71實驗_油膜法測分子直徑

1、 高三總復習高三總復習 物理物理 (大綱版大綱版)實驗實驗9 9用油膜法估測分子的大小用油膜法估測分子的大小 高三總復習高三總復習 物理物理 (大綱版大綱版) 高三總復習高三總復習 物理物理 (大綱版大綱版)一、實驗目的一、實驗目的1會正確測出一滴油酸酒精溶液中油酸的體積及形會正確測出一滴油酸酒精溶液中油酸的體積及形成油膜的面積；成油膜的面積；2會計算分子的大小，正確處理實驗數(shù)據(jù)會計算分子的大小，正確處理實驗數(shù)據(jù) 高三總復習高三總復習 物理物理 (大綱版大綱版)二、實驗原理二、實驗原理實驗采用使油酸在水面上形成一層單分子油膜的方法實驗采用使油酸在水面上形成一層單分子油膜的方法估測分子的大小油酸

2、的分子式為估測分子的大小油酸的分子式為C17H33COOH，它的一，它的一個分子可以看成由兩部分組成：一部分是個分子可以看成由兩部分組成：一部分是C17H33，另一，另一部分是部分是COOH.其中其中COOH對水有很強的親和力，當把對水有很強的親和力，當把一滴用酒精稀釋過的油酸滴在水面上時，油酸就在水面上一滴用酒精稀釋過的油酸滴在水面上時，油酸就在水面上散開，其中的酒精溶于水并很快揮發(fā)，在水面上形成近似散開，其中的酒精溶于水并很快揮發(fā)，在水面上形成近似圓形的一層純油酸薄膜圓形的一層純油酸薄膜(如圖如圖1甲所示甲所示)其其C17H33部分冒部分冒出水面，而出水面，而COOH部分留在水中，油酸分子

3、直立在水面部分留在水中，油酸分子直立在水面上，形成一個單分子層油膜上，形成一個單分子層油膜 高三總復習高三總復習 物理物理 (大綱版大綱版)圖圖1 高三總復習高三總復習 物理物理 (大綱版大綱版)三、實驗器材三、實驗器材清水、酒精、油酸、量筒、淺盤清水、酒精、油酸、量筒、淺盤(邊長約邊長約30 cm40 cm)、注射器、注射器(或滴管或滴管)、玻璃板、玻璃板(或有機玻璃板或有機玻璃板)、彩筆、痱、彩筆、痱子粉子粉(或石膏粉或石膏粉)、坐標紙，容量瓶、坐標紙，容量瓶(500 mL)四、實驗步驟四、實驗步驟1用稀酒精溶液及清水清洗淺盤，充分洗去油污、用稀酒精溶液及清水清洗淺盤，充分洗去油污、粉塵；

4、粉塵；2配制酒精油酸的溶液；配制酒精油酸的溶液；3用注射器或滴管將酒精溶液一滴一滴地滴入量筒用注射器或滴管將酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，并計下量筒內(nèi)增加一定體積中，并計下量筒內(nèi)增加一定體積VN時的滴數(shù)時的滴數(shù)N； 高三總復習高三總復習 物理物理 (大綱版大綱版) 高三總復習高三總復習 物理物理 (大綱版大綱版) 高三總復習高三總復習 物理物理 (大綱版大綱版)五、注意事項五、注意事項1實驗前，必須將所有的實驗用具擦洗干凈實驗實驗前，必須將所有的實驗用具擦洗干凈實驗時，吸取油酸、酒精和溶液的移液管要分別專用，不能混時，吸取油酸、酒精和溶液的移液管要分別專用，不能混用，否則會增大實驗誤差用，否則

