油膜法测分子直径课件.pptx

1、实验目的实验目的实验原理实验原理实验器材实验器材实验过程实验过程误差分析误差分析注意事项注意事项【例例1 1】在用在用“油膜法粗测分子直径油膜法粗测分子直径”的实验中的实验中(1)(1)作了哪些理想化的假设作了哪些理想化的假设? ?_(2)(2)已知实验室中使用的油酸酒精溶液的体积浓已知实验室中使用的油酸酒精溶液的体积浓度为度为A,A,又用滴管测得每又用滴管测得每N N滴这种油酸酒精溶液的滴这种油酸酒精溶液的总体积为总体积为V,V,将一滴这种溶液滴在浅盘中的水面上将一滴这种溶液滴在浅盘中的水面上, ,在玻璃板上描出油膜的边界线在玻璃板上描出油膜的边界线, ,再把玻璃板放在再把玻璃板放在画有边长

2、为画有边长为a a的正方形小格的纸上的正方形小格的纸上( (如图实十三如图实十三- -2)2)，测得油膜占有的小正方形个数为，测得油膜占有的小正方形个数为x.x.用以上用以上字母表示油酸分子的大小字母表示油酸分子的大小d=_.从图中从图中数得油膜占有的小正方数得油膜占有的小正方形个数形个数x=_.将油酸分子看做球形将油酸分子看做球形,认为分子是一个紧挨一个的认为分子是一个紧挨一个的,将油膜看成单分子层将油膜看成单分子层.2NxaVAx=571解答解答 (2)(2)据题意据题意, ,一滴中纯油酸体积一滴中纯油酸体积V= V= A A油膜面积油膜面积S=xaS=xa2 2油酸分子直径油酸分子直径d

3、= = d= = 由坐标纸可得由坐标纸可得x=57x=571 1答案答案: :(1)(1)见标准解答见标准解答 (2)(2) 57571 1NVSV2NxaVA2NxaVA【例例2 2】用油膜法估测油酸分子的大小用油膜法估测油酸分子的大小, ,请完成以下空格请完成以下空格: :(1)(1)实验器材有实验器材有: :浓度为浓度为0.05%(0.05%(体积分数体积分数) )的油酸酒精溶液、最小刻的油酸酒精溶液、最小刻度为度为0.1 mL0.1 mL的的_ 、盛有适量清水的、盛有适量清水的454550 50 cmcm2 2浅盘、痱子粉、橡皮头滴管、玻璃板、彩笔、浅盘、痱子粉、橡皮头滴管、玻璃板、彩

4、笔、_._. (2) (2)下面是实验步骤下面是实验步骤, ,请填写所缺的步骤请填写所缺的步骤C.C.A.A.用滴管将浓度为用滴管将浓度为0.05%0.05%的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中, ,记下滴入记下滴入1 mL1 mL油酸酒精溶液时的滴数油酸酒精溶液时的滴数N NB.将痱子粉均匀地撒在浅盘内水面上将痱子粉均匀地撒在浅盘内水面上,用滴管吸取浓度为用滴管吸取浓度为0.05%的的油酸酒精溶液油酸酒精溶液,从低处向水面中央一滴一滴地滴入从低处向水面中央一滴一滴地滴入,直到油酸薄膜有直到油酸薄膜有足够大的面积又不与器壁接触为止足够大的面积又不与器壁接触为止,

5、记下滴入的滴数记下滴入的滴数nC._D.将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上,以坐标纸上边长为以坐标纸上边长为1 cm的正方形为单位的正方形为单位,计算轮廓内正方形的个数计算轮廓内正方形的个数,算出油酸薄膜的算出油酸薄膜的面积面积S(3)用已给的和测得的物理量表示单个油酸分子的直径用已给的和测得的物理量表示单个油酸分子的直径_(cm).还需要的器材有量筒、还需要的器材有量筒、坐标纸坐标纸将玻璃板放在浅盘上将玻璃板放在浅盘上,用彩笔将油酸膜的形状画在玻璃板上用彩笔将油酸膜的形状画在玻璃板上.NS0.05%n【标准解答标准解答】(1)(1)还需要的器材有量筒

6、、坐标纸还需要的器材有量筒、坐标纸(2)(2)将玻璃板放在浅盘上将玻璃板放在浅盘上, ,用彩笔将油酸膜的形状画在玻用彩笔将油酸膜的形状画在玻璃板上璃板上. .(3)(3)每滴油酸酒精溶液的体积为每滴油酸酒精溶液的体积为 cmcm3 3n n滴油酸酒精溶液所含纯油酸的体积为滴油酸酒精溶液所含纯油酸的体积为V= nV= n0.05% cm0.05% cm3 3所以单个油酸分子的直径为所以单个油酸分子的直径为 = = 答案：答案：(1)(1)量筒量筒 坐标纸坐标纸(2)(2)将玻璃板放在浅盘上将玻璃板放在浅盘上, ,用彩笔将油酸膜的形状画在玻用彩笔将油酸膜的形状画在玻璃板上璃板上 (3) (3) N

