第八章實驗九用油膜法估測分子的大小

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1、一、實驗?zāi)康囊?、實驗?zāi)康? 1用油膜法估測油酸分子的大小用油膜法估測油酸分子的大小2 2學(xué)會用宏觀量間接測量微觀量的原理和方法學(xué)會用宏觀量間接測量微觀量的原理和方法二、實驗原理二、實驗原理利用油酸的酒精溶液在平靜的水面利用油酸的酒精溶液在平靜的水面上形成單分子油膜上形成單分子油膜(如圖實如圖實9 91)1)，將油酸分子看做球形，測出一定體將油酸分子看做球形，測出一定體積油酸溶液在水面上形成的油膜面積，用積油酸溶液在水面上形成的油膜面積，用d dV V/S S計算計算出油膜的厚度，其中出油膜的厚度，其中V V為一滴油酸溶液中純油酸的體積，為一滴油酸溶液中純油酸的體積，S S為油膜面積這個厚度就近

2、似等于油酸分子的直徑為油膜面積這個厚度就近似等于油酸分子的直徑圖實圖實9 91 1三、實驗器材三、實驗器材盛水淺盤、滴管盛水淺盤、滴管(或注射器或注射器)、試劑瓶、坐標紙、玻璃、試劑瓶、坐標紙、玻璃板、痱子粉、酒精油酸溶液、量筒、彩筆等板、痱子粉、酒精油酸溶液、量筒、彩筆等四、實驗操作四、實驗操作1 1步驟步驟(1)(1)取取1 1毫升毫升(1 cm(1 cm3 3)的油酸溶于酒精中，制成的油酸溶于酒精中，制成200200毫升的毫升的酒精油酸溶液酒精油酸溶液(2)(2)往邊長約為往邊長約為30 cm30 cm40 cm40 cm的淺盤中倒入約的淺盤中倒入約2 cm2 cm深的水，深的水，然后將

3、痱子粉或石膏粉均勻地撒在水面上然后將痱子粉或石膏粉均勻地撒在水面上(3)(3)用滴管用滴管(或注射器或注射器)向量筒中滴入向量筒中滴入n n滴配制好的酒精油滴配制好的酒精油酸溶液，使這些溶液的體積恰好為酸溶液，使這些溶液的體積恰好為1 mL.1 mL.(4)(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酒精油向水面上滴入一滴配制好的酒精油酸溶液，油酸就在水面上慢慢散開，形成單分子油膜酸溶液，油酸就在水面上慢慢散開，形成單分子油膜(5)(5)待油酸薄膜形狀穩(wěn)定后，將一塊較大的玻璃板蓋在淺待油酸薄膜形狀穩(wěn)定后，將一塊較大的玻璃板蓋在淺盤上，用彩筆將油酸薄膜的形狀畫在玻璃板上盤上，用

4、彩筆將油酸薄膜的形狀畫在玻璃板上五、注意事項五、注意事項1 1痱子粉的用量不要太大，并從盤中央加入，使粉自動擴痱子粉的用量不要太大，并從盤中央加入，使粉自動擴散至均勻散至均勻2 2測測1 1滴酒精油酸溶液的體積時，滴入量筒中的酒精油酸滴酒精油酸溶液的體積時，滴入量筒中的酒精油酸溶液的體積應(yīng)為整毫升數(shù)，應(yīng)多滴幾毫升，數(shù)出對應(yīng)的溶液的體積應(yīng)為整毫升數(shù)，應(yīng)多滴幾毫升，數(shù)出對應(yīng)的滴數(shù)，這樣求平均值誤差較小滴數(shù)，這樣求平均值誤差較小3 3淺盤里水離盤口面的距離應(yīng)較小，并要水平放置，以便淺盤里水離盤口面的距離應(yīng)較小，并要水平放置，以便準確地畫出薄膜的形狀，畫線時視線應(yīng)與板面垂直準確地畫出薄膜的形狀，畫線時

