高考物理 实验8用油膜法估测分子的大小课件 新人教版

1、n自主学习自主学习n一、实验原理一、实验原理n当把一滴用酒精稀释过的油酸滴在水面上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，在水面上形于水中，并很快挥发，在水面上形成成 实验中如果测实验中如果测出一定体积的油酸在水面上形成的单分子出一定体积的油酸在水面上形成的单分子油膜的油膜的 ，即可估算出油酸分子的，即可估算出油酸分子的大小大小一个单分子层油膜一个单分子层油膜面积面积Sn二、实验器材二、实验器材n清水、酒精、油酸、量筒、浅盘清水、酒精、油酸、量筒、浅盘(边长约边长约30cm40cm)、注射器、注射器(或滴管

2、或滴管)、玻璃板、玻璃板(或有机玻璃板或有机玻璃板)、彩笔、痱子粉、彩笔、痱子粉(或石膏粉或石膏粉)、坐标纸、容量瓶坐标纸、容量瓶(500mL)n三、实验步骤三、实验步骤n1配制酒精油酸溶液，取油酸配制酒精油酸溶液，取油酸1mL，注入，注入500mL的容量瓶中，然后向容量瓶内注入的容量瓶中，然后向容量瓶内注入酒精，直到液面达到酒精，直到液面达到500mL刻度线为止，刻度线为止，摇动容量瓶，使油酸充分在酒精中溶解，这摇动容量瓶，使油酸充分在酒精中溶解，这样就得到样就得到500mL酒精油酸溶液；酒精油酸溶液；n2用注射器或滴管将酒精油酸溶液一滴一用注射器或滴管将酒精油酸溶液一滴一滴地滴入量筒中，并

3、计下量筒内一定体积滴地滴入量筒中，并计下量筒内一定体积VN时的滴数时的滴数N.算出每滴酒精油酸溶液的体算出每滴酒精油酸溶液的体积积V0 ；n3向浅盘里倒入约向浅盘里倒入约2cm深的水，并将痱子深的水，并将痱子粉粉(或石膏粉或石膏粉)均匀地撒在水平上；均匀地撒在水平上；VN/Nn4用注射器或滴管将酒精油酸溶液滴在水用注射器或滴管将酒精油酸溶液滴在水面上一滴；面上一滴；n5待油酸薄膜的形状稳定后，将玻璃板待油酸薄膜的形状稳定后，将玻璃板(或或有机玻璃板有机玻璃板)放在浅盘上，并将油酸薄膜的放在浅盘上，并将油酸薄膜的形状用彩笔画在玻璃板上；形状用彩笔画在玻璃板上；n6将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐

4、标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纸上，算出油酸薄膜的面积S(求面积时以坐求面积时以坐标纸上边长为标纸上边长为1cm的正方形为单位，计算轮的正方形为单位，计算轮廓内正方形的个数，不足半个的舍去，多于廓内正方形的个数，不足半个的舍去，多于半个的算一个半个的算一个)；n7根据酒精油酸溶液的浓度，算出一滴溶根据酒精油酸溶液的浓度，算出一滴溶液中纯油酸的体积液中纯油酸的体积V，算出油酸薄膜的厚度，算出油酸薄膜的厚度d ；n8看数量级是否符合实际，否则重做实看数量级是否符合实际，否则重做实验验V/Sn实验记录实验记录项项目目油酸油酸酒酒精精溶溶液液的的浓浓度度体积体积VN溶溶液

5、对液对应的应的滴数滴数一滴油一滴油酸酒酸酒精溶精溶液的液的体积体积一滴一滴油油酸酸的的体体积积油油膜膜面面积积分子分子的的大大小小数数值值n深化拓展深化拓展n一、实验注意事项一、实验注意事项n1测一滴油酸酒精溶液的体积时，滴入量测一滴油酸酒精溶液的体积时，滴入量筒中的油酸酒精溶液的体积应为整毫升数，筒中的油酸酒精溶液的体积应为整毫升数，应多滴几毫升，数出对应的滴数，这样求平应多滴几毫升，数出对应的滴数，这样求平均值误差较小均值误差较小n2浅盘里水离盘口面的距离应较小，并要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，画水平放置，以便准确地画出薄膜的形状，画线时视线应与板

