第十三单元实验油膜法测分子直径

1、2021新亮剑高考总复习选修3-3第十三单元实验13油膜法测分子直径1磨剑课前自学目录2CONTENTS悟剑课堂精讲目 录 磨剑课前自学必备知识基础过关磨剑课前自学悟剑课堂精讲目 录必备知识课前自测考点巧讲第4页一、实验目的1. 估测油酸分子的大小。2. 学会间接测量微观量的原理和方法。二、实验原理利用油酸酒精溶液在平静的水面上形成单分子油膜,将油酸分子看作球形,测出一定体积油酸溶液在水面上形成的油膜面积,用 d=计算出油膜的厚度,其中 V 为一滴油酸溶液中所含油酸的体积,S 为油膜面积,这个厚度就近似等于油酸分子的直径。目 录必备知识课前自测考点巧讲第5页三、实验器材清水、浅盘、胶头滴管(或

2、注射器)、坐标纸、玻璃板、痱子粉(或石膏粉)、油酸酒精溶液、量筒、彩笔。四、实验步骤11.取 1 mL(1 cm3)的油酸溶于酒精中,制成 N mL 的油酸酒精溶液,则油酸的浓度为。 2. 往边长为 30 cm40 cm 的浅盘中倒入约 2 cm 深的水,然后将痱子粉(或细石膏粉)均匀地撒在水面上。3. 用滴管(或注射器)向量筒中滴入 n 滴配制好的油酸酒精溶液,使这些溶液的体积恰好为 1 mL。4. 用滴管(或注射器)向水面中央滴入一滴配制好的油酸酒精溶液,油酸就在水面上慢慢散开,形成单分子油膜。5. 待油酸薄膜形状稳定后,将一块较大的玻璃板盖在浅盘上,用彩笔将油酸薄膜的形状画在玻璃板上。目

3、 录必备知识课前自测考点巧讲第6页五、数据处理1.算出每滴油酸酒精溶液的体积 V0=1mL。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,大于半个的算一个,不足半个的舍去。3.计算油酸的分子直径:d=(注意单位统一)。目 录必备知识课前自测考点巧讲第7页六、注意事项1. 实验前将所有器材用具擦洗干净。当重做实验时,将水从浅盘的一侧边缘倒出,在这侧边缘会残留油酸,可用少量酒 精清洗,并用脱脂棉擦去再用清水冲洗,这样做可保持浅盘的清洁。2. 痱子粉用量不要太大,油酸酒精溶液的浓度以小于 0.1%为宜。3. 浅盘要水平放置,其中的水面离盘口距离应较小,以便准确地

4、画出油膜的形状。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,这是针头中酒精挥发所致,不影响实验效果。5. 待测油酸薄膜扩散后又会收缩,要在油酸薄膜的形状稳定后再画轮廓。扩散后又收缩有两个原因:(1)水面受油酸液滴冲击凹陷后又恢复;(2)酒精挥发后液面收缩。目 录必备知识考点巧讲课前自测第8页1.“用油膜法估测分子的大小”实验的简要步骤如下:A.将画有油酸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ACE算一个),再根据方格的边长求出油酸膜的面积 SB. 将一滴油酸酒精溶液滴在水面上,待油酸

5、薄膜的形状稳定后,将玻璃板放在浅盘上,用彩笔将薄膜的形状描画在玻璃板上C. 用浅盘装入约 2 cm 深的水D.用公式 d=,求出薄膜厚度,即油酸分子直径的大小E.根据油酸酒精溶液的浓度,算出一滴溶液中纯油酸的体积 V目 录必备知识考点巧讲课前自测第9页(1) 上述步骤中有步骤遗漏或不完整的,请指出: 。 。(2) 上述实验步骤的合理顺序是 。(1)C步骤中,要在水面上均匀撒上痱子粉或细石膏粉实验时,还需要:F.用注射器或滴管将事先配制好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒, 记下量筒内增加一定体积时液滴的数目(2)CFBAED目 录必备知识考点巧讲课前自测第10页2.在做“用油膜法估测分子的大小”

6、的实验中:(1)关于油膜面积的测量方法,下列说法中正确的是( D)。A. 油酸酒精溶液滴入水中后,要立刻用刻度尺去量油膜的面积B. 油酸酒精溶液滴入水中后,要让油膜尽可能地散开,再用刻度尺去量油膜的面积C. 油酸酒精溶液滴入水中后,要立即将油膜的轮廓画在玻璃板上,再利用坐标纸去计算油膜的面积 D.油酸酒精溶液滴入水中后,要让油膜尽可能散开,等到状态稳定后,再把油膜的轮廓画在玻璃板上, 用坐标纸去计算油膜的面积(2)实验中,将 1 cm3 的油酸溶于酒精,制成 200 cm3 的油酸酒精溶液,又测得 1 cm3 的油酸酒精溶液有 50 滴,现将 1 滴溶液滴到水面上,水面上形成 0.2 m2 的

