第2節(jié) 實驗：用油膜法估測油酸分子的大小

第2節(jié)實驗：用油膜法估測油酸分子的大小

實驗目的1．用油膜法估測油酸分子的大小。2．初步學會用統(tǒng)計的方法求物理量。

實驗器材清水、酒精、油酸、淺盤(邊長約為30～40cm)、注射器、燒杯、玻璃板、彩筆、爽身粉、坐標紙、容量瓶(500mL)。

實驗步驟1．用稀酒精溶液及清水清洗淺盤，充分洗去油污、粉塵，以減少實驗誤差。2．配制油酸酒精溶液：取油酸1mL，注入500mL的容量瓶中，然后向容量瓶內(nèi)注入酒精，直到液面達到500mL刻度線為止，搖動容量瓶，使油酸分子充分與酒精分子結合，這樣就得到了濃度為0.2%的油酸酒精溶液。3．用注射器吸取一段油酸酒精溶液，由注射器上的刻度讀取該段溶液的總體積，再把注射器中的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入燒杯中，并記下液滴的總滴數(shù)N。4．向淺盤里倒入約2cm深的水，并將爽身粉均勻地撒在水面上。

誤差分析

產(chǎn)生原因減小方法偶然誤差測量油膜面積不準確使用的坐標紙的方格要小一些，待液面穩(wěn)定后再測量面積系統(tǒng)誤差油膜的厚度不是單分子排列使油酸酒精溶液的濃度小一些

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，產(chǎn)生誤差。2．實驗之前應練習好滴定方法，注射器針頭高出水面的高度應在1cm之內(nèi)。3．待測油酸液面擴散后又收縮，要在穩(wěn)定后再畫輪廓，擴散后又收縮有兩個原因：第一，水面受油酸液滴沖擊凹陷后又恢復；第二，酒精揮發(fā)后液面收縮。4．當重做實驗時，水從盤的一側邊緣倒出，在這側邊緣會殘留油酸，可用少量酒精清洗，并用脫脂棉擦拭，再用清水沖洗，這樣做可保持盤的清潔。(一)實驗原理與操作[典例1]在“用油膜法估測油酸分子的大小”的實驗中，以下給出的是可能的操作步驟，把你認為正確的步驟前的字母按合理的順序填寫在橫線上________，并請補充實驗步驟D中的計算式。A．將畫有油膜輪廓的玻璃板放在坐標紙上，以坐標紙上邊長1cm的正方形為單位，計算出輪廓內(nèi)正方形的個數(shù)n。B．將一滴油酸酒精溶液滴在水面上，待油酸薄膜的形狀穩(wěn)定。C．用淺盤裝入約2cm深的水，然后將爽身粉均勻地撒在水面上。D．用測量的物理量估算出油酸分子的直徑d＝______。E．用注射器將事先配好的體積濃度為0.05%的油酸酒精溶液逐滴滴入燒杯，記下滴入的溶液體積V0與滴數(shù)N。F．將玻璃板放在淺盤上，用筆將薄膜的外圍形狀描畫在玻璃板上。[對點訓練]1．用油膜法估算分子大小的實驗中，首先需將純油酸稀釋成一定濃度的油酸酒精溶液，稀釋的目的是______________________________________________________________________________________________________________。實驗中為了測量出一滴已知濃度的油酸酒精溶液中純油酸的體積，可以______________________________________________________________________。為得到油酸分子的直徑，還需測量的物理量是__________________________。解析：用油膜法估測分子直徑時，需使油酸在水面上形成單分子層油膜，為使油酸盡可能地散開，將油酸用酒精稀釋。根據(jù)V＝Sd，要求得分子的直徑d，則需要測出油膜面積，以及一滴油酸酒精溶液中純油酸的體積。這樣需要測出一滴油酸酒精溶液的體積，其方法可用累積法，即測出1mL油酸酒精溶液的滴數(shù)。答案：使油酸在淺盤的水面上容易形成一塊單分子層油膜把油酸酒精溶液一滴一滴地滴入小量筒中，測出1mL油酸酒精溶液的滴數(shù)，得到一滴溶液中純油酸的體積單分子層油膜的面積(二)數(shù)據(jù)處理和誤差分析[典例2]某小組同學在實驗室做“用油膜法估測油酸分子的大小”的實驗時，實驗的方法及步驟如下：①向體積V油＝1mL的油酸中加酒精，直至總量達到V總＝500mL；②用注射器吸取一段①中配制好的油酸酒精溶液，由注射器上的刻度讀取該段溶液的總體積為V0＝1mL，把它一滴一滴地滴入燒杯中，記下液滴的總滴數(shù)n＝100滴；③往邊長為30～40cm的淺盤里倒入2cm深的水，將爽身粉均勻地撒在水面上；④用注射器往水面上滴一滴油酸酒精溶液，將事先準備好的玻璃板放在淺盤上，并在玻璃板上描下油酸膜的形狀；⑤將畫有油酸膜輪廓的玻璃板放在坐標紙上，如圖所示，數(shù)出輪廓范圍內(nèi)的小方格的個數(shù)，小方格的邊長l＝20mm。根據(jù)以上信息，回答下列問題：(1)該同學有遺漏的實驗步驟是_______，其正確做法是_____________________________________________________________________________________。(2)1滴油酸酒精溶液中純油酸的體積V′是________mL。(3)油酸分子的直徑d＝______m(保留一位有效數(shù)字)。(4)若爽身粉撒得過厚，則會使分子直徑的測量結果偏________(選填“大”或“小”)。[對點訓練]2.

某同學做“用油膜法估測油酸分子的大小”的實驗，實驗中所用油酸酒精溶液的濃度為每1000mL油酸酒精溶液中有純油酸0.6mL，用注射器向燒杯內(nèi)滴50滴上述溶液，注射器中的溶液體積減少1mL，若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20mm，則油酸薄膜的面積約為________m2