选考部分选修第十一章第单元实验用油膜法估测分子的大小

1、一、实验目的一、实验目的1估测油酸分子的大小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学会间接测量微观量的原理和方法二、实验原理二、实验原理 利用油酸酒精溶液在平静的利用油酸酒精溶液在平静的水面上形成单分子油膜水面上形成单分子油膜(如图如图1131所示所示)，将油酸分子看做球形，将油酸分子看做球形，测出一定体积油酸酒精溶液在水面测出一定体积油酸酒精溶液在水面上形成的油膜面积，用上形成的油膜面积，用dV/S计算计算出油膜的厚度，其中出油膜的厚度，其中V为一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积，为一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积，S为油膜面积这时厚度为油膜面积这时厚度d就近似等于油酸分子的直径就近似

2、等于油酸分子的直径图图1131三、实验器材三、实验器材 清水、盛水浅盘、滴管清水、盛水浅盘、滴管(或注射器或注射器)、试剂瓶、坐标纸、试剂瓶、坐标纸、玻璃板、痱子粉玻璃板、痱子粉(或石膏粉或石膏粉)、油酸酒精溶液、量筒、彩笔、油酸酒精溶液、量筒、彩笔四、实验步骤四、实验步骤1取取1毫升毫升(1 cm3)的油酸溶于酒精中，制成的油酸溶于酒精中，制成200 毫升的油毫升的油 酸酒精溶液酸酒精溶液2往边长约为往边长约为30 cm40 cm的浅盘中倒入约的浅盘中倒入约2 cm深的水，深的水， 然后将痱子粉或石膏粉均匀地撒在水面上然后将痱子粉或石膏粉均匀地撒在水面上3用滴管用滴管(或注射器或注射器)向量

3、筒中滴入向量筒中滴入n滴配制好的油酸酒精滴配制好的油酸酒精 溶液，使这些溶液的体积恰好为溶液，使这些溶液的体积恰好为1 mL，算出每滴油酸，算出每滴油酸 酒精溶液的体积酒精溶液的体积V0 mL.4用滴管用滴管(或注射器或注射器)向水面上滴入一滴配制好的油酸酒向水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开，形成单分子油膜精溶液，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，将准备好的玻璃板盖在浅盘待油酸薄膜形状稳定后，将准备好的玻璃板盖在浅盘 上，用彩笔将油酸薄膜的形状画在玻璃板上上，用彩笔将油酸薄膜的形状画在玻璃板上6将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，算出

4、油酸将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，算出油酸 薄膜的面积方法是计算轮廓范围内正方形的个数，不薄膜的面积方法是计算轮廓范围内正方形的个数，不 足半个的舍去，多于半个的算一个，把正方形的个数乘足半个的舍去，多于半个的算一个，把正方形的个数乘 以单个正方形的面积就是油膜的面积以单个正方形的面积就是油膜的面积7据油酸酒精溶液的浓度，算出一滴溶液中纯油酸的体积据油酸酒精溶液的浓度，算出一滴溶液中纯油酸的体积V， 利用一滴油酸的体积利用一滴油酸的体积V和薄膜的面积和薄膜的面积S，算出油酸薄膜的，算出油酸薄膜的 厚度厚度d ，即为油酸分子的直径比较算出的分子直径，即为油酸分子的直径比较算出的分子直径

5、， 看其数量级看其数量级(单位为单位为m)是否为是否为1010，若不是，若不是1010需重做需重做 实验实验五、数据处理五、数据处理 根据上面记录的数据，完成以下表格内容根据上面记录的数据，完成以下表格内容.实验实验次数次数量筒内增加量筒内增加1 mL溶液时的滴数溶液时的滴数轮廓内的小轮廓内的小格子数格子数轮廓面积轮廓面积S12实验实验次数次数一滴溶液中纯油酸一滴溶液中纯油酸的体积的体积V分子的大小分子的大小(m) 平均值平均值12六、注意事项六、注意事项1油酸酒精溶液的浓度应小于油酸酒精溶液的浓度应小于 为宜为宜2痱子粉的用量不要太大，否则不易成功痱子粉的用量不要太大，否则不易成功3测测1滴

6、油酸酒精溶液的体积时，滴入量筒中的油酸酒精溶滴油酸酒精溶液的体积时，滴入量筒中的油酸酒精溶 液的体积应为整毫升数，应多滴几毫升，数出对应的滴数，液的体积应为整毫升数，应多滴几毫升，数出对应的滴数， 这样求平均值误差较小这样求平均值误差较小4浅盘里水离盘口面的距离应较小，并要水平放置，以便准浅盘里水离盘口面的距离应较小，并要水平放置，以便准 确地画出薄膜的形状，画线时视线应与板面垂直确地画出薄膜的形状，画线时视线应与板面垂直5要待油膜形状稳定后，再画轮廓要待油膜形状稳定后，再画轮廓6本实验只要求估算分子的大小，实验结果的数量级符合本实验只要求估算分子的大小，实验结果的数量级符合 即可即可7做完实

