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文檔簡介
1、2實驗:用油膜法估測油酸分子的大小實驗?zāi)繕?biāo):1理解分子模型,知道分子直徑的數(shù)量級。2.學(xué)會用油膜法估測分子大小。3.能夠?qū)嶒灁?shù)據(jù)進行處理,掌握“互補法”計算油膜面積。一、實驗思路把一滴油酸酒精溶液滴在水面上,使油酸在水面上形成單分子油膜,則油膜厚度即為油酸分子的直徑。二、實驗步驟1在淺盤中倒入約2 cm深的水,將爽身粉均勻撒在水面上。2用注射器往小量筒中滴入1 mL油酸酒精溶液,記下滴入的滴數(shù)n,算出一滴油酸酒精溶液的體積V0。3將一滴油酸酒精溶液滴在淺盤的液面上。4待油酸薄膜形狀穩(wěn)定后,將玻璃放在淺盤上,用水彩筆(或鋼筆)畫出油酸薄膜的形狀。5將玻璃放在坐標(biāo)紙上,算出油酸薄膜的面積S;或者
2、玻璃板上有邊長為1 cm的方格,則也可通過數(shù)方格數(shù),算出油酸薄膜的面積S。6根據(jù)已配好的油酸酒精溶液的濃度,算出一滴油酸酒精溶液中純油酸的體積V。7計算油酸薄膜的厚度deq f(V,S),即為油酸分子直徑的大小。三、注意事項1實驗前,必須把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,否則會增大誤差,影響實驗結(jié)果。2待測油酸面擴散后又收縮,要在穩(wěn)定后再畫輪廓,擴散后又收縮有兩個原因:一是水面受油酸液滴的沖擊凹陷后又恢復(fù);二是酒精揮發(fā)后液面收縮。3本實驗只要求估算分子大小,實驗結(jié)果的數(shù)量級符合要求即可。4爽身粉不宜撒得過厚,油酸酒精溶液的濃度以小于eq f(1,
3、1 000)為宜。5向水面滴油酸酒精溶液時,應(yīng)靠近水面,不能離水面太高,否則油膜輪廓難以形成。四、數(shù)據(jù)分析計算方法:1一滴油酸溶液的平均體積eq o(sup12(),V)eq f(N滴油酸溶液的體積,N)。2一滴油酸溶液中含純油酸的體積Veq o(sup12(),V)油酸溶液的體積比。(體積比eq f(純油酸體積,溶液的體積)3油膜的面積Sn1 cm2。(n為有效格數(shù),小方格的邊長為1 cm)4分子直徑deq f(V,S)(代入數(shù)據(jù)時注意統(tǒng)一單位)。【例1】配制好的油酸酒精溶液為每1 000 mL油酸酒精溶液中有油酸0.6 mL。用滴管向量筒內(nèi)滴50滴上述溶液,量筒中的溶液體積增加1 mL。若
4、把一滴這樣的溶液滴入盛水的淺盤中,由于酒精溶于水,油酸在水面展開,穩(wěn)定后形成單分子油膜的形狀如圖所示。(1)若每一小方格的邊長為30 mm,則油酸薄膜的面積為多少平方米?(2)每一滴油酸酒精溶液含有純油酸的體積為多少立方米?(3)根據(jù)上述數(shù)據(jù),估算出油酸分子的直徑為多少米。思路點撥:解析(1)數(shù)出在油膜范圍內(nèi)的格數(shù)(面積大于半個方格的算一個,不足半個的舍去)為85個,油膜面積約為S85(3.0102)2 m27.65102 m2。(2)因50滴油酸酒精溶液的體積為1 mL,且溶液含純油酸的濃度為0.06%,故每滴油酸酒精溶液含純油酸的體積為V0eq f(V,N)eq f(0.06%,50)11
5、06 m31.21011 m3。(3)把油酸薄膜的厚度視為油酸分子的直徑,可估算出油酸分子的直徑為deq f(V0,S)eq f(1.21011,7.65102) m1.571010 m。答案(1)7.65102 m2(2)1.21011 m3(3)1.571010 m【例2】在“用油膜法估測油酸分子的大小”的實驗中,按照油酸與酒精的體積比為mn配制油酸酒精溶液,用注射器滴取該溶液,測得k滴溶液的總體積為V,將一滴溶液滴入淺盤,穩(wěn)定后將油酸膜輪廓描繪在坐標(biāo)紙上,如圖所示。已知坐標(biāo)紙上每個小正方形的邊長為a。(1)求油膜的面積;(2)估算油酸分子的直徑。解析(1)估算油膜面積時以超過半格按一格計
6、算,小于半格就舍去的原則,估算出31格,則油酸薄膜面積為S31a2。(2)根據(jù)公式V油酸dS可得deq f(V油酸,S)eq f(mV,31a2k(mn)。答案(1)31a2(2)eq f(mV,31a2k(mn)油膜法估測分子大小的解題思路(1)首先要按比例關(guān)系計算出1滴油酸酒精溶液中純油酸的體積V。(2)其次采用“互補法”計算出油膜的面積S。(3)最后利用公式deq f(V,S)求出分子的直徑。(4)計算時注意單位要統(tǒng)一。1(多選)“用油膜法估測油酸分子的大小”實驗的科學(xué)依據(jù)是()A將油酸形成的膜看成單分子油膜B不考慮各油酸分子間的間隙C考慮了各油酸分子間的間隙D將油酸分子看成球形ABD實
