專題-實(shí)驗(yàn)《用油膜法估測(cè)分子的大小》學(xué)生版

第4頁共4頁第3頁共4頁專題用油膜法估測(cè)分子的大小【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹浚?）用油膜法估測(cè)分子的大小。（2）加深對(duì)分子動(dòng)理論基本內(nèi)容的理解（3）學(xué)會(huì)間接測(cè)量微觀量的方法【實(shí)驗(yàn)原理】（1）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。（2）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，其中的酒精溶于水并很快揮發(fā)，在水面上形成近似圓形的一層純油酸薄膜，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)單分子油膜。（3）單分子油膜法粗測(cè)分子直徑的原理，類似于取一定量的小米，測(cè)出它的體積V，然后把它平攤在桌面上，上下不重疊，一粒緊挨一粒，量出這些米粒占據(jù)桌面的面積S，從而計(jì)算出米粒的直徑。（4）通過測(cè)出油滴的體積V及油滴在液面上形成的單分子油膜面積S，運(yùn)用油酸滴入水面前后的總體積相等，測(cè)定分子直徑。【實(shí)驗(yàn)器材】淺盤、痱子粉、注射器（或滴管）、量筒、坐標(biāo)紙、玻璃紙、水彩筆（或鋼筆）、事先配制好的油酸酒精溶液?！緦?shí)驗(yàn)步驟】①先在淺盤中倒入2～3cm深的水，將痱子粉或石膏粉均勻撒在水面上。②用滴管將酒精油酸溶液逐滴滴入量筒至1ml，記下滴入的滴數(shù)n，算出一滴油酸溶液的體積V0/滴。③待油酸薄膜形狀穩(wěn)定后，將玻板放在淺盤上，用水彩筆或鋼筆畫出油膜形狀。④將玻璃放在坐標(biāo)紙上，算出油膜面積S；或通過數(shù)玻璃板上的方格數(shù)，算出油膜面積S。⑤根據(jù)溶液濃度，算出一滴溶液中純油酸的體積V。⑥用一滴純油酸的體積V和薄膜面積S，即可計(jì)算出薄膜的厚度d=V/S?！咀⒁馐马?xiàng)】（1）油酸酒精溶液配制后，不要長時(shí)間放置，以免改變濃度，產(chǎn)生誤差。油酸酒精溶液的濃度以小于l‰為宜。（2）注射器針頭高出水面的高度應(yīng)在1cm之內(nèi),當(dāng)針頭靠近水面(油酸酒精溶液沒滴下之前)時(shí)，會(huì)發(fā)現(xiàn)針頭下方的痱子粉末層已被排開，這是由于針頭中酒精揮發(fā)所致，不影響實(shí)驗(yàn)效果.（3）實(shí)驗(yàn)時(shí)針管（或滴管）在接近水面1cm左右滴油酸溶液，并且在液面穩(wěn)定后，畫下液面形狀。（4）在玻璃上畫輪廓線時(shí)，要待測(cè)油酸面擴(kuò)散后又收縮穩(wěn)定后再畫,這是因?yàn)椋孩偎媸苡退峋凭芤阂旱螖U(kuò)散沖擊后又要恢復(fù)；②酒精揮發(fā)引起的液面收縮.（5）要保證1mL溶液的滴數(shù)，準(zhǔn)確無誤；要控制滴液滴時(shí)的速度，確保液滴體積穩(wěn)定。（6）在計(jì)算面積時(shí)，如玻璃板上有直徑1cm的方格，數(shù)方格數(shù)將不滿半格的舍棄，超過半格的記為一格。（7）油酸酒精溶液的液滴要適當(dāng)多一些。（8）每次實(shí)驗(yàn)時(shí)要讓淺盤中的水穩(wěn)定后再做。（9）痱子粉不宜撒得過厚，重做實(shí)驗(yàn)時(shí)，水要從盤的一側(cè)邊緣倒出，這樣殘留在盤上的油酸量少，容易清洗干凈?！