物理第十四章 熱學(xué) 第3講 實(shí)驗(yàn) 用油膜法估測(cè)分子的大小

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1、第3講實(shí)驗(yàn):用油膜法估測(cè)分子的大小知識(shí)梳理知識(shí)梳理實(shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)采用使油酸在水面上形成一層單分子油膜單分子油膜 的方法估測(cè)分子的大小。當(dāng)把一滴用酒精稀釋過的油酸酒精溶液滴在水面上時(shí),油酸酒精溶液就在水面上散開,其中的酒精溶于水,并很快揮發(fā),在水面上形成如圖甲所示形狀的一層純油酸薄膜。如果算出一定體積的油酸在水面上形成的單分子油膜單分子油膜 的面積,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油酸的體積,用S表示單分子油膜的面積,用d表示分子的直徑,如圖乙,則d=。VS甲乙用油膜法估測(cè)油酸分子的大小,實(shí)驗(yàn)器材有:濃度為0.05%(體積分?jǐn)?shù))的油酸酒精溶液、分度值為0.1mL的量筒

2、、盛有適量清水的4550cm2淺盤、痱子粉、橡皮頭滴管、玻璃板、彩筆、坐標(biāo)紙。(1)下面是實(shí)驗(yàn)步驟,請(qǐng)?zhí)顚懰钡牟襟ECA.用滴管將濃度為0.05%的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中,記下滴入1mL油酸酒精溶液時(shí)的滴數(shù)NB.將痱子粉均勻地撒在淺盤內(nèi)水面上,用滴管吸取濃度為0.05%的油酸酒精溶液,從低處向水面中央滴一滴油酸酒精溶液C.D.將畫有油酸薄膜輪廓的玻璃板放在坐標(biāo)紙上,以坐標(biāo)紙上邊長(zhǎng)為1cm的正方形為單位,計(jì)算輪廓內(nèi)正方形的個(gè)數(shù),算出油酸薄膜的面積S(2)用已給的和測(cè)得的物理量表示單個(gè)油酸分子的直徑大小(單位:cm)答案答案見解析解析解析本題考查實(shí)驗(yàn)操作和理解能力。(1)將玻璃板放在淺盤

3、上,用彩筆將油酸薄膜的形狀畫在玻璃板上。(2)1滴油酸溶液中含有的油酸體積為mL,單個(gè)油酸分子的直徑為d=cm。0.05%NVS0.05%NS深化拓展深化拓展考點(diǎn)考點(diǎn)實(shí)驗(yàn)步驟與注意事項(xiàng)實(shí)驗(yàn)步驟與注意事項(xiàng)深化拓展深化拓展考點(diǎn)實(shí)驗(yàn)步驟與注意事項(xiàng)考點(diǎn)實(shí)驗(yàn)步驟與注意事項(xiàng)實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)步驟1.取1毫升(1cm3)的油酸溶于酒精中,制成200毫升的油酸酒精溶液。2.往邊長(zhǎng)約為3040cm的淺盤中倒入約2cm深的水,然后將痱子粉或石膏粉均勻地撒在水面上。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,使這些溶液的體積恰好為1mL,算出每滴油酸酒精溶液的體積V0=mL。1n4.用滴管(或注射器)向水

4、面上滴入一滴配制好的油酸酒精溶液,油酸就在水面上慢慢散開,形成單分子油膜。5.待油酸薄膜形狀穩(wěn)定后,將一塊較大的玻璃板蓋在淺盤上,用彩筆將油酸薄膜的形狀畫在玻璃板上。6.將畫有油酸薄膜輪廓的玻璃板放在坐標(biāo)紙上,算出油酸薄膜的面積。7.據(jù)油酸酒精溶液的濃度,算出一滴溶液中純油酸的體積V,據(jù)一滴油酸的體積V和薄膜的面積S,算出油酸薄膜的厚度d=,即油酸分子的直徑,看其數(shù)量級(jí)(單位為m)是否為10-10,若不是10-10須重做實(shí)驗(yàn)。VS1.實(shí)驗(yàn)前,必須將所有的實(shí)驗(yàn)用具擦洗干凈,實(shí)驗(yàn)時(shí),吸取油酸、酒精和配制的溶液的移液管要專用,不能混用。否則會(huì)增大實(shí)驗(yàn)誤差。注意事項(xiàng)注意事項(xiàng)2.痱子粉和油酸的用量都不可

5、太大,否則不易成功。3.油酸酒精溶液的濃度小于0.1%為宜。不宜長(zhǎng)時(shí)間放置。4.淺盤中的水離盤口面的距離應(yīng)較小,并要水平放置,以便準(zhǔn)確地畫出薄膜的形狀,畫線時(shí)視線應(yīng)與板面垂直。5.滴油酸酒精溶液的滴口應(yīng)在離水面1cm以內(nèi)。6.本實(shí)驗(yàn)只要求估算分子的大小,實(shí)驗(yàn)結(jié)果數(shù)量級(jí)符合要求即可。【情景素材情景素材教師備用教師備用】1-1在“油膜法估測(cè)油酸分子的大小”實(shí)驗(yàn)中,有下列實(shí)驗(yàn)步驟:往邊長(zhǎng)約為40cm的淺盤里倒入約2cm深的水,待水面穩(wěn)定后將適量的痱子粉均勻地撒在水面上。用注射器將事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上,待薄膜形狀穩(wěn)定。將畫有油膜形狀的玻璃板平放在坐標(biāo)紙上,計(jì)算出油膜的面積,根據(jù)油酸的體

6、積和面積計(jì)算出油酸分子直徑的大小。用注射器將事先配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中,記下量筒內(nèi)每增加一定體積時(shí)的滴數(shù),由此計(jì)算出一滴油酸酒精溶液的體積。將玻璃板放在淺盤上,然后將油膜的形狀用彩筆描繪在玻璃板上。完成下列填空:(1)上述步驟中,正確的順序是 。(填寫步驟前面的數(shù)字)(2)將1cm3的油酸溶于酒精,制成300cm3的油酸酒精溶液;測(cè)得1cm3的油酸酒精溶液有50滴?，F(xiàn)取一滴該油酸酒精溶液滴在水面上,測(cè)得所形成的油膜的面積是0.13m2。由此估算出油酸分子的直徑為5 10-10 m。(結(jié)果保留1位有效數(shù)字)答案答案(1)(如果放在之前的其他位置也可)(2)510-10解析解析(1)在“油膜法估測(cè)油酸分子的大小”實(shí)驗(yàn)中,應(yīng)先配制油酸酒精溶液,再往盤中倒入水,并撒痱子粉,然后用注射器將配好的溶液滴一滴在水面上,待薄膜形狀穩(wěn)定,再將玻璃板放于盤上,將油膜的形狀用彩筆描繪在玻璃板上,根據(jù)d=計(jì)算油酸分子直徑的大小。(2)一滴溶液中含油酸體積V=m3,d=510-10m。VS61 10501300VS