1.2 用油膜法估測(cè)油酸分子的大小-高二物理課件

§1.2實(shí)驗(yàn)：用油膜法估測(cè)油酸分子的大小高二物理（人教版2019）選擇性必修第三冊(cè)第一章

分子動(dòng)理論思考：分子十分微小。以水為例，一個(gè)直徑為10-3mm左右的水珠，它的大小與細(xì)菌差不多，用肉眼無(wú)法觀察，就是在這樣小的水珠里，分子的個(gè)數(shù)竟比地球上人口的總數(shù)還多上好幾倍！

思考：通過什么途徑可以知道分子的大小呢？分子直徑:10－10m直徑:10－1m蘋果直徑:107m地球一、實(shí)驗(yàn)思路（1）固體、液體可以認(rèn)為各個(gè)球形分子是一個(gè)挨一個(gè)地緊密排列（2）將一滴油酸（體積V已知）滴在水面上，使其盡可能地散開形成一層

油膜。油膜的厚度看成是油酸分子的直徑d，所以只要再測(cè)定出這層油膜的面積S，就可求出油酸分子直徑d的大小。

新課講授水油酸分子d單分子二、實(shí)驗(yàn)步驟（1）測(cè)量1滴油酸酒精溶液中純油酸的體積V.①取1mL的油酸，用無(wú)水酒精稀釋為濃度1∶200的油酸酒精溶液。②用注射器將油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，記下量筒

內(nèi)增加一定體積(如1mL)時(shí)的滴數(shù)n，由此求出一滴油酸酒精溶液

的平均體積。再根據(jù)溶液濃度計(jì)算其所含純油酸的體積V。思考：如何計(jì)算一滴溶液中含有的純油酸體積是多少？（2）測(cè)量1滴油酸酒精溶液在水面上形成的油膜面積S.

①往淺盤中倒入約2cm深的水，然后將爽身粉均勻地撒在水面上。②用注射器向水面上滴入一滴配制好的油酸油精溶液，油酸

就在水面上慢慢散開，形成單分子油膜，待油酸薄膜形狀穩(wěn)定后，

將準(zhǔn)備好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。③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。

方法是計(jì)算輪廓范圍內(nèi)正方形的個(gè)數(shù)，不足半個(gè)的舍去，多于半個(gè)

的算一個(gè)，把正方形的個(gè)數(shù)乘以單個(gè)正方形的面積就是油膜的面積S。二、實(shí)驗(yàn)步驟（2）測(cè)量1滴油酸酒精溶液在水面上形成的油膜面積S.不足半個(gè)的舍去，多于半個(gè)的算一個(gè)，把正方形的個(gè)數(shù)乘以單個(gè)正方形的面積就是油膜的面積S。二、實(shí)驗(yàn)步驟正方形的個(gè)數(shù)N單個(gè)正方形的面積s0

油膜的面積S=Ns0（3）計(jì)算油膜厚度得分子直徑

用1滴油酸酒精溶液中純油酸的體積V和該油膜面積S計(jì)算出油膜厚

度，即油酸分子的直徑d=

二、實(shí)驗(yàn)步驟

二、實(shí)驗(yàn)步驟1.配制溶液（稀釋）2.精測(cè)一滴液體體積3.水盤取水，撒爽身粉4.滴溶液形成單分子薄膜5.描油膜形狀6.放坐標(biāo)紙，算油膜面積7.求分子直徑【例1】某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)室用油膜法測(cè)油酸分子直徑，實(shí)驗(yàn)主要步驟如下：①向體積V油＝6mL的油酸中加酒精，直至總量達(dá)到V總＝104mL；②用注射器吸?、僦杏退峋凭芤海阉坏我坏蔚氐稳胄×客仓?，當(dāng)?shù)稳雗＝75滴時(shí)，測(cè)得其體