緦?shí)驗(yàn)紀(jì)錄】項(xiàng)目油酸酒精溶液濃度1mL溶液的滴數(shù)一滴油酸酒精溶液的體積一滴油酸的體積油膜面積數(shù)值【誤差分析】1、純油酸體積的計(jì)算誤差:2、油膜面積的測(cè)量誤差主要是：（1）油膜形狀的畫線誤差（2）數(shù)格子法本身是一種估算的方法，自然帶來誤差●見證考題●【例題精析】【例題1】（1992上?！と?、2）將1cm3的油酸溶于酒精，制成200cm3的油酸酒精溶液，已知1cm3溶液有50滴，現(xiàn)取1滴油酸酒精溶液滴在水上，隨著酒精溶于水，油酸在水面上形成一層單分子薄層，測(cè)出這一薄層面積為0.2m2【例題2】在做用油膜法估測(cè)分子大小的實(shí)驗(yàn)中，已知實(shí)驗(yàn)室中使用的油酸酒精溶液的體積濃度為n，又用滴管測(cè)得每N滴這種油酸酒精溶液的總體積為V，，將一滴這種溶液滴在淺盤中的水面上，在玻璃板上描出油膜的邊界線，再把玻璃板放在畫有邊長為a的正方形小格的紙上(如右圖)測(cè)得油膜占有的小正方形個(gè)數(shù)為m。⑴用以上字母表示油酸分子的大小d。⑵從右圖中數(shù)得油膜占有的小正方形個(gè)數(shù)為m=______?！纠}3】本實(shí)驗(yàn)利用油酸在水面上形成一單分子層的油膜，估測(cè)分子大小。實(shí)驗(yàn)步驟如下：①將5mL的油酸倒入盛有酒精的玻璃量杯中，蓋上蓋并搖動(dòng)，使油酸均勻溶解形成油酸酒精溶液，讀出該溶液的體積為NmL。②用滴管將油酸酒精溶液一滴一滴地滴入空量杯中，記下當(dāng)杯中溶液到達(dá)1mL時(shí)的總滴數(shù)n。③在邊長約40cm的淺盤里倒入自來水，深約2cm，將少許石膏粉均勻地輕輕撒在水面上。④用滴管往盤中水面上滴一滴油酸酒精溶液。由于酒精溶于水而油酸不溶于水，于是該滴中的油酸就在水面上散開，形成油酸薄膜。⑤將平板玻璃放在淺方盤上，待油酸薄膜形成穩(wěn)定后可認(rèn)為已形成單分子層油酸膜。用彩筆將該單分子層油酸膜的輪廓畫在玻璃板上。⑥取下玻璃板放在方格子上，量出該單分子層油酸膜的面積。在估算油酸分子大小時(shí)，可將分子看成球形。用以上實(shí)驗(yàn)步驟中的數(shù)據(jù)和符號(hào)表示，油酸分子的半徑r=。【針對(duì)訓(xùn)練】1、在粗測(cè)油酸分子大小的實(shí)驗(yàn)中，具體操作如下： ①取油酸1.00mL注入250mL的容量瓶內(nèi)，然后向瓶中加入酒精，直到液面達(dá)到250mL的刻度為止，搖動(dòng)瓶使油酸在酒精中充分溶解，形成油酸的酒精溶液。②用滴管吸取制得的溶液逐滴滴入量筒，記錄滴入的滴數(shù)直到量筒達(dá)到1.00mL為止，恰好共滴了100滴。③在水盤內(nèi)注入蒸餾水，靜置后滴管吸取油酸的酒精溶液，輕輕地向水面滴一滴溶液，酒精揮發(fā)后，油酸在水面上盡可能地散開，形成一油膜。④測(cè)得此油膜面積為3.60×102cm（1）這種粗測(cè)方法是將每個(gè)分子視為，讓油酸盡可能地在水面上散開，則形成的油膜面積可視為，這層油膜的厚度可視為油分子的。（2）利用數(shù)據(jù)可求得油酸分子的直徑為m。2、用“油膜法”可以估測(cè)分子的大?。稳胧⑺囵B(yǎng)皿中的油酸溶液所含純油酸的體積為4.0×10-6mL，將培養(yǎng)皿水平放在邊長為1cm的方格紙上，水面上散開的油膜輪廓如圖所示．該油膜面積為：S=cm2，由此可以估算油酸的分子直徑約為d=_______________m。3、利用油膜法可以粗略測(cè)出阿伏伽德羅常數(shù)。把密度ρ