第七章分子动理论人教版物理（高中）7.3、油膜法测分子的直径（高二下）\n1．知道本实验的原理及所需的器材,了解实验注意的事项．2．会正确测出一滴油酸酒精溶液中油酸的体积及形成油膜的面积．3．会计算分子的大小,处理好实验数据．4．领会本实验方法构思的特点,理解间接测量微观量的思想．一、【实验目的】：\n二、【实验原理】：油酸分子的一端具有亲水性,另一端具有憎水性,当把酒精稀释过的油酸滴在水面上时,油酸便在水面上散开,其中酒精溶于水,并很快挥发,在水面上形成有自由边界的一层纯油酸薄膜,形成单分子油膜．如果将油酸看作是球状模型,测出一定体积的油酸溶液在水面上形成的油膜面积,计算出油膜的厚度,这个厚度就等于分子的直径．\n【三、实验器材】：盛水的容器,滴管或注射器,一个量筒,按一定的比例(一般为1∶200)稀释了的油酸溶液,带有坐标方格的透明有机玻璃盖板(面积略大于容器的上表面积),少量痱子粉或石膏粉,彩笔.\n四、【实验步骤】：1．用注射器或滴管将一定容积的油酸溶液一滴一滴地滴入量筒,记下量筒内增加一定体积的滴数,求出一滴油酸溶液中所含纯油酸的体积V.2．向容器中倒入约2cm深的水,将痱子粉均匀地撒在水面上．3．小心地将一滴油酸溶液滴到水面上,让它在水面上自由地扩展为油酸膜．4．轻轻地将有机玻璃盖板放到容器上,用彩笔将油酸膜的形状画在玻璃板上．5．利用坐标方格计算出油膜的面积S,再根据一滴溶液中纯油酸的体积和油膜的面积求出油膜的厚度D＝V/S,即为所测分子和直径.\n【五、数据处理】1、计算分子直径时,注意加的不是纯油酸,而是酒精油酸溶液,在利用公式d＝V/S计算时,式中的V不是溶液的体积．而应该进行换算,计算出1滴酒精油酸溶液中纯油酸的体积,方法是：设n滴酒精油酸溶液是1mL,则每1滴的酒精油酸溶液的体积是1/nmL.\n【五、数据处理】2、事先知道配制溶液的比例是1M,则1滴溶液中的纯油酸体积V＝1n·1MmL.式中的S是滴入水中后,纯油酸形成的油膜,其面积用数坐标纸上对应的格数来计算,以1cm为边长的坐标纸上占了多少个格,其面积就是多少平方厘米,数格时,不足半个格的舍去,多于半格的算1个格．这样就可粗略地计算出油酸分子的直径．\n【六、误差分析】1．由于我们是采用间接测量的方式测量分子的直径,实验室中配制的酒精溶液的浓度、油酸在水面展开的程度、油酸面积的计算都直接影响测量的准确程度．2．虽然分子直径的数量级应在10－10m.但中学阶段,对于本实验只要能测出油酸分子直径的数量级在10－9m上即可认为是成功的．\n【七、注意事项】1．痱子粉不要撒得太多,只要能够帮助看清油膜边界即可．2．滴入油酸溶液时,一定要细心,不要一下滴得太多,使油膜的面积过大．3．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：第一是水面受油酸滴冲击凹陷后恢复；第二是酒精挥发后液面收缩．4．利用坐标求油膜面积时,以边长1cm的正方形为单位,计算轮廓内正方形的个数时,不足半格的舍去,多于半格的算一个．5．当重做实验时,水从盘的一侧边缘倒出,在这侧面会残留油酸,用少量酒精清洗,并用脱脂棉擦去再用清水冲洗．这样可保持盘的清洁.\n1.在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中,有下列实验步骤：①往边长约为40cm的浅盘里倒入约2cm深的水,待水面稳定后将适量的痱子粉均匀地撒在水面上．②用注射器将事先配好的油酸酒精溶液滴在水面上,待薄膜形状稳定．③将画有油膜形状的玻璃板平放在坐标纸上,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．④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．⑤将玻璃板放在浅盘上,然后将油膜的形状用彩笔描绘在玻璃板上．【典例应用类型一】油膜法测分子大小的实验步骤\n完成下列填空：(1)上述步骤中,正确的顺序是________(填写步骤前面的数字)．(2)将1cm3的油酸溶于酒精,制成300cm3的油酸酒精溶液,测得1cm3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,测得所形成的油膜的面积是0.13m2.由此估算出油酸分子的直径为________m(结果保留1位有效数字)．【典例应用类型一】\n【典例应用类型一】\n2、(多选)下面哪些措施可以减小“用油膜法估测分子的大小”的实验的误差( )A．装在浅盘中的水用蒸馏水B．向水中滴油酸酒精溶液液滴时,只要注射器针尖离水面近一些就可以,没有其他要求C．在描绘油膜形状时,透明盖板要离水面近些D．在油膜稳定后再描绘油膜的形状【类型应用二】油膜法测分子的大小的注意事项\n【解析】：蒸馏水中不含杂质,不对实验产生影响,因此A选项正确．在向水中滴油酸溶液液滴时,注射器针尖要尽量靠近水面,避免对水面产生太大的冲击．如果液滴下落高度太大,对水面冲击太大,会形成爆炸式的、含有大锯齿形的油膜面,给测量造成困难．同时,滴液滴时还要求滴在膜的中央,因此B选项错误．在描绘油膜形状时,盖板离水面近些便于描绘,C选项正确．同时还要注意：①眼睛应在油膜的正上方,并使视线与油膜垂直；②在描绘过程中要避免引起水面振动．在油酸溶液滴入水中后,会发现油膜面积先增大、后减小的现象,这是因为油膜中的无水乙醇的溶解和蒸发需要时间,一般在大油膜形成后1～2s的时间,【类型应用二】油膜法测分子的大小的注意事项\n就可以收缩成稳定的、面积较小的油膜,应在此时测量,D选项正确．答案A、C、D.【答案】：ACD【类型应用二】油膜法测分子的大小的注意事项\n3、在“用油膜法估测分子大小”实验中所用的油酸酒精溶液的浓度为1000mL溶液中有纯油酸0.6mL,用注射器测得1mL上述溶液为80滴,把1滴该溶液滴入盛水的浅盘内,让油膜在水面上尽可能散开,测得油酸薄膜的轮廓形状和尺寸如图所示,图中每一小方格的边长为1cm,试求：【类型应用三】油膜法测分子的大小的数据处理\n(3)实验中为什么要让油膜尽可能散开？___________________________________________._____________________________________________【解析】：(1)舍去不足半格的,多于半格的算一格,数一下共有114(113～115)个；一个小方格的面积S0＝L2＝1cm2,所以面积S＝114×1cm2＝114cm2.【类型应用三】油膜法测分子的大小的数据处理\n【类型应用三】油膜法测分子的大小的数据处理\n【类型应用三】油膜法测分子的大小的数据处理