7、单分子薄层,由此可估算油酸分子的直510-10径 d=m。目 录必备知识考点巧讲课前自测第11页3.(2019 年湖南长沙诊断)(多选)在“用油膜法估测分子大小”的实验中,下列说法正确的是(ACD)。A.该实验是通过建立理想模型的方法进行测量的B.油酸溶液浓度越低越好,使之铺满整个水槽C. 使用痱子粉是为了清晰地显示油膜边界D. 计算油膜面积时舍去所有不足一格的方格,会使计算结果偏大E. 重新实验时,不需要再清洗水槽目 录考点巧讲一二实验原理与数据处理实验拓展与创新 悟剑课堂精讲磨剑课前自学悟剑课堂精讲目 录考点巧讲必备知识课前自测第13页 实验原理与数据处理一用油膜法测定分子大小的原理:测出

8、油滴的体积 V,测出油滴形成单分子油膜层的面积 S,如果把分子看作球形,就可算出油分子的直径 d=。分子虽然很小,但分子间有空隙,除一些有机物质的大分子外,一般物质分子直径的数量级都是 10-10 m,一般分子质量的数量级为 10-26 kg。目 录考点巧讲必备知识课前自测第14页例 12019 年全国卷,T33(1)用油膜法估算分子大小的实验中,首先需将纯油酸稀释成一定浓度的油酸酒精溶液,稀释的目的是 。实验中为了测量出一滴已知浓度的油酸酒精溶液中纯油酸的体积,可以 。为得到油酸分子的直径,还需测量的物理量是 。使油酸在浅盘的水面上容易形成一块单分子层油膜把油酸酒精溶液一滴一滴地滴入小量筒中

9、,测出1 ml油酸酒精溶液的滴数,从而得到一滴溶液中纯油酸的体积单分子层油膜的面积目 录考点巧讲必备知识课前自测第15页“用油膜法估算分子大小”实验的依据是把油酸形成的膜看成单分子油膜进行测量,所以首先要稀释纯油酸,使油酸在浅盘的水面上容易形成一块单分子层油膜。若直接滴纯油酸,形成的油膜太厚,无法形成单分子层油膜。把油酸酒精溶液一滴一滴地滴入小量筒中,测出 1 ml 油酸酒精溶液的滴数,可以得到一滴已知浓度的油酸酒精溶液中纯油酸的体积 V,再统计出单分子层油膜的面积 S,可计算出油酸分子直径 d=。目 录考点巧讲必备知识课前自测第16页油膜法估测分子大小的思路(1)理解分子模型,理解油酸分子在

10、水面上形成的薄膜厚度即分子直径。(2)明确溶质和溶剂的体积浓度关系,正确求出纯油酸体积 V。(3)准确“数”出轮廓内正方形个数,计算出油膜的面积 S。(4)利用 d= 求得分子直径。目 录考点巧讲必备知识课前自测第17页例 2(2019 年重庆部分县区第一次诊断)在“用油膜法估测分子的大小”实验时,用注射器将一滴油酸酒精溶液滴入盛水的浅盘里,把玻璃板放在浅盘上并描画出油膜的轮廓,如图所示,图中正方形小方格的边长为 1 cm,该油酸膜的面积 m2,若一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是 710-6 mL,则油酸分子的直径是 m(计算结果保留 1 位有效数字)。1.1610-2(1.1410-21

11、.1810-2)610-10目 录考点巧讲必备知识课前自测第18页面积超过小正方形一半的正方形的个数为 116(114118)个,则油酸膜的面积-6-6S=11610-4 m2=1.1610-2 m2;油酸分子的直径 d=71010m610-10 m。1.1610-2目 录考点巧讲必备知识课前自测第19页目 录考点巧讲必备知识课前自测第20页 二 实验拓展与创新例 3 (2019 年湖北宜昌月考)测量分子大小的方法有很多,如油膜法、显微法。(1)在“用油膜法估测分子的大小”的实验中,用移液管量取 0.25 mL 油酸,倒入标注 250 mL 的容量瓶中,再加入酒精后得到 250 mL 的溶液。然后用滴管吸取这种溶液,向小量筒中滴入 50 滴溶液,溶液的液面达到量筒中 1 mL 的刻度,再用滴管取配好的油酸酒精溶液,向撒有痱子粉的盛水浅盘中滴下 1滴溶液,在液面上形成油酸薄膜,待油膜稳定后,放在带有正方形坐标格的玻璃板下观察油膜,如图 1所示。坐标格中每个小正方形方格的大小为 2 cm2 cm。由图可以估算出油膜的面积是cm2,由此估算出油酸分子的直径是 m(结果保留 1 位有效数字)。(1)256810-10(2)9.410-10目 录考点巧讲必备知识课前自测第21页(1)数油膜的正方形格数,大于半格的算一格,小于半格的舍去,得到油膜的面积S=642 cm2 cm=25