高中物理 1.2 测量分子的大小课件 粤教版选修33.ppt

第二节测量分子的大小 1 理解用油膜法测量分子大小的原理 学会利用宏观量测定微观的数量级的方法 2 通过用油膜法测定分子大小的实验 学会用理想化模型来处理实际问题 3 通过探究学习培养学生的创新思维和严谨 求实的科学素养 单层分子 球形 直径 小量筒 玻璃板 坐标纸 10 10 温馨提示实验中有两个理想化模型 一是把分子看做小球 二是认为分子一个挨着一个排列 一 实验步骤 实验目的 1 用油膜法估测分子的大小 2 体会通过测量宏观量来测量微观量的方法 实验原理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 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 其中的酒精溶于水中并很快挥发 在水面上形成近似圆形的一层纯油酸薄膜 如图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 形成一个单分子层油膜 如图1 2 1 乙 所示 实验器材 实验步骤 1 用注射器或滴管将老师事先配制好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中 记下量筒内增加一定体积 例如1ml 时的滴数 计算出每滴液滴体积的平均值 如图1 2 2 a 图1 2 2 2 如图1 2 2 b 所示 在水平放置的浅盘内倒入约2cm深的水 用纱网 或粉扑 将适量痱子粉轻轻撒在水面上 3 如图1 2 2 c 所示 用滴管将一滴油酸溶液轻轻滴入水面中央 待油膜形状稳定后 在浅盘上盖上玻璃盖板 用彩笔描出油膜的边缘轮廓 如图1 2 2 d 所示 4 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 三 注意事项 1 痱子粉不要撒得太多 只要能够帮助看清油膜边界即可 2 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 3 待测油酸扩散后又收缩 要在稳定后再画轮廓 扩散后又收缩有两个原因 一是水面受油酸滴冲击凹陷后恢复 一是酒精挥发后液面收缩 4 利用坐标纸求油膜面积时 以边长为1cm的正方形为单位 计算轮廓内正方形的个数时 大于半个的均算一个 5 当重做实验时 水从盘的一侧边缘倒出 在这侧面会残留油酸 用少量酒精清洗 并用脱脂棉擦去再用清水冲洗 这样可保持盘的清洁 四 误差分析 1 方格数不准或面积计算出现差错 2 油滴体积过大同时水面面积过小 不能形成单分子油膜 3 痱子粉没有均匀地浮在水面上 4 计算分子直径时 注意滴加的不是纯油酸 而是油酸酒精溶液 应用一滴溶液的体积乘以溶液的体积百分比浓度 切忌把油酸溶液液滴当成纯油酸液滴 特别提醒油酸溶液需配制 记住浓度百分比 撒粉滴油要均匀 算出油酸的体积 放板描图算面积 计算直径数量级 例1 用油膜法估测油酸分子的大小 实验器材有 浓度为0 05 体积分数 的油酸酒精溶液 最小刻度0 1ml的量筒 盛有适量清水的45 50cm2浅盘 痱子粉 橡皮头滴管 玻璃板 彩笔 坐标纸 1 下面是实验步骤 请填写所缺的步骤c a 用滴管将浓度为0 05 油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中 记下滴入1ml油酸酒精溶液时的滴数n 实验原理及步骤 b 将痱子粉均匀地撒在浅盘内水面上 用滴管吸取浓度为0 05 的油酸酒精溶液 从低处向水面中央一滴一滴地滴入 直到油酸薄膜有足够大的面积又不与器壁接触为止 记下滴入的滴数nc d 将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上 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 算出油酸薄膜的面积scm2 2 用已给的和测得的物理量表示单个油膜分子的直径大小 单位 cm 变式1 用油膜法估测分子的大小 方法及步骤如下 向体积v油 1ml油酸中加酒精 直至总量达到v总 500ml 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 当滴入n 100滴时 测得其体积恰好是v0 1ml 先往边长30 40cm的浅盘里倒入2cm深的水 然后将 均匀地撒在水面上 图1 2 3 用注射器往水面上滴一滴油酸酒精溶液 待油酸薄膜形状稳定后 将事先准备好的带方格的塑料盖板放在浅盘上 并在塑料盖板上描下油酸膜的形状 描出的轮廓如图1 2 3所示 数出轮廓范围内正方形的个数n 正方形边长l 20mm 根据以上信息 回答下列问题 有数值计算的问题 先用信息中字母写出表达式再代入数值并统一单位算出结果 1 步骤 中应填写 2 1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积v纯是多少毫升 3 油酸分子直径是多少米 答案 1 痱子粉 2 2 10 5 3 4 10 10 例2 油酸酒精溶液的浓度为每1000ml油酸酒精溶液中有油酸0 6ml 用滴管向量筒内滴50滴上述溶液 量筒中的溶液体积增加1ml 若把一滴这样的溶液滴入盛水的浅盘中 由于酒精溶于水 油酸在水面展开 稳定后形成单分子油膜的形状如图1 2 4所示 1 若每一小方格的边长为30mm 则油酸薄膜的面积为 m2 2 每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积为 m3 3 根据上述数据 估算出油酸分子的直径为 m 实验数据处理 图1 2 4 答案 1 5 13 10 2 2 1 2 10 11 3 2 3 10 10借题发挥解答本题的关键是准确计算油膜所占的面积和纯油酸体积的计算 计算方格数时 不足半个格子的舍去 大于半个格子的算一个 方格边长越小 这种方法求出的面积越精确 变式2 在 用油膜法估测分子的大小 的实验中 下列哪些假假设不是实验的前提 a 该油膜是单分子油膜b 可以认为油膜的