第二節(jié)實驗：用油膜法估測油酸分子的大小第一章

分子動理論學(xué)習(xí)目標(biāo)1新課講解3新課導(dǎo)入2經(jīng)典例題4課堂練習(xí)5本課小結(jié)6目錄學(xué)習(xí)目標(biāo)1.知道獲得單分子油墨的方法。2.掌握油膜法估測分子大小的實驗原理以及數(shù)據(jù)處理的思路和方法。新課導(dǎo)入

分子十分微小。以水為例，一個直徑為10-3mm左右的水珠，它的大小與細(xì)菌差不多，用肉眼無法觀察，就是在這樣小的水珠里，分子的個數(shù)竟比地球上人口的總數(shù)還多上好幾倍！那么，通過什么途徑可以知道分子的大小呢?思考如何估算綠豆的直徑呢？方法一：將綠豆排成一行，測出總長，根據(jù)總長和綠豆個數(shù)得到綠豆直徑L方法二：測出多個綠豆的總體積，根據(jù)總體積和綠豆的個數(shù)，得到綠豆直徑方法三：量出單層綠豆鋪開的面積，測出單層綠豆的總體積，根據(jù)總體積和面積，得到綠豆直徑L1L2第一節(jié)準(zhǔn)備實驗實驗思路實驗?zāi)康?/p>

估測油酸分子的大小模型建立和理想化處理把滴在水面上的油酸層當(dāng)作單分子油膜層把分子看成球形油分子一個緊挨一個整齊排列參考測量綠豆直徑的方法三把油酸分子簡化為球形處理，并認(rèn)為它們緊密排布(如圖)。測出油膜的厚度d，它就相當(dāng)于分子的直徑油酸分子在水面上形成單分子油膜。分子是球形的單分子油膜分子間沒有空隙三個假設(shè)需要測量的物理量：V、S水油酸分子d

實驗器材配制好的一定濃度的油酸酒精溶液、淺盤、水、爽身粉、注射器、燒杯、帶有坐標(biāo)方格的玻璃板、彩筆。第二節(jié)實驗步驟實驗步驟實驗步驟：①取1mL的油酸，用無水酒精按1∶200的體積比稀釋，使油酸在酒精中充分溶解。②用注射器或滴管將油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，記下量筒內(nèi)增加一定體積(如1mL)時的滴數(shù)，由此求出一滴油酸酒精溶液的平均體積。③在盛水盤中裝入約1cm深的蒸餾水，為便于觀測油膜的面積，可在水面上輕撒上一層爽身粉，在水盤中央滴一滴油酸酒精溶液，于是油酸在水面上迅速散開。到油膜面積不再擴(kuò)大時，油酸在水面上形成單分子層油膜。④用一塊透明膠片或玻璃板蓋在盛水盤上，用彩筆描出油膜的輪廓圖。⑤將繪有油膜輪廓的膠片或玻璃板放在坐標(biāo)紙上，數(shù)出輪廓內(nèi)正方形的個數(shù)，不足半個的舍去，多于半個的算一個，然后計算出油膜的面積。⑥根據(jù)油酸酒精溶液的濃度，算出一滴溶液中純油酸的體積V，根據(jù)油酸的體積V

