人教版高中物理選擇性必修第三冊第一章分子動理論第2節(jié)實驗：用油膜法估測油酸分子的大小課件

物理第一章分子動理論第2節(jié)實驗：用油膜法估測油酸分子的大小一、實驗目的1．估測油酸分子大小的數(shù)量級。2．體驗通過油膜法測量油酸分子大小的思想方法。三、實驗器材油酸、酒精、清水、滴管(或注射器)、量筒、筆、爽身粉、玻璃片、淺水盤、坐標紙。2．向淺水盤內(nèi)倒入清水，在水面上輕輕并均勻地撒一層爽身粉。用滴管在其上滴一滴油酸酒精溶液，待油層不再擴散并且形狀穩(wěn)定時，就近似形成了單分子油膜，如圖所示。3．將玻璃板片蓋在淺水盤上，用筆將油膜的輪廓描繪在玻璃片上。4．將描有油膜輪廓的玻璃片放在坐標紙上，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)。5．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。根據(jù)油酸的體積V和油膜的面積S算出油酸分子的直徑。六、注意事項1．實驗前，必須把所有的實驗用具擦洗干凈，否則難以形成油膜；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，否則會增大誤差，影響實驗結(jié)果。2．油酸酒精溶液配制好后不要長時間放置，以免改變濃度，造成較大的實驗誤差。七、誤差分析本實驗誤差通常來自以下方面(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)向淺盤內(nèi)滴入1滴油酸酒精溶液后,沒有形成單分子油膜，產(chǎn)生誤差；(3)油滴體積的測量產(chǎn)生誤差；(4)數(shù)出配制好的油酸酒精溶液1mL的滴數(shù)時不準確，產(chǎn)生誤差；(5)油膜形狀的畫線或數(shù)格數(shù)時不準確，計算油膜的面積有誤差(每個方格面積越小，誤差越小)。熱點一實驗原理和實驗操作【例1】在“用油膜法估測油酸分子大小”的實驗中，某同學操作步驟如下：①取一定量的無水酒精和油酸，制成一定濃度的油酸酒精溶液；②在量筒中滴入一滴該溶液，測出它的體積；③在淺盤內(nèi)盛一定量的水，再滴入一滴油酸酒精溶液，待其散開穩(wěn)定；④在淺盤上覆蓋透明玻璃，描出油膜形狀，用透明方格紙測量油膜的面積。改正其中的錯誤：_____________________________________________。[解析]

②在量筒中直接測量一滴油酸酒精溶液的體積誤差太大，應先用累積法測出N滴該溶液體積，再求出一滴的體積；③油酸在水面上形成的油膜形狀不易觀察，可在水面上先撒上痱子粉(或細石膏粉)，再滴油酸酒精溶液，穩(wěn)定后就呈現(xiàn)出清晰輪廓。[答案]

②在量筒中滴入N滴溶液，測出其體積；③在水面上先撒上痱子粉(或細石膏粉)，再滴入一滴油酸酒精溶液，待其散開穩(wěn)定[針對訓練1]

(2021·江蘇揚州市高二期中)某實驗小組進行“用油膜法估測分子的大小”實驗探究。(1)在該實驗中，采用理想化假設的是________。A．將油膜看成單分子層油膜B．不考慮各油酸分子間的間隙C．不考慮各油酸分子間的相互作用力√√(2)如圖所示的四個圖反映該實驗中的四個步驟，將它們按操作順序排列應是____________。解析：(1)本實驗的原理是利用一滴油酸的體積V與其在水面上攤開的面積S的比值表示分子的直徑d，需要有兩個理想化假設作為前提，一是將油膜看成單分子層油膜，二是不考慮各油酸分子間的間隙，本實驗的原理與油酸分子間的相互作用力無關(guān)，故A、B正確，C錯誤。(2)a圖步驟是在玻璃板上描繪油酸膜的輪廓；b圖步驟是測量1滴油酸酒精溶液的體積；c圖步驟是在鋪滿爽身粉的水面上滴油酸酒精溶液；d圖步驟是計算油酸膜的面積。故操作的先后順序應是bcad。答案：(1)AB

