资源描述
Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,*,*,实验,13,用油膜法估测分子的大小,1,-,2,-,一、实验目的,1,.,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。,二、实验原理,1,.,利用油酸酒精溶液在平静的水面上形成单分子油膜,如图所示。,2,.,将油酸分子看作球形,测出一定体积油酸溶液在水面上形成的油膜面积。,3,.,用d=计算出油膜的厚度(V为一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积,S为油膜面积),这个厚度就近似等于油酸分子的直径。,2,-,3,-,三、实验器材,1,.,油酸酒精溶液若干毫升,体积配比为1,200,。,2,.,注射器或滴管1支。,3,.,量筒1个。,4,.,浅盘1个,规格为30,cm,40,cm,。,5,.,玻璃板1块,面积大于30,cm,40,cm,坐标纸。,6,.,彩色水笔1支。,7,.,痱子粉(或石膏粉)1盒。,8,.,清水若干升。,3,-,4,-,四、实验步骤,1,.,配制油酸酒精溶液:把1,mL,的油酸溶于酒精中,制成200,mL,的油酸酒精溶液。,2,.,往浅盘中倒入约2,cm,深的水,然后将痱子粉(或石膏粉)均匀地撒在水面上。,3,.,用滴管(或注射器)向量筒中滴入n滴油酸酒精溶液,使这些溶液体积恰好为1,mL,算出每滴油酸酒精溶液所含油酸的体积V=,mL,。,4,.,用滴管(或注射器)向水面上滴入一滴油酸酒精溶液,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,将一块较大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。,4,-,5,-,6,.,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。求面积时,以坐标纸上边长为1,cm,的正方形为单位,数出轮廓内正方形的个数,不足半个的舍去,多于半个的算一个。,7,.,根据一滴油酸的体积V和其形成的薄膜的面积S,算出油酸薄膜的厚度d=,即为油酸分子的大小。比较算出的分子大小,看其数量级是否为10,-10,m,。,五、误差分析,1,.,纯油酸体积的计算引起误差。,2,.,油膜面积的测量引起的误差主要有两个方面:,(1)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。,5,-,6,-,六、注意事项,1,.,实验前,必须将所有的实验用具擦洗干净,实验时,吸取油酸、酒精和油酸酒精溶液的滴管不能混用,否则会增大实验误差。,2,.,油酸酒精溶液中油酸与酒精的体积比以1,200,为宜。,3,.,浅盘里的水面离盘口面的距离应较小,并要水平放置,以便准确地画出油酸薄膜的形状,画线时视线应与板面垂直。,4,.,油酸在水面上形成的薄膜先扩散后收缩,要在薄膜形状稳定后再画轮廓。薄膜扩散后又收缩的原因有两个:一是水面受油酸滴冲击凹陷后又恢复;二是酒精挥发后,薄膜回缩。,5,.,滴油酸溶液的滴口应在离水面1,cm,之内,否则油酸薄膜难以形成。实验前要注意训练好滴法。,6,-,7,-,该实验中,我们为什么可以用,d=,来计算油酸分子的直径?,提示：,该实验中油酸分子呈球形分布在水面上,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,油膜的厚度也就是分子的直径。,7,-,8,-,考点一,考点二,例,1,利用油膜法估测油酸分子的大小,实验器材有:浓度为0.05,%,(,体积分数)的油酸酒精溶液、最小刻度为0.1,mL,的量筒、盛有适量清水的规格为30,cm,40,cm,的浅盘、痱子粉、胶头滴管、有机玻璃板、彩笔、坐标纸。,(1)下面是实验步骤,请填写所缺的步骤,C,。,A.,用滴管将浓度为0.05,%,的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中,记下滴入1,mL,油酸酒精溶液时的滴数N;,B.,将痱子粉均匀地撒在浅盘内的水面上,用滴管吸取浓度为0.05,%,的油酸酒精溶液,从靠近水面处向浅盘中央一滴一滴地滴入油酸酒精溶液,直到油酸薄膜有足够大的面积且不与器壁接触为止,记下滴入的滴数n;,8,-,9,-,考点一,考点二,C.,;,D.,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1,cm,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S(单位:,cm,2,),。,(2)用已给的和测得的物理量表示单个油酸分子的大小为,(,单位:,cm,),。,9,-,10,-,10,-,11,-,考点一,考点二,方法归纳,用油膜法估测分子大小的思路,(1),理解分子模型,也就是理解油酸分子在水面上形成的薄膜厚度即分子直径。,(2),明确溶质和溶剂的关系,正确求出纯油酸体积,V,。,(3),准确,“,数,”,出油膜的面积,S,。,(4),利用,d=,求得分子直径。,11,-,12,-,考点一,考点二,数据处理与误差分析,例,2,(2016,甘肃张掖模拟,),油酸酒精溶液的浓度为每1 000,mL,油酸酒精溶液中有油酸0.6,mL,现用滴管向量筒内滴加50滴上述溶液,量筒中的溶液体积增加了1,mL,若把一滴这样的油酸酒精溶液滴入足够大盛水的浅盘中,由于酒精溶于水,油酸在水面展开,稳定后形成的油膜的形状如图所示。每一小方格的边长为25,mm,。,12,-,13,-,考点一,考点二,(1),这种估测方法是将每个油酸分子视为,模型,让油酸尽可能地在水面上散开,则形成的油膜可视为,油膜,这层油膜的厚度可视为油酸分子的,。图中油酸膜的面积为,m,2,;,每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸体积是,m,3,;,根据上述数据,估测出油酸分子的直径是,m,。(结果保留两位有效数字),(2),某同学在实验过程中,在距水面约2,cm,的位置将一滴油酸酒精溶液滴入水面形成油膜,实验时观察到,油膜的面积会先扩张后又收缩了一些,这是为什么呢?,请写出你分析的原因:,。,答案,解析,解析,关闭,答案,解析,关闭,13,-,14,-,考点一,考点二,特别提醒,进行数据处理防止出现以下,4,个方面的错误,(1),将油酸酒精溶液的体积直接作为油酸的体积进行计算。,(2),计算油膜面积时,将不完整的方格作为完整方格处理。,(3),计算油酸膜面积时,只数了完整的方格数。,(4),计算分子直径时没有统一国际单位。,14,-,15,-,(2016,江苏连云港摸底,),测量分子大小的方法有很多,如油膜法、显微法。,(1)在用油膜法估测分子大小的实验中,用移液管量取0.25,mL,油酸,倒入标注250,mL,的容量瓶中,再加入酒精后得到250,mL,的溶液。然后用滴管吸取这种溶液,向小量筒中滴入100滴溶液,溶液的液面达到量筒中1,mL,的刻度,再用滴管取配好的油酸溶液,向撒有痱子粉的盛水浅盘中滴下2滴溶液,在液面上形成油酸薄膜,待油膜稳定后,放在带有正方形坐标格的玻璃板下观察油膜,如图甲所示。坐标格的正方形大小为2,cm,2,cm,。由图可以估算出油膜的面积是,cm,2,由此估算出油酸分子的直径是,m,(,保留一位有效数字)。,15,-,16,-,(2),图乙是用扫描隧道显微镜拍下的一个“量子围栏”的照片。这个量子围栏是由48个铁原子在铜的表面排列成直径为1.4310,-8,m,的圆周而组成的,由此可以估算出铁原子的直径约为,m,(,结果保留两位有效数字)。,答案,解析,解析,关闭,答案,解析,关闭,16,
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