用油膜法估測(cè)油酸分子的大小課件

高二物理名師課程用油膜法估算油酸分子的大小1高二物理名師課程給你一個(gè)量筒和一把刻度尺，如何測(cè)量綠豆的直徑？思考2高二物理名師課程問(wèn)題分子大小的測(cè)量是否可以采用以上方法？選什么樣的物質(zhì)來(lái)做實(shí)驗(yàn)？油酸溶液3高二物理名師課程油膜法估測(cè)分子直徑的原理子由兩部分組成：一部部分是C17H33-，對(duì)水學(xué)習(xí)活動(dòng)一4油酸分子的特點(diǎn)油酸分子式為C17H33-COOH，它的分分是-COOH

，對(duì)水有很強(qiáng)的親合力，另一沒(méi)有親合力而要冒出水面。油酸和酒精能很好地混合。當(dāng)把一滴用酒精稀釋過(guò)的油酸滴在水面上時(shí)，油酸就在水面上很快散開(kāi)，而酒精溶于水，并很快揮發(fā)，最后在水面上形成一層油酸薄膜，簡(jiǎn)稱單分子油膜。高二物理名師課程5油膜法估測(cè)分子直徑的原理學(xué)習(xí)活動(dòng)一實(shí)驗(yàn)原理單分子油膜法（理想化模型）把一滴油酸滴到水面上，油酸在水面上散開(kāi)形成單分子油膜，如果把分子看成球形，并且緊密排列，單分子油膜的厚度就可認(rèn)為等于油膜分子的直徑。高二物理名師課程如何才能求出單分子油膜層的厚度？油酸分子油膜法估測(cè)分子直徑的原理學(xué)習(xí)活動(dòng)一d

水

先測(cè)出一滴油酸的體積V；測(cè)出這滴油酸在水面上形成的油膜的面積S；單分子油膜的厚度等于油滴體積V與油膜面積S的比值。方法小結(jié)：測(cè)大算小6問(wèn)題高二物理名師課程如何測(cè)量一滴油酸的體積？用注射器取適量的油酸，將其逐滴滴入小量筒內(nèi)，記錄滴入量筒的油酸的體積V和滴數(shù)n，便知一滴油酸的體積V/n實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)活動(dòng)二問(wèn)題1量筒、注射器 、淺盤、刻有小方格的玻璃板、油酸酒精溶液、痱子粉或滑石粉、彩筆、水。實(shí)驗(yàn)器材方法小結(jié)：測(cè)多算少7高二物理名師課程？用酒精來(lái)稀釋油酸溶液,配置一定濃度的油酸酒精溶液算一算利用注射器針頭輕輕地滴一滴純油酸在水面上，它的體積為0.02cm3，油酸散開(kāi)形成單分子油膜，設(shè)分子的直徑大約為8×10-10m，若水面足夠大，請(qǐng)問(wèn)油酸散開(kāi)的面積為多大？問(wèn)題2我們?cè)趯?shí)驗(yàn)室中完成該實(shí)驗(yàn)有何困難？如何來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題8高二物理名師課程形狀？撒入痱子粉顯示油膜邊界問(wèn)題3油酸薄膜是透明的，我們?nèi)绾斡^察油膜的問(wèn)題4油酸散開(kāi)后，其薄膜的形狀是不規(guī)則的。那么如何測(cè)量其面積呢？蓋上刻有小方格的玻璃板，用水筆描下油膜輪廓，可用“四舍五入”法粗略估算其面積9高二物理名師課程10實(shí)驗(yàn)測(cè)量學(xué)習(xí)活動(dòng)三實(shí)驗(yàn)步驟用注射器向量筒中滴入n滴油酸酒精溶液，使這些溶液的體積恰好為1mL，算出每滴油酸酒精溶液的體積V0。利用已知的油酸酒精溶液的濃度，算出一滴溶液中純油酸的體積V。在邊長(zhǎng)約30-40cm的淺盤中倒入約2cm深的水，在水面上均勻地撒一層薄薄的痱子粉，用注射器輕輕地滴一滴油酸溶液在水面上。待油酸溶液全部散開(kāi)，形狀穩(wěn)定后，用一玻璃板輕輕蓋在淺盤上，然后用水筆把油膜的輪廓畫在玻璃板上，并估算出油膜的面積S。用公式d=V/S，算出油膜的厚度，此即油酸分子的直徑。高二物理名師課程11注意事項(xiàng)痱子粉的厚薄要適中，并從盤中央加入，使粉自動(dòng)擴(kuò)散至均勻；滴酒精油酸溶液時(shí)，針尖距液面約1cm，防止濺出；要待油膜形狀穩(wěn)定后，再畫輪廓，且視線要與面板垂直；求油膜面積時(shí)，以邊長(zhǎng)1

cm的正方形為單位，計(jì)算輪廓內(nèi)正方形的個(gè)數(shù)，不足半個(gè)的舍去，大于半個(gè)的算一個(gè)。高二物理名師課程12實(shí)驗(yàn)結(jié)論分子直徑的數(shù)量級(jí)為10-10m（除一些有機(jī)物質(zhì)的大分子外，一般分子的直徑數(shù)量級(jí)為10-10m，以后無(wú)特別說(shuō)明，我們就以10-10m作為分子直徑的數(shù)量級(jí)。）高二物理名師課程13問(wèn)題：本實(shí)驗(yàn)可以用來(lái)粗略估算油酸分子的直徑，你認(rèn)為實(shí)驗(yàn)可能存在的誤差有哪些？痱子粉太厚，油膜沒(méi)盡量擴(kuò)散開(kāi)，形成的油膜不是單分子油膜，所以測(cè)到的厚度不是分子直徑；勾勒油膜輪廓不夠準(zhǔn)確；數(shù)油膜格數(shù)時(shí)出現(xiàn)誤差；溶液中的酒精會(huì)揮發(fā)，導(dǎo)致實(shí)際的濃度比與配置時(shí)的不同。誤差分析高二物理名師課程例題1.在做“用油膜法測(cè)分子的大小”實(shí)驗(yàn)時(shí)，油酸酒精溶液的濃度為每

