资源简介

(共35张PPT)
第二节
实验：用油膜法估测
油酸分子的大小
第一章 分子动理论
学习目标
1
新课讲解
3
新课导入
2
经典例题
4
课堂练习
5
本课小结
6
目录
学习目标
1.知道获得单分子油墨的方法。
2.掌握油膜法估测分子大小的实验原理以及数据处理的思路和方法。
新课导入
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！
那么，通过什么途径可以知道分子的大小呢
思考
如何估算绿豆的直径呢？
方法一：将绿豆排成一行，测出总长，根据总长和绿豆个数得到绿豆直径
L
方法二：测出多个绿豆的总体积，根据总体积和绿豆的个数，得到绿豆直径
方法三：量出单层绿豆铺开的面积，测出单层绿豆的总体积，根据总体积和面积，得到绿豆直径
L1
L2
第一节
准备实验
实验思路
实验目的 估测油酸分子的大小
模型建立和理想化处理
把滴在水面上的油酸层当作单分子油膜层
把分子看成球形
油分子一个紧挨一个整齐排列
参考测量绿豆直径的方法三
把油酸分子简化为球形处理，并认为它们紧密排布(如图)。测出油膜的厚度d，它就相当于分子的直径
油酸分子在水面上形成单分子油膜。
分子是球形的
单分子油膜
分子间没有空隙
三个假设
需要测量的物理量：V、S
水
油酸分子
d
让油膜在水面上充分扩散，形成单层油酸分子组成的薄膜，此时油膜的厚度d 就是分子的直径，若事先量得油酸体积为V，油膜面积为S，则 d＝
实验器材
配制好的一定浓度的油酸酒精溶液、浅盘、水、爽身粉、注射器、烧杯、带有坐标方格的玻璃板、彩笔。
第二节
实验步骤
实验步骤
实验步骤：
①取1 mL的油酸，用无水酒精按1∶200的体积比稀释，使油酸在酒精中充分溶解。
②用注射器或滴管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1 mL)时的滴数，由此求出
一滴油酸酒精溶液的平均体积。
③在盛水盘中装入约1 cm深的蒸馏水，为便于观测油膜的面积，可在水面上轻撒上一层爽身粉，在水盘中央滴一滴油酸酒精溶液，于是油酸在水面上迅速散开。到油膜面积不再扩大时，油酸在水面上形成单分子层油膜。
④用一块透明胶片或玻璃板盖在盛水盘上，用彩笔描出油膜的轮廓图。
⑤将绘有油膜轮廓的胶片或玻璃板放在坐
标纸上，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，然后计
算出油膜的面积。
⑥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，根据油酸的体积V 和油膜的面积S算出油酸分子的直径d＝V/S。
第三节
数据分析
数据分析
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，根据油酸的体积V 和油膜的面积S 算出油酸分子的直径 d＝V/S 。
除了一些有机物质的大分子外，多数分子大小的数量级为
实验只要求估测大小，实验结果的数量符合要求即可。
水
油酸分子
d
误差分析
误差分析
(1)纯油酸体积的计算误差。
(2)油膜面积的测量误差
①油膜形状的画线误差；
②数格子法本身是一种估算的方法，自然会带来误差。
注意事项
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)实验前应注意检查浅盘是否干净，爽身粉应均匀撒在水面上。
(3)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。
(4)待测油酸薄膜扩散后又会收缩，要在油酸薄膜的形状稳定后再描轮廓。
思考
1.实验中为什么不直接用纯油酸而是用被稀释过的油酸酒精溶液？
用酒精对油酸进行稀释有利于获取更小体积的纯油酸，这样更有利于油酸在水面上形成单分子油膜，同时酒精易挥发，不影响测量结果。
2.在用油膜法测定分子的直径时，实际上做了理想化处理，那么，有哪些地方做了理想化处理？
(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)油酸分子一个紧挨一个整齐排列。
经典例题
在做“用油膜法估测分子大小”的实验后，某小组发现自己所测得的分子直径明显偏小，出现这种情况的可能原因是（　　）
A．水面上痱子粉撒得太多，油膜没有充分展开
B．求每滴溶液体积时，1 mL溶液的滴数计少了
C．将滴入的油酸酒精溶液体积作为油酸体积进行计算
D．配制好的油酸酒精溶液长时间暴露在空气中
D
答案：D
解析：A．水面上痱子粉撒得较多，油膜没有充分展开，则测量的面积S偏小，导致结果计算偏大，故A不符合题意；
