實驗-油膜法測分子直徑

第一頁第二頁，共32頁。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成油膜的面積；2．會計算分子的大小，正確處理實驗數據．第二頁第三頁，共32頁。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估測分子的大?。退岬姆肿邮綖镃17H33COOH，它的一個分子可以看成由兩部分組成：一部分是C17H33—，另一部分是—COOH.其中—COOH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(如圖1甲所示)．其C17H33—部分冒出水面，而—COOH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．

第三頁第四頁，共32頁。圖1第四頁第五頁，共32頁。三、實驗器材清水、酒精、油酸、量筒、淺盤(邊長約30cm～40cm)、注射器(或滴管)、玻璃板(或有機玻璃板)、彩筆、痱子粉(或石膏粉)、坐標紙，容量瓶(500mL)．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、粉塵；2．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中，并計下量筒內增加一定體積VN時的滴數N；第五頁第六頁，共32頁。第六頁第七頁，共32頁。第七頁第八頁，共32頁。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．2．痱子粉和油酸的用量都不可太大，否則不易成功．3．油酸酒精溶液的濃度以小于0.1%為宜，不宜長時間放置．4．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．

第八頁第九頁，共32頁。5．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——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．6．滴油酸溶液的滴口應在離水面1cm之間，否則油膜難于形成．7．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，并用脫脂棉擦去，再用清水沖洗，這樣可保持盤的清潔．第九頁第十頁，共32頁。六、誤差分析1．油酸酒精溶液配制后長時間放置，溶液的濃度容易改變，會給實驗帶來較大誤差．2．利用小格子數計算輪廓面積時，輪廓的不規(guī)則性容易帶來計算誤差．3．油膜形狀的畫線誤差．第十頁第十一頁，共32頁。第十一頁第十二頁，共32頁。題型掌握實驗原理，正確處理數據[例1]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104mL溶液中有6mL油酸，用注射器測得1mL上述溶液有75滴，把1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2所示，坐標中正方形方格的邊長為1cm，試求：第十二頁第十三頁，共32頁。圖2(1)油酸膜的面積是多少cm2?(2)每滴油酸酒精溶液中含有純油酸的體積是多少？(3)按以上實驗數據估測出油酸分子的直徑．第十三頁第十四頁，共32頁。第十四頁第十五頁，共32頁。[答案]

(1)126cm2(2)8×10－6mL(3)6.3×10－10m第十五頁第十六頁，共32頁。規(guī)律總結：要明確油膜法估測分子大小的原理，本題的關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鍵是會利用數格子的方法求油膜的面積．第十六頁第十七頁，共32頁。2009·年東城區(qū)模擬)在做“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a，測量中，某位同學測得如下數據：測得體積為V的油酸酒精溶液共有N滴；油膜面積為S，則：(1)用以上物理量的符號表示油酸分子直徑大小的公式為d＝________.(2)該同學實驗中最終得到的計算結果和大多數同學的比較，發(fā)現自己所測數據偏大，則對出現這種結果的原因，下列說法中可能正確的是________．第十七頁第十八頁，共32頁。A．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B．計算油膜面積時，錯將不完整的方格作為完整方格處理C．計算油膜面積時，只數了完整的方格數D．水面上痱子粉撒得較多，油膜沒有充分展開第十八頁第十九頁，共32頁。第十九頁第二十頁，共32頁。第二十頁第二十一頁，共32頁。1．用油膜法估測分子直徑實驗的科學依據是()A．將油膜看成單分子油膜B．不考慮各油酸分子間的間隙C．考慮各油酸分子間的間隙D．將油酸分子看成球形答案：ABD第二十一頁第二十二頁，共32頁。2．在做“用油膜法估測分子的大小”的實驗中，實驗簡要步驟如下：A．將畫油膜輪廓的玻璃板放在坐標紙上，數出輪廓內的方格數(不足半個的舍去，多于半個的算一個)，再根據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第二十二頁第二十三頁，共32頁。答案：CFBAED第二十三頁第二十四頁，共32頁。3．在油膜法估測分子的直徑的實驗中，下列操作正確的是 ()A．將純油酸直接滴在水面上B．向量筒中滴100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D．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第二十四頁第二十五頁，共32頁。解析：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A、C錯誤．計算油膜面積時，應舍去不足方格一半的部分，選項D錯誤．答案：B第二十五頁第二十六頁，共32頁。4．體積為10－4cm3的油酸，滴在水面上形成單分子油膜，則油膜面積的數量級為 ()A．102cm2 B．104cm2C．106cm2 D．108cm2解析：油膜面積B對．答案：B第二十六頁第二十七頁，共32頁。5．將1cm3的油酸溶于酒精，制成500cm3的酒精油酸溶液，已知1滴該溶液的體積是cm3.現取1滴該溶液滴在水面上，隨著酒精溶于水，油酸在水面上形成單分子油膜層，油膜面積為0.4m2，由此估算分子直徑．第二十七頁第二十八頁，共32頁。答案：1.3×10－10m第二十八頁第二十九頁，共32頁。6．(2009·山東模擬)用油膜法估測油酸分子的大小，實驗器材有：濃度為0.05%(體積分數)的油酸酒精溶液、最小刻度為0.1mL的量筒、盛有適量清水的45×50cm2淺盤、痱子粉、橡皮頭滴管、玻璃板、彩筆、坐標紙．第二十九頁第三十頁，共32頁。(1)下面是實驗步驟，請?zhí)顚懰钡牟襟EC.A．用滴管將濃度為0.05%的油酸酒