实验九用油膜法估测分子大小.doc

实验九用油膜法估测分子大小 第一关：基础关展望高考 基 础 知 识 (一)实验目的 1.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; 2.计算分子的大小. (二)实验原理 利用油酸的酒精溶液在平静的水面上形成单分子油膜,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,用d=V/S计算出油膜的厚度.这个厚度就近似等于油酸分子的直径.（如图） （三）实验器材 配制好的油酸酒精溶液、浅盘、痱子粉(或石膏粉)\,注射器\,量筒\,玻璃板\,彩笔\,铅笔\,坐标纸. (四)实验步骤 1.测一滴油酸酒精溶液中油酸的体积 用注射器取出事先按一定比例配制好的油酸酒精溶液,缓缓推动活塞使溶液一滴一滴地滴入量筒,记下量筒内增加一定体积(如x mL）时的滴数n,算出一滴油酸酒精溶液的体积 V′= mL. 再根据油酸酒精溶液中油酸的体积比η,算出一滴油酸酒精溶液中油酸的体积V=V′η. 2.形成油膜 在浅盘中倒入约2 cm深的水,然后将痱子粉均匀地撒在水面上,再用注射器将事先配制好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上,一会儿就会在水面上形成一层形状不规则的油酸薄膜. 3.测油酸薄膜的面积 待油酸薄膜稳定后,将玻璃板平放在浅盘上,然后用彩笔将油膜的形状画在玻璃板上. 将画有油膜形状的玻璃板放在坐标纸上,数出油膜的格数,算出油膜的面积S(以坐标纸上边长为1cm的正方形为单位,数轮廓内正方形个数时,不足半个的舍去,多于半个的算一个). 4.估算出油酸分子的大小 根据测出的一滴油酸酒精溶液里油酸分子的体积V和油酸薄膜的面积S,可求出油膜的厚度l,则l可看作油酸分子的直径d. 即d=l=. 第二关：技法关解读高考 解 题 技 法 一、理想化模型 技法讲解 用油膜法测定分子大小，是利用简化模型把分子看做了小球,实际上,分子有着复杂的内部结构,并不是真的是小球,小球是其理想化的模型,这是研究物理问题的重要思想方法.即将复杂的物理过程\,物理现象中最本质\,具有共性的东西抽象出来,将其理想化\,模型化,略去其次要因素和条件,研究其基本规律,但在运用时要注意其规律的适用范围和运用前提. 典例剖析 例1用油膜法测分子大小时要满足的理想化的条件是（） A.把在水面上尽可能充分散开的油膜视为单分子油膜 B.把形成单分子油膜的分子看作紧密排列的球形分子 C.将油膜视为单分子油膜,但需考虑分子间隙 D.将单分子视为立方体模型 解析：依据(油膜法测量分子直径的)实验方法可知:将体积为V的油膜液滴滴在水平面上,形成面积为S的油膜,则可以估算出油酸分子的直径为d=,显然,是将油酸分子视为球状模型,且将油膜视为单分子油膜.而公式d=中,并没有将分子间隙所占体积除外,显然是把单分子油膜的分子看作紧密排列的球形分子.故本题的正确选项应为A\,B. 答案：AB 二、数据处理方法 技法讲解 （1）油酸体积的计算 如果知道油酸酒精溶液浓度为P，测量出N滴油酸酒精溶液的体积为V，那么1滴油酸酒精溶液中含有的油酸体积为V. V=×10-6m3 （2）数格子的方法 这是估测不规则形状面积的一种方法：将一玻璃板放在不规则面积的上方，在玻璃板上 画出不规则图形的轮廓，然后将其放在坐标纸上，数出不规则图形的轮廓包围的方格数.计算方格数时，不足半个格子的舍去，多于半个格子的算一个，方格边长的单位越小，这种方法求出的面积越精确. 典例剖析 例2在做用油膜法估测分子大小的实验中，将油酸溶于酒精，其浓度为每104 mL溶液中有6 mL油酸．用注射器测得1 mL上述溶液有75滴，把1滴该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，用笔在玻璃板上描出油酸的轮廓，再把玻璃板放在坐标纸上，其形状和尺寸如图所示，坐标中正方形方格的边长为1 cm，试求： （1）油酸膜的面积是多少 cm2? （2）每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是多少？ （3）按以上实验数据估测出油膜分子的直径. 解析：（1）根据图形，数得格子数为129个，那么油膜面积是S=129×1cm2=129cm2 (2)根据已知条件可知，1 mL溶液中有75滴，1滴溶液的体积是mL，又已知每104 mL溶液中有纯油酸6mL， mL溶液中纯油酸的体积是：V=mL=8×10-6mL. (3)油酸分子的直径为：d==cm≈6.2×10-10 m. 答案：（1）129cm2 (2)8×10-6ML (3)6.2×10-10m 三、实验注意事项 技法讲解 (1)选用的浅水盘各处的高度应均匀，而且水盘应水平放置(可从盘的边缘各处离水面高度是否一样看出)；水盘也不宜太高，略高于水面为宜，以使盘上的玻璃片尽可能地接近水面又不接触水面，这样描绘出的油酸膜轮廓就比较准确.描画油酸膜轮廓时，眼睛视线应通过所画之处而垂直于玻璃片. (2)油酸溶液配制时间