《【高中物理】实验：用油膜法估测油酸分子的大小 课件 高二下学期人教版（2019）选择性必修第三册.pptx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《【高中物理】实验：用油膜法估测油酸分子的大小 课件 高二下学期人教版（2019）选择性必修第三册.pptx（18页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、第一章分子动理论第一章分子动理论实验：用油膜法估测油酸分子的大小实验：用油膜法估测油酸分子的大小新课导入新课导入 分子十分微小。以水为例，一个直径为分子十分微小。以水为例，一个直径为1010-3-3 mm mm 左右的水珠，它的大小与细左右的水珠，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！口的总数还多上好几倍！那么，通过什么途径可以知道分那么，通过什么途径可以知道分子的大小呢？下面我们通过一个子的大小呢？下面我们通过一个实验来估测分子的大小。实验来估测分子的大小。
2、阅读课本阅读课本7979，完成导学案，完成导学案8min8min实验思路实验思路:油酸的分子式油酸的分子式C17 H33-COOH，其中-COOH部分具有具有亲水性，另亲水性，另一部分一部分C17 H33具有具有憎水憎水性。我们把一滴油酸滴入水中，性。我们把一滴油酸滴入水中，油酸分子油酸分子的的COOH部分留在水中留在水中，C17 H33部分部分冒出水面冒出水面，油酸分子直立在水面油酸分子直立在水面上上，形成形成一个一个单分子单分子油膜油膜层层。水油酸分子油酸分子d 因因估测估测其大小，故把油酸分子简化成球形处理，并认为他们紧密排布。如图所示：其大小，故把油酸分子简化成球形处理，并认为他们紧密
3、排布。如图所示：如果知道一滴油酸的体积如果知道一滴油酸的体积V V，再测量出油膜的面积，再测量出油膜的面积S S，就可以求出油膜的厚度。这个，就可以求出油膜的厚度。这个厚度就是油酸分子的直径。厚度就是油酸分子的直径。为了使油酸充分展开，获得单分子油膜，我们需要把油酸在为了使油酸充分展开，获得单分子油膜，我们需要把油酸在酒精中酒精中稀释稀释后再滴入水中。这样的后再滴入水中。这样的油酸酒精溶液油酸酒精溶液滴滴在水面上，其中在水面上，其中酒精溶酒精溶于水，并很快挥发，在水面上形成有自由边界的一层纯油酸薄膜，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，形成单分子油膜形成单分子油膜由于油酸
4、分子与水均是无色透明，无法用肉眼观察出油膜的边界。由于油酸分子与水均是无色透明，无法用肉眼观察出油膜的边界。故要在水面洒上薄薄的一层爽身粉。油酸酒精溶液在水面展开后形故要在水面洒上薄薄的一层爽身粉。油酸酒精溶液在水面展开后形成以成以爽身粉为边界爽身粉为边界的一层薄膜，就可以清楚地看清它的轮廓。的一层薄膜，就可以清楚地看清它的轮廓。实验思路实验思路:实验器材实验器材配制好的一定浓度的油酸酒精溶液、浅盘、水、注射器、烧杯、玻璃板、彩笔、坐标纸.物理量的测量物理量的测量1.测量1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积V.爽身粉(或细石膏粉)2.测量测量1滴油酸酒精溶液在水面上形成的油膜面积滴油酸酒精溶液在水面
5、上形成的油膜面积S实验实验步骤步骤1.配制溶液（稀释）2.精测一滴液体体积3.水盘取水，撒爽身粉4.滴溶液形成单分子薄膜5.描油膜形状6.放坐标纸，算油膜面积7.求分子直径1、(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每个小正方形大小为2 cm2 cm.由图可
6、以估算出油膜的面积是_ cm2，由此估算出油酸分子的直径是_m(保留一位有效数字)(2)为了尽可能准确地估测出油酸分子的大小，下列哪些措施是可行的_A油酸浓度适当大一些B油酸浓度适当小一些C油酸扩散后立即绘出轮廓图D油酸扩散并待其收缩稳定后再绘出轮廓图(3)图乙是用扫描隧道显微镜拍下的一个“量子围栏”的照片：48个铁原子在铜的表面排列成圆圈，构成了“量子围栏”为了估算铁原子直径，查到以下数据：铁的密度7.8103 kg/m3，摩尔质量M5.6102 kg/mol，阿伏加德罗常数NA6.01023 mol1.若将铁原子简化为球体模型，铁原子直径的表达式d_，铁原子直径约为_m(结果保留一位有效数
