专题 实验《用油膜法估测分子的大小》

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1、高中物理第一轮总复习专题四用油膜法估测分子的大小第11页共12页高中物理第一轮总复习【实验目的】（1）用油膜法估测分子的大小。（2）加深对分子动理论基本内容的理解（3）学会间接测量微观量的方法【实验原理】（1）实验采用使油酸在水面上形成一层单分子油膜的方法估测分子的大小。（2）油酸的分子式为C17H33COOH，它的一个分子可以看成由两部分组成：一部分是C17H33——，另一部分是——COOH,其中——COOH对水有很强的亲和力，当把一滴用酒精稀释过的油酸滴在水面上时，油酸就在水面上散开，其中的酒精溶于水并很快挥发，在水面上形成近似圆形的

2、一层纯油酸薄膜，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，形成一个单分子油膜。（3）单分子油膜法粗测分子直径的原理，类似于取一定量的小米，测出它的体积V，然后把它平摊在桌面上，上下不重叠，一粒紧挨一粒，量出这些米粒占据桌面的面积S，从而计算出米粒的直径。（4）通过测出油滴的体积V及油滴在液面上形成的单分子油膜面积S，运用油酸滴入水面前后的总体积相等，测定分子直径。【实验器材】浅盘、痱子粉、注射器（或滴管）、量筒、坐标纸、玻璃纸、水彩笔（或钢笔）、事先配制好的油酸酒精溶液。第11页共12页高中物理第

3、一轮总复习【实验步骤】①先在浅盘中倒入2～3cm深的水，将痱子粉或石膏粉均匀撒在水面上。②用滴管将酒精油酸溶液逐滴滴入量筒至1ml，记下滴入的滴数n，算出一滴油酸溶液的体积V0/滴。③待油酸薄膜形状稳定后，将玻板放在浅盘上，用水彩笔或钢笔画出油膜形状。④将玻璃放在坐标纸上，算出油膜面积S；或通过数玻璃板上的方格数，算出油膜面积S。⑤根据溶液浓度，算出一滴溶液中纯油酸的体积V。⑥用一滴纯油酸的体积V和薄膜面积S，即可计算出薄膜的厚度d=V/S。第11页共12页高中物理第一轮总复习【注意事项】（1）油酸酒精溶液配制后，不要长时间放置，以免改变

4、浓度，产生误差。油酸酒精溶液的浓度以小于l‰为宜。（2）注射器针头高出水面的高度应在1cm之内,当针头靠近水面(油酸酒精溶液没滴下之前)时，会发现针头下方的痱子粉末层已被排开，这是由于针头中酒精挥发所致，不影响实验效果.（3）实验时针管（或滴管）在接近水面1cm左右滴油酸溶液，并且在液面稳定后，画下液面形状。（4）在玻璃上画轮廓线时，要待测油酸面扩散后又收缩稳定后再画,这是因为：①水面受油酸酒精溶液液滴扩散冲击后又要恢复；②酒精挥发引起的液面收缩.（5）要保证1mL溶液的滴数，准确无误；要控制滴液滴时的速度，确保液滴体积稳定。（6）在计算

5、面积时，如玻璃板上有直径1cm的方格，数方格数将不满半格的舍弃，超过半格的记为一格。（7）油酸酒精溶液的液滴要适当多一些。（8）每次实验时要让浅盘中的水稳定后再做。（9）痱子粉不宜撒得过厚，重做实验时，水要从盘的一侧边缘倒出，这样残留在盘上的油酸量少，容易清洗干净。第11页共12页高中物理第一轮总复习【实验纪录】项目油酸酒精溶液浓度1mL溶液的滴数一滴油酸酒精溶液的体积一滴油酸的体积油膜面积数值第11页共12页高中物理第一轮总复习【误差分析】1、纯油酸体积的计算误差:2、油膜面积的测量误差主要是：（1）油膜形状的画线误差（2）数格子法本身

6、是一种估算的方法，自然带来误差第11页共12页高中物理第一轮总复习●见证考题●第11页共12页高中物理第一轮总复习【例题精析】【例题1】（1992上海·三、2）将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，现取1滴油酸酒精溶液滴在水上，随着酒精溶于水，油酸在水面上形成一层单分子薄层，测出这一薄层面积为0.2m2，由此可估算出油酸分子的直径约为m。【解析】每一滴油酸酒精溶液的体积为：；一滴溶液中含纯油酸的体积为：；故油酸分子的直径为：。【点拨】纯油酸利用酒精稀释的目的是为了更好地形成单分子油膜，计算一滴

7、油酸酒精溶液中含纯油酸的体积是该题的难点。即要找准两个比例：一个“稀释比”和一个“分滴比”。【例题2】在做用油膜法估测分子大小的实验中，已知实验室中使用的油酸酒精溶液的体积浓度为n，又用滴管测得每N滴这种油酸酒精溶液的总体积为V，，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，再把玻璃板放在画有边长为a的正方形小格的纸上(如右图)测得油膜占有的小正方形个数为m。⑴用以上字母表示油酸分子的大小d。⑵从右图中数得油膜占有的小正方形个数为m=______。【解析】⑴从题意知道：一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积为：。油膜面积为利用圆

8、柱模型，所以。⑵利用数格子的方法可知m=58。【点拨】（1）计算一滴油酸酒精溶液中含纯油酸的体积是该题的难点。（2）计算方格数时，不足半个格子的舍去，多余半个格子的算一个；方格边长的单位越小，