1.2实验：用油膜法估测油酸分子的大小（共19张ppt）

(共19张PPT)
实验：
用油膜法估测油酸分子的大小
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？
新课引入
新课引入
问题1：曹冲怎么称象？
化整为零
问题2：怎样估测绿豆的直径？
逆向思维
化零为整
方法一：将绿豆排成一行，测出总长，数出个数。
新课引入
方法二：测出总体积，量出单层铺开的面积。
实验目的:
1．会正确测出一滴油酸酒精溶液中油酸的体积及形成油膜的面积．
2．了解油酸分子的结构，计算油酸分子的大小，处理好实验数据．
3．领会本实验方法构思的特点，理解又宏观量间接测量微观量的思想．
实验思路:
油酸的分子式C17 H33 -COOH ，其中-COOH部分具有亲水性，另一部分C17 H33具有憎水性。我们把一滴油酸滴入水中，油酸分子的—COOH部分留在水中， C17 H33部分冒出水面，油酸分子直立在水面上，形成一个单分子油膜层。
水
油酸分子
d
因估测其大小，故把油酸分子简化成球形处理，并认为他们紧密排布。如图所示：如果知道一滴油酸的体积V，再测量出油膜的面积S，就可以求出油膜的厚度。这个厚度就是油酸分子的直径。
为了使油酸充分展开，获得单分子油膜，我们需要把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上，其中酒精溶于水，并很快挥发，在水面上形成有自由边界的一层纯油酸薄膜，形成单分子油膜．
由于油酸分子与水均是无色透明，无法用肉眼观察出油膜的边界。故要在水面洒上薄薄的一层爽身粉。油酸酒精溶液在水面展开后形成以爽身粉为边界的一层薄膜，就可以清楚地看清它的轮廓。
实验思路:
物理量的测量
一、测量一滴油酸酒精溶液中油酸的体积
1、知道油酸酒精溶液配比的比例。油酸：酒精+油酸=M
2、累积法测体积。用注射器吸取一段油酸酒精溶液，由注射器上的刻度读取该段溶液的总体积，再把它一滴一滴的滴入烧杯中，记下油滴的总滴数。一滴油酸酒精溶液的体积等于总体积除以总滴数。
3、一滴油酸酒精溶液中油酸的体积：
vM
物理量的测量
二、测量油膜面积
油膜稳定后，用事先准备好带有坐标方格的
玻璃板放在浅盘上，在玻璃板上用彩笔描下油膜的形状。
计数轮廓范围内方格子的个数，不足半个的
舍去，多于半个的算一个。
油膜面积S=格子数n每个方格面积S0
四舍五入
实验器材:
盛水的浅盘、小烧杯、一个注射器、按一定的比例(1∶500)稀释了的油酸酒精溶液、带有坐标方格的透明有机玻璃盖板(面积略大于容器的上表面积)、少量爽身粉、彩笔.
实验步骤:
1.配置1:500的油酸酒精溶液。
2．用注射器吸取一段油酸酒精溶液，由注射器上的刻度读取该段溶液的总体积，再把它一滴一滴的滴入烧杯中，记下油滴的总滴数。
3．向容器中倒入约2cm深的水，将爽身粉均匀地撒在水面上．
4．小心地将一滴油酸溶液滴到水面上，让它在水面上自由地扩展为油酸膜．
5．轻轻地将有机玻璃盖板放到容器上，用彩笔将油酸膜的形状画在玻璃板上．
6．利用坐标方格计算出油膜的面积S，再根据一滴溶液中纯油酸的体积和油膜的面积求出油膜的厚度d＝V/S，即为所测分子的直径.
注意事项
1.测1滴酒精油酸溶液的体积时，应该尽量滴完整毫升数，这样油滴数量多，求平均值误差较小。
2.浅盘里水离盘口面的距离应较小，并要水平放置，以便准确地画出薄膜的形状，画线时视线应与板面垂直。
3.爽身粉不要撒得太多，只要能够帮助看清油膜边界即可。
4.在水面撒痱子粉后，不要再触动盘中的水。
5.滴入滴酒精油酸溶液时，一定要小心，轻轻挤压，保证是一滴溶液的体积。
6.待测油酸面扩散后又收缩，要在稳定后再画轮廓。扩散后又收缩有两个原因：第一是水面受油酸滴冲击凹陷后恢复；第二是酒精挥发后液面收缩。
7 .本实验中，由于测量体积和面积的数值都不精确，因此测量结果偏差较大，只要测量结果的数量级为10-10m，就可认为估测实验成功．
大量的实验结果表明，尽管所用的测定分子大小的方法不同，测出的结果也异常，但数量级是一定的，除了一些有机物质的大分子外，多数分子大小的数量级是10-10m。
实验结论
1．“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，有下列实验步骤：
①往边长约为40 cm的浅盘里倒入约2cm深的水，待水面稳定后将适量的痱子粉均匀地撒在水面上。
②用注射器将事先配好的油酸酒精溶液滴在水面上，待薄膜形状稳定。
③将画有油膜形状的玻璃板平放在坐标纸上，计算出油膜的面积，根据油酸的体积和面积计算出油酸分子直径的大小。
④用注射器将事先配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，记下量筒内每增加一定体积时的滴数，由此计算出一滴油酸酒精溶液的体积。
⑤将玻璃板放在浅盘上，然后将油膜的形状用彩笔描绘在玻璃板上。
完成下列填空：
（1）上述步骤中，正确的顺序是________________（填写步骤前面的数字）。
（2）将1cm3的油酸溶于酒精，制成300cm3的油酸酒精溶液，测得1cm3的油酸酒精溶液有50滴。现取一滴该油酸酒精溶液滴在水面上，测得所形成的油膜的面积是0.13m2。由此估算出油酸分子的直径为____________m（结果保留1位有效数字）。
④①②⑤③
5×10－10
课堂练习
2．下面哪些措施可以减小“用油膜法估测分子的大小”的实验的误差（ ）
A．装在浅盘中的水用蒸馏水
B．向水中滴油酸酒精溶液液滴时，只要注射器针尖离水面近一些就可以，没有其他要求
C．在描绘油膜形状时，透明盖板要离水面近些
D．在油膜稳定后再描绘油膜的形状
ACD
课堂练习
课堂小结
1．了解油酸分子的结构，正确测出一滴油酸酒精溶液中油酸的体积及形成油膜的面积，计算油酸分子的直径
2．实验思想：化零为整，由宏观量间接测量微观量．
谢谢大家
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