和油膜的面積S算出油酸分子的直徑d＝V/S。第三節(jié)數(shù)據(jù)分析數(shù)據(jù)分析

水油酸分子d誤差分析誤差分析(1)純油酸體積的計算誤差。(2)油膜面積的測量誤差①油膜形狀的畫線誤差；②數(shù)格子法本身是一種估算的方法，自然會帶來誤差。注意事項注意事項(1)油酸酒精溶液配制好后不要長時間放置，以免濃度改變，造成較大的實驗誤差。(2)實驗前應(yīng)注意檢查淺盤是否干凈，爽身粉應(yīng)均勻撒在水面上。(3)向水面滴油酸酒精溶液時，應(yīng)靠近水面，不能離水面太高，否則油膜難以形成。(4)待測油酸薄膜擴(kuò)散后又會收縮，要在油酸薄膜的形狀穩(wěn)定后再描輪廓。思考1.實驗中為什么不直接用純油酸而是用被稀釋過的油酸酒精溶液？用酒精對油酸進(jìn)行稀釋有利于獲取更小體積的純油酸，這樣更有利于油酸在水面上形成單分子油膜，同時酒精易揮發(fā)，不影響測量結(jié)果。2.在用油膜法測定分子的直徑時，實際上做了理想化處理，那么，有哪些地方做了理想化處理？(1)把滴在水面上的油酸層當(dāng)作單分子油膜層；(2)把分子看成球形；(3)油酸分子一個緊挨一個整齊排列。經(jīng)典例題在做“用油膜法估測分子大小”的實驗后，某小組發(fā)現(xiàn)自己所測得的分子直徑明顯偏小，出現(xiàn)這種情況的可能原因是（）A．水面上痱子粉撒得太多，油膜沒有充分展開B．求每滴溶液體積時，1mL溶液的滴數(shù)計少了C．將滴入的油酸酒精溶液體積作為油酸體積進(jìn)行計算D．配制好的油酸酒精溶液長時間暴露在空氣中D答案：D解析：A．水面上痱子粉撒得較多，油膜沒有充分展開，則測量的面積S偏小，導(dǎo)致結(jié)果計算偏大，故A不符合題意；B．測量每滴油酸酒精溶液體積時，1mL溶液的滴數(shù)計少了，計算代入純油酸體積將偏大，測量直徑偏大，故B不符合題意；C．計算時把油酸酒精溶液當(dāng)成了純油酸，體積偏大，則d偏大，故C不符合題意；D．如果所用的油酸酒精溶液長時間放置在空氣中，酒精揮發(fā)，導(dǎo)致油酸酒精溶液中的油酸體積分?jǐn)?shù)增大，1滴油酸酒精溶液形成的面積偏大，則分子直徑的測量結(jié)果偏小，故D符合題意。故選D。如圖所示，“用油膜法估測分子的大小”的實驗。在實驗中，將油酸酒精溶液滴入水中后，接著操作的是（）A．立刻用刻度尺去量油膜的面積B．讓油膜盡可能地散開，再用刻度尺去量油膜的面積C．立即將油膜的輪廓畫在玻璃板上，再利用坐標(biāo)紙去計算油膜的面積D．讓油膜盡可能地散開，等到形狀穩(wěn)定后，再把油膜的輪廓畫在玻璃板上，用坐標(biāo)紙去計算油膜的面積D答案：D解析：油酸酒精溶液滴入水中后，應(yīng)讓油膜盡可能散開，形成單分子油膜，再把油膜的輪廓畫在玻璃板上，用坐標(biāo)紙去計算油膜的面積，由于油膜不規(guī)則，無法用刻度尺去量油膜的面積。故選D。關(guān)于油膜面積的測量方法，下列做法正確的是（）A．油酸酒精溶液滴入水中后，應(yīng)讓油膜盡可能地散開，再用刻度尺去量油膜的面積B．油酸酒精溶液滴入水中后，應(yīng)讓油膜盡可能地散開，再用刻度尺去量沒有油膜的面積C．油酸酒精溶液滴入水中后，應(yīng)立即將油膜的輪廓畫在玻璃紙上，再利用坐標(biāo)紙去計算油膜的面積D．油酸酒精溶液滴入水中后，應(yīng)讓油膜盡可能地散開，再把油膜的輪廓畫在玻璃紙上，然后用坐標(biāo)紙去計算油膜的面積D答案：D解析：油酸酒精溶液滴在水面上，油膜會散開，待穩(wěn)定后，再在玻璃紙上畫下油膜的輪廓，用坐標(biāo)紙計算油膜面積，D正確。故選D。當(dāng)堂檢測在“油膜法”估測分子大小的實驗中,能將油膜的厚度近似認(rèn)為等于油酸分子的直徑,下列措施可行的是()A.把痱子粉均勻地撒在水面上,測出其面積B.取油酸一滴,滴在撒有均勻痱子粉的水面上形成面積盡可能大的油膜C.取酒精油酸溶液一滴,滴在撒有均勻痱子粉的水面上形成面積盡可能大的油膜D.把酒精油酸溶液滴在撒有均勻痱子粉的水面上后,要立即描繪油酸在水面上的輪廓C答案：C解析：在該實驗中滴入油酸酒精溶液之前,要在水面上均勻地撒上薄薄的一層痱子粉,其作用是形成清晰的油膜邊緣;實驗中,向水中滴入一滴酒精油酸溶液,在水面上形成單分子油膜;取酒精油酸溶液一滴,滴在撒有均勻痱子粉的水面上形成面積盡可能大的油膜,待薄膜形狀穩(wěn)定后,再描繪油酸在水面上的輪廓,所以正確選項為C。

BC答案：BC解析：氣體的體積是指氣體所充滿的容器的容積，它不等于氣體分子個數(shù)與每個氣體分子體積的乘積，所以A、D錯．由質(zhì)量、體積、密度關(guān)系可推知B、C正確．測量分子大小的方法有很多，如油膜法、顯微鏡法。在“用油膜法估測分子大小”的實驗中，用移液管量取0.25mL油酸，倒入標(biāo)注250mL的容量瓶中，再加入酒精后得到250mL的溶液。然后用滴管吸取這種溶液，向小量筒中滴入100滴溶液，溶液的液面達(dá)到量筒中1mL的刻度，再用滴管取配好的油酸酒精溶液，向撒有痱子粉的盛水淺盤中滴下2滴溶液，在液面上形成油酸薄膜，待油膜穩(wěn)定后，放在帶有正方形坐標(biāo)格的玻璃板下觀察油膜，如圖所示。坐標(biāo)格的正方形大小為2cm×2cm。由圖可以估算出油膜的面積是

cm2(保留2位有效數(shù)字)，由此估算出油酸分子的直徑是

m(保留1位有效數(shù)字)。2.6×1028×10-10

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