6、面垂直线时视线应与板面垂直n3在水面撒痱子粉后，再不要触动盘中的在水面撒痱子粉后，再不要触动盘中的水水n4利用坐标纸求油膜面积时，以边长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，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，多于半格的算一个不足半格的舍去，多于半格的算一个n二、实验误差分析二、实验误差分析n用油膜法估测分子的直径，通常可以测得比用油膜法估测分子的直径，通常可以测得比较准，实验误差通常来自三个方面：较准，实验误差通常来自三个方面：n1形成单分子油膜形成单分子油膜n只有形成单分子油膜，才能用油膜的厚度代只有形成单分子油膜，才能用油膜的厚度

7、代表分子的直径，即表分子的直径，即d .要求使用的酒精要求使用的酒精的浓度、痱子粉的用量适宜等的浓度、痱子粉的用量适宜等n2油滴的体积油滴的体积Vn用累积法测油滴的体积先测出用累积法测油滴的体积先测出1mL的油酸的油酸酒精溶液的滴数，从而计算出一滴油酸酒精酒精溶液的滴数，从而计算出一滴油酸酒精溶液的体积再由油酸的浓度算出纯油酸的溶液的体积再由油酸的浓度算出纯油酸的体积体积n3油膜的面积油膜的面积Sn用坐标纸测出形状不规则油膜的面积数出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，数时，不足

8、半格的舍去，多于半格的算一个，方格边长的单位越小，这种方法求出的面积方格边长的单位越小，这种方法求出的面积越精确越精确n针对训练针对训练n1在做在做“用油膜法估测分子的大小用油膜法估测分子的大小”的实的实验中，准备有以下器材：用酒精稀释过的油验中，准备有以下器材：用酒精稀释过的油酸、滴管、痱子粉、浅盘及水、玻璃板、彩酸、滴管、痱子粉、浅盘及水、玻璃板、彩笔还缺少的器材有笔还缺少的器材有()nA只有量筒只有量筒B只有坐标纸只有坐标纸nC量筒和坐标纸量筒和坐标纸 D不再缺仪器不再缺仪器n解析：解析：本题考查本题考查“用油膜法估测分子的大小用油膜法估测分子的大小”的使用仪器一项，此题解决的关键是熟练

9、掌的使用仪器一项，此题解决的关键是熟练掌握实验方法和实验步骤很明显本题的正确握实验方法和实验步骤很明显本题的正确选项应为选项应为C.n答案：答案：Cn2体积为体积为1.2103cm3的油滴在静止的水的油滴在静止的水面上扩展为面上扩展为4m2的单分子油膜，假设分子间的单分子油膜，假设分子间是紧密排列的，则可估算出这种油分子的直是紧密排列的，则可估算出这种油分子的直径为径为_，1mol这种油的体积为这种油的体积为_，一个油分子的质量为，一个油分子的质量为_(油的密度为油的密度为0.8103kg/m3)n0.8103 3.14(31010)3kgn1.131026kg.n答案：答案：31010m8.

10、48106m31.131026kgn【例【例1】(2009黄冈模拟黄冈模拟)油油酸酒精溶液的浓度为每酸酒精溶液的浓度为每1000mL油酸酒精溶液中有油油酸酒精溶液中有油酸酸0.6mL，现用滴管向量筒内，现用滴管向量筒内滴加滴加50滴上述溶液，量筒中滴上述溶液，量筒中的溶液体积增加了的溶液体积增加了1mL，若把，若把一滴这样的油酸酒精溶液滴入一滴这样的油酸酒精溶液滴入足够大盛水的浅盘中，由于酒足够大盛水的浅盘中，由于酒精溶于水，油酸在水面展开，精溶于水，油酸在水面展开，稳定后形成的纯油膜的形状如稳定后形成的纯油膜的形状如图所示若每一小方格的边长图所示若每一小方格的边长为为25mm，试问：，试问：

11、n(1)这种估测方法是将每个油酸分子视为这种估测方法是将每个油酸分子视为_模型，让油酸尽可能地在水面模型，让油酸尽可能地在水面上散开，则形成的油膜可视为上散开，则形成的油膜可视为_油膜，这层油膜的厚油膜，这层油膜的厚度可视为油酸分子的度可视为油酸分子的_图中油图中油酸膜的面积为酸膜的面积为_m2；每一滴油酸；每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸体积是酒精溶液中含有纯油酸体积是_m3；根据上述数据，估测出油；根据上述数据，估测出油酸分子的直径是酸分子的直径是_m(结果保留结果保留两位有效数字两位有效数字)n(2)某同学在实验过程中，在距水面约某同学在实验过程中，在距水面约2cm的位置将一滴油酸酒精溶液

