1.2 实验：用油膜法估测油酸分子的大小 课件

实验：用油膜法估测油酸分子的大小 分子十分微小。以水为例，一个直径为10-3mm左右的水珠，它的大小与细菌差不多，用肉眼无法观察，就是在这样小的水珠里，分子的个数竟比地球上人口的总数还多上好几倍！思考：通过什么途径可以知道分子的大小呢？ 问题1：曹冲怎么称象？化整为零问题2：怎样估测绿豆的直径？ 方法一：将绿豆排成一行，测出总长，数出个数。 方法二：测出总体积，数出个数。 方法三：量出单层铺开的面积，测出总体积。 问题3：怎么估算鞋底的大小？ 一、实验思路为了估测油酸分子的大小，我们把1滴油酸滴在水面上，水面上会形成一层油膜。尽管油酸分子有着复杂的结构和形状，分子间也存在着间隙，但在估测其大小时，可以把它简化为球形处理，并认为它们紧密排布。测出油膜的厚度d，它就相当于分子的直径。为了使油酸充分展开，获得一块单分子油膜，我们需要将油酸在酒精中稀释后再滴入水中。这样的油酸酒精溶液滴在水面，溶液中的酒精将溶于水并很快挥发，从而获得纯油酸形成的油膜。 二、实验过程1.配制油酸溶液：用2ml注射器抽取1.5ml油酸，将其中1.0ml油酸注入500ml的量筒中，加入无水酒精至500ml刻度线，充分搅匀后得到体积比为1:500的油酸酒精溶液。2.测量一滴油酸溶液的体积：用滴管向量筒中一滴一滴地滴入油酸酒精溶液，记下液滴的总滴数n和它们的总体积V，则一滴油酸酒精溶液的体积为，所以油酸溶液的体积为。 3.向浅盘里倒入约2cm深的水，并将痱子粉（或石膏粉）均匀地撒在水面上。4.用注射器或滴管将酒精油酸溶液滴在水面上一滴。5.待油酸薄膜的形状稳定后，将玻璃板（或有机玻璃板）放在浅盘上，并将油酸薄膜的形状用彩笔画在玻璃板上。二、实验过程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S（求面积时以坐标纸上边长为1cm的正方形为单位，计算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.根据酒精油酸溶液的浓度，算出一滴溶液中纯油酸的体积V，算出油酸薄膜的厚度。 1.形成的油膜不是单分子油膜让油膜尽可能散开，等收缩到稳定状态再进行测量。要求使用的酒精的浓度、痱子粉的用量适宜等。2.纯油酸体积的计算误差要用累积法测油滴的体积。先测出1mL的酒精油酸溶液的滴数，从而计算出一滴酒精油酸溶液的体积。再由油酸的浓度算出油酸的体积。3.油膜的面积S测算产生的误差（1）油膜形状画线误差：用浅盘使玻璃尽量靠近液面，画线尽量和油膜边缘对应。（2）数格子法，带来的误差用坐标纸，测出形状不规则油膜的面积。数出不规则图形的轮廓包围的方格数，计算方格数时，不足半格的舍去，多于半格的算一个，方格边长的单位越小，用这种方法求出的面积越精确。三、误差分析 1.测1滴酒精油酸溶液的体积时，滴入量筒中的酒精油酸溶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。2.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。3.痱子粉不要撒得太多，只要能够帮助看清油膜边界即可。4.在水面撒痱子粉后，不要再触动盘中的水。5.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。6.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。7.利用坐标纸求油膜面积时，以边长1cm的正方形为单位，计算轮廓内正方形的个数，不足半格的舍去，多于半格的算一个。四、注意事项 思考：在用油膜法测定分子的直径时，实际上做了理想化处理，请问：有哪些地方做了理想化处理？1.把滴在水面上的油酸层当作单分子油膜层。2.把分子看成球形。3.油分子一个紧挨一个整齐排列。 数量级：一些数据太大或很小，为了书写方便，习惯上用科学记数法写成10的乘方数，如3×10-10m。我们把10的乘方数叫做数量级，1×10-10m和9×10-10m，数量级都是10-10m。一般分子直径的数量级为10-10m（除少数有机物大分子以外）。 1．“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。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）。④①②⑤③5×10－10 2．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ACD 3．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：（1）油酸薄膜的面积是________cm2；（2）实验测出油酸分子的直径是______________m（结果保留两位有效数字）；（3）实验中为什么要让油膜尽可能散开？1146.6×10－10这样做的目的是让油膜在水面上形成单分子油膜。