5、會增大實驗誤差2痱子粉和油酸的用量都不可太大，否則不易成痱子粉和油酸的用量都不可太大，否則不易成功功3油酸酒精溶液的濃度以小于油酸酒精溶液的濃度以小于0.1%為宜，不宜長時為宜，不宜長時間放置間放置4淺盤里水離盤口面的距離應較小，并要水平放置，淺盤里水離盤口面的距離應較小，并要水平放置，以便準確地畫出薄膜的形狀，畫線時視線應與板面垂直以便準確地畫出薄膜的形狀，畫線時視線應與板面垂直 高三總復習高三總復習 物理物理 (大綱版大綱版)5油酸在水面上形成油膜時先擴散后收縮，要在穩(wěn)油酸在水面上形成油膜時先擴散后收縮，要在穩(wěn)定后再畫輪廓擴散后又收縮的原因有兩個定后再畫輪廓擴散后又收縮的原因有兩個一是水面

6、受一是水面受油酸滴沖擊凹陷后又恢復；二是酒精揮發(fā)后，油膜回縮油酸滴沖擊凹陷后又恢復；二是酒精揮發(fā)后，油膜回縮6滴油酸溶液的滴口應在離水面滴油酸溶液的滴口應在離水面1 cm之間，否則油之間，否則油膜難于形成膜難于形成7撒痱子粉后，再不要觸動盤中的水撒痱子粉后，再不要觸動盤中的水8當重做實驗時，可用少量酒精清洗，并用脫脂棉當重做實驗時，可用少量酒精清洗，并用脫脂棉擦去，再用清水沖洗，這樣可保持盤的清潔擦去，再用清水沖洗，這樣可保持盤的清潔 高三總復習高三總復習 物理物理 (大綱版大綱版)六、誤差分析六、誤差分析1油酸酒精溶液配制后長時間放置，溶液的濃度容油酸酒精溶液配制后長時間放置，溶液的濃度容易

7、改變，會給實驗帶來較大誤差易改變，會給實驗帶來較大誤差2利用小格子數(shù)計算輪廓面積時，輪廓的不規(guī)則性利用小格子數(shù)計算輪廓面積時，輪廓的不規(guī)則性容易帶來計算誤差容易帶來計算誤差3油膜形狀的畫線誤差油膜形狀的畫線誤差 高三總復習高三總復習 物理物理 (大綱版大綱版) 高三總復習高三總復習 物理物理 (大綱版大綱版)題型掌握實驗原理，正確處理數(shù)據(jù)題型掌握實驗原理，正確處理數(shù)據(jù)例例1在用油膜法估測分子大小的實驗中，將油酸溶在用油膜法估測分子大小的實驗中，將油酸溶于酒精，其濃度為每于酒精，其濃度為每104 mL溶液中有溶液中有6 mL油酸，用注射器油酸，用注射器測得測得1 mL上述溶液有上述溶液有75滴，

8、把滴，把1滴該溶液滴入盛水的淺盤里，滴該溶液滴入盛水的淺盤里，待水面穩(wěn)定后，將玻璃板放在淺盤上，用筆在玻璃板上描待水面穩(wěn)定后，將玻璃板放在淺盤上，用筆在玻璃板上描出油酸的輪廓，再把玻璃板放在坐標紙上，其形狀和尺寸出油酸的輪廓，再把玻璃板放在坐標紙上，其形狀和尺寸如圖如圖2所示，坐標中正方形方格的邊長為所示，坐標中正方形方格的邊長為1 cm，試求：，試求： 高三總復習高三總復習 物理物理 (大綱版大綱版) 圖圖2(1)油酸膜的面積是多少油酸膜的面積是多少cm2?（大約（大約125格）格）(2)每滴油酸酒精溶液中含有純油酸的體積是多少？每滴油酸酒精溶液中含有純油酸的體積是多少？(3)按以上實驗數(shù)據(jù)

9、估測出油酸分子的直徑按以上實驗數(shù)據(jù)估測出油酸分子的直徑 高三總復習高三總復習 物理物理 (大綱版大綱版) 高三總復習高三總復習 物理物理 (大綱版大綱版)答案答案(1)126 cm2(2)8106 mL(3)6.31010 m 高三總復習高三總復習 物理物理 (大綱版大綱版)規(guī)律總結(jié)：要明確油膜法估測分子大小的原理，本題規(guī)律總結(jié)：要明確油膜法估測分子大小的原理，本題的關(guān)鍵是計算出油酸的面積和換算出每滴油酸酒精溶液中的關(guān)鍵是計算出油酸的面積和換算出每滴油酸酒精溶液中含有的純油酸的體積解此類題的另一個關(guān)鍵是會利用數(shù)含有的純油酸的體積解此類題的另一個關(guān)鍵是會利用數(shù)格子的方法求油膜的面積格子的方法求油

