高考物理 實驗8用油膜法估測分子的大小課件 新人教版

1、n自主學習自主學習n一、實驗原理一、實驗原理n當把一滴用酒精稀釋過的油酸滴在水面上當把一滴用酒精稀釋過的油酸滴在水面上時，油酸就在水面上散開，其中的酒精溶時，油酸就在水面上散開，其中的酒精溶于水中，并很快揮發(fā)，在水面上形于水中，并很快揮發(fā)，在水面上形成成 實驗中如果測實驗中如果測出一定體積的油酸在水面上形成的單分子出一定體積的油酸在水面上形成的單分子油膜的油膜的 ，即可估算出油酸分子的，即可估算出油酸分子的大小大小一個單分子層油膜一個單分子層油膜面積面積Sn二、實驗器材二、實驗器材n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30cm40cm)、注射器、注射器(或滴管

2、或滴管)、玻璃板、玻璃板(或有機玻璃板或有機玻璃板)、彩筆、痱子粉、彩筆、痱子粉(或石膏粉或石膏粉)、坐標紙、容量瓶坐標紙、容量瓶(500mL)n三、實驗步驟三、實驗步驟n1配制酒精油酸溶液，取油酸配制酒精油酸溶液，取油酸1mL，注入，注入500mL的容量瓶中，然后向容量瓶內注入的容量瓶中，然后向容量瓶內注入酒精，直到液面達到酒精，直到液面達到500mL刻度線為止，刻度線為止，搖動容量瓶，使油酸充分在酒精中溶解，這搖動容量瓶，使油酸充分在酒精中溶解，這樣就得到樣就得到500mL酒精油酸溶液；酒精油酸溶液；n2用注射器或滴管將酒精油酸溶液一滴一用注射器或滴管將酒精油酸溶液一滴一滴地滴入量筒中，并

3、計下量筒內一定體積滴地滴入量筒中，并計下量筒內一定體積VN時的滴數(shù)時的滴數(shù)N.算出每滴酒精油酸溶液的體算出每滴酒精油酸溶液的體積積V0 ；n3向淺盤里倒入約向淺盤里倒入約2cm深的水，并將痱子深的水，并將痱子粉粉(或石膏粉或石膏粉)均勻地撒在水平上；均勻地撒在水平上；VN/Nn4用注射器或滴管將酒精油酸溶液滴在水用注射器或滴管將酒精油酸溶液滴在水面上一滴；面上一滴；n5待油酸薄膜的形狀穩(wěn)定后，將玻璃板待油酸薄膜的形狀穩(wěn)定后，將玻璃板(或或有機玻璃板有機玻璃板)放在淺盤上，并將油酸薄膜的放在淺盤上，并將油酸薄膜的形狀用彩筆畫在玻璃板上；形狀用彩筆畫在玻璃板上；n6將畫有油酸薄膜輪廓的玻璃板放在坐

4、標將畫有油酸薄膜輪廓的玻璃板放在坐標紙上，算出油酸薄膜的面積紙上，算出油酸薄膜的面積S(求面積時以坐求面積時以坐標紙上邊長為標紙上邊長為1cm的正方形為單位，計算輪的正方形為單位，計算輪廓內正方形的個數(shù)，不足半個的舍去，多于廓內正方形的個數(shù)，不足半個的舍去，多于半個的算一個半個的算一個)；n7根據(jù)酒精油酸溶液的濃度，算出一滴溶根據(jù)酒精油酸溶液的濃度，算出一滴溶液中純油酸的體積液中純油酸的體積V，算出油酸薄膜的厚度，算出油酸薄膜的厚度d ；n8看數(shù)量級是否符合實際，否則重做實看數(shù)量級是否符合實際，否則重做實驗驗V/Sn實驗記錄實驗記錄項項目目油酸油酸酒酒精精溶溶液液的的濃濃度度體積體積VN溶溶液

5、對液對應的應的滴數(shù)滴數(shù)一滴油一滴油酸酒酸酒精溶精溶液的液的體積體積一滴一滴油油酸酸的的體體積積油油膜膜面面積積分子分子的的大大小小數(shù)數(shù)值值n深化拓展深化拓展n一、實驗注意事項一、實驗注意事項n1測一滴油酸酒精溶液的體積時，滴入量測一滴油酸酒精溶液的體積時，滴入量筒中的油酸酒精溶液的體積應為整毫升數(shù)，筒中的油酸酒精溶液的體積應為整毫升數(shù)，應多滴幾毫升，數(shù)出對應的滴數(shù)，這樣求平應多滴幾毫升，數(shù)出對應的滴數(shù)，這樣求平均值誤差較小均值誤差較小n2淺盤里水離盤口面的距離應較小，并要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，畫水平放置，以便準確地畫出薄膜的形狀，畫線時視線應與板