7、1N1SVNS0.05%nNS0.05%n1.1.用油膜法估测分子的直径的实验中，下列操作正确的是用油膜法估测分子的直径的实验中，下列操作正确的是A.A.将纯油酸直接滴在水面上将纯油酸直接滴在水面上B.B.向量筒中滴向量筒中滴100100滴油酸酒精溶液，读出其体积滴油酸酒精溶液，读出其体积V VC.C.用试管向水面倒油酸溶液少许用试管向水面倒油酸溶液少许D.D.在计算油膜面积时，凡是占到方格的一部分的都计入方格的在计算油膜面积时，凡是占到方格的一部分的都计入方格的总数总数B【解析解析】选选B.B.要在水面形成单分子油膜，要用酒精稀释，不能将要在水面形成单分子油膜，要用酒精稀释，不能将纯油酸直接

8、滴在水面上，纯油酸直接滴在水面上，A A、C C不正确不正确. .为了测定油酸酒精溶液的为了测定油酸酒精溶液的体积，可以用累积法，即向量筒中滴体积，可以用累积法，即向量筒中滴100100滴油酸酒精溶液，读出滴油酸酒精溶液，读出其体积其体积V V，计算出一滴油酸酒精溶液的体积，计算出一滴油酸酒精溶液的体积，B B正确正确. .在计算油膜在计算油膜面积时，超过半格的算一格，不到半格的不计算，面积时，超过半格的算一格，不到半格的不计算，D D不正确不正确. .2.2.若已知若已知n n滴油的总体积为滴油的总体积为V V，一滴油形成的油膜面积为，一滴油形成的油膜面积为S S，这，这种油的摩尔质量为种油

9、的摩尔质量为M M，密度为，密度为，油分子可视为球体，则阿伏，油分子可视为球体，则阿伏加德罗常数加德罗常数N NA A应为（应为（ ）【解析解析】选选C.C.由于由于n n滴油的总体积为滴油的总体积为V V，一滴油形成的油，一滴油形成的油膜面积为膜面积为S S，可以认为这种油膜的厚度就是油分子的直径，可以认为这种油膜的厚度就是油分子的直径C3.3.（双选）某同学在用油膜法估测分子直径的实验中，计算结（双选）某同学在用油膜法估测分子直径的实验中，计算结果明显偏大，可能是由于果明显偏大，可能是由于( )( )A.A.油酸未完全散开油酸未完全散开 B.B.油酸中含有大量酒精油酸中含有大量酒精C.C.

10、计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格D.D.求每滴体积时，求每滴体积时，1 mL1 mL溶液的滴数多记了溶液的滴数多记了1010滴滴AC【解析解析】选选A A、C.C.本题主要考查油膜法估测分子直径的实验原理、本题主要考查油膜法估测分子直径的实验原理、方法及注意事项等方法及注意事项等. .如果油酸未完全散开，形成的油膜的厚度大于如果油酸未完全散开，形成的油膜的厚度大于分子直径，结果会偏大，选分子直径，结果会偏大，选A.A.油酸中含有酒精会很快挥发或溶于水，油酸中含有酒精会很快挥发或溶于水，酒精有助于形成单分子膜，使测量更准确，不选酒精有助于形成单分子

11、膜，使测量更准确，不选B.B.如果舍去了所有如果舍去了所有不足一格的方格，油膜的面积变小，由不足一格的方格，油膜的面积变小，由d= d= 计算出的直径偏大，计算出的直径偏大，选选C.C.滴数多记了滴数多记了1010滴，会使每滴的体积减小，由滴，会使每滴的体积减小，由d= d= 计算出的直计算出的直径偏小，不选径偏小，不选D.D.SVSV4.4.在做在做“用油膜法估测分子的大小用油膜法估测分子的大小”的实验中，实验简要步骤如下：的实验中，实验简要步骤如下：A.A.根据油酸酒精溶液的浓度，算出一滴溶液中纯油酸的体积根据油酸酒精溶液的浓度，算出一滴溶液中纯油酸的体积V.V.B.B.用浅盘装入约用浅盘