10、膜的面積 高三總復習高三總復習 物理物理 (大綱版大綱版)2009年東城區(qū)模擬年東城區(qū)模擬)在做在做“用油膜法估測分子的大小用油膜法估測分子的大小”的實驗時，所用的油酸酒精溶液的濃度為的實驗時，所用的油酸酒精溶液的濃度為a，測量中，某位，測量中，某位同學測得如下數(shù)據(jù)：測得體積為同學測得如下數(shù)據(jù)：測得體積為V的油酸酒精溶液共有的油酸酒精溶液共有N滴；滴；油膜面積為油膜面積為S，則：，則：(1)用以上物理量的符號表示油酸分子直徑大小的公式用以上物理量的符號表示油酸分子直徑大小的公式為為d_.(2)該同學實驗中最終得到的計算結(jié)果和大多數(shù)同學的該同學實驗中最終得到的計算結(jié)果和大多數(shù)同學的比較，發(fā)現(xiàn)自己

11、所測數(shù)據(jù)偏大，則對出現(xiàn)這種結(jié)果的原因，比較，發(fā)現(xiàn)自己所測數(shù)據(jù)偏大，則對出現(xiàn)這種結(jié)果的原因，下列說法中可能正確的是下列說法中可能正確的是_ 高三總復習高三總復習 物理物理 (大綱版大綱版)A錯誤地將油酸酒精溶液的體積直接作為油酸的體錯誤地將油酸酒精溶液的體積直接作為油酸的體積進行計算積進行計算B計算油膜面積時，錯將不完整的方格作為完整方計算油膜面積時，錯將不完整的方格作為完整方格處理格處理C計算油膜面積時，只數(shù)了完整的方格數(shù)計算油膜面積時，只數(shù)了完整的方格數(shù)D水面上痱子粉撒得較多，油膜沒有充分展開水面上痱子粉撒得較多，油膜沒有充分展開 高三總復習高三總復習 物理物理 (大綱版大綱版) 高三總復習

12、高三總復習 物理物理 (大綱版大綱版) 高三總復習高三總復習 物理物理 (大綱版大綱版)1用油膜法估測分子直徑實驗的科學依據(jù)是用油膜法估測分子直徑實驗的科學依據(jù)是()A將油膜看成單分子油膜將油膜看成單分子油膜B不考慮各油酸分子間的間隙不考慮各油酸分子間的間隙C考慮各油酸分子間的間隙考慮各油酸分子間的間隙D將油酸分子看成球形將油酸分子看成球形答案：答案：ABD 高三總復習高三總復習 物理物理 (大綱版大綱版)2在做在做“用油膜法估測分子的大小用油膜法估測分子的大小”的實驗中，實的實驗中，實驗簡要步驟如下：驗簡要步驟如下：A將畫油膜輪廓的玻璃板放在坐標紙上，數(shù)出輪廓將畫油膜輪廓的玻璃板放在坐標紙上

13、，數(shù)出輪廓內(nèi)的方格數(shù)內(nèi)的方格數(shù)(不足半個的舍去，多于半個的算一個不足半個的舍去，多于半個的算一個)，再根據(jù)，再根據(jù)方格的邊長求出油膜的面積方格的邊長求出油膜的面積SB將一滴酒精油酸溶液滴在水面上，待形成穩(wěn)定的將一滴酒精油酸溶液滴在水面上，待形成穩(wěn)定的油酸薄膜后，將玻璃板放在淺盤上，用彩筆將油膜的形狀油酸薄膜后，將玻璃板放在淺盤上，用彩筆將油膜的形狀描畫在玻璃板上描畫在玻璃板上 高三總復習高三總復習 物理物理 (大綱版大綱版)答案：答案：CFBAED 高三總復習高三總復習 物理物理 (大綱版大綱版)3在油膜法估測分子的直徑的實驗中，下列操作正在油膜法估測分子的直徑的實驗中，下列操作正確的是確的是