6、面垂直線時視線應與板面垂直n3在水面撒痱子粉后，再不要觸動盤中的在水面撒痱子粉后，再不要觸動盤中的水水n4利用坐標紙求油膜面積時，以邊長利用坐標紙求油膜面積時，以邊長1cm的正方形為單位，計算輪廓內正方形的個數(shù)，的正方形為單位，計算輪廓內正方形的個數(shù)，不足半格的舍去，多于半格的算一個不足半格的舍去，多于半格的算一個n二、實驗誤差分析二、實驗誤差分析n用油膜法估測分子的直徑，通常可以測得比用油膜法估測分子的直徑，通?？梢詼y得比較準，實驗誤差通常來自三個方面：較準，實驗誤差通常來自三個方面：n1形成單分子油膜形成單分子油膜n只有形成單分子油膜，才能用油膜的厚度代只有形成單分子油膜，才能用油膜的厚度

7、代表分子的直徑，即表分子的直徑，即d .要求使用的酒精要求使用的酒精的濃度、痱子粉的用量適宜等的濃度、痱子粉的用量適宜等n2油滴的體積油滴的體積Vn用累積法測油滴的體積先測出用累積法測油滴的體積先測出1mL的油酸的油酸酒精溶液的滴數(shù)，從而計算出一滴油酸酒精酒精溶液的滴數(shù)，從而計算出一滴油酸酒精溶液的體積再由油酸的濃度算出純油酸的溶液的體積再由油酸的濃度算出純油酸的體積體積n3油膜的面積油膜的面積Sn用坐標紙測出形狀不規(guī)則油膜的面積數(shù)出用坐標紙測出形狀不規(guī)則油膜的面積數(shù)出不規(guī)則圖形的輪廓包圍的方格數(shù)，計算方格不規(guī)則圖形的輪廓包圍的方格數(shù)，計算方格數(shù)時，不足半格的舍去，多于半格的算一個，數(shù)時，不足

8、半格的舍去，多于半格的算一個，方格邊長的單位越小，這種方法求出的面積方格邊長的單位越小，這種方法求出的面積越精確越精確n針對訓練針對訓練n1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”的實的實驗中，準備有以下器材：用酒精稀釋過的油驗中，準備有以下器材：用酒精稀釋過的油酸、滴管、痱子粉、淺盤及水、玻璃板、彩酸、滴管、痱子粉、淺盤及水、玻璃板、彩筆還缺少的器材有筆還缺少的器材有()nA只有量筒只有量筒B只有坐標紙只有坐標紙nC量筒和坐標紙量筒和坐標紙 D不再缺儀器不再缺儀器n解析：解析：本題考查本題考查“用油膜法估測分子的大小用油膜法估測分子的大小”的使用儀器一項，此題解決的關鍵是熟練

9、掌的使用儀器一項，此題解決的關鍵是熟練掌握實驗方法和實驗步驟很明顯本題的正確握實驗方法和實驗步驟很明顯本題的正確選項應為選項應為C.n答案：答案：Cn2體積為體積為1.2103cm3的油滴在靜止的水的油滴在靜止的水面上擴展為面上擴展為4m2的單分子油膜，假設分子間的單分子油膜，假設分子間是緊密排列的，則可估算出這種油分子的直是緊密排列的，則可估算出這種油分子的直徑為徑為_，1mol這種油的體積為這種油的體積為_，一個油分子的質量為，一個油分子的質量為_(油的密度為油的密度為0.8103kg/m3)n0.8103 3.14(31010)3kgn1.131026kg.n答案：答案：31010m8.

10、48106m31.131026kgn【例【例1】(2009黃岡模擬黃岡模擬)油油酸酒精溶液的濃度為每酸酒精溶液的濃度為每1000mL油酸酒精溶液中有油油酸酒精溶液中有油酸酸0.6mL，現(xiàn)用滴管向量筒內，現(xiàn)用滴管向量筒內滴加滴加50滴上述溶液，量筒中滴上述溶液，量筒中的溶液體積增加了的溶液體積增加了1mL，若把，若把一滴這樣的油酸酒精溶液滴入一滴這樣的油酸酒精溶液滴入足夠大盛水的淺盤中，由于酒足夠大盛水的淺盤中，由于酒精溶于水，油酸在水面展開，精溶于水，油酸在水面展開，穩(wěn)定后形成的純油膜的形狀如穩(wěn)定后形成的純油膜的形狀如圖所示若每一小方格的邊長圖所示若每一小方格的邊長為為25mm，試問：，試問：

11、n(1)這種估測方法是將每個油酸分子視為這種估測方法是將每個油酸分子視為_模型，讓油酸盡可能地在水面模型，讓油酸盡可能地在水面上散開，則形成的油膜可視為上散開，則形成的油膜可視為_油膜，這層油膜的厚油膜，這層油膜的厚度可視為油酸分子的度可視為油酸分子的_圖中油圖中油酸膜的面積為酸膜的面積為_m2；每一滴油酸；每一滴油酸酒精溶液中含有純油酸體積是酒精溶液中含有純油酸體積是_m3；根據(jù)上述數(shù)據(jù)，估測出油；根據(jù)上述數(shù)據(jù)，估測出油酸分子的直徑是酸分子的直徑是_m(結果保留結果保留兩位有效數(shù)字兩位有效數(shù)字)n(2)某同學在實驗過程中，在距水面約某同學在實驗過程中，在距水面約2cm的位置將一滴油酸酒精溶液

