2015年高考物理总复习 实验十三 用油膜法估测分子大小配套.pptVIP

实验十三：用油膜法估测分子的大小 考点 用油膜法估测分子的大小 1．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．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 S13-1 所示形状的一层单分子油膜，实验中如果算出 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． 图 S13-1 2．注意事项 (1)油酸酒精溶液的浓度以小于 1 1000 为宜． (2)实验前，必须把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 大误差，影响实验结果． (3)痱子粉和油酸用量都不能太多，否则不易成功，撒痱子 粉时一定要均匀． (4)待测油酸面扩散后又收缩，要在稳定后再画轮廓．扩散 后又收缩有两个原因：一是水面受油酸滴冲击凹陷后又恢复； 二是酒精挥发后液面收缩． (5)本实验只要求估算分子大小，实验结果的数量级符合要 求(10－10 m)即可． 3．误差分析 (1)油酸酒精溶液的配制体积比不准确． (2)测定每一滴油酸酒精溶液的体积时造成误差． (3)计算油膜面积时采用正方形坐标纸“数格子法”，会造 成误差． 计算每滴油酸酒精溶液中的纯油酸含量，是难 点之一．设溶液浓度为ρ，每滴体积为 V1，则每滴溶液中，纯 理模型是重要的物理思维方法，也是难点之一．应理解本实验 的物理模型：视分子为一个一个紧挨的小球或高度等于直径的 柱体，不考虑分子间隙；分子没有叠层，将油膜厚度视为分子 的直径． 【自主检测】 1．“用油膜法估测分子的大小”实验的方法及步骤如下： ①向体积 V油＝1 mL 的油酸中加酒精，直至总量达到 V总 ＝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 n＝100 滴时，测得其体积恰好是 V0＝1 mL； ③先往边长为 30 cm～40 cm 的浅盘里倒入 2 cm 深的水， 然后将__________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 描下油酸膜的形状； ⑤将画有油酸膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，如图 S13-2 所示，数出轮廓范围内小方格的个数 N，小方格的边长 l＝ 20 mm. 图 S13-2 根据以上信息，回答下列问题： (2)一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积 V′是________mL. (3)油酸分子直径是__________m. 答案：(1)痱子粉或石膏粉 (2)2×10－5 (3)4.3×10－10 (1)步骤③中应填写：_____________________________. 热点 用油膜法估测分子的大小 【例 1】(2012 年广州一模)油滴在水面上形成如图 S13-3 所示的单分子油膜，可估测分子大小．用该方法估测油酸分子 大小，需要测量油酸的( ) 图 S13-3 A．质量和密度 C．质量和体积 B．体积和密度 D．体积和油膜面积 思路导引：在用油膜法估测分子大小的实验中，让一定体 积的纯油酸滴在水面上形成单分子油膜，估算出油膜面积，从 而求出分子直径． 解析：该实验中油酸分子呈球型分布在水面上，且一个挨 一个，从而可以由体积与面积相除求出油膜的厚度，从而求出 分子直径，因此只要知道了油酸的体积和油膜面积，即可求出 油酸分子的直径，故 A、B、C 错误，D 正确． 答案：D 方法技巧：掌握该实验的原理是解决问题的关键，该实验 中以油酸分子呈球型分布在水面上，且一个挨一个，从而可以 由体积与面积相除求出油膜的厚度，从而得出分子直径． 【触类旁通】 1．将 1 cm3 的油酸溶液溶于酒精，制成 200 cm3 的油酸酒 精溶液，已知 1 cm3 溶液有 50 滴，现取 1 滴油酸酒精溶液滴到 水面上，随着酒精溶于水中，油酸在水面上形成一单分子薄层， 已测出这一薄层的面积为 0.2 m2，由此可估算出油酸分子的直 径多大？