7、字)31010264(260268均可)81010BD练习：练习：注意事项注意事项 1.测1滴酒精油酸溶液的体积时，应该尽量滴完整毫升数，这样油滴数量多，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.爽身粉不要撒得太多，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.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。6.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。7.本实验中，由于测量体积和面积的数
8、值都不精确，因此测量结果偏差较大，只要测量结果的数量级为10-10m，就可认为估测实验成功 大量的实验结果表明，尽管所用的测定分子大小的方法不同，测出的结果也异常，但数量级是一定的，除了一些有机物质的大分子外，多数分子大小的数量级是10-10m。实验结论实验结论误差分析误差分析 1.油酸酒精溶液配制后长时间放置，由于酒精的挥发会导致溶液油酸酒精溶液配制后长时间放置，由于酒精的挥发会导致溶液的浓度改变，从而给实验带来较大的误差。的浓度改变，从而给实验带来较大的误差。2.利用量筒测量油酸酒精溶液的体积时，没有使用正确的观察利用量筒测量油酸酒精溶液的体积时，没有使用正确的观察方法而产生误差。方法而产
9、生误差。3.油滴的体积过大，同时浅盘面积过小，油滴的体积过大，同时浅盘面积过小，不能形成单分子油膜。不能形成单分子油膜。6.不考虑油酸分子的空隙，计算分子直径时的误差。不考虑油酸分子的空隙，计算分子直径时的误差。4.描绘油膜形状的画线误差。描绘油膜形状的画线误差。5.利用小正方形数计算轮廓的面积时，轮廓的不规则性容易利用小正方形数计算轮廓的面积时，轮廓的不规则性容易带来计算误差。带来计算误差。误差分析误差分析2、用油膜法估测分子的大小用油膜法估测分子的大小实验的科学依据是实验的科学依据是()A.将油酸形成的膜看成单分子油膜将油酸形成的膜看成单分子油膜 B.不考虑各油酸分子间的间隙不考虑各油酸分
10、子间的间隙 C.考虑了各油酸分子间的间隙考虑了各油酸分子间的间隙 D.将油酸分子看成球形将油酸分子看成球形ABD练习：练习：3、在在“油膜法油膜法”估测分子大小的实验中，认为油酸分子在水面估测分子大小的实验中，认为油酸分子在水面上形成的是单分子层，这体现的物理思想方法是上形成的是单分子层，这体现的物理思想方法是()A.等效替代法等效替代法 B.控制变量法控制变量法 C.理想模型法理想模型法 D.累积法累积法C练习：练习：4、(多选)在“用油膜法估测分子的大小”的实验中，下列做法正确的是()A.用注射器吸取配制好的油酸酒精溶液,把它一滴一滴地滴入小量筒中,若100滴溶液的体积是1mL,则1滴溶液
11、中含有油酸10-2mLB.往浅盘里倒入适量的水,再将爽身粉或细石膏粉均匀地撒在水面上C.用注射器往水面上滴1滴油酸酒精溶液,同时将玻璃板放在浅盘上,并立即在玻璃板上描下油酸膜的形状D.根据1滴油酸酒精溶液中油酸的体积V和油膜面积S就可以算出油膜厚度d=V/S,即油酸分子的直径大小提示：A.溶液10-2mL并不是纯油酸10-2mLBD练习：练习：5、某同学在某同学在用油膜法估测分子直径用油膜法估测分子直径的实验中，计算结果明显偏的实验中，计算结果明显偏大，可能是由于大，可能是由于()A.油酸未完全散开油酸未完全散开 B.油酸中含有大量的酒精油酸中含有大量的酒精 C.计算油膜面积时舍去了所有不足一格的方格计算油膜面积时舍去了所有不足一格的方格 D.求每滴液滴体积时，求每滴液滴体积时，1mL的溶液的滴效多记了的溶液的滴效多记了10滴滴AC练习：练习：5、在做“用油膜法估测油酸分子的大小”实验时，每103mL油酸酒精溶液中有纯油酸1mL。用注射器测得58滴这样的溶液为1mL。把1滴这样的溶液滴入盛水的浅盘里，等油膜形状稳定后，把玻璃板盖在浅盘上并描画出油膜的轮廓，如图所示。图中正方形小方格的边长为1cm。（1）1 滴油酸酒精溶液中含有的纯油酸的体积是多少？（2）油膜的面积是多少？（3）按以上数据，估算油酸分子的大小。131418276练习：练习：判天地之美判天地之美 析万物之理析万物之理