1、讲解人：时间：.5.25M E N T A L H E A L T H C O U N S E L I N G P P T第第 3 节节 油 膜 法 测 分 子 的 直 径油 膜 法 测 分 子 的 直 径第七章 分子动理论人 教 版 高 中 物 理 选 修 3-31知道本实验的原理及所需的器材，了解实验注意的事项2会正确测出一滴油酸酒精溶液中油酸的体积及形成油膜的面积3会计算分子的大小，处理好实验数据4领会本实验方法构思的特点，理解间接测量微观量的思想 一、实验目的油酸分子的一端具有亲水性，另一端具有憎水性，当把酒精稀释过的油酸滴在水面上时，油酸便在水面上散开，其中酒精溶于水，并很快挥发，在
2、水面上形成有自由边界的一层纯油酸薄膜，形成单分子油膜如果将油酸看作是球状模型，测出一定体积的油酸溶液在水面上形成的油膜面积，计算出油膜的厚度，这个厚度就等于分子的直径 二、实验原理 盛水的容器，滴管或注射器，一个量筒，按一定的比例(一般为1 0)稀释了的油酸溶液，带有坐标方格的透明有机玻璃盖板(面积略大于容器的上表面积)，少量痱子粉或石膏粉，彩笔.三、实验器材1用注射器或滴管将一定容积的油酸溶液一滴一滴地滴入量筒，记下量筒内增加一定体积的滴数，求出一滴油酸溶液中所含纯油酸的体积V.2向容器中倒入约2 cm深的水，将痱子粉均匀地撒在水面上3小心地将一滴油酸溶液滴到水面上，让它在水面上自由地扩展为
3、油酸膜4轻轻地将有机玻璃盖板放到容器上，用彩笔将油酸膜的形状画在玻璃板上5利用坐标方格计算出油膜的面积S，再根据一滴溶液中纯油酸的体积和油膜的面积求出油膜的厚度DV/S，即为所测分子和直径.四、实验步骤 1、计算分子直径时，注意加的不是纯油酸，而是酒精油酸溶液，在利用公式dV/S计算时，式中的V不是溶液的体积而应该进行换算，计算出1滴酒精油酸溶液中纯油酸的体积，方法是：设n滴酒精油酸溶液是1 mL，则每1滴的酒精油酸溶液的体积是1/nmL。五、数据处理 2、事先知道配制溶液的比例是1M，则1滴溶液中的纯油酸体积V1n1MmL.式中的S是滴入水中后，纯油酸形成的油膜，其面积用数坐标纸上对应的格数
4、来计算，以1 cm为边长的坐标纸上占了多少个格，其面积就是多少平方厘米，数格时，不足半个格的舍去，多于半格的算1个格这样就可粗略地计算出油酸分子的直径1由于我们是采用间接测量的方式测量分子的直径，实验室中配制的酒精溶液的浓度、油酸在水面展开的程度、油酸面积的计算都直接影响测量的准确程度2虽然分子直径的数量级应在1010m.但中学阶段，对于本实验只要能测出油酸分子直径的数量级在109m上即可认为是成功的六、误差分析1痱子粉不要撒得太多，只要能够帮助看清油膜边界即可2滴入油酸溶液时，一定要细心，不要一下滴得太多，使油膜的面积过大3待测油酸面扩散后又收缩，要在稳定后再画轮廓扩散后又收缩有两个原因：第
5、一是水面受油酸滴冲击凹陷后恢复；第二是酒精挥发后液面收缩4利用坐标求油膜面积时，以边长1 cm的正方形为单位，计算轮廓内正方形的个数时，不足半格的舍去，多于半格的算一个5当重做实验时，水从盘的一侧边缘倒出，在这侧面会残留油酸，用少量酒精清洗，并用脱脂棉擦去再用清水冲洗这样可保持盘的清洁.七、注意事项1.在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，有下列实验步骤：往边长约为40 cm的浅盘里倒入约2 cm深的水，待水面稳定后将适量的痱子粉均匀地撒在水面上用注射器将事先配好的油酸酒精溶液滴在水面上，待薄膜形状稳定将画有油膜形状的玻璃板平放在坐标纸上，计算出油膜的面积，根据油酸的体积和面积计算出油酸分子
6、直径的大小用注射器将事先配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，记下量筒内每增加一定体积时的滴数，由此计算出一滴油酸酒精溶液的体积将玻璃板放在浅盘上，然后将油膜的形状用彩笔描绘在玻璃板上油膜法测分子大小的实验步骤典例应用完成下列填空：(1)上述步骤中，正确的顺序是_(填写步骤前面的数字)(2)将1 cm3的油酸溶于酒精，制成300 cm3的油酸酒精溶液，测得1 cm3的油酸酒精溶液有50滴现取一滴该油酸酒精溶液滴在水面上，测得所形成的油膜的面积是0.13 m2.由此估算出油酸分子的直径为_m(结果保留1位有效数字)【典例应用类型一】典例应用【典例应用类型一】典例应用2、(多选)下面哪些措施可以
7、减小“用油膜法估测分子的大小”的实验的误差()A装在浅盘中的水用蒸馏水B向水中滴油酸酒精溶液液滴时，只要注射器针尖离水面近一些就可以，没有其他要求C在描绘油膜形状时，透明盖板要离水面近些D在油膜稳定后再描绘油膜的形状【典例应用类型二】油膜法测分子的大小的注意事项典例应用【解析】：蒸馏水中不含杂质，不对实验产生影响，因此A选项正确在向水中滴油酸溶液液滴时，注射器针尖要尽量靠近水面，避免对水面产生太大的冲击如果液滴下落高度太大，对水面冲击太大，会形成爆炸式的、含有大锯齿形的油膜面，给测量造成困难同时，滴液滴时还要求滴在膜的中央，因此B选项错误在描绘油膜形状时，盖板离水面近些便于描绘，C选项正确同时
8、还要注意：眼睛应在油膜的正上方，并使视线与油膜垂直；在描绘过程中要避免引起水面振动在油酸溶液滴入水中后，会发现油膜面积先增大、后减小的现象，这是因为油膜中的无水乙醇的溶解和蒸发需要时间，一般在大油膜形成后12 s的时间，典例应用【典例应用类型二】油膜法测分子的大小的注意事项就可以收缩成稳定的、面积较小的油膜，应在此时测量，D选项正确答案A、C、D.【答案】：ACD3、在“用油膜法估测分子大小”实验中所用的油酸酒精溶液的浓度为1 000 mL溶液中有纯油酸0.6 mL，用注射器测得1 mL上述溶液为80滴，把1滴该溶液滴入盛水的浅盘内，让油膜在水面上尽可能散开，测得油酸薄膜的轮廓形状和尺寸如图所
9、示，图中每一小方格的边长为1 cm，试求：【类型应用三】油膜法测分子的大小的数据处理典例应用(3)实验中为什么要让油膜尽可能散开？_._【解析】：(1)舍去不足半格的，多于半格的算一格，数一下共有114(113115)个；一个小方格的面积S0L21 cm2，所以面积S1141 cm2114 cm2.【类型应用三】油膜法测分子的大小的数据处理典例应用【类型应用三类型应用三】油膜法测分子的大小的数据处理油膜法测分子的大小的数据处理典例应用讲解人：时间：.5.25M E N T A L H E A L T H C O U N S E L I N G P P T感 谢 各 位 的 聆 听感 谢 各 位 的 聆 听第七章 分子动理论人 教 版 高 中 物 理 选 修 3-3