B．测量每滴油酸酒精溶液体积时，1mL溶液的滴数计少了，计算代入纯油酸体积将偏大，测量直径偏大，故B不符合题意；
C．计算时把油酸酒精溶液当成了纯油酸，体积偏大，则d 偏大，故C不符合题意；
D．如果所用的油酸酒精溶液长时间放置在空气中，酒精挥发，导致油酸酒精溶液中的油酸体积分数增大，1滴油酸酒精溶液形成的面积偏大，则分子直径的测量结果偏小，故D符合题意。故选D。
如图所示，“用油膜法估测分子的大小”的实验。在实验中，将油酸酒精溶液滴入水中后，接着操作的是（　　）
A．立刻用刻度尺去量油膜的面积
B．让油膜尽可能地散开，再用刻度尺去量油膜的面积
C．立即将油膜的轮廓画在玻璃板上，再利用坐标纸去计算油膜的面积
D．让油膜尽可能地散开，等到形状稳定后，再把油膜的轮廓画在玻璃板上，用坐标纸去计算油膜的面积
D
答案：D
解析：油酸酒精溶液滴入水中后，应让油膜尽可能散开，形成单分子油膜，再把油膜的轮廓画在玻璃板上，用坐标纸去计算油膜的面积，由于油膜不规则，无法用刻度尺去量油膜的面积。故选D。
关于油膜面积的测量方法，下列做法正确的是（　　）
A．油酸酒精溶液滴入水中后，应让油膜尽可能地散开，再用刻度尺去量油膜的面积
B．油酸酒精溶液滴入水中后，应让油膜尽可能地散开，再用刻度尺去量没有油膜的面积
C．油酸酒精溶液滴入水中后，应立即将油膜的轮廓画在玻璃纸上，再利用坐标纸去计算油膜的面积
D．油酸酒精溶液滴入水中后，应让油膜尽可能地散开，再把油膜的轮廓画在玻璃纸上，然后用坐标纸去计算油膜的面积
D
答案：D
解析：油酸酒精溶液滴在水面上，油膜会散开，待稳定后，再在玻璃纸上画下油膜的轮廓，用坐标纸计算油膜面积，D正确。
故选D。
当堂检测
在“油膜法”估测分子大小的实验中,能将油膜的厚度近似认为等于油酸分子的直径,下列措施可行的是(　　)
A.把痱子粉均匀地撒在水面上,测出其面积
B.取油酸一滴,滴在撒有均匀痱子粉的水面上形成面积尽可能大的油膜
C.取酒精油酸溶液一滴,滴在撒有均匀痱子粉的水面上形成面积尽可能大的油膜
D.把酒精油酸溶液滴在撒有均匀痱子粉的水面上后,要立即描绘油酸在水面上的轮廓
C
答案：C
解析：在该实验中滴入油酸酒精溶液之前,要在水面上均匀地撒上薄薄的一层痱子粉,其作用是形成清晰的油膜边缘;实验中,向水中滴入一滴酒精油酸溶液,在水面上形成单分子油膜;取酒精油酸溶液一滴,滴在撒有均匀痱子粉的水面上形成面积尽可能大的油膜,待薄膜形状稳定后,再描绘油酸在水面上的轮廓,所以正确选项为C。
某气体的摩尔质量为M，摩尔体积为V，密度为ρ，每个分子的质量和体积分别为m和V0，则阿伏加德罗常数NA可表示为(　　)
A．NA＝　　　　　　　　　 B．NA＝
C．NA＝ D．NA＝
BC
答案：BC
解析：气体的体积是指气体所充满的容器的容积，它不等于气体分子个数与每个气体分子体积的乘积，所以A、D错．由质量、体积、密度关系可推知B、C正确．
测量分子大小的方法有很多，如油膜法、显微镜法。
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酒精溶液，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，如图所示。坐标格的正方形大小为2 cm×2 cm。由图可以估算出油膜的面积是　　　　　　 cm2(保留2位有效数字)，由此估算出油酸分子的直径是　　　　　 m(保留1位有效数字)。
2.6×102
8×10-10
答案：2.6×102 cm2；8×10-10 m
解析：数油膜的正方形格数，大于半格的算一格，小于半格的舍去，估算出油膜的面积 S =格数(65)×2cm×2cm = 260cm2 = 2.6×102cm2。
溶液体积浓度为 ，
每滴溶液体积为 mL，
2滴溶液中所含油酸体积V = 2×10-5cm3，
油膜厚度即油酸分子的直径 d = = 8×10-10m。
本课小结
实验：用油膜法估算油酸分子的大小
一、实验思路
二、实验器材
三、实验步骤
四、数据分析
五、误差分析及注意事项
实验原理：
多数分子大小的数量级为10－10 m
配制好的一定浓度的油酸酒精溶液、浅盘、水、爽身粉、注射器、烧杯、带有坐标方格的玻璃板、彩笔
1.测量1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积V
2.测量1滴油酸酒精溶液在水面上形成的油膜面积S
谢谢

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