第三課時實驗9：用油膜法估測分子的大小

第三課時實驗9：用油膜法估測分子的大小1．用油膜法估測分子的大小．2．加深對分子動理論基本內(nèi)容的理解．3．學(xué)會間接測量微觀量的方法．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?。?dāng)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)，在水面上形成如圖所示形狀的一層純油酸薄膜．如果算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V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，如下圖，則：d＝配制好的油酸酒精溶液、淺盤、痱子粉(或石膏粉)、注射器(或滴管)、量筒、玻璃板、彩筆、坐標(biāo)紙．1．取1毫升(1cm3)的油酸溶于酒精中，制成200毫升的油酸酒精溶液．2．用滴管(或注射器)向量筒中滴入n滴配制好的油酸酒精溶液，使這些溶液的體積恰好為1mL，算出每滴油酸酒精溶液的體積V0＝mL.3．往邊長約為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．4．用滴管(或注射器)向水面上滴入一滴配制好的油酸酒精溶液，油酸就在水面上慢慢散開，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上，用彩筆將油酸薄膜的形狀畫在玻璃板上．6．將畫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．根據(jù)上面記錄的數(shù)據(jù)，完成以下表格內(nèi)容.實驗次數(shù)量筒內(nèi)增加1mL溶液時的滴數(shù)輪廓內(nèi)的小格子數(shù)輪廓面積S12實驗次數(shù)一滴純油酸的體積V分子的大小(m)平均值121．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．淺盤中的水離盤口面的距離應(yīng)較小，并要水平放置，以便準(zhǔn)確地畫出薄膜的形狀，畫線時視線應(yīng)與板面垂直．5．在水面撒痱子粉后，再不要觸動盤中的水．6．利用坐標(biāo)紙求油膜面積時，以邊長1cm的正方形為單位，計算輪廓內(nèi)正方形的個數(shù)，不足半格的舍去，多于半格的算一個．用油膜法估測分子直徑，通常可以測得比較準(zhǔn)，實驗誤差通常來自三個方面．1．形成單分子油膜只有形成單分子油膜，才能用油膜的厚度代表分子的直徑，即d＝.要求使用的酒精的濃度、痱子粉的用量適宜等．2．油滴的體積V用累積法測油滴的體積．先測出1mL的油酸酒精溶液的滴數(shù)，從而計算出一滴油酸的酒精溶液的體積．再由油酸的濃度算出油滴的體積．3．油膜的面積S用坐標(biāo)紙，測出形狀不規(guī)則油膜的面積．?dāng)?shù)出不規(guī)則圖形的輪廓包圍的方格數(shù)，計算方格數(shù)時，不足半格的舍去，多于半格的算一個，方格邊長的單位越小，這種方法求出的面積越精確． 在用油膜法估算分子大小的實驗中下列步驟中錯誤的是________．(1)用酒精稀釋油酸來配置油酸酒精溶液，油酸和溶液的比是1∶200.(2)將油酸酒精溶液一滴一滴的滴入量筒中，記下量筒內(nèi)油酸酒精溶液的體積V和滴入的油酸酒精溶液的滴數(shù)N，反復(fù)試驗三次，最后取平均滴數(shù)．則一滴油酸酒精溶液的體積為V1＝V/N(3)將水倒入塑料淺盤，水深約1cm～2cm，或達(dá)盤深的一半即可．(4)將石膏粉(或痱子粉)均勻的撒在水面上，目的為了便于看清油膜．(5)用注射器(或滴管)吸取配好的油酸酒精溶液并在淺盤中央水面上方1cm內(nèi)，滴一滴稀釋的油酸溶液．(6)將有機(jī)玻璃迅速蓋在淺盤上，并用水彩筆在有機(jī)玻璃板上描繪出油酸薄膜的輪廓圖．(7)將有機(jī)玻璃放在坐標(biāo)紙上，計算出油酸薄膜的面積S，求面積時以坐標(biāo)紙上邊長為1cm的正方形為單位，計算輪廓內(nèi)正方形的個數(shù)，不足半個舍去，多于半個的算一個．(8)根據(jù)d＝V1/S即可計算出油酸薄膜的厚度，即油酸分子的大小．(9)清理好有機(jī)玻璃及淺盤，使表面沒有油酸殘留，將儀器整理好、歸位．(10)處理實驗數(shù)據(jù)，填好記錄表．【解析】

(6)有錯，待油酸膜形狀穩(wěn)定后，將玻璃板輕放在淺盤上，等待油膜面積不再變化后再用水彩筆描出油膜輪廓；(8)有錯，應(yīng)用1滴油酸酒精溶液中純油酸體積比上油膜面積． 在做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(biāo)紙上，其形狀和尺寸如上圖所示，坐標(biāo)中正方形方格的邊長為1cm，試求：(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(shù)據(jù)估測出油酸分子的直徑．【解析】

(1)根據(jù)圖形，數(shù)得格子數(shù)為126個，那么油膜面積是S＝126×1cm2＝126cm2.1．利用單分子油膜法估測分子的直徑，需要測量的物理量是 ()A．一滴油的體積和它的密度B．一滴油的體積和它散成油膜的最大面積C．一滴油的質(zhì)量和它的密度D．一滴油形成油膜的厚度和它的密度【解析】利用單分子油膜法估測分子的直徑時，油應(yīng)在水面上盡可能散成單分子油膜，只有單分子油膜的厚度才是分子的直徑，因此d＝中，S應(yīng)為油散成的油膜的最大面積，所以只有B正確．【答案】B2．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，1mL溶液的滴數(shù)誤多記了10滴【答案】

AC3．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?jǐn)?shù))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(biāo)紙．(1)下面是實驗步驟，請?zhí)顚懰钡牟襟ECA．用滴管將濃度為0.05%油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，記下滴入1mL油酸酒精溶液時的滴數(shù)NB．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)nC．________________________________________________________________________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1cm的正方形為單位，計算輪廓內(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大小________(單位：cm)．4．在用油膜法估測分子的大小實驗中，已知一滴溶液中油酸的體積為V油酸，配制的油酸溶液中，純油酸與溶液體積之比為1∶500,1mL溶液滴250滴，那么1滴溶液的體積是______mL，所以一滴溶液中油酸體積為V油酸＝________cm3.若實驗中測得結(jié)