高考物理一輪復(fù)習(xí)-3-3.3-實(shí)驗(yàn)：用油膜法估測(cè)分子的大小課件-新人教版

1、 二、實(shí)驗(yàn)原理 實(shí)驗(yàn)采用使油酸在水面上形成一層單分子油膜的方法估測(cè)分子的大小。當(dāng)把一滴用酒精稀釋過(guò)的油酸滴在水面上時(shí)，油酸就在水面上散開(kāi)，其中的酒精溶于水，并很快揮發(fā)，在水面上形成如以下圖形狀的一層純油酸薄膜。如果再測(cè)出一定體積的油酸在水面上形成的單分子油膜的面積，即可算出油酸分子的大小。用表示一滴油酸酒精溶液中所含油酸的體積，用S表示單分子油膜的面積，用d表示分子的直徑，那么 。一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.估測(cè)油酸分子的大小。2.學(xué)習(xí)間接測(cè)量微觀量的原理和方法。圖3.3-3-1圖3.3-3-2學(xué)案3 實(shí)驗(yàn)：用油膜法估測(cè)分子的大小 第一頁(yè)，編輯于星期五：七點(diǎn) 五十六分。 三、實(shí)驗(yàn)器材 油酸、酒精、淺盤(pán)、痱

2、子粉(石膏粉)、量筒(兩個(gè))、滴管(或注射器)、大玻璃板、彩筆、坐標(biāo)紙。 四、實(shí)驗(yàn)步驟 1.配制油酸酒精溶液。取1mL(1cm3)的油酸溶于酒精中，制成200mL的油酸酒精溶液。 2.往邊長(zhǎng)約為30cm40cm的淺盤(pán)中倒入約2 cm深的水，然后將痱子粉或石膏粉薄而均勻地撒在水面上。 3.用滴管(或注射器)向量筒中滴入幾滴油酸酒精溶液，使這些溶液的體積恰好為1mL，算出每滴油酸酒精溶液所含的油酸體積V0= mL。 4.用滴管(或注射器)向水面上滴入一滴油酸酒精溶液，油酸就在水面上慢慢散開(kāi)，形成單分子油膜。 5.待油酸薄膜形狀穩(wěn)定后，將一塊較大的玻璃板蓋在淺盤(pán)上，用彩筆將油酸薄膜的形狀畫(huà)在玻璃板上

3、。 6.將畫(huà)有油酸薄膜輪廓的玻璃板放在坐標(biāo)紙上，算出油酸薄膜的面積。求面積時(shí)，以坐標(biāo)紙上邊長(zhǎng)為1cm的正方形為單位，數(shù)出輪廓內(nèi)正方形的個(gè)數(shù)，缺乏半個(gè)的舍去，多于半個(gè)的算一個(gè)。第二頁(yè)，編輯于星期五：七點(diǎn) 五十六分。 7.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；據(jù)一滴油酸的體積V和薄膜的面積S，算出油酸薄膜的厚度d= ，即為油酸分子直徑的大小。比較算出的分子直徑大小，看其數(shù)量級(jí)(m為單位)是否為10-10m，假設(shè)不是10-10 m須重做實(shí)驗(yàn)。 五、本卷須知 1.實(shí)驗(yàn)前，必須將所有的實(shí)驗(yàn)用具擦洗干凈。實(shí)驗(yàn)時(shí)，吸取油酸、酒精和溶液的滴管(或注射器)要分別用，不能混用，否那么會(huì)增大實(shí)驗(yàn)誤差

4、。 2.油酸酒精溶液的濃度應(yīng)小于 為宜，配制好后，不要長(zhǎng)時(shí)間放置，以免濃度改變。 3.測(cè)1滴油酸酒精溶液的體積時(shí)，滴入量筒中的油酸酒精溶液的體積應(yīng)為整毫升數(shù)，應(yīng)多滴幾毫升，數(shù)出對(duì)應(yīng)的滴數(shù)，這樣求得的平均值誤差較小。 4.淺盤(pán)里水離盤(pán)口面的距離應(yīng)較小，并要水平放置，以便準(zhǔn)確地畫(huà)出薄膜的形狀，畫(huà)線時(shí)視線應(yīng)與板面垂直。第三頁(yè)，編輯于星期五：七點(diǎn) 五十六分。 5.痱子粉的用量不要太多，否那么不易成功，撒完后，不要觸動(dòng)盤(pán)中的水。 6.滴油酸溶液的滴口應(yīng)在離水面1cm之內(nèi)，否那么油膜難以形成。 7.要待油膜形狀穩(wěn)定后，再畫(huà)輪廓。 8.運(yùn)用數(shù)格子法測(cè)油膜面積。多于半個(gè)的算一個(gè)，少于半個(gè)的舍去。這種方法所取方

5、格的單位越小，計(jì)算的面積誤差越小。六、誤差分析本實(shí)驗(yàn)的誤差主要來(lái)自以下兩個(gè)方面：1.純油酸體積的計(jì)算誤差。2.油膜面積的測(cè)量誤差。(1)油膜形狀的畫(huà)線誤差。(2)數(shù)格子法本身是一種估算的方法，自然帶來(lái)誤差。第四頁(yè)，編輯于星期五：七點(diǎn) 五十六分。【例1】在“用油膜法估測(cè)分子的大小的實(shí)驗(yàn)中，所用油酸酒精 溶液的濃度為每104 mL溶液中含有純油酸6mL，用注射器 測(cè)得1mL上述溶液為75滴，把1滴該溶液滴入盛水的淺盤(pán)里， 待水面穩(wěn)定后，將玻璃板放在淺盤(pán)上，用筆在玻璃板上描 繪出油酸膜的輪廓形狀，再把玻璃板放在坐標(biāo)紙上，其形狀和尺寸如 圖3.3-3-3所示，坐標(biāo)紙中正方形方格的邊長(zhǎng)為1cm，試求：

6、(1)油酸膜的面積是 cm2； (2)每滴油酸酒精溶液中含有純油酸的體積是 mL； (3)按以上實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)估測(cè)出油酸分子的直徑是 m(2)，(3)兩 問(wèn)答案保存一位有效數(shù)字。 【解析】(1)由圖可知，油酸薄膜輪廓內(nèi)的正方形個(gè)數(shù)為110個(gè)，那么油酸膜的面 積是S11011 cm2110 cm2 (2)1mL溶液中含有純油酸的體積為 mL，那么1滴該溶液中含有純油酸的體積為 mL= 810-6 mL (3) m710-10 m。圖3.3-3-3熱點(diǎn)一 油膜法測(cè)分子直徑110810-6710-10第五頁(yè)，編輯于星期五：七點(diǎn) 五十六分。 【解析】此題明確告訴我們油膜已充分展開(kāi)形成單分子油膜，因此油膜的厚度即為油分子的直徑。仍需注意的是：油分子的微觀結(jié)構(gòu)被“模型化為緊密排列式。設(shè)油分子的直徑為d，那么dV/。阿伏加德羅常數(shù)是聯(lián)系微觀物理量和宏觀物理量的橋梁，設(shè)一個(gè)油分子的質(zhì)量為m，一個(gè)油分子的體積為V分，那么阿伏加德羅常數(shù)為，V0是油的摩爾體積。 由于 那么 。熱點(diǎn)二 阿伏加德羅常數(shù)的測(cè)定【例2】利用油膜法可以粗略測(cè)定分子的大小和阿伏加德羅常數(shù)