7、验后，把水从盘的一侧边缘倒出，并用少量酒精做完实验后，把水从盘的一侧边缘倒出，并用少量酒精 清洗，然后用脱脂棉擦去，最后用水冲洗，以保持盘的清洗，然后用脱脂棉擦去，最后用水冲洗，以保持盘的 清洁清洁七、误差分析七、误差分析1纯油酸体积的计算误差纯油酸体积的计算误差2油膜面积的测量误差油膜面积的测量误差 (1)油膜形状的画线误差；油膜形状的画线误差； (2)数格子法本身是一种估算的方法，自然会带来误差数格子法本身是一种估算的方法，自然会带来误差八、实验改进八、实验改进 在做本实验时，把痱子粉均匀撒在水面上是很关键的在做本实验时，把痱子粉均匀撒在水面上是很关键的一步，在实际操作时常撒的不均匀或撒多

8、，因痱子粉溶于一步，在实际操作时常撒的不均匀或撒多，因痱子粉溶于水不能搅拌，只好重做在实际应用中，可用印刷碳粉代水不能搅拌，只好重做在实际应用中，可用印刷碳粉代替痱子粉，因为印刷碳粉不溶于水且漂浮在水面上，若学替痱子粉，因为印刷碳粉不溶于水且漂浮在水面上，若学生撒的太多，可将水和碳粉一起倒出，然后用玻璃棒搅拌，生撒的太多，可将水和碳粉一起倒出，然后用玻璃棒搅拌，直至碳粉在水面薄且均匀，若学生撒的不均匀，可直接用直至碳粉在水面薄且均匀，若学生撒的不均匀，可直接用玻璃棒搅拌均匀玻璃棒搅拌均匀 利用油膜法估测油酸分子的大小，实验器材有：利用油膜法估测油酸分子的大小，实验器材有：浓度为浓度为0.05%

9、(体积分数体积分数)的油酸酒精溶液、最小刻度为的油酸酒精溶液、最小刻度为0.1 mL的的量筒、盛有适量清水的足够大的浅盘、痱子粉、橡皮头滴管、量筒、盛有适量清水的足够大的浅盘、痱子粉、橡皮头滴管、玻璃板、彩笔、坐标纸玻璃板、彩笔、坐标纸 (1)下面是实验步骤，请填写所缺的步骤下面是实验步骤，请填写所缺的步骤C. A用滴管将浓度为用滴管将浓度为0.05%的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，记下滴入量筒中，记下滴入1 mL油酸酒精溶液时的滴数油酸酒精溶液时的滴数n； B将痱子粉均匀地撒在浅盘内水面上，用滴管吸取将痱子粉均匀地撒在浅盘内水面上，用滴管吸取浓度为浓度为0.0

10、5%的油酸酒精溶液，从低处向水面中央滴一滴，的油酸酒精溶液，从低处向水面中央滴一滴，油酸在水面上慢慢散开，形成稳定的形状；油酸在水面上慢慢散开，形成稳定的形状； C_； D将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，以将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，以坐标纸上边长为坐标纸上边长为1 cm的正方形为单位，计算轮廓内正方形的正方形为单位，计算轮廓内正方形的个数，算出油酸薄膜的面积的个数，算出油酸薄膜的面积S. (2)用已给的和测得的物理量表示单个油酸分子的大小用已给的和测得的物理量表示单个油酸分子的大小_(单位：单位：cm) 解题指导解题指导 本题考查用油膜法测油酸分子直径的步本题考查用油膜法

11、测油酸分子直径的步骤及数据处理方法骤及数据处理方法 (1)将玻璃板放在浅盘上，用彩笔将油酸薄膜的形状画将玻璃板放在浅盘上，用彩笔将油酸薄膜的形状画在玻璃板上在玻璃板上 (2)每滴油酸酒精溶液的体积为每滴油酸酒精溶液的体积为 cm3 每滴油酸酒精溶液中所含纯油酸的体积为每滴油酸酒精溶液中所含纯油酸的体积为 V 0.05% cm3 所以单个油酸分子的大小为所以单个油酸分子的大小为d答案答案 (1)见解题指导见解题指导(2) 在做在做“用油膜法估测分用油膜法估测分子的大小子的大小”的实验中，油酸酒精溶液的实验中，油酸酒精溶液的浓度为每的浓度为每104 mL溶液中有纯油酸溶液中有纯油酸6 mL.用注射

12、器测得用注射器测得1 mL上述溶液中有上述溶液中有液滴液滴50滴把滴把1滴该溶液滴入盛水的滴该溶液滴入盛水的浅盘里，待水面稳定后，将玻璃板放浅盘里，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，其形状如图廓，随后把玻璃板放在坐标纸上，其形状如图1132所示，所示，坐标纸中正方形方格的边长为坐标纸中正方形方格的边长为20 mm.求：求：图图1132(1)油酸膜的面积；油酸膜的面积；(2)每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积；每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积；(3)根据上述数据，估测出油酸分子的直径根据上述数据，估测出油酸分子的直径 解题指导解题指导本题考查实验原理和处理实验数据的能力本题考查实验原理和处理实验数据的能力 (1)求油酸膜的面积时，先数出求油酸膜的面积时，先数出“ “整整” ”方格的个数，对剩余方格的个数，对剩余小方格的处理方法是：不足半个格的舍去，多于半个的算一小方格的处理方法是：不足半个格的舍去，多于半个的算一个数一数共有个数一数共有55个小方格个小方格 所以油酸膜面积所以油酸膜面积S55(2102)2m22.2102 m2. (2)由于由于104 mL溶