1.2实验：用油墨法估测油酸分子的大小 课件—2020-2021学年高二下学期物理人教版（20张PPT）选择性必修第三册

1.2 实验：
用油墨法估测油酸分子的大小
如何估测一粒黑豆的直径？
通过测量较大量来研究较小量
讨论：能用相似的方法求分子的大小吗？
油膜法
有一种粗略测定分子大小的方法叫油膜法
具体做法是：
把一滴油酸滴到水面上，油酸在水面上散开形成单分子油膜，如果把分子看成球形，单分子油膜的厚度就可认为等于油膜分子的直径
通过测量较大量来研究较小量
讨论：那么如何才能求出单分子油膜层的厚度(即分子直径)呢？
①先测出油酸滴的体积V
②测出水面上漂浮的油膜的表面积S
③单分子油膜的厚度等于油滴体积V与油膜面积S的比值
通过测量较大量来研究较小量
思考：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油分子一个紧挨一个整齐排列
水面上单分子油膜的示意图
油酸分子
讨论：如何获得很小很小的一滴油酸，并且测量出它的体积？
配制一定浓度的油酸酒精溶液。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，再把它一滴一滴地滴入烧杯中，记下液滴的总滴数。用它们的总体积除以总滴数，得到1滴油酸酒精溶液的体积，再计算其所含纯油酸的体积V。
讨论：如何测量油膜面积？
在浅盘里盛上水，将爽身粉均匀地撒在水面上。
用注射器向水面上滴1滴油酸酒精溶液。油酸立即在水面散开，形成一块油膜。油膜上没有爽身粉。
待油膜形状稳定后，将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。
根据画有油膜轮廓的玻璃板上的坐标方格，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。然后，把正方形的个数乘单个正方形的面积就得到油膜的面积S。
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
大量实验结果表明，尽管所用的测定分子大小的方法不同，测出的结果也有差异，但数量级是一致的。除了一些有机物质的大分子外，多数分子大小的数量级为10-10 m。
实验注意事项
①实验前应注意方盘是否干净，否则难以形成油膜
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在求油酸膜面积时，以坐标纸上的方格的数目来计算，不足半个去，多于半个的算一个
④计算分子直径时，注意滴加的不是纯油酸，而是油酸酒精溶液，要用一滴溶液的体积乘以溶液的体积百分比浓度
例1.在“用单分子油膜估测分子的大小”实验中，我们估测到的物理量是（　　）
A．水分子的直径 B．水分子的体积
C．油分子的直径 D．油分子的体积
C
变式训练：
关于“用油膜法估测分子直径”的实验，下列说法正确的是（　　）
A．将一滴纯油酸滴入水槽中，并用笔快速描绘出油膜的边界
B．计算油膜面积时，把所有不足一格的方格都看成一格
C．用一滴油酸酒精溶液的体积，除以单分子油膜面积，可得油酸分子直径
D．用一滴油酸酒精溶液的体积乘以溶液浓度，除以单分子油膜面积，可得油酸分子直径
D
技法点拨：
本节课的考点为用“油膜法”估测分子直径大小的实验，正确解答实验问题的前提是明确实验原理，知道实验目的和实验方法。
用油膜法估测油酸分子的大小
实验原理
实验步骤
1.在“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验中，将体积百分比浓度为A的n滴油酸酒精溶液滴在量筒中，测得体积为V；再将其中的一滴溶液滴在水面上，形成一层单分子油酸薄膜，薄膜面积为S，则油酸分子大小为（　　）
A．nV/AS B．AV/nS C．V/nS D．AV/S
B
2.在“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验中，某小组发现测得的分子直径数据比其他组大2-3个数量级，可能的原因是（　　）
A．计算油膜面积时，只计算了完整方格的数目
B．水面上痱子粉撒得过多，导致油膜没能充分展开
C．将油酸酒精溶液的体积直接当作油酸的体积进行计算
D．测量每滴油酸酒精溶液体积时，将31滴溶液错数成30滴
C
3.在“用油膜法估测分子的大小”实验中所用的油酸酒精溶液为每1000mL溶液中有纯油酸0.6mL．用注射器测得1mL上述溶液为80滴，把1滴该溶液滴入盛水的浅盘内，让油膜在水面上尽可能散开，测得油膜的轮廓形状如图所示。图中每个小正方形方格的边长均为1cm，下列说法不正确的是（　　）
A．实验时将油酸分子看成球体
B．实验时不考虑各油酸分子间的间隙
C．使用油酸酒精溶液的目的是让油酸在水面上形成单层分子油膜
D．该实验测出油酸分子的直径约是 6.5×10-8m
D
4.在“用油膜法估测分子直径”的实验中，某同学配置好油酸酒精溶液，并测出一滴油酸酒精溶液中所含纯油酸的体积为V，之后又进行了下列操作，其中错误的是（　　）
A．向浅水盘中倒入约2cm深的水，将痱子粉均匀地撒在水面上
B．将一滴纯油酸滴到水面上，让它在水面上自由地扩展为油酸膜
C．将玻璃板盖到浅水盘上，用彩笔将油酸膜的轮廓画在玻璃板上
D．将画有油酸膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上计算出油酸膜的面积S，再根据d=V/S估算出油酸分子的直径
B
5.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
再见