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§1.2 实验：用油膜法估测油酸分子的大小
高二物理（人教版2019）
选择性必修 第三册
第一章 分子动理论
思考：
分子十分微小。以水为例，一个直径为10-3 mm 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？
分子
直径:10－10m
直径:10－1m
苹果
直径:107m
地球
一、实验思路
（1）固体、液体可以认为各个球形分子是一个挨一个地紧密排列
（2）将一滴油酸（体积V已知）滴在水面上， 使其尽可能地散开形成一层 油膜。油膜的厚度看成是油酸分子的直径d ，所以只要再测定出这层油膜的面积S，就可求出油酸分子直径d的大小。
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新课讲授
水
油酸分子
d
单分子
二、实验步骤
（1）测量1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积V.
①取1 mL的油酸，用无水酒精稀释为浓度1∶200的油酸酒精溶液。
②用注射器将油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，记下量筒
内增加一定体积(如1mL)时的滴数n，由此求出一滴油酸酒精溶液
的平均体积。再根据溶液浓度计算其所含纯油酸的体积V 。
思考：
如何计算一滴溶液中含有的纯油酸体积是多少？
（2）测量1滴油酸酒精溶液在水面上形成的油膜面积S.
①往浅盘中倒入约2 cm深的水，然后将爽身粉均匀地撒在水面上。
②用注射器向水面上滴入一滴配制好的油酸油精溶液，油酸
就在水面上慢慢散开，形成单分子油膜，待油酸薄膜形状稳定后，
将准备好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。
③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。
方法是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，把正方形的个数乘以单个正方形的面积就是油膜的面积S。
二、实验步骤
（2）测量1滴油酸酒精溶液在水面上形成的油膜面积S.
不足半个的舍去，多于半个的算一个，把正方形的个数乘以单个正方形的面积就是油膜的面积S。
二、实验步骤
正方形的个数N
单个正方形的面积s0
油膜的面积S=N s0
（3）计算油膜厚度得分子直径
用1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积V和该油膜面积S计算出油膜厚
度，即油酸分子的直径 d =
二、实验步骤
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二、实验步骤
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
【例1】某同学在实验室用油膜法测油酸分子直径，实验主要步骤如下：
①向体积V油＝6 mL的油酸中加酒精，直至总量达到V总＝104 mL；
②用注射器吸取①中油酸酒精溶液，把它一滴一滴地滴入小量筒中，当滴入n＝75滴时，测得其体
积恰好是V0＝1 mL；
③先往浅盘里倒入2 cm深的水，然后将痱子粉均匀地撒在水面上；
④用注射器往水面上滴一滴油酸酒精溶液，待油酸薄膜形状稳定后，将事先准备好的玻璃板放在浅
盘上，并在玻璃板上描下油酸膜的形状；
⑤将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，如图所示，数出轮廓范围内小方格的个数N，小方
格的边长为L＝1 cm。
根据以上信息，回答下列问题：
(1)一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积为________m3；油膜面积为________m2；油酸分子直径为________m；(以上结果均保留1位有效数字)
(2)若滴入75滴油酸酒精溶液的体积不足1 mL，则最终的测量结果将偏________(选填“大”或“小”)。
【例2】“用油膜法估测分子的大小”实验的简要步骤如下：
A.将画有油膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，数出轮廓内的方格数(不足半个的舍去，多于半个的算一个)，再根据方格的边长求出油膜的面积S。
B.将一滴油酸酒精溶液滴在水面上，待油酸薄膜的形状稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用彩笔将薄膜的形状描画在玻璃板上。
C.用浅盘装入约2 cm深的水。
D.用公式d＝ 求出薄膜厚度，即油酸分子直径的大小。
E.根据油酸酒精溶液的浓度，算出一滴溶液中纯油酸的体积V
(1)上述步骤中有步骤遗漏或步骤不完全，请指出：
① ；
② 。
(2)上述实验步骤的合理顺序是 。
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三、注意事项
1.油酸酒精溶液配制好后不要长时间放置，以免浓度改变，造成较大的实验误差。
2.向水面滴油酸酒精溶液时，应靠近水面，不能离水面太高，否则油膜难以形成。
3.待测油膜扩散后又会收缩，要在油膜的形状稳定后再描轮廓。
1.(1)如图所示的四个图反映“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中的四个步骤，将它们按操作先后顺序排列应是 (用符号表示)；
(2)在该实验中，油酸酒精溶液的浓度为每1 000 mL溶液中有1 mL纯油酸.用注射器测得1 mL上述溶液有100滴，把2滴该溶液滴入盛水的浅盘里，画出油膜的形状如图3所示，坐标格的正方形大小为20 mm×20 mm.可以估算出油膜的面积是__________ m2, 2滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积为__________ m3，由此估算出油酸分子的直径是__________ m；(所有结果保留二位有效数字)
(3)某同学通过测量出的数据计算分子直径时，发现计算结果
比实际值偏大，可能是由于_______.
A.油酸未完全散开 B.油酸酒精溶液中含有大量酒精
C.计算油膜面积时，将所有不足一格的方格记为一格 D.求每滴溶液体积时，1 mL的溶液的滴数多记了10滴
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2.在做“用油膜法估测分子的大小”实验时，
（1）每104mL油酸酒精溶液中有纯油酸6mL。用注射器测得75滴这样的溶液为1mL。把1滴这样的溶液滴入盛水的浅盘里，把玻璃板盖在浅盘上并描画出油酸膜轮廓，数出油膜共占116个小方格。正方形小方格的边长为1cm。由此估算出油酸分子直径为（　 ）
A．7×10-8m B．7×10-10m C．1×10-8m D．1×10-10m
（2）某学生在做该实验时，发现计算的直径偏大，可能的原因是________.
A.爽身粉撒得过多
B.计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格
C.计算每滴油酸酒精溶液的体积时，1 mL的溶液的滴数少记了几滴
D.在滴入量筒之前，配制的溶液在空气中搁置了较长时间
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