12、滴入水面形成油的位置將一滴油酸酒精溶液滴入水面形成油膜，實驗時觀察到，油膜的面積會先擴張后膜，實驗時觀察到，油膜的面積會先擴張后又收縮了一些，這是為什么呢？又收縮了一些，這是為什么呢？n請寫出分析的原因：請寫出分析的原因：_n答案答案(1)球體單分子直徑球體單分子直徑4.41021.210112.71010n(2)主要有兩個原因：主要有兩個原因：水面受到落下油滴水面受到落下油滴的沖擊，先陷下后又恢復水平，因此油膜的的沖擊，先陷下后又恢復水平，因此油膜的面積擴張面積擴張油酸酒精溶液中的酒精揮發(fā)，油酸酒精溶液中的酒精揮發(fā)，使液面收縮使液面收縮n在在“用油膜法估測分用油膜法估測分子大小子大小”的實驗

13、中，所的實驗中，所用的油酸酒精溶液的濃用的油酸酒精溶液的濃度為每度為每1 000mL溶液中溶液中有純油酸有純油酸0.6mL，用注，用注射器測得射器測得1mL上述溶液上述溶液為為80滴，把滴，把1滴該溶液滴滴該溶液滴入盛水的淺盤內，讓油入盛水的淺盤內，讓油膜在水面上盡可能散開，膜在水面上盡可能散開，測得油酸膜的輪廓形狀測得油酸膜的輪廓形狀和尺寸如圖所示，圖中和尺寸如圖所示，圖中正方形格的邊長為正方形格的邊長為1cm.n(1)實驗中為什么要讓油膜盡可能散開？實驗中為什么要讓油膜盡可能散開？n(2)實驗測出油酸分子的直徑是多少？實驗測出油酸分子的直徑是多少？(結果結果保留兩位有效數(shù)字保留兩位有效數(shù)字

14、)n(3)如果已知體積為如果已知體積為V的一滴油在水面上散開的一滴油在水面上散開形成的單分子油膜的面積為形成的單分子油膜的面積為S，這種油的密，這種油的密度為度為，摩爾質量為，摩爾質量為M，試寫出阿伏加德羅，試寫出阿伏加德羅常數(shù)的表達式常數(shù)的表達式n解析：解析：(1)為使油酸在水面上形成單分子油為使油酸在水面上形成單分子油膜膜n(2)由圖可知油膜覆蓋方格數(shù)約為由圖可知油膜覆蓋方格數(shù)約為120個，設個，設油酸分子的直徑為油酸分子的直徑為d，則有，則有 1061201104dn解得解得d6.31010m(6.210106.41010m都對都對)n(3)每個分子的體積每個分子的體積n由由NAV0Mn

15、得得NA .n答案：答案：(1)見解析見解析(2)6.31010m(3)n【例【例2】利用油膜法估測油酸分子的大小，利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))的油的油酸酒精溶液、最小刻度為酸酒精溶液、最小刻度為0.1mL的量筒、盛的量筒、盛有適量清水的有適量清水的4550cm2的淺盤、痱子粉、的淺盤、痱子粉、橡皮頭滴管、玻璃板、彩筆、坐標紙橡皮頭滴管、玻璃板、彩筆、坐標紙n(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.nA用滴管將濃度為用滴管將濃度為0.05%的油酸酒精溶液的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，記下

16、滴入一滴一滴地滴入量筒中，記下滴入1mL油酸油酸酒精溶液時的滴數(shù)酒精溶液時的滴數(shù)N；nB將痱子粉均勻地撒在淺盤內水面上，用將痱子粉均勻地撒在淺盤內水面上，用滴管吸取濃度為滴管吸取濃度為0.05%的油酸酒精溶液，從的油酸酒精溶液，從低處向水面中央一滴一滴地滴入，直到油酸低處向水面中央一滴一滴地滴入，直到油酸膜有足夠大的面積又不與器壁接觸為止，記膜有足夠大的面積又不與器壁接觸為止，記下滴入的滴數(shù)下滴入的滴數(shù)n；nC_；nD將畫有油酸膜輪廓的玻璃板放在坐標紙將畫有油酸膜輪廓的玻璃板放在坐標紙上，以坐標紙上邊長上，以坐標紙上邊長1cm的正方形為單位，的正方形為單位，計算輪廓內正方形的個數(shù)，算出油酸膜的面計算輪廓內正方形的個數(shù)，算出油酸膜的面積積S.n