2022-2023年人教版(2019)新教材高中物理选择性必修3 第1章分子动理论1.2实验：用油膜法估测油酸分子的大小(1)课件

实验：用油膜法估测油酸分子的大小\n分子十分微小.以水为例,一个直径为10-3mm左右的水珠,它的大小与细菌差不多,用肉眼无法观察,就是在这样小的水珠里,分子的个数竟比地球上人口的总数还多上好几倍！思考：通过什么途径可以知道分子的大小呢？\n问题1：曹冲怎么称象？化整为零问题2：怎样估测绿豆的直径？\n方法一：将绿豆排成一行,测出总长,数出个数.\n方法二：测出总体积,数出个数.\n方法三：量出单层铺开的面积,测出总体积.\n问题3：怎么估算鞋底的大小？\n一、实验思路为了估测油酸分子的大小,我们把1滴油酸滴在水面上,水面上会形成一层油膜.尽管油酸分子有着复杂的结构和形状,分子间也存在着间隙,但在估测其大小时,可以把它简化为球形处理,并认为它们紧密排布.测出油膜的厚度d,它就相当于分子的直径.为了使油酸充分展开,获得一块单分子油膜,我们需要将油酸在酒精中稀释后再滴入水中.这样的油酸酒精溶液滴在水面,溶液中的酒精将溶于水并很快挥发,从而获得纯油酸形成的油膜.\n二、实验过程1.配制油酸溶液：用2ml注射器抽取1.5ml油酸,将其中1.0ml油酸注入500ml的量筒中,加入无水酒精至500ml刻度线,充分搅匀后得到体积比为1:500的油酸酒精溶液.2.测量一滴油酸溶液的体积：用滴管向量筒中一滴一滴地滴入油酸酒精溶液，记下液滴的总滴数n和它们的总体积V，则一滴油酸酒精溶液的体积为，所以油酸溶液的体积为。\n3.向浅盘里倒入约2cm深的水,并将痱子粉（或石膏粉）均匀地撒在水面上.4.用注射器或滴管将酒精油酸溶液滴在水面上一滴.5.待油酸薄膜的形状稳定后,将玻璃板（或有机玻璃板）放在浅盘上,并将油酸薄膜的形状用彩笔画在玻璃板上.二、实验过程6.将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上,算出油酸薄膜的面积S（求面积时以坐标纸上边长为1cm的正方形为单位,计算轮廓内正方形的个数,不足半个的舍去,多于半个的算一个）.7.根据酒精油酸溶液的浓度，算出一滴溶液中纯油酸的体积V，算出油酸薄膜的厚度。\n二、实验过程\n1.形成的油膜不是单分子油膜让油膜尽可能散开,等收缩到稳定状态再进行测量.要求使用的酒精的浓度、痱子粉的用量适宜等.2.纯油酸体积的计算误差要用累积法测油滴的体积.先测出1mL的酒精油酸溶液的滴数,从而计算出一滴酒精油酸溶液的体积.再由油酸的浓度算出油酸的体积.3.油膜的面积S测算产生的误差（1）油膜形状画线误差：用浅盘使玻璃尽量靠近液面,画线尽量和油膜边缘对应.（2）数格子法,带来的误差用坐标纸,测出形状不规则油膜的面积.数出不规则图形的轮廓包围的方格数,计算方格数时,不足半格的舍去,多于半格的算一个,方格边长的单位越小,用这种方法求出的面积越精确.三、误差分析\n1.测1滴酒精油酸溶液的体积时,滴入量筒中的酒精油酸溶液的体积应为整毫升数,应多滴几毫升,数出对应的滴数,这样求平均值误差较小.2.浅盘里水离盘口面的距离应较小,并要水平放置,以便准确地画出薄膜的形状,画线时视线应与板面垂直.3.痱子粉不要撒得太多,只要能够帮助看清油膜边界即可.4.在水面撒痱子粉后,不要再触动盘中的水.5.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.6.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.7.利用坐标纸求油膜面积时,以边长1cm的正方形为单位,计算轮廓内正方形的个数,不足半格的舍去,多于半格的算一个.四、注意事项\n思考：在用油膜法测定分子的直径时,实际上做了理想化处理,请问：有哪些地方做了理想化处理？1.把滴在水面上的油酸层当作单分子油膜层.2.把分子看成球形.3.油分子一个紧挨一个整齐排列.\n数量级：一些数据太大或很小,为了书写方便,习惯上用科学记数法写成10的乘方数,如3×10-10m.我们把10的乘方数叫做数量级,1×10-10m和9×10-10m,数量级都是10-10m.一般分子直径的数量级为10-10m（除少数有机物大分子以外）.\n1．“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中,有下列实验步骤：①往边长约为40cm的浅盘里倒入约2cm深的水,待水面稳定后将适量的痱子粉均匀地撒在水面上.②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.③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直径的大小.④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.⑤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.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1cm3的油酸溶于酒精,制成300cm3的油酸酒精溶液,测得1cm3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0.13m2.由此估算出油酸分子的直径为____________m（结果保留1位有效数字）.④①②⑤③5×10－10\n2．下面哪些措施可以减小“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ACD\n3．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1000mL溶液中有纯油酸0.6mL,用注射器测得1mL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示,图中每一小方格的边长为1cm,试求：（1）油酸薄膜的面积是________cm2；（2）实验测出油酸分子的直径是______________m（结果保留两位有效数字）；（3）实验中为什么要让油膜尽可能散开？1146.6×10－10这样做的目的是让油膜在水面上形成单分子油膜.