油膜的厚度即油酸分子直径d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d= 。   必备知识 清单破 第1讲　描述运动的基本概念 知识点2　实验过程与数据处理 1.测量1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积V (1)配制一定浓度的油酸酒精溶液。 (2)用注射器吸取一段油酸酒精溶液,由注射器上的刻度读取该段溶液的总体积,再把它一滴 一滴地滴入烧杯中,记下液滴的总滴数(如图所示)。   (3)用它们的总体积除以总滴数,得到1滴油酸酒精溶液的体积,再根据浓度计算其所含纯油酸 的体积V。 第1讲　描述运动的基本概念 2.测量1滴油酸酒精溶液在水面上形成的油膜面积S (1)在浅盘里盛上水,一只手捏住盛有爽身粉的布袋,另一只手拍打,将爽身粉均匀地撒在水面 上(撒爽身粉后,便于观察所形成的油膜的轮廓)。 (2)用注射器向水面上滴1滴油酸酒精溶液(如图所示),油酸立即在水面散开,形成一块油膜。 油膜上没有爽身粉,可以清楚地看出它的轮廓。   (3)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。 (4)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,不足半个的舍 去,多于半个的算一个,然后用正方形的个数乘单个正方形的面积就得到油膜的面积S。 第1讲　描述运动的基本概念 3.根据d= 计算油酸分子的直径。 知识辨析 1.在做“用油膜法估测油酸分子的大小”实验时,直接用纯油酸会更准确些吗? 2.用注射器向量筒里逐滴滴入配制好的油酸酒精溶液至1 mL,记下滴数n,则1滴溶液中含纯 油酸的体积是  mL吗? 一语破的 1.不会。用纯油酸难以形成单分子油膜,从而会造成很大的误差。 2.不是。  mL是1滴油酸酒精溶液的体积。 第1讲　描述运动的基本概念 关键能力 定点破 定点　数据处理与误差分析 1.数据处理 (1)1滴油酸酒精溶液的平均体积: = 。 (2)1滴油酸酒精溶液中含纯油酸的体积:V= ×油酸酒精溶液的体积浓度。   (3)油膜的面积S=n×1 cm2。(n为有效格数,小方格的边长为1 cm) (4)油酸分子直径d= 。(代入数据时注意统一单位) 第1讲　描述运动的基本概念 2.误差来源 (1)偶然误差 ①实验时油酸酒精溶液的实际浓度和理论值间存在偏差。 ②实验时1滴油酸酒精溶液的实际体积和理论值间存在偏差。 ③实验时采用“互补法”(即不足半个舍去,多于半个的算一个)计算获得的油膜面积与实际 的油膜面积间存在偏差。 (2)系统误差 　　实验时爽身粉和油酸在水面上的实际分布情况和理想中的“均匀”“单层分子纯油酸 层”间存在偏差。 第1讲　描述运动的基本概念 典例 利用单分子油膜法可以粗测分子的大小和阿伏加德罗常数。 (1)在做“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验时,配制的油酸酒精溶液的浓度【1】为每1 0 00 mL溶液中有纯油酸1 mL,用注射器测得1 mL上述溶液有200滴【2】,把1滴该溶液滴入盛水 的表面撒有爽身粉的浅盘里,待水面稳定后,测得油酸膜的近似轮廓如图所示,图中正方形小 方格的边长为1 cm【3】,则每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是　　　    mL,根据上述 数据,估测出油酸分子的直径是　　　　    m。   第1讲　描述运动的基本概念 (2)如果已知体积为V的1滴油在水面上散开形成的单分子油膜的面积为S,这种油的密度为ρ, 摩尔质量为M【4】,则阿伏加德罗常数的表达式为　　　　　    。 (3)某学生在做该实验时,发现计算得到的分子直径偏大,可能的原因是　　　    。 A.爽身粉撒得过多 B.计算油膜面积时,舍去了所有不足一格的方格 C.计算每滴油酸酒精溶液的体积时,1 mL的溶液的滴数多记了几滴 D.在滴入量筒之前,配制的溶液在空气中搁置了较长时间 第1讲　描述运动的基本概念 信息提取    【1】【2】计算出每滴油酸酒精溶液的体积,结合油酸酒精溶液的浓度,求出每 滴油酸酒精溶液中含纯油酸的体积。 【3】数油膜的格子数时要注意:不足半格的舍去,占半格或以上的算作一格,算出油膜的面积。 【4】油的摩尔体积Vmol= 。 第1讲　描述运动的基本概念 思路点拨    (1) 第1讲　描述运动的基本概念   解析    (1)每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积V=  mL=5×10-6 mL 由图可知油膜轮廓所围格子数为40,油膜的面积为40 cm2 油酸分子的直径 d= =  m=1.25×10-9 m (2) 第1讲　描述运动的基本概念 (2)设这种油单个分子的直径为d,则d= ,体积为V0= π  这种油的摩尔体积Vmol=  阿伏加德罗常数的表达式为 NA= = 。 (3)水面上爽身粉撒得过多,油膜没有充分展开,则测量的面积S偏小,导致计算结果偏大,选项 A正确;计算油膜面积时,舍去了所有不足一格的方格,则测量的面积S偏小,会导致计算结果偏 大,选项B正确;计算每滴油酸酒精溶液的体积时,1 mL的溶液的滴数多记了几滴,则计算得到 的每滴油酸酒精溶液的体积偏小,会导致计算结果偏小,选项C错误;滴入量筒之前,配制的溶 液在空气中搁置了较长时间,酒精挥发使溶液中油酸的实际浓度变大,计算时代入的V偏小, 则会导致计算结果偏小,选项D错误。 答案    (1)5×10-6    1.25×10-9    (2)     (3)AB 第1讲　描述运动的基本概念 $$