104ml溶液中有純油酸6mL，用注射器測(cè)得1mL上述溶液有液滴75滴。先將適量痱子粉均勻撒在盛水的淺盤水面上，把1滴該溶液滴入，待水面穩(wěn)定后，將玻璃板放在淺盤上，在玻璃板上描出油酸膜的輪廓，隨后把玻璃板放在坐標(biāo)紙上，其形狀和尺寸如圖所示，坐標(biāo)中正方形小方格的邊長(zhǎng)為1cm，求：（1）油酸膜的面積是

cm2；。每一滴油酸酒精溶液中含有純油酸的體積是

；按以上數(shù)據(jù)，估測(cè)出油酸分子的直徑是

m（1）油膜面積

S=113×1cm2=113cm2計(jì)算油膜面積時(shí)采用“四舍五入”法14高二物理名師課程變式.在“用油膜法測(cè)量分子直徑”的實(shí)驗(yàn)中，將濃度為

η

的一滴油酸溶液，輕輕滴入水盆中，穩(wěn)定后形成了一層單分子油膜．測(cè)得一滴油酸溶液的

體積為V0，形成的油膜面積為S，則其中純油酸的體積為

，油酸分

子的直徑約為 ，如果把油酸分子看成是球形的（球的體積公式為 ，d為球直徑），該滴油酸溶液所含油酸分子數(shù)約

．一滴純油酸的體積油酸分子的直徑一滴油酸溶液中所含油酸分子數(shù)15高二物理名師課程例題2.油酸酒精溶液的濃度為每1000

mL油酸酒精溶液中有油酸0.6

mL，現(xiàn)用滴管向量筒內(nèi)滴加50滴上述溶液，量筒中的溶液體積增加了1mL，若把一滴這樣的油酸酒精溶液滴入足夠大盛水的淺盤中，由于酒精溶于水，油酸在水面展開(kāi)，穩(wěn)定后形成的純油膜的形狀如圖所示．若每一個(gè)小方格的邊長(zhǎng)為25mm，試問(wèn)：（1）這種估測(cè)方法是將每個(gè)油酸分子視為

模型，讓油酸盡的厚度可視為油酸分子的 ．圖 中油酸膜的面積為每一滴油酸酒精溶液中含有純油酸體積是

m3；根據(jù)上述數(shù)據(jù)，球體可能地在水面上散開(kāi)，則形成的油膜可視為

單分子

油膜，這層油膜直徑估測(cè)出油酸分子的直徑是

m．（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）

2

（1）油膜面積

S=70×25

×

25mm

=4.4

×

10-2m216高二物理名師課程例題2.油酸酒精溶液的濃度為每1000

mL油酸酒精溶液中有油酸0.6

mL，現(xiàn)用滴管向量筒內(nèi)滴加50滴上述溶液，量筒中的溶液體積增加了1mL，若把一滴這樣的油酸酒精溶液滴入足夠大盛水的淺盤中，由于酒精溶于水，油酸在水面展開(kāi)，穩(wěn)定后形成的純油膜的形狀如圖所示．若每一個(gè)小方格的邊長(zhǎng)為25mm，試問(wèn)：（2）某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，在距水面約2

cm的位置將一滴油酸酒精溶液滴入水面形成油膜，實(shí)驗(yàn)時(shí)觀察到，油膜的面積會(huì)先擴(kuò)張后又收縮了一些，這是為什么?請(qǐng)寫出你分析的原因：

水面受到落下油滴的沖擊，先陷下后恢復(fù)，溶液中酒精揮發(fā)，使液面收縮17高二物理名師課程變式.用油膜法估測(cè)分子的大?。畬?shí)驗(yàn)器材有：濃度為0.05%的油酸酒精溶液、最小刻度為

0.1 mL的量筒、盛有適量清水的淺盤、痱子粉、膠頭滴管、玻璃板、彩筆、坐標(biāo)紙(最小正方形邊長(zhǎng)為1

cm)．則下滴入1mL油酸酒精溶液的滴數(shù)N③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，從低處向水面中央滴入一滴④

將畫有油膜輪廓的玻璃板放在坐標(biāo)紙上，算出油膜的面積S（2）利用以上測(cè)量數(shù)據(jù)，寫出單個(gè)油酸分子直徑的表達(dá)式為（S單位：cm2）d=0.05%/(NS)（cm）（1）下面給出的實(shí)驗(yàn)步驟中，正確排序應(yīng)為

②③①④

(填序號(hào))，為估算油酸分子的直徑，請(qǐng)補(bǔ)填最后一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)步驟④①待油酸薄膜的形狀穩(wěn)定后，將玻璃板放在淺盤上，用彩筆將油酸薄膜的形狀畫在