12、滴入水面形成油的位置将一滴油酸酒精溶液滴入水面形成油膜，实验时观察到，油膜的面积会先扩张后膜，实验时观察到，油膜的面积会先扩张后又收缩了一些，这是为什么呢？又收缩了一些，这是为什么呢？n请写出分析的原因：请写出分析的原因：_n答案答案(1)球体单分子直径球体单分子直径4.41021.210112.71010n(2)主要有两个原因：主要有两个原因：水面受到落下油滴水面受到落下油滴的冲击，先陷下后又恢复水平，因此油膜的的冲击，先陷下后又恢复水平，因此油膜的面积扩张面积扩张油酸酒精溶液中的酒精挥发，油酸酒精溶液中的酒精挥发，使液面收缩使液面收缩n在在“用油膜法估测分用油膜法估测分子大小子大小”的实验

13、中，所的实验中，所用的油酸酒精溶液的浓用的油酸酒精溶液的浓度为每度为每1 000mL溶液中溶液中有纯油酸有纯油酸0.6mL，用注，用注射器测得射器测得1mL上述溶液上述溶液为为80滴，把滴，把1滴该溶液滴滴该溶液滴入盛水的浅盘内，让油入盛水的浅盘内，让油膜在水面上尽可能散开，膜在水面上尽可能散开，测得油酸膜的轮廓形状测得油酸膜的轮廓形状和尺寸如图所示，图中和尺寸如图所示，图中正方形格的边长为正方形格的边长为1cm.n(1)实验中为什么要让油膜尽可能散开？实验中为什么要让油膜尽可能散开？n(2)实验测出油酸分子的直径是多少？实验测出油酸分子的直径是多少？(结果结果保留两位有效数字保留两位有效数字

14、)n(3)如果已知体积为如果已知体积为V的一滴油在水面上散开的一滴油在水面上散开形成的单分子油膜的面积为形成的单分子油膜的面积为S，这种油的密，这种油的密度为度为，摩尔质量为，摩尔质量为M，试写出阿伏加德罗，试写出阿伏加德罗常数的表达式常数的表达式n解析：解析：(1)为使油酸在水面上形成单分子油为使油酸在水面上形成单分子油膜膜n(2)由图可知油膜覆盖方格数约为由图可知油膜覆盖方格数约为120个，设个，设油酸分子的直径为油酸分子的直径为d，则有，则有 1061201104dn解得解得d6.31010m(6.210106.41010m都对都对)n(3)每个分子的体积每个分子的体积n由由NAV0Mn

15、得得NA .n答案：答案：(1)见解析见解析(2)6.31010m(3)n【例【例2】利用油膜法估测油酸分子的大小，利用油膜法估测油酸分子的大小，实验器材有：浓度为实验器材有：浓度为0.05%(体积分数体积分数)的油的油酸酒精溶液、最小刻度为酸酒精溶液、最小刻度为0.1mL的量筒、盛的量筒、盛有适量清水的有适量清水的4550cm2的浅盘、痱子粉、的浅盘、痱子粉、橡皮头滴管、玻璃板、彩笔、坐标纸橡皮头滴管、玻璃板、彩笔、坐标纸n(1)下面是实验步骤，请填写所缺的步骤下面是实验步骤，请填写所缺的步骤C.nA用滴管将浓度为用滴管将浓度为0.05%的油酸酒精溶液的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，记下

16、滴入一滴一滴地滴入量筒中，记下滴入1mL油酸油酸酒精溶液时的滴数酒精溶液时的滴数N；nB将痱子粉均匀地撒在浅盘内水面上，用将痱子粉均匀地撒在浅盘内水面上，用滴管吸取浓度为滴管吸取浓度为0.05%的油酸酒精溶液，从的油酸酒精溶液，从低处向水面中央一滴一滴地滴入，直到油酸低处向水面中央一滴一滴地滴入，直到油酸膜有足够大的面积又不与器壁接触为止，记膜有足够大的面积又不与器壁接触为止，记下滴入的滴数下滴入的滴数n；nC_；nD将画有油酸膜轮廓的玻璃板放在坐标纸将画有油酸膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，以坐标纸上边长上，以坐标纸上边长1cm的正方形为单位，的正方形为单位，计算轮廓内正方形的个数，算出油酸膜的面计算轮廓内正方形的个数，算出油酸膜的面积积S.n