1.2 實驗：用油膜法估測油酸分子的大小-1

2實驗：用油膜法估測油酸分子的大小第一章

分子動理論目錄CONTENTS實驗思路01數(shù)據(jù)分析物理量的測量注意事項及誤差來源030204思考與討論：如何估算綠豆的直徑呢？L方法一：將綠豆排成一行，測出總長，數(shù)出個數(shù)。方法二：測出總體積，數(shù)出個數(shù)。方法三：量出單層鋪開的面積，測出總體積。L1L2思考與討論：還會做下面這道小學的數(shù)學題嗎？思考與討論：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！通過什么途徑可以知道分子的大小呢？實驗思路011.模型建立和理想化處理（1）把滴在水面上的油酸層當作單分子油膜層。（2）把分子看成球形。（3）油分子一個緊挨一個整齊排列。

把一滴油酸(事先測出其體積V)滴在水面上，油酸在水面上形成油膜，認為其是單分子層，且把分子看成球形，則油膜的厚度就是油酸分子的直徑d，測出油膜的面積S，則油酸分子的直徑為2.實驗過程實施與測量

為了使油酸充分展開，獲得一塊單分子油膜，我們需要將油酸在酒精中稀釋后再滴入水中。這樣的油酸酒精溶液滴在水面，溶液中的酒精將溶于水并很快揮發(fā)，從而獲得純油酸形成的油膜。3.單分子油膜的獲得物理量的測量021.配制油酸酒精溶液，取1mL的油酸滴入酒精中配制成500mL的油酸酒精溶液。2.用滴管或注射器將事先配制好的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(例如1mL)時的滴數(shù)，算出一滴油酸酒精溶液的體積。3.實驗時先向邊長為30~40cm的淺盤里倒入約2cm深的水，然后將痱子粉或石膏粉均勻地撒在水面上，用滴管往水面上滴一滴油酸酒精溶液，油酸立即在水面上散開，形成一塊油膜。4.待油膜的形狀穩(wěn)定后，將玻璃板放在淺盤上，然后將油膜的形狀用彩筆畫在玻璃板上。5.將畫有油膜輪廓的玻璃板放在坐標紙上，算出油膜的面積S。求面積時以坐標紙上邊長為1cm的正方形為單位，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。6.根據(jù)配制的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)一滴純油酸的體積V和油膜的面積S即可算出油膜的厚度，即油酸分子的大小。數(shù)據(jù)分析03根據(jù)實驗記錄的數(shù)據(jù)，完成以下表格。實驗次數(shù)12量筒內(nèi)增加1mL溶液時的滴數(shù)

一滴純油酸的體積V

輪廓內(nèi)的小格子數(shù)

輪廓面積S

分子的直徑/m

平均值/m實驗過程演示注意事項及誤差來源04一、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.實驗前應注意檢查淺盤是否干凈，否則難以形成油膜。3.淺盤中的水應保持平穩(wěn)，痱子粉(或細石膏粉)應均勻撒在水面上。4.向水面滴油酸酒精溶液時，應靠近水面，不能離水面太高，否則油膜難以形成。5.待測油膜擴散后又會收縮，要在油膜的形狀穩(wěn)定后再描輪廓。二、誤差主要來源1.配置一定濃度的油酸酒精溶液時產(chǎn)生誤差。2.量取一滴油酸酒精溶液的實際體積產(chǎn)生誤差。3.油酸在水面上實際分布的均勻情況存在誤差。4.采用“不足半個的舍去、多于半個的算一個”的互補法計算油膜的面積存在誤差。課堂練習051．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【詳解】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，導致結果計算偏大，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)，導致油酸酒精溶液中的油酸體積分數(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果偏小，故D符合題意。故選D。2．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，用坐標紙去計算油膜的面積D【答案】D【詳解】油酸酒精溶液滴入水中后，應讓油膜盡可能散開，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。3．關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，應立即將油膜的輪廓畫在玻璃紙上，再利用坐標紙去計算油膜的面積D．油酸酒精溶液滴入水中后，應讓油膜盡可能地散開，再把油膜的輪廓畫在玻璃紙上，然后用坐標紙去計算油膜的面積D【答案】D【詳解】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，用坐標紙計算油膜面積，D正確。故選D。4．在“用油膜法估測分子的大小”實驗中，所用油酸酒精溶液的濃度為每104mL溶液中有純油酸5mL，用注射器測得1mL上述溶液為80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，用彩筆在玻璃板上描出油膜的輪廓，再把玻璃板放在坐標紙上，其形狀和尺寸如圖所示，已知坐標中正方形方格的邊長為1cm，油膜面積約有