人教版高中物理选择性必修第三册精品课件 第1章 分子动理论 2.实验用油膜法估测油酸分子的大小.pptVIP

2.实验:用油膜法估测油酸分子的大小第一章内容索引实验探究新知导学典例精讲释疑解惑随堂练习课标定位素养阐释1.理解实验原理。2.掌握实验方法,并能估测油酸分子的大小。1.理解实验原理,培养科学思维。2.掌握实验方法,落实科学态度与责任。实验探究新知导学[实验目的]用油膜法估测油酸分子的大小。[实验原理]把一定体积的油酸滴在水面上使其形成单分子油膜,不考虑分子间的间隙,把油酸分子看成球形模型,计算出1滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积V,并测出油膜面积S,通过计算求出油膜的厚度d,即d=就是油酸分子的直径。[实验器材]油酸、酒精、注射器或滴管、量筒、浅水盘、带有坐标方格的玻璃板、彩笔、爽身粉。[实验步骤](1)在浅盘中倒入约2cm深的水,将爽身粉均匀撒在水面上。(2)取1mL(1cm3)的油酸溶于酒精中,制成200mL的油酸酒精溶液。(3)用注射器往量筒中滴入1mL配制好的油酸酒精溶液(浓度已知),记下滴入的滴数N,算出一滴油酸酒精溶液的体积。(4)将一滴油酸酒精溶液滴在浅盘的液面上。(5)待油酸薄膜形状稳定后,将带有坐标方格的玻璃板放在浅盘上,在玻璃板上描下薄膜的形状,通过数方格个数,算出油酸薄膜的面积S。计算正方形个数时,不足半个的舍去,多于半个的算一个。(6)根据已配制好的油酸酒精溶液的浓度,算出一滴溶液中纯油酸的体积V。(7)计算油酸薄膜的厚度d=,即为油酸分子直径的大小。[数据处理][误差分析](1)偶然误差:配制一定浓度的油酸酒精溶液时产生误差。量取一滴油酸酒精溶液的实际体积时产生误差。采用“不足半个舍去、多于半个算一个”的互补法计算油膜面积存在误差。(2)系统误差:油酸分子(C17H33COOH)的形状为长链形,将其视为球体会与实际分子形状有区别,所以实验只能得到分子直径的数量级,而不能得到准确值。[注意事项](1)油酸酒精溶液配制好后不要长时间放置,以免浓度改变,造成较大的实验误差。(2)实验前应保持浅盘干净,否则难以形成油膜。(3)浅盘中的水应保持平衡,爽身粉应均匀撒在水面上。(4)向水面滴油酸酒精溶液时,应靠近水面,不能离水面太高,否则油膜难以形成。(5)待测油酸液面扩散后又收缩,要在稳定后再画轮廓。典例精讲释疑解惑【例题1】在用油膜法估测分子的大小实验中,用注射器将一滴油酸酒精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,在玻璃板上描出油膜的轮廓,随后把玻璃板放在坐标纸上,其形状如图所示,坐标纸上正方形小方格的边长为10mm,该油膜的面积是m2;若一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是4×10-6mL,则油酸分子的直径是m(上述结果均保留两位有效数字)。答案：8.4×10-34.8×10-10?解析：油酸在水面上充分扩散开后,就会形成单分子油膜,即油膜的厚度就是分子的直径,考虑到液体分子间的间隙很小,从而忽略,所以油酸的体积就等于油膜的面积与油膜厚度的乘积;油膜的面积是通过坐标纸上的小方格来计算的,即大于半格算一个整格,所以油膜的面积为84×(10×10-3)2m2=8.4×10-3m2。【例题2】在做用油膜法估测分子的大小实验中,104mL油酸酒精溶液中有纯油酸6mL。用注射器测得1mL上述溶液有50滴。把1滴该溶液滴入撒有爽身粉的盛水的浅盘里,待油膜形状稳定后,将玻璃板放在浅盘上,在玻璃板上描出油膜的轮廓,然后把玻璃板放在坐标纸上,其形状如图所示,坐标纸中正方形小方格的边长为20mm。(1)油膜的面积是多少?(2)每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是多少?(3)根据上述数据,估算出油酸分子的直径。答案：(1)2.32×10-2m2(2)1.2×10-11m3(3)5.2×10-10m科学思维油膜法估测分子大小过程中的“放大法”为了测量分子大小这一极其微小的量,在用油膜法估测分子直径的实验中多次用了间接测量法来达到“放大”的效果:一是将油酸溶于酒精,配制成油酸酒精溶液,对油酸进行稀释;二是数出一定体积的油酸酒精溶液的滴数,得出一滴油酸酒精的体积;三是油膜法本身就起了放大的作用。随堂练习1.(实验原理)(多选)某同学在用油膜法估测分子直径的实验中,计算结果明显偏大,可能是由于()A.油酸未完全散开B.油酸中含有大量酒精C.求每滴体积时,1mL溶液的滴数多数了几滴D.计算油膜面积时,舍去了所有不足1格的方格解析：形成的油膜不是单分子层,计算的油膜厚度就不是分子直径,比分子直径大得多,A正确。滴入水中后酒精都溶入水中,B错误。