14、()A將純油酸直接滴在水面上將純油酸直接滴在水面上B向量筒中滴向量筒中滴100滴酒精油酸溶液，讀出其體積滴酒精油酸溶液，讀出其體積VC用試管向水面倒油酸溶液少許用試管向水面倒油酸溶液少許D在計算油膜面積時，凡是占到方格的一部分的都在計算油膜面積時，凡是占到方格的一部分的都計入方格的總數(shù)計入方格的總數(shù) 高三總復習高三總復習 物理物理 (大綱版大綱版)解析：解析：實驗中，須將油酸配制成一定濃度的酒精溶液，實驗中，須將油酸配制成一定濃度的酒精溶液，并向水面滴一滴溶液，以便形成單分子油膜，選項并向水面滴一滴溶液，以便形成單分子油膜，選項A、C錯錯誤計算油膜面積時，應舍去不足方格一半的部分，選項誤計算油

15、膜面積時，應舍去不足方格一半的部分，選項D錯誤錯誤答案：答案：B 高三總復習高三總復習 物理物理 (大綱版大綱版)4體積為體積為104 cm3的油酸，滴在水面上形成單分子油的油酸，滴在水面上形成單分子油膜，則油膜面積的數(shù)量級為膜，則油膜面積的數(shù)量級為()A102 cm2B104 cm2C106 cm2 D108 cm2解析：解析：油膜面積油膜面積 B對對答案：答案：B 高三總復習高三總復習 物理物理 (大綱版大綱版)5將將1 cm3的油酸溶于酒精，制成的油酸溶于酒精，制成500 cm3的酒精油酸的酒精油酸溶液，已知溶液，已知1滴該溶液的體積是滴該溶液的體積是 cm3.現(xiàn)取現(xiàn)取1滴該溶液滴在水滴

16、該溶液滴在水面上，隨著酒精溶于水，油酸在水面上形成單分子油膜層，面上，隨著酒精溶于水，油酸在水面上形成單分子油膜層，油膜面積為油膜面積為0.4 m2，由此估算分子直徑，由此估算分子直徑 高三總復習高三總復習 物理物理 (大綱版大綱版)答案：答案：1.31010 m 高三總復習高三總復習 物理物理 (大綱版大綱版)6(2009山東模擬山東模擬)用油膜法估測油酸分子的大小，用油膜法估測油酸分子的大小，實驗器材有：濃度為實驗器材有：濃度為0.05%(體積分數(shù)體積分數(shù))的油酸酒精溶液、最的油酸酒精溶液、最小刻度為小刻度為0.1 mL的量筒、盛有適量清水的的量筒、盛有適量清水的4550 cm2淺盤、淺盤

17、、痱子粉、橡皮頭滴管、玻璃板、彩筆、坐標紙痱子粉、橡皮頭滴管、玻璃板、彩筆、坐標紙 高三總復習高三總復習 物理物理 (大綱版大綱版)(1)下面是實驗步驟，請?zhí)顚懰钡牟襟E下面是實驗步驟，請?zhí)顚懰钡牟襟EC.A用滴管將濃度為用滴管將濃度為0.05%的油酸酒精溶液一滴一滴的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，記下滴入地滴入量筒中，記下滴入1 mL油酸酒精溶液時的滴數(shù)油酸酒精溶液時的滴數(shù)NB將痱子粉均勻地撒在淺盤內(nèi)水面上，用滴管吸取將痱子粉均勻地撒在淺盤內(nèi)水面上，用滴管吸取濃度為濃度為0.05%的油酸酒精溶液，從低處向水面中央一滴一滴的油酸酒精溶液，從低處向水面中央一滴一滴地滴入，直到油酸薄膜有足夠大