实验-油膜法测分子直径

第一页第二页，共32页。一、实验目的1．会正确测出一滴油酸酒精溶液中油酸的体积及形成油膜的面积；2．会计算分子的大小，正确处理实验数据．第二页第三页，共32页。二、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甲所示)．其C17H33—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．

第三页第四页，共32页。图1第四页第五页，共32页。三、实验器材清水、酒精、油酸、量筒、浅盘(边长约30cm～40cm)、注射器(或滴管)、玻璃板(或有机玻璃板)、彩笔、痱子粉(或石膏粉)、坐标纸，容量瓶(500mL)．四、实验步骤1．用稀酒精溶液及清水清洗浅盘，充分洗去油污、粉尘；2．配制酒精油酸的溶液；3．用注射器或滴管将酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，并计下量筒内增加一定体积VN时的滴数N；第五页第六页，共32页。第六页第七页，共32页。第七页第八页，共32页。五、注意事项1．实验前，必须将所有的实验用具擦洗干净．实验时，吸取油酸、酒精和溶液的移液管要分别专用，不能混用，否则会增大实验误差．2．痱子粉和油酸的用量都不可太大，否则不易成功．3．油酸酒精溶液的浓度以小于0.1%为宜，不宜长时间放置．4．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．

第八页第九页，共32页。5．油酸在水面上形成油膜时先扩散后收缩，要在稳定后再画轮廓．扩散后又收缩的原因有两个——一是水面受油酸滴冲击凹陷后又恢复；二是酒精挥发后，油膜回缩．6．滴油酸溶液的滴口应在离水面1cm之间，否则油膜难于形成．7．撒痱子粉后，再不要触动盘中的水．8．当重做实验时，可用少量酒精清洗，并用脱脂棉擦去，再用清水冲洗，这样可保持盘的清洁．第九页第十页，共32页。六、误差分析1．油酸酒精溶液配制后长时间放置，溶液的浓度容易改变，会给实验带来较大误差．2．利用小格子数计算轮廓面积时，轮廓的不规则性容易带来计算误差．3．油膜形状的画线误差．第十页第十一页，共32页。第十一页第十二页，共32页。题型掌握实验原理，正确处理数据[例1]在用油膜法估测分子大小的实验中，将油酸溶于酒精，其浓度为每104mL溶液中有6mL油酸，用注射器测得1mL上述溶液有75滴，把1滴该溶液滴入盛水的浅盘里，待水面稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用笔在玻璃板上描出油酸的轮廓，再把玻璃板放在坐标纸上，其形状和尺寸如图2所示，坐标中正方形方格的边长为1cm，试求：第十二页第十三页，共32页。图2(1)油酸膜的面积是多少cm2?(2)每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是多少？(3)按以上实验数据估测出油酸分子的直径．第十三页第十四页，共32页。第十四页第十五页，共32页。[答案]

(1)126cm2(2)8×10－6mL(3)6.3×10－10m第十五页第十六页，共32页。规律总结：要明确油膜法估测分子大小的原理，本题的关键是计算出油酸的面积和换算出每滴油酸酒精溶液中含有的纯油酸的体积．解此类题的另一个关键是会利用数格子的方法求油膜的面积．第十六页第十七页，共32页。2009·年东城区模拟)在做“用油膜法估测分子的大小”的实验时，所用的油酸酒精溶液的浓度为a，测量中，某位同学测得如下数据：测得体积为V的油酸酒精溶液共有N滴；油膜面积为S，则：(1)用以上物理量的符号表示油酸分子直径大小的公式为d＝________.(2)该同学实验中最终得到的计算结果和大多数同学的比较，发现自己所测数据偏大，则对出现这种结果的原因，下列说法中可能正确的是________．第十七页第十八页，共32页。A．错误地将油酸酒精溶液的体积直接作为油酸的体积进行计算B．计算油膜面积时，错将不完整的方格作为完整方格处理C．计算油膜面积时，只数了完整的方格数D．水面上痱子粉撒得较多，油膜没有充分展开第十八页第十九页，共32页。第十九页第二十页，共32页。第二十页第二十一页，共32页。1．用油膜法估测分子直径实验的科学依据是()A．将油膜看成单分子油膜B．不考虑各油酸分子间的间隙C．考虑各油酸分子间的间隙D．将油酸分子看成球形答案：ABD第二十一页第二十二页，共32页。2．在做“用油膜法估测分子的大小”的实验中，实验简要步骤如下：A．将画油膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，数出轮廓内的方格数(不足半个的舍去，多于半个的算一个)，再根据方格的边长求出油膜的面积SB．将一滴酒精油酸溶液滴在水面上，待形成稳定的油酸薄膜后，将玻璃板放在浅盘上，用彩笔将油膜的形状描画在玻璃板上第二十二页第二十三页，共32页。答案：CFBAED第二十三页第二十四页，共32页。3．在油膜法估测分子的直径的实验中，下列操作正确的是 ()A．将纯油酸直接滴在水面上B．向量筒中滴100滴酒精油酸溶液，读出其体积VC．用试管向水面倒油酸溶液少许D．在计算油膜面积时，凡是占到方格的一部分的都计入方格的总数第二十四页第二十五页，共32页。解析：实验中，须将油酸配制成一定浓度的酒精溶液，并向水面滴一滴溶液，以便形成单分子油膜，选项A、C错误．计算油膜面积时，应舍去不足方格一半的部分，选项D错误．答案：B第二十五页第二十六页，共32页。4．体积为10－4cm3的油酸，滴在水面上形成单分子油膜，则油膜面积的数量级为 ()A．102cm2 B．104cm2C．106cm2 D．108cm2解析：油膜面积B对．答案：B第二十六页第二十七页，共32页。5．将1cm3的油酸溶于酒精，制成500cm3的酒精油酸溶液，已知1滴该溶液的体积是cm3.现取1滴该溶液滴在水面上，随着酒精溶于水，油酸在水面上形成单分子油膜层，油膜面积为0.4m2，由此估算分子直径．第二十七页第二十八页，共32页。答案：1.3×10－10m第二十八页第二十九页，共32页。6．(2009·山东模拟)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、最小刻度为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．第二十九页第三十页，共32页。(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%的油酸酒