12、装入约2 cm2 cm深的水深的水. .C.C.将一滴油酸酒精溶液滴在水面上，待油酸薄膜的形状稳定后，将玻璃板将一滴油酸酒精溶液滴在水面上，待油酸薄膜的形状稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用彩笔将薄膜的形状描画在玻璃板上放在浅盘上，用彩笔将薄膜的形状描画在玻璃板上. .D.将画有油膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，数出轮廓内的方格数（不足半将画有油膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，数出轮廓内的方格数（不足半个的舍去，多于半个的算一个），再根据方格的边长求出油膜的面积个的舍去，多于半个的算一个），再根据方格的边长求出油膜的面积S.E.用公式用公式d= ，求出薄膜厚度，即油酸分子的大小，求出薄膜厚度，即油酸分子的

13、大小.上述步骤中有步骤遗漏或步骤不完全，请指出：上述步骤中有步骤遗漏或步骤不完全，请指出：（1）_；（2）_.求出求出1 mL油酸酒精溶液的滴数油酸酒精溶液的滴数浅盘里倒入水后，将痱子粉或石膏粉均匀地撒在水面上浅盘里倒入水后，将痱子粉或石膏粉均匀地撒在水面上5.5.油酸酒精溶液的浓度为每油酸酒精溶液的浓度为每1 000 mL1 000 mL油酸酒精溶液油酸酒精溶液中有油酸中有油酸0.6 mL0.6 mL，现用滴管向量筒内滴加，现用滴管向量筒内滴加5050滴上述溶滴上述溶液，量筒中的溶液体积增加了液，量筒中的溶液体积增加了1 mL1 mL，若把一滴这样的，若把一滴这样的油酸酒精溶液滴入足够大盛水

14、的浅盘中，由于酒精溶油酸酒精溶液滴入足够大盛水的浅盘中，由于酒精溶于水，油酸在水面展开，稳定后形成的纯油膜的形状于水，油酸在水面展开，稳定后形成的纯油膜的形状如图所示如图所示. .若每一小方格的边长为若每一小方格的边长为25 mm,25 mm,试问：试问：（1）这种估测方法是将每个油酸分子视为）这种估测方法是将每个油酸分子视为_模型，让油酸尽可能地模型，让油酸尽可能地在水面上散开，则形成的油膜可视为在水面上散开，则形成的油膜可视为_ 油膜，这层油膜的厚油膜，这层油膜的厚度可视为油酸分子的度可视为油酸分子的 .图中油酸膜的面积为图中油酸膜的面积为_ m2；每一滴油酸；每一滴油酸酒精溶液中含有纯油

15、酸体积是酒精溶液中含有纯油酸体积是_ m3；根据上述数据，估测出油酸分；根据上述数据，估测出油酸分子的直径是子的直径是_ m.（结果保留两位有效数字）（结果保留两位有效数字） （2）某同学在实验过程中，在距水面约）某同学在实验过程中，在距水面约2 cm的位置将一滴油酸酒精溶液滴的位置将一滴油酸酒精溶液滴入水面形成油膜，实验时观察到，油膜的面积会先扩张后又收缩了一些，入水面形成油膜，实验时观察到，油膜的面积会先扩张后又收缩了一些，这是为什么呢？这是为什么呢？请写出你分析的原因：请写出你分析的原因：_ _.球体球体单分子油膜单分子油膜直径直径12x10-114.4x10-22.710-10 水面受

16、到落下油滴的冲击，先陷下后又恢复水平，水面受到落下油滴的冲击，先陷下后又恢复水平，因此油膜的面积扩张因此油膜的面积扩张 油酸酒精溶液中的酒精挥发，使液面收缩油酸酒精溶液中的酒精挥发，使液面收缩【解析解析】（1 1）油膜面积约占）油膜面积约占7070小格，面积约为小格，面积约为S=70S=70252525251010-6-6 m m2 24.44.41010-2-2 m m2 2, ,一滴油酸酒精溶一滴油酸酒精溶液含有纯油酸的体积为液含有纯油酸的体积为 m m3 3=1.2=1.21010-11 -11 m m3 3，故油酸分子的直径，故油酸分子的直径约等于油膜的厚度约等于油膜的厚度d= m=2.7d= m=2.71010-10-10 m. m. 10000 10.6501V6-2-11104.4101.2SV（2 2）主要有两个原因：水面受到落下油滴的冲击，先陷下后又）主要有两个原因：水面受到落下油滴的冲击，先陷下后又恢复水平，因此油膜的面积扩张恢复水平，因此油膜的面积扩张 油酸酒精溶液中的酒精挥发，油酸酒精溶液中的酒精挥发，使液面收缩使液面收缩