实验十九　用油膜法估测油酸分子的大小

实验十九用油膜法估测油酸分子的大小高中总复习·物理目录01立足”四层”·夯基础02着眼“四翼”·探考点04培养“思维”·重落实概念公式定理立足“四层”·夯基础

一、实验原理实验采用油酸在水面上形成一层

⁠油膜的方法估测油酸分子的大

小。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，在水面上形成如图甲所示形状的一层

纯

薄膜。如果算出一定体积的油酸在水面上形成的单分子油膜的

面积，即可算出油酸分子的大小。用V表示一滴油酸酒精溶液中所含纯油

酸的体积，用S表示单分子油膜的面积，用d表示油酸分子的直径，如图乙

所示，则d＝

⁠。单分子

油酸

二、实验器材清水、浅盘、注射器（或胶头滴管）、坐标纸、玻璃板、爽身粉（或石膏

粉）、油酸酒精溶液、烧杯（或量筒）、彩笔。三、实验过程1.

在

中盛入适量的水（约2

cm深），静置一段时间使水处于稳定

状态。2.

用注射器（或胶头滴管）取事先配好的体积浓度为k的

⁠溶

液，逐某著名企业入烧杯（或量筒）中，记下滴入1

mL溶液的滴数N。3.

将适量爽身粉（或石膏粉）

地撒在水面上。4.

用注射器（或胶头滴管）靠近水面将一滴

⁠溶液滴在水

面上。5.

待油酸膜的面积稳定后，把玻璃板放在浅盘上，用彩笔描绘出

⁠

的形状。浅盘

油酸酒精

均匀

油酸酒精

油膜

四、数据处理

2.

计算油膜的面积S：以边长为1

cm的正方形为单位，计算轮廓内正方形

的个数，大于半个的算

，不足半个的

⁠。

一个

舍去

五、注意事项1.

在水面上撒爽身粉（或石膏粉）时，注意不要触动浅盘中的水。2.

在有机玻璃板上描绘轮廓时动作要轻而迅速，眼睛视线要始终与玻璃板

垂直。3.

油酸酒精溶液配制后不要长时间放置，以免改变浓度，产生误差。4.

注射器针头高出水面的高度应在1

cm之内。当针头靠水面很近（油酸未

滴下之前）时，会发现针头下方的粉层已被排开，是由针头中酒精挥发所

致，不影响实验效果。5.

本实验只要求估算油酸分子的大小，实验结果数量级符合要求即可。题型规律方法着眼“四翼”·探考点

在“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验中，我们通过宏观量的

测量间接计算微观量。（1）本实验利用了油酸分子面上形成

（选填“单层”或

“多层”）分子油膜的特性。若将一滴油酸酒精溶液滴到水面上，这滴溶

液中含有纯油酸体积为V，形成面积为S的油酸薄膜，则由此可估测油酸分

子的直径为

⁠。

单层

（2）某同学实验中先取一定量的无水酒精和油酸，制成一定浓度的油酸

酒精溶液，测量并计算一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积后，接着又进行

了下列操作：A.

将一滴油酸酒精溶液滴到水面上，在水面上自由地扩展为形状稳定的

油酸薄膜B.

将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上计算油酸薄膜的面积C.

将玻璃板盖到浅水盘上，用彩笔将油酸薄膜的轮廓画在玻璃板上D.

向浅盘中倒入约2

cm深的水，将爽身粉均匀地撒在水面上以上操作的合理顺序是

（填字母代号）。解析：

合理的顺序是DACB。DACB

（3）该同学做完实验后，发现自己所测的分子直径d明显偏大。出现这种

情况的原因可能是

⁠。A.

将滴入的油酸酒精溶液体积作为油酸体积进行计算B.

油酸酒精溶液长时间放置，酒精挥发使溶液的浓度发生了变化C.

水面上爽身粉撒得太多，油膜没有充分展开D.

计算油膜面积时，将不完整的方格作为完整方格处理AC

（4）将1

cm3的油酸溶于酒精，制成200

cm3的油酸酒精溶液；测得1

cm3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

的油膜面积是0.16

m2。由此估算出油酸分子的直径为

m。

（结果保留1位有效数字）

6×10－10

（2025·福建三明模拟）“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验

方法及步骤如下：①向1

mL的油酸中加酒精，直至总量达到500

mL；②用注射器吸取①中配制好的油酸酒精溶液，把它一滴一滴地滴入小量筒

中，当滴入100滴时，测得其体积恰好是1

mL；③先往边长为30～40

cm的浅盘里倒入2

cm深的水，然后将爽身粉均匀地撒

在水面上；④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

先准备好的玻璃板放在浅盘上，并在玻璃板上描下油膜的形状；⑤将画有油膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，如图所示，小方格的边长为20

mm，数出轮廓范围内小方格的个数N。根据以上信息，回答下列问题：（1）由图可知油膜面积为

m2；计算出油酸分子直径

为

m。（结果保留两位有效数字）

4.6×10－2

4.3×10－10

（2）在实验中，认为油酸分子在水面上形成的是单分子层，这体现的物

理思想方法是

⁠。A.

