實(shí)驗(yàn) 用油膜法估測分子的大小

實(shí)驗(yàn)用油膜法估測分子的大小第一頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期二實(shí)驗(yàn)分析與導(dǎo)引一、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?．估測油酸分子的大?。?．學(xué)習(xí)間接測量微觀量的原理和方法．第二頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期二【實(shí)驗(yàn)原理】利用油酸酒精溶液在平靜的水面上形成單分子油膜(如圖11－3－1所示)，將油酸分子看成球形，測出一定體積油酸酒精溶液在水面上形成的油膜面積，用d＝V/S計(jì)算出油膜的厚度，其中V為一滴油酸酒精溶液中純油酸的體積，S為第三頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期二油膜面積．這個厚度就近似等于油酸分子的直徑．圖11－3－1第四頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期二【實(shí)驗(yàn)器材】盛水淺盤，滴管(或注射器)，試劑瓶，坐標(biāo)紙，玻璃板，痱子粉(或細(xì)石膏粉)，油酸，酒精，量筒，容量瓶(500mL)，彩筆．第五頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期二【實(shí)驗(yàn)步驟】1．配制溶液：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．求液滴體積：用注射器(或滴管)將稀釋的油酸滴入量筒，數(shù)出每毫升的滴數(shù)，求出每滴油酸酒精溶液體積的平均第六頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期二值，記入表格．3．倒水撒粉：在水平放置的淺盤中倒入約2cm深的水，用紗網(wǎng)(或粉撲)將適量痱子粉輕輕撒在水面上．4．滴油描輪廓：用滴管將一滴油酸酒精溶液輕輕滴入水面中央，待油膜形狀穩(wěn)定后，在淺盤上蓋上塑料蓋板，用彩筆描出油膜的邊緣輪廓．第七頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期二5．?dāng)?shù)格算面積：數(shù)出輪廓內(nèi)的格數(shù)，不足半格舍去，超過半格作一格，再據(jù)坐標(biāo)紙上一格面積求出總面積S.6．求分子直徑：根據(jù)油酸酒精溶液的濃度，計(jì)算出一滴溶液中純油酸的體積V，根據(jù)第八頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期二第九頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期二二、數(shù)據(jù)處理根據(jù)上面記錄的數(shù)據(jù)，完成以下表格內(nèi)容.實(shí)驗(yàn)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第十頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期二實(shí)驗(yàn)次數(shù)一滴純油酸的體積V分子的大小(m)平均值12第十一頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期二第十二頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期二3．測1滴油酸酒精溶液的體積時，滴入量筒中的油酸酒精溶液的體積應(yīng)為整毫升數(shù)，應(yīng)多滴幾毫升，數(shù)出對應(yīng)的滴數(shù)，這樣求平均值誤差較小．4．淺盤里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．第十三頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期二5．要待油膜形狀穩(wěn)定后，再畫輪廓．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(jì)算輪廓內(nèi)正方形的個數(shù)，不足半格的舍去，大于半格的算一個．第十四頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期二7．做完實(shí)驗(yàn)后，把水從盤的一側(cè)邊緣倒出，并用少量酒精清洗，然后用脫脂棉擦去，最后用水沖洗，以保持盤的清潔．第十五頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期二四、誤差分析1．形成的油膜不是單分子油膜讓油膜盡可能散開，等收縮到穩(wěn)定狀態(tài)再進(jìn)行測量．要求使用的酒精的濃度、痱子粉的用量適宜等．第十六頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期二2．純油酸體積的計(jì)算誤差要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(jì)算出一滴油酸酒精溶液的體積．再由油酸的濃度算出油酸的體積．3．油膜的面積S測算產(chǎn)生的誤差(1)油膜形狀畫線誤差：用淺盤使玻璃第十七頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期二盡量靠近液面，畫線盡量和油膜邊緣對應(yīng)．(2)數(shù)格子法帶來的誤差用坐標(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(jì)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，用這種方法求出的面積越精確．第十八頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期二一、基本實(shí)驗(yàn)操作的考查用油膜法估測油酸分子的大小，請完成以下空格：(1)實(shí)驗(yàn)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________、盛有適量清水的45×50cm2典例透析與示范例1第十九頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期二淺盤、痱子粉、橡皮頭滴管、玻璃板、彩筆、________.(2)下面是實(shí)驗(yàn)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筒中，記下滴入1mL油酸酒精溶液時的滴數(shù)N第二十頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期二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第二十一頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期二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1cm的正方形為單位，計(jì)算輪廓內(nèi)正方形的個數(shù)，算出油酸薄膜的面積S(3)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)．第二十二頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期二第二十三頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期二第二十四頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期二第二十五頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期二【規(guī)律總結(jié)】完成基本操作的前提是明確實(shí)驗(yàn)的目的和每一步的作用，親自完成實(shí)驗(yàn)是正確獲取知識的關(guān)鍵．第二十六頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期二二、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理例2

在“用油膜法估測分子的大小”實(shí)驗(yàn)中，油酸酒精溶液的濃度為每104mL溶液中有純油酸6mL.第二十七頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期二圖11－3－2第二十八頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期二用注射器測得1mL上述溶液共有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，在玻璃板上描出油酸的輪廓，隨后把玻璃板放在坐標(biāo)紙上，其形狀和尺寸如圖11－3－2所示，坐標(biāo)紙中正方形方格的邊長為1cm.試求：第二十九頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期二(1)油酸膜的面積是多少；(2)每一滴油酸酒精溶液中含有純油酸的體積是多少；(3)根據(jù)上述數(shù)據(jù)，估測出油酸分子的直徑．第三十頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期二第三十一頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期二第三十二頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期二【答案】

(1)129cm2

(2)8×10－6mL

(3)6.2×10－10m【規(guī)律總結(jié)】解決分子油膜實(shí)驗(yàn)關(guān)鍵是要理解分子模型，也就是理解油酸分子在水面上形成的薄膜的厚度即分子直徑，已知油酸體積和水面上形成的油酸第三十三頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期二面積．?dāng)?shù)油膜面積對應(yīng)的格子數(shù)時，完整的每個算一個，不完整的大于等于半格的算一個，不到半格的舍去．第三十四頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期二三、創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)例3

某同學(xué)設(shè)計(jì)了如下一個“用油膜法估測分子的大小”的實(shí)驗(yàn)．第三十五頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期二圖11－3－3第三十六頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期二他配制的油酸酒精溶液的濃度為103mL溶液中有純油酸1mL，用注射器量得1mL上述油酸酒精溶液中有液滴50滴，將其中的1滴滴入水面撒有痱子粉的淺盤里，待穩(wěn)定后，形成了清晰的油膜輪廓．他然后將一有機(jī)玻璃板放在淺盤上，并在玻璃板上描下了油膜的形狀．第三十七頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期二但他沒有坐標(biāo)紙，就先用游標(biāo)卡尺測量了該玻璃板的厚度如圖11－3－3所示，然后用剪刀剪出了面積等于油膜形狀的有機(jī)玻璃板，如圖所示，并用天平稱出了其質(zhì)量為0.3kg，已知該有機(jī)玻璃板的密度為ρ＝3×103kg/m3，請根據(jù)以上數(shù)據(jù)估測：第三十八頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期二(1)油酸膜的實(shí)際面積；(2)油酸分子的直徑．【解析】

(1)由圖讀出有機(jī)玻璃板的厚度d＝2.5×10－3m油酸膜的實(shí)際面積S第三十九頁，共四十