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(共17张PPT)
1.2 实验：用油膜法估测油酸分子的直径
问题导引
分子
直径:10-10m
直径:10-1m
苹果
直径:107m
地球
分子十分微小。以水为例，一个直径为 1 微米左右的水珠，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!
那么，通过什么途径可以知道分子的大小呢
问题导引
测乒乓球的直径
测量大象的重量：
测量纸张的厚度：
测量分子的大小：
？？
化整为零
聚零为整
①把滴在水面上的油酸层当作单分子油膜层
油酸分子
②油分子一个个紧挨着整齐排列，且把分子
看成球形
③计算原理：
水
油酸分子
d
一、实验思路
1.测量1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积V
油酸的稀释：
使用酒精
与油酸混合溶液
记下液滴的总滴数
1mL油酸
酒精
200mL油酸酒精溶液
稀释后，1mL溶液中油酸的含量：
假设1mL=50滴
1滴溶液的体积：
1滴溶液中纯油酸含量：
二、物理量的测量
2.测量1滴油酸酒精溶液在水面上形成的油膜面积S
①在水面撒爽身粉
②滴1滴油酸酒精溶液
③放上玻璃板，等液面稳定
④画出轮廓
⑤放坐标纸，数格子
假设每个格子边长是a，如果数得n个格子：
s=na2
（不足半格的舍去，多于半格的算一个）
二、物理量的测量
⑷待油膜形状稳定后，将事先准备好的带有坐标方格的玻璃板放在浅盘上，在玻璃板上描下薄膜的形状。
⑴在浅盘里盛上水，将爽身粉均匀地撒在水面上。
⑵用注射器向水面上滴1滴油酸酒精溶液。
⑶油酸立即在水面散开，形成一块油膜，油膜上没有爽身粉，可以清楚地看出它的轮廓。
二、物理量的测量
2.测量1滴油酸酒精溶液在水面上形成的油膜面积S
除少数有机物大分子,一般分子直径的数量级是10-10m。
实验结果：
d-----单分子油酸的直径
V-----一滴油酸的体积
S-----一滴油酸的面积
三、数据处理
总结所用的实验器材：
油酸、酒精、注射器、烧杯、浅盘、清水、带有坐标方格的玻璃板、彩笔、爽身粉。
实验视频
1.用稀酒精溶液及清水清洗浅盘,充分洗去油污、粉尘,以减小实验误差。
2.配制油酸酒精溶液:取油酸1 mL,注入500 mL的容量瓶中,然后向容量瓶内注入酒精,直到液面达到500 mL刻度线为止,摇动容量瓶,使油酸与酒精充分混合,这样就得到了浓度为0.2%的油酸酒精溶液。
3.用注射器或滴管将油酸酒精溶液1滴1滴地滴入量筒中,并记下量筒内增加一定体积VN时的滴数N,算出1滴油酸酒精溶液的体积V。
4.向浅盘里倒入约2 cm深的水,然后将爽身粉(或痱子粉或细石膏粉)均匀地撒在水面上。
5.用注射器或滴管将1滴油酸酒精溶液滴在浅盘的水面上。
6.待油酸薄膜的形状稳定后,将玻璃板放在浅盘上,在玻璃板上用彩笔描出油酸薄膜的形状。
7.将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上,数出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,算出油膜的面积S。
8.根据已配制好的油酸酒精溶液的浓度,算出1滴油酸酒精溶液中所含纯油酸的体积V,并代入公式d=V/S，算出油酸薄膜的厚度d。
9.重复以上实验步骤多测几次油酸薄膜的厚度,并求平均值,即为油酸分子的大小。
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方法而产生误差。
3.油滴的体积过大，同时水同同积过小， 不能形成单分子油膜。
四、误差分析
6.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。
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带来计算误差。
例1："用油膜法估测分子的大小"实验的科学依据是（ ）
A.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
C.考虑了各油酸分子间的间隙
D.将油酸分子看成球形
ABD
五、应用实践
例2：在“油膜法”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（ ）
A.等效替代法
B. 控制变量法
C. 理想模型法
D. 累积法
C
四、误差分析
例3：某同学在"用油膜法估测分子直径"的实验中，计算结果明显偏大，可能是由于（ ）
A.油酸未完全散开程
B.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
D.求每液体积时，1mL的溶液的滴效多记了10液
ABC
五、应用实践
例4.把体积为V1(mL)的油酸倒入适量的酒精中, 稀释成V2(mL)的油酸酒精溶液, 测出1mL油酸酒精溶液共有N 滴; 取一滴溶液滴入水中,最终在水中形成面积为S (cm2)的单分子油膜, 则该油酸分子的直径大约为(　　)
D
五、应用实践
例5：在做“用油膜法:估测分子的大小”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滴这样的溶液滴入的浅盘里，等油膜稳定后，把玻璃板盖在浅盘上并描画出油酸膜的轮廓，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纯油酸的体积是多少
(2)油酸膜的面积是多少
(3)按以上数据，估算油酸分子的大小。
五、应用实践
解：（1）1mL油酸酒精溶液中含有纯油酸体积为：
1滴油酸酒精溶液中含有纯油酸体积为：
（2）小方格的面积：S1=10-2×10-2m2=10-4m2
小方格的个数n=114
油酸膜的面积为：S=nS1=114×10-4m2=1.14×10-2m2
（3）油酸分子的直径：
带入数据得：
例6.在做“用油膜法估测分子的大小”的实验时,油酸酒精溶液的浓度为每1000 mL溶液中有纯油酸0.2 mL,用量筒和注射器测得1 mL上述溶液有80滴,用注射器把一滴该溶液滴入表面撒有痱子粉的浅盘里,待水面稳定后,画出油酸薄膜的轮廓如图所示,图中正方形小方格的边长为1 cm。(结果均保留两位有效数字)
(1)由于每格边长为1 cm,则每一格就是1 cm2,估算油膜面积以超过半格以一格计算,小于半格就舍去的原则,估算出40格,则油酸薄膜面积为:S=40 cm2=4.0×10-3 m2;
解析：
五、应用实践
(1)油酸薄膜的面积是　　　　　　 m2;
(2)每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是　　　　　m3;
(3)根据上述数据,估测出油酸分子的直径是　　　　 m
(结果保留两位有效数字);
例7.某种油剂的密度为8×102 kg/m3,取这种油剂0.8 g滴在水面上,最后形成油膜的面积约为(　　)　　　　　　　　　　　　　　　　
A.10-10 m2 B.104 m2
C.1010 cm2 D.104 cm2
B
五、应用实践

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