5、視線應(yīng)與板面垂直4 4要待油膜形狀穩(wěn)定后，再畫輪廓要待油膜形狀穩(wěn)定后，再畫輪廓5 5利用坐標求油膜面積時，以邊長利用坐標求油膜面積時，以邊長1 cm1 cm的正方形為單的正方形為單位，計算輪廓內(nèi)正方形的個數(shù)，不足半個的舍去，位，計算輪廓內(nèi)正方形的個數(shù)，不足半個的舍去，大于半個的算一個大于半個的算一個六、誤差分析六、誤差分析1 1純油膜體積的計算誤差純油膜體積的計算誤差(1)(1)酒精油酸溶液配制時的濃度誤差酒精油酸溶液配制時的濃度誤差(2)(2)每滴溶液的體積誤差每滴溶液的體積誤差2 2油膜面積的測量誤差油膜面積的測量誤差(1)(1)油膜形狀的畫線誤差；油膜形狀的畫線誤差；(2)(2)數(shù)格子法

6、本身是一種估算的方法，自然會帶來誤差數(shù)格子法本身是一種估算的方法，自然會帶來誤差 例例11(2011(2011蘇州模擬蘇州模擬)“用油膜法估測分子的大小用油膜法估測分子的大小”實驗的簡要步驟如下：實驗的簡要步驟如下：A A將畫有油膜輪廓的玻璃板放在坐標紙上，數(shù)出輪廓內(nèi)將畫有油膜輪廓的玻璃板放在坐標紙上，數(shù)出輪廓內(nèi)的方格數(shù)的方格數(shù)(不足半個的舍去，多于半個的算一個不足半個的舍去，多于半個的算一個)，再，再根據(jù)方格的邊長求出油膜的面積根據(jù)方格的邊長求出油膜的面積S S；B B將一滴酒精油酸溶液滴在水面上，待油酸薄膜的形狀將一滴酒精油酸溶液滴在水面上，待油酸薄膜的形狀穩(wěn)定后，將玻璃板放在淺盤上，用彩

7、筆將薄膜的形狀穩(wěn)定后，將玻璃板放在淺盤上，用彩筆將薄膜的形狀描繪在玻璃板上；描繪在玻璃板上；上述步驟中有遺漏或不完全的，請指出：上述步驟中有遺漏或不完全的，請指出：(1)_(1)_(2)_(2)_上述實驗步驟的合理順序是上述實驗步驟的合理順序是_ 解析解析(1)(1)為使油膜的輪廓清晰，在為使油膜的輪廓清晰，在C C步驟中還要在水步驟中還要在水面上灑上痱子粉或石膏粉面上灑上痱子粉或石膏粉(2)(2)要計算一滴溶液中的純油膜體積，必須知道一滴溶液要計算一滴溶液中的純油膜體積，必須知道一滴溶液的體積，因此，實驗時還需要步驟的體積，因此，實驗時還需要步驟F F：用注射器或滴管將：用注射器或滴管將溶液

8、一滴一滴地滴入量筒，記下溶液一滴一滴地滴入量筒，記下1 mL1 mL溶液的滴數(shù)溶液的滴數(shù)n n，從而，從而得到一滴溶液的體積，由正確的實驗操作可知合理的步得到一滴溶液的體積，由正確的實驗操作可知合理的步驟順序是：驟順序是：CFBAED.CFBAED.答案答案(1)(1)在在C C步驟中，要在水面上灑上痱子粉或石膏步驟中，要在水面上灑上痱子粉或石膏粉粉(2)(2)實驗中，還需要實驗中，還需要F F：用注射器或滴管將溶液一滴一滴：用注射器或滴管將溶液一滴一滴地滴入量筒，記下地滴入量筒，記下1 mL1 mL溶液的滴數(shù)溶液的滴數(shù)n n步驟的合理順序是：步驟的合理順序是：CFBAEDCFBAED 例例2