等效替代法B.

类比法C.

理想模型法D.

控制变量法解析：

实验中把分子看作小球，认为油酸分子能够一个一个紧密排

列，在水面上形成单分子层油膜，是采用了理想模型法，C正确。C

（3）若某学生计算油酸分子直径的结果偏大，可能是由于

⁠。A.

油酸未完全散开B.

油酸酒精溶液浓度计算值低于实际值C.

计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格D.

求每滴溶液体积时，1

mL的溶液的滴数多记了10滴AC

培养“思维”·重落实夯基提能升华

1.

某实验小组完成“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验。（1）该小组进行下列实验操作，请选出需要的实验操作，并将它们按操

作先后顺序排列：D

C（用字母符号表示）；BFE

1234解析：

“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验步骤为：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；往浅盘里倒入约

2

cm深的水，水面稳定后将适量爽身粉均匀撒在水面上；用注射器将事先

配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上，待薄膜形状稳定，将带有坐标方格

的玻璃板放在浅盘上，然后将油膜的形状用彩笔描绘在玻璃板上；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。故实验

操作顺序为DBFEC。1234（2）某次实验时，滴下油酸酒精溶液后，爽身粉迅速散开形成如图所示

的“锯齿”边沿图案，出现该图样的可能原因是

⁠。A.

盆中装的水量太多B.

爽身粉撒得太多，且厚度不均匀C.

盆太小，导致油酸无法形成单分子层B

解析：

出现该图样的可能原因是：爽身粉撒得太多，且厚度不均

匀，导致油酸没有均匀排列开。故选B。1234（3）甲、乙、丙三位同学分别在三个实验小组做“用油膜法估测油酸分

子的大小”实验，但都发生了操作错误。其中会导致所测的分子直径d偏

小的是

⁠。A.

甲同学在配制油酸酒精溶液时，不小心把酒精倒少了一点，导致油酸

酒精溶液的实际浓度比计算值大一些B.

乙在计算注射器滴出的每一滴油酸酒精溶液体积后，不小心拿错了一个

注射器把溶液滴在水面上，这个拿错的注射器的针管比原来的细，每滴

油酸酒精溶液的体积比原来的小C.

丙在计算油膜面积时，把凡是不足一格的油膜都不计，导致计算的面积

比实际面积小一些A

1234

12342.

在“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验中，某同学操作如下：

①取1.0

mL油酸配成250

mL油酸酒精溶液；

②用滴管吸取1.0

mL油酸酒精溶液逐某著名企业入量筒，全部滴完共20滴；③在边长约10

cm的正方形浅盘内注入适量的水，将爽身粉均匀地撒在水

面上，用滴管滴入一滴溶液；④待油膜形状稳定后，将绘有方格的玻璃板放在浅盘上，绘出油膜的轮廓

（如图所示），每个方格的边长为1.0

cm。

1234（1）该实验中一滴油酸酒精溶液含

mL油酸；

2×10－4

1234（2）由上述数据估算得到油酸分子直径的数量级约为

m；

10－8

1234（3）已知油酸分子的直径数量级为10－10

m，该同学实验结果产生偏差的

原因可能是

⁠。解析：

已知油酸分子的直径数量级为10－10

m，该同学实验结果产生

偏差的原因可能是：油膜没有完全展开，形成的不是单分子油膜层。油酸膜没有完全展开，形成的不是单分子油膜层

1234

（4）用油膜法测出油酸分子的直径后，要测定阿伏加德罗常数，还需要

知道油酸的

（填选项前字母）。A.

摩尔质量B.

摩尔体积C.

质量D.

体积B

1234

A

CBED

1234

1234（2）乙同学在做“用油膜法估测分子的大小”实验时，将6

mL的油酸溶于酒精中制成104

mL的油酸酒精溶液。用注射器取适量溶液滴入量筒，测得每滴入75滴，量筒内的溶液增加1

mL。用注射器把1滴这样的溶液滴入表面撒有爽身粉的浅盘中，把玻璃板盖在浅盘上并描出油酸膜边缘轮廓，如图所示。已知玻璃板上正方形小方格的边长为1

cm，则油酸膜的面积约为

m2（保留两位有效数字）。由以上数据，可估算出油酸分子的直径约为

m（保留两位有效数字）。1.1×10－2

7.3×10－10

1234

1234（3）丙同学将滴入的油酸酒精溶液体积作为油酸体积进行计算，导致最

终测出的油酸分子直径

（选填“偏大”或“偏小”）。偏大

1234以上判断正确的是

⁠。A.

①和③B.

①和④C

（4）在用油膜法估测