7、驗中油酸的直徑是用油酸的體積除以油膜的面積來計算,所以實驗的科學(xué)依據(jù)是將油膜看成單分子油膜層,不考慮油酸分子間的間隙,并把油酸分子看成球形,油酸分子直徑的數(shù)量級為1010 m,故A、B、D正確,C錯誤。2(多選)用油膜法估測分子直徑的理想條件是()A將油酸分子看成球體B考慮各油酸分子間的間隙C認(rèn)為油酸分子是緊密排列的D將油膜看成單分子油膜ACD用油膜法測油酸分子直徑的三個前提條件:將油酸分子視為球體模型;忽略油酸分子之間的間隙,認(rèn)為分子是緊密排列的;油酸分子在水面是單分子油膜層。只有在上述三個理想條件下油酸的厚度才能視為油酸分子的直徑。故A、C、D正確。3(多選)在“用油膜法估測油酸分子的大小
8、”實驗中所用的油酸酒精溶液為每1 000 mL溶液中有純油酸0.6 mL。用注射器測得1 mL上述溶液為80滴,把1滴該溶液滴入盛水的淺盤內(nèi),讓油膜在水面上盡可能散開,測得油膜的輪廓形狀如圖所示。圖中每個小正方形方格的邊長均為1 cm,下列說法正確的是()A實驗時將油酸分子看成球體模型B實驗時不考慮各油酸分子間的間隙C測出分子直徑后,就可以根據(jù)已知條件算出阿伏加德羅常數(shù)D該實驗測出油酸分子的直徑約是6.5108 mAB在“用油膜法估測油酸分子的大小”的實驗中,把一滴油酸酒精溶液滴到水面上,油酸在水面上要盡可能地散開,形成單分子油膜,把分子看成球體模型,單分子油膜的厚度就可以認(rèn)為等于油酸分子的直
9、徑,故A、B正確;1滴油酸酒精溶液中含純油酸的體積為Veq f(1,80)eq f(0.6,1 000) mL7.5106 mL,油膜所占格數(shù)約為115個,則面積S1151 cm2,分子直徑deq f(V,S)6.5108 cm6.51010 m,故D錯誤;而NAeq f(摩爾體積,分子體積),故C錯誤。4利用油膜法估測油酸分子的直徑,實驗器材有:濃度為0.05%(體積分?jǐn)?shù))的油酸酒精溶液、分度值為0.1 mL的量筒、盛有適量清水的4550 cm2的淺盤、痱子粉、橡皮頭滴管、玻璃管、彩筆、坐標(biāo)紙。(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%的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量
10、筒中,記下滴入1 mL油酸酒精溶液時的滴數(shù)N;B將痱子粉均勻地撒在淺盤內(nèi)水面上,用滴管吸取濃度為0.05%的油酸酒精溶液,從低處向水面中央一滴一滴地滴入,直到油酸薄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)n;C_;D將畫有油酸薄膜輪廓的玻璃板放在坐標(biāo)紙上,以坐標(biāo)紙上邊長為1 cm的正方形為單位,數(shù)得輪廓內(nèi)正方形的個數(shù),算出油酸薄膜的面積S。(2)用已給的和測得的物理量表示單個油酸分子的直徑為_(單位:cm)。解析(1)待油酸薄膜穩(wěn)定后,將玻璃板放在淺盤上,用彩筆將油酸薄膜的形狀畫在玻璃板上。(2)每滴油酸酒精溶液的體積為eq f(1,N) cm3n滴油酸酒精溶液所含純油酸的體積為Ve
11、q f(n,N)0.05%所以單個油酸分子的直徑為eq f(V,S)eq f(n0.05%,NS)eq f(0.05%n,NS)。答案(1)見解析(2)eq f(0.05%n,NS)5(1)某同學(xué)在“用油膜法估測分子直徑”的實驗中,計算結(jié)果明顯偏大,可能是由于_。A油酸未完全散開B油酸中含有大量的酒精C計算油膜面積時舍去了所有不足一格的方格D求每滴體積時,1 mL的溶液的滴數(shù)多記了10滴(2)在做“用油膜法估測分子大小”實驗中,油酸酒精溶液的濃度為104 mL溶液中有純油酸6 mL。用注射器測得1 mL上述溶液中有液滴50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,在玻
12、璃板上描出油膜的輪廓,然后把玻璃板放在坐標(biāo)紙上,其形狀如圖所示,坐標(biāo)中正方形小方格的邊長為20 mm。求油酸膜的面積;求每一滴油酸酒精溶液中含有純油酸的體積;根據(jù)上述數(shù)據(jù),估測出油酸分子的直徑。(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)解析(1)油酸分子的直徑deq f(V,S)。計算結(jié)果明顯偏大,可能是V取大了或S取小了。油酸未完全散開,所測S偏小,d變大,A項正確;油酸中含有大量的酒精,不影響結(jié)果,B項錯誤;若計算面積時舍去了所有不足一格的方格,會使S變小,d變大,C項正確;求每滴體積時,1 mL 的溶液的滴數(shù)多記了10滴,使V變小,d變小,D項錯誤。故正確答案為AC。(2)用填補法數(shù)出在油膜輪廓內(nèi)的格數(shù)(面積大于半個方格的算一個,不足半格的舍去不算)為58個,油膜面積約為S58(20103 m)22.32102 m2。因為50滴油酸酒精溶液的體積為1
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