積恰好是V0＝1mL；③先往淺盤里倒入2cm深的水，然后將痱子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，待油酸薄膜形狀穩(wěn)定后，將事先準(zhǔn)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將畫有油酸薄膜輪廓的玻璃板放在坐標(biāo)紙上，如圖所示，數(shù)出輪廓范圍內(nèi)小方格的個(gè)數(shù)N，小方

格的邊長(zhǎng)為L(zhǎng)＝1cm。根據(jù)以上信息，回答下列問題：(1)一滴油酸酒精溶液中含有純油酸的體積為________m3；油膜面積為________m2；油酸分子直徑為________m；(以上結(jié)果均保留1位有效數(shù)字)(2)若滴入75滴油酸酒精溶液的體積不足1mL，則最終的測(cè)量結(jié)果將偏________(選填“大”或“小”)?！纠?】“用油膜法估測(cè)分子的大小”實(shí)驗(yàn)的簡(jiǎn)要步驟如下：A.將畫有油膜輪廓的玻璃板放在坐標(biāo)紙上，數(shù)出輪廓內(nèi)的方格數(shù)(不足半個(gè)的舍去，多于半個(gè)的算一個(gè))，再根據(jù)方格的邊長(zhǎng)求出油膜的面積S。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)定后，將玻璃板放在淺盤上，用彩筆將薄膜的形狀描畫在玻璃板上。C.用淺盤裝入約2cm深的水。D.用公式d＝

求出薄膜厚度，即油酸分子直徑的大小。E.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(1)上述步驟中有步驟遺漏或步驟不完全，請(qǐng)指出：①

；②

。(2)上述實(shí)驗(yàn)步驟的合理順序是

。

三、注意事項(xiàng)1.油酸酒精溶液配制好后不要長(zhǎng)時(shí)間放置，以免濃度改變，造成較大的實(shí)驗(yàn)誤差。2.向水面滴油酸酒精溶液時(shí)，應(yīng)靠近水面，不能離水面太高，否則油膜難以形成。3.待測(cè)油膜擴(kuò)散后又會(huì)收縮，要在油膜的形狀穩(wěn)定后再描輪廓。1.(1)如圖所示的四個(gè)圖反映“用油膜法估測(cè)油酸分子的大小”實(shí)驗(yàn)中的四個(gè)步驟，將它們按操作先后順序排列應(yīng)是

(用符號(hào)表示)；(2)在該實(shí)驗(yàn)中，油酸酒精溶液的濃度為每1000mL溶液中有1mL純油酸.用注射器測(cè)得1mL上述溶液有100滴，把2滴該溶液滴入盛水的淺盤里，畫出油膜的形狀如圖3所示，坐標(biāo)格的正方形大小為20mm×20mm.可以估算出油膜的面積是__________m2,2滴油酸酒精溶液中純油酸的體積為__________m3，由此估算出油酸分子的直徑是__________m；(所有結(jié)果保留二位有效數(shù)字)(3)某同學(xué)通過測(cè)量出的數(shù)據(jù)計(jì)算分子直徑時(shí)，發(fā)現(xiàn)計(jì)算結(jié)果比實(shí)際值偏大，可能是由于_______.A.油酸未完全散開B.油酸酒精溶液中含有大量酒精C.計(jì)算油膜面積時(shí)，將所有不足一格的方格記為一格

D.求每滴溶液體積時(shí)，1mL的溶液的滴數(shù)多記了10滴課堂練習(xí)2.在做“用油膜法估測(cè)分子的大小”實(shí)驗(yàn)時(shí)，（1）每104mL油酸酒精溶液中有純油酸6mL。用注射器測(cè)得75滴這樣的溶液為1mL。把1滴這樣的溶液滴入盛水的淺盤里，把玻璃板蓋在淺盤上并描畫出油酸膜輪廓，數(shù)出油膜共占116個(gè)小方格。正方形小方格的邊長(zhǎng)為1cm。由此估算出油酸分子直徑為（

）A．7×10-8mB．7×10-10mC．1×10-8m D．1×10-10m（2）某