9、2在在“用油膜法估測分子的大小用油膜法估測分子的大小”的實驗中，酒精油酸溶液的濃度為每的實驗中，酒精油酸溶液的濃度為每10104 4 mLmL溶液中有純油酸溶液中有純油酸5 mL.5 mL.用注射器測得用注射器測得1 1 mLmL上述溶液有液滴上述溶液有液滴5050滴把滴把1 1滴該溶液滴滴該溶液滴入盛水的淺盤里，待水面穩(wěn)定后，將玻璃入盛水的淺盤里，待水面穩(wěn)定后，將玻璃板放在淺盤上描出油膜輪廓，再將玻璃板放在坐標紙上，其板放在淺盤上描出油膜輪廓，再將玻璃板放在坐標紙上，其形狀如圖實形狀如圖實9 92 2所示，坐標紙中正方形小方格的邊長為所示，坐標紙中正方形小方格的邊長為1 1 cm.cm.則：

10、則：圖實圖實9 92 2(1)(1)油膜的面積約為油膜的面積約為_(_(保留兩位有效數(shù)字保留兩位有效數(shù)字)；(2)(2)每一滴酒精油酸溶液中含有純油酸的體積是每一滴酒精油酸溶液中含有純油酸的體積是_；(3)(3)根據(jù)上述數(shù)據(jù)，估算出油酸分子的直徑根據(jù)上述數(shù)據(jù)，估算出油酸分子的直徑d d_(保留一位有效數(shù)字保留一位有效數(shù)字)答案答案(1)84 cm(1)84 cm2 2(82 cm(82 cm2 285 cm85 cm2 2都可以都可以)(2)1.0(2)1.010105 5 mL mL(3)1(3)110109 9 m m 例例33某同學(xué)設(shè)計了如下一個用某同學(xué)設(shè)計了如下一個用“油膜法油膜法”測

11、分子大小的實驗他配制的油酸酒精溶液測分子大小的實驗他配制的油酸酒精溶液的濃度為的濃度為10103 3 mL mL的溶液中有純油酸的溶液中有純油酸1 mL1 mL，用，用注射器量得注射器量得1 mL1 mL上述油酸酒精溶液中有液滴上述油酸酒精溶液中有液滴5050滴，將其中滴，將其中的的1 1滴滴入水面撒有痱子粉的淺盤里，待穩(wěn)定后，形成了滴滴入水面撒有痱子粉的淺盤里，待穩(wěn)定后，形成了清晰的油膜輪廓，然后他將一有機玻璃放在淺盤上，并在清晰的油膜輪廓，然后他將一有機玻璃放在淺盤上，并在玻璃板上描下了油膜的形狀但他沒有坐標紙，就先用游玻璃板上描下了油膜的形狀但他沒有坐標紙，就先用游標卡尺測量了該玻璃板的

12、厚度如圖實標卡尺測量了該玻璃板的厚度如圖實9 93 3所示，然后用所示，然后用圖實圖實9 93 3剪刀剪出了面積等于油膜形狀的有機剪刀剪出了面積等于油膜形狀的有機玻璃板，如圖實玻璃板，如圖實9 94 4所示，并用天所示，并用天平稱出了其質(zhì)量為平稱出了其質(zhì)量為0.3 kg0.3 kg，已知該有，已知該有機玻璃板的密度為機玻璃板的密度為3 310103 3 kg/m kg/m3 3，請根據(jù)以上數(shù)據(jù)估測：請根據(jù)以上數(shù)據(jù)估測：(1)(1)油酸膜的實際面積；油酸膜的實際面積；(2)(2)油酸分子的直徑油酸分子的直徑圖實圖實9 94 4 答案答案(1)4(1)410102 2 m m2 2(2)5(2)510101010 m.m.點擊此圖片進入點擊此圖片進入點擊此圖片進入點擊此圖片進入“知能演練提升知能演練提升知能演練提升知能演練提升”