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§2 实验：用油膜法估测油酸分子的大小
第一章 分子动理论
选择性必修 第三册
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！通过什么途径可以知道分子的大小呢？
课堂引入
分子
直径:10－10m
直径:107m
地球
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1.模型建立和理想化处理
（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。
一、实验思路
把一滴油酸(事先测出其体积V)滴在水面上，油酸在水面上形成油膜，认为其是单分子层，且把分子看成球形，则油膜的厚度就是油酸分子的直径d，测出油膜的面积S，则油酸分子的直径为
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2.实验过程实施与测量
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一、实验思路
水
油酸分子
d
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。
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3.单分子油膜的获得
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一、实验思路
1.配制油酸酒精溶液，取1mL的油酸滴入酒精中配制成500mL的油酸酒精溶液。
2.用滴管或注射器将事先配制好的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(例如1mL)时的滴数，算出一滴油酸酒精溶液的体积。
3.实验时先向边长为30~40cm的浅盘里倒入约2cm深的水，然后将痱子粉或石膏粉均匀地撒在水面上，用滴管往水面上滴一滴油酸酒精溶液，油酸立即在水面上散开，形成一块油膜。
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二、实验步骤
4.待油膜的形状稳定后，将玻璃板放在浅盘上，然后将油膜的形状用彩笔画在玻璃板上。
5.将画有油膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，算出油膜的面积S。求面积时以坐标纸上边长为1cm的正方形为单位，数出轮廓内正方形的个数，不足半个的舍去，多于半个的算一个。
6.根据配制的油酸酒精溶液的浓度，算出一滴溶液中纯油酸的体积V。根据一滴纯油酸的体积V和油膜的面积S即可算出油膜的厚度 ，即油酸分子的大小。
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二、实验步骤
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二、实验步骤
根据实验记录的数据，完成以下表格。
实验次数 1 2
量筒内增加1mL溶液时的滴数
一滴纯油酸的体积V
轮廓内的小格子数
轮廓面积S
分子的直径/m
平均值/m 新课讲授
三、数据分析
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四、实验视频
1.配置一定浓度的油酸酒精溶液时产生误差。
2.量取一滴油酸酒精溶液的实际体积产生误差。
3.油酸在水面上实际分布的均匀情况存在误差。
4.采用“不足半个的舍去、多于半个的算一个”的互补法计算油膜的面积存在误差。
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五、误差主要来源
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.实验前应注意检查浅盘是否干净，否则难以形成油膜。
3.浅盘中的水应保持平稳，痱子粉(或细石膏粉)应均匀撒在水面上。
4.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。
5.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。
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六、注意事项
【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”)。
C
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七、课堂练习
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七、课堂练习
2．在做“用油膜法估测分子的大小”实验时，配制好浓度为0.06%的油酸酒精溶液（单位体积溶液中含有纯油酸的体积），1 mL上述溶液用注射器刚好滴75滴；在撒有均匀痱子粉的水面上用注射器滴1滴油酸酒精溶液，水面上形成油酸薄膜，下图为油膜稳定后的形状，每个正方形小方格的边长为10 mm。下列有关该实验说法正确的有（　　）
A．油膜的面积为100 cm2
B．一滴油酸酒精溶液中含纯油酸的体积为8.0×10-6 mL
C．油酸分子的直径约为7.4×10-9 m
D．数油膜面积时不慎将几个不足一格的按一格计算，则分子直径的计算结果偏大
B
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七、课堂练习
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七、课堂练习
3．某同学在做“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验中，计算结果偏大，可能的原因是（　　）
A．油酸未完全散开
B．油酸中含有大量的酒精
C．求每滴体积时，1mL溶液的滴数多记了10滴
D．计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的小方格
AD
课堂练习
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七、课堂练习
【答案】AD
【详解】A．油酸未完全散开，形成的油膜不是单分子层，计算的油膜厚度就不是分子直径，比分子直径大得多，故A正确；
B．滴入水中后酒精都溶入水中，故酒精多不会影响实验结果；故B错误；
C．计算体积时多数了几滴，会使计算的油滴体积偏小，当然计算的分子直径也偏小，故C错误；
D．数方格时舍去了所有不足一格的方格，计算出的油膜面积偏小，导致计算结果偏大，故D正确。
故选AD。
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七、课堂练习
AC
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BCD
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七、课堂练习
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