(2)bcad熱點二數(shù)據(jù)處理和誤差分析【例2】某同學做“用油膜法估測油酸分子的大小”的實驗。(1)每滴油酸酒精溶液的體積為V0，將該溶液滴一滴到水面上，穩(wěn)定后形成油膜的面積為S。已知500mL油酸酒精溶液中含有純油酸1mL，則油酸分子直徑大小的表達式為d＝________。(2)該同學做完實驗后，發(fā)現(xiàn)自己所測的分子直徑d明顯偏大。出現(xiàn)這種情況的原因可能是________。A．將滴入的油酸酒精溶液體積作為油酸體積進行計算B．油酸酒精溶液長時間放置，酒精揮發(fā)使溶液的濃度發(fā)生了變化C．水面上爽身粉撒得太多，油膜沒有充分展開D．計算油膜面積時，將不完整的方格作為完整方格處理√√[針對訓練2]

(2024·云南昆明階段練)在“油膜法估測油酸分子的大小”的實驗中，實驗步驟如下：a.將1mL油酸配制成1000mL油酸酒精溶液；b.用小注射器取一段油酸酒精溶液，并將油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，直到1mL時一共滴入50滴；c．向淺盤中倒入約2cm深的水，并將爽身粉均勻地撒在水面上；d.用注射器在水面上滴一滴配制好的油酸酒精溶液；e．待油酸薄膜的形狀穩(wěn)定后，將帶有坐標方格的玻璃板放在淺盤上，并用彩筆在玻璃板上描出油酸薄膜的形狀，如圖所示。(1)每滴油酸酒精溶液中含有純油酸的體積是___________mL。(2)已知每一小方格的邊長為1cm，則油膜面積為________cm2。(3)根據(jù)上述數(shù)據(jù)得出油酸分子的直徑是________m(保留1位有效數(shù)字)。(4)關(guān)于本實驗下列說法正確的有______________。A．油酸酒精溶液長時間放置，會使分子直徑的計算結(jié)果偏大B．若油酸沒有充分散開，會使分子直徑的計算結(jié)果偏小C．計算油膜面積時舍去了所有不足一格的方格，會使分子直徑的計算結(jié)果偏小D．在向量筒中滴入1mL油酸酒精溶液時，滴數(shù)少記了幾滴，會使分子直徑的計算結(jié)果偏大√(2)多于半個的方格算一個，少于半個的方格舍去，可得油膜面積S＝61×1cm2＝61cm2。(4)油酸酒精溶液長時間放置，會使酒精揮發(fā)，油酸的濃度增大，從而每滴油酸酒精溶液中所含純油酸的體積測量值偏小，造成分子直徑的計算結(jié)果偏小，A錯誤；若油酸沒有充分散開，導致面積S的測量值偏小，從而會使分子直徑的計算結(jié)果偏大，B錯誤；如果舍去了所有不足一格的方格，測量油膜的面積偏小，從而造成分子直徑的計算結(jié)果偏大，C錯誤；若滴數(shù)少記了幾滴，使每滴油酸酒精溶液中所含純油酸的體積測量值偏大，從而造成分子直徑的計算結(jié)果偏大，D正確。答案：(1)2×10－5

(2)61

(3)3×10－9

(4)D[針對訓練3]在“用油膜法估測油酸分子的大小”的實驗中，將6mL的油酸溶于酒精，制成10L的油酸酒精溶液，測得1mL的油酸酒精溶液有75滴?，F(xiàn)取1滴該油酸酒精溶液滴在水面上，待水面穩(wěn)定后，將帶有網(wǎng)格線的透明塑料蓋板放在淺盤上，用彩筆在塑料蓋板上描出油膜的輪廓，其形狀和尺寸如圖所示，塑料蓋板上的小方格邊長為1cm。(1)油酸膜的面積是________cm2。(2)1滴油酸酒精溶