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文檔簡介
1、第二節(jié)測(cè)量分子的大小,1理解用油膜法測(cè)量分子大小的原理,學(xué)會(huì)利用宏觀量測(cè)定微觀的數(shù)量級(jí)的方法 2通過用油膜法測(cè)定分子大小的實(shí)驗(yàn),學(xué)會(huì)用理想化模型來處理實(shí)際問題 3通過探究學(xué)習(xí)培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和嚴(yán)謹(jǐn)、求實(shí)的科學(xué)素養(yǎng),單層分子,球形,直徑,小量筒,玻璃板,坐標(biāo)紙,1010,溫馨提示 實(shí)驗(yàn)中有兩個(gè)理想化模型,一是把分子看做小球,二是認(rèn)為分 子一個(gè)挨著一個(gè)排列,一、實(shí)驗(yàn)步驟 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?(1)用油膜法估測(cè)分子的大小 (2)體會(huì)通過測(cè)量宏觀量來測(cè)量微觀量的方法,實(shí)驗(yàn)原理 實(shí)驗(yàn)采用使油酸在水面上形成一層單分子油膜的方法估測(cè)分子的大小油酸的分子式為C17H33COOH,它的一個(gè)分子可以看成由兩部分組成:一部
2、分是C17H33,另一部分是COOH.其中COOH對(duì)水有很強(qiáng)的親和力,當(dāng)把一滴用酒精稀釋過的油酸滴在水面上時(shí),油酸就在水面上散開(其中的酒精溶于水中并很快揮發(fā)),在水面上形成近似圓形的一層純油酸薄膜,如圖1-2-1(甲)所示其中C17H33一部分冒出水面,而COOH部分留在水中,油酸分子直立在水面上,形成一個(gè)單分子層油膜,如圖1-2-1(乙)所示,實(shí)驗(yàn)器材,實(shí)驗(yàn)步驟 (1)用注射器或滴管將老師事先配制好的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(例如1 mL)時(shí)的滴數(shù)計(jì)算出每滴液滴體積的平均值,如圖1-2-2(A) 圖1-2-2,2)如圖1-2-2(B)所示,在水平放置的淺盤內(nèi)
3、倒入約2 cm深的水,用紗網(wǎng)(或粉撲)將適量痱子粉輕輕撒在水面上 (3)如圖1-2-2(C)所示,用滴管將一滴油酸溶液輕輕滴入水面中央,待油膜形狀穩(wěn)定后,在淺盤上蓋上玻璃蓋板,用彩筆描出油膜的邊緣輪廓,如圖1-2-2(D)所示 (4)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S,三、注意事項(xiàng) (1)痱子粉不要撒得太多,只要能夠幫助看清油膜邊界即可 (2)滴入油酸溶液時(shí),一定要細(xì)心,不要一下滴得太多,使油膜的面積過大 (3)待測(cè)油酸擴(kuò)散后又收縮,要在穩(wěn)定后再畫輪廓擴(kuò)散后又收縮有兩個(gè)原因:一是水面受油酸滴沖擊凹陷后恢復(fù);一是酒精揮發(fā)后液面收縮,4)利用坐標(biāo)紙求油膜面積時(shí),以邊長為1
4、 cm的正方形為單位,計(jì)算輪廓內(nèi)正方形的個(gè)數(shù)時(shí),大于半個(gè)的均算一個(gè) (5)當(dāng)重做實(shí)驗(yàn)時(shí),水從盤的一側(cè)邊緣倒出,在這側(cè)面會(huì)殘留油酸,用少量酒精清洗,并用脫脂棉擦去再用清水沖洗,這樣可保持盤的清潔,四、誤差分析 (1)方格數(shù)不準(zhǔn)或面積計(jì)算出現(xiàn)差錯(cuò); (2)油滴體積過大同時(shí)水面面積過小,不能形成單分子油膜; (3)痱子粉沒有均勻地浮在水面上; (4)計(jì)算分子直徑時(shí),注意滴加的不是純油酸,而是油酸酒精溶液,應(yīng)用一滴溶液的體積乘以溶液的體積百分比濃度切忌把油酸溶液液滴當(dāng)成純油酸液滴 特別提醒油酸溶液需配制,記住濃度百分比撒粉滴油要均勻,算出油酸的體積放板描圖算面積,計(jì)算直徑數(shù)量級(jí),例1】 用油膜法估測(cè)油
5、酸分子的大小,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0.1 mL的量筒、盛有適量清水的4550 cm2淺盤、痱子粉、橡皮頭滴管、玻璃板、彩筆、坐標(biāo)紙 (1)下面是實(shí)驗(yàn)步驟,請(qǐng)?zhí)顚懰钡牟襟EC. A用滴管將濃度為0.05%油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中,記下滴入1 mL油酸酒精溶液時(shí)的滴數(shù)N,實(shí)驗(yàn)原理及步驟,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 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1 cm的正方形為單位,計(jì)算
6、輪廓內(nèi)正方形的個(gè)數(shù),算出油酸薄膜的面積S cm2 (2)用已給的和測(cè)得的物理量表示單個(gè)油膜分子的直徑大小_(單位:cm,變式1】 用油膜法估測(cè)分子的大小, 方法及步驟如下: 向體積V油1 mL油酸中加酒精,直至總量達(dá)到V總 500 mL. 用注射器吸取中油酸酒精溶液,把它一滴一滴地滴入小量筒中,當(dāng)?shù)稳雗100滴時(shí),測(cè)得其體積恰好是V01 mL. 先往邊長3040 cm的淺盤里倒入2 cm深的水,然后將_均勻地撒在水面上,圖1-2-3,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)備好的帶方格的塑料蓋板放在淺盤上,并在塑料蓋板上描下油酸膜的形狀 描出的輪廓如圖1-2-3所示,
7、數(shù)出輪廓范圍內(nèi)正方形的個(gè)數(shù)N,正方形邊長l20 mm. 根據(jù)以上信息,回答下列問題(有數(shù)值計(jì)算的問題,先用信息中字母寫出表達(dá)式再代入數(shù)值并統(tǒng)一單位算出結(jié)果,1)步驟中應(yīng)填寫:_. (2)1滴油酸酒精溶液中純油酸的體積V純是多少毫升? (3)油酸分子直徑是多少米? 答案(1)痱子粉(2)2105(3)41010,例2】 油酸酒精溶液的濃度為每1 000 mL 油酸酒精溶液中有油酸0.6 mL,用滴管向 量筒內(nèi)滴50滴上述溶液,量筒中的溶液體積 增加1 mL.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1-2-4所示 (1)若每一小方格的邊長為30 mm,則油酸薄膜的面積為_ m2; (2)每一滴油酸酒精溶液中含有純油酸的體積為_ m3; (3)根據(jù)上述數(shù)據(jù),估算出油酸分子的直徑為_ m,實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理,圖1-2-4,答案(1)5.13102(2)1.21011(3)2.31010 借題發(fā)揮解答本題的關(guān)鍵是準(zhǔn)確計(jì)算油膜所占的面積和純油酸體積的計(jì)算計(jì)算方格數(shù)時(shí),不足半個(gè)格子的舍去,大于半個(gè)格子的算一個(gè),方格邊長越小,這種方法求出的面積越精確,變式2】 在“用油膜法估測(cè)分子的大小”的實(shí)驗(yàn)中,下列哪些假假設(shè)不是實(shí)驗(yàn)的前提() A該油膜是單分子油膜 B可以認(rèn)為油膜
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