《油膜法测定分子的直径》ppt课件(人教版高三物理选修3-3)

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1、讲解人: 时间:2020.5.25 MENTAL HEALTH COUNSELING PPT 第3节 油膜法测分子的直径 第七章 分子动理论 人 教 版 高 中 物 理 选 修 3 - 3 1知道本实验的原理及所需的器材,了解实验注意的事项 2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 3会计算分子的大小,处理好实验数据 4领会本实验方法构思的特点,理解间接测量微观量的思想 一、实验目的 油酸分子的一端具有亲水性,另一端具有憎水性,当把酒精稀释过的油酸滴 在水面上时,油酸便在水面上散开,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,形成单分子油膜如果将油酸看

2、作是 球状模型,测出一定体积的油酸溶液在水面上形成的油膜面积,计算出油膜 的厚度,这个厚度就等于分子的直径 二、实验原理 盛水的容器,滴管或注射器,一个量筒,按一定的比例(一般为1200)稀 释了的油酸溶液,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),少量痱子粉或石膏粉,彩笔. 三、实验器材 1用注射器或滴管将一定容积的油酸溶液一滴一滴地滴入量筒,记下量 筒内增加一定体积的滴数,求出一滴油酸溶液中所含纯油酸的体积V. 2向容器中倒入约2 cm深的水,将痱子粉均匀地撒在水面上 3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 4轻轻地将有机玻璃盖板放到容器上,

3、用彩笔将油酸膜的形状画在玻璃 板上 5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DV/S,即为所测分子和直径. 四、实验步骤 1、计算分子直径时,注意加的不是纯油酸,而是酒精油酸溶液,在利 用公式dV/S计算时,式中的V不是溶液的体积而应该进行换算,计算 出1滴酒精油酸溶液中纯油酸的体积,方法是:设n滴酒精油酸溶液是1 mL,则每1滴的酒精油酸溶液的体积是1/nmL。 五、数据处理 2、事先知道配制溶液的比例是1M,则1滴溶液中的纯油酸体积V 1n1MmL.式中的S是滴入水中后,纯油酸形成的油膜,其面积用数坐标纸 上对应的格数来计算,以1 cm为边

4、长的坐标纸上占了多少个格,其面积就 是多少平方厘米,数格时,不足半个格的舍去,多于半格的算1个格这 样就可粗略地计算出油酸分子的直径 1由于我们是采用间接测量的方式测量分子的直径,实验室中配制的 酒精溶液的浓度、油酸在水面展开的程度、油酸面积的计算都直接影 响测量的准确程度 2虽然分子直径的数量级应在1010m.但中学阶段,对于本实验只 要能测出油酸分子直径的数量级在109m上即可认为是成功的 六、误差分析 1痱子粉不要撒得太多,只要能够帮助看清油膜边界即可 2滴入油酸溶液时,一定要细心,不要一下滴得太多,使油膜的面积过 大 3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

5、: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 4利用坐标求油膜面积时,以边长1 cm的正方形为单位,计算轮廓内正 方形的个数时,不足半格的舍去,多于半格的算一个 5当重做实验时,水从盘的一侧边缘倒出,在这侧面会残留油酸,用少 量酒精清洗,并用脱脂棉擦去再用清水冲洗这样可保持盘的清洁. 七、注意事项 1.在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中,有下列实验步骤: 往边长约为40 cm的浅盘里倒入约2 cm深的水,待水面稳定后将适量的痱子粉 均匀地撒在水面上 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 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

6、的体 积和面积计算出油酸分子直径的大小 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 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 油膜法测分子大小的实验步骤 典例应用 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1 cm3的油酸溶于酒精,制成300 cm3的油酸酒精溶液,测得1 cm3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0.13 m2.由此估算出油酸分子的直径为_m(结果保留1位有效数字) 【典例应用类型一】 典例应用

7、【典例应用类型一】 典例应用 2、(多选)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 【典例应用类型二】油膜法测分子的大小的注意事项 典例应用 【解析】:蒸馏水中不含杂质,不对实验产生影响,因此A选项正确在向水中滴油酸溶液液滴 时,注射器针尖要尽量靠近水面,避免对水面产生太大的冲击如果液滴下落高度太大,对水面 冲击太大,会形成爆炸式的、含有大锯齿形的油膜面,给测量造成困难同时,滴液滴时还要求 滴在

8、膜的中央,因此B选项错误在描绘油膜形状时,盖板离水面近些便于描绘,C选项正确 同时还要注意:眼睛应在油膜的正上方,并使视线与油膜垂直;在描绘过程中要避免引起水 面振动在油酸溶液滴入水中后,会发现油膜面积先增大、后减小的现象,这是因为油膜中的无 水乙醇的溶解和蒸发需要时间,一般在大油膜形成后12 s的时间, 典例应用 【典例应用类型二】油膜法测分子的大小的注意事项 就可以收缩成稳定的、面积较小的油膜,应在此时测量,D选项正确答案A、C、D. 【答案】:ACD 3、在“用油膜法估测分子大小”实验中所用的油酸酒精溶液的浓度为1 000 mL溶 液中有纯油酸0.6 mL,用注射器测得1 mL上述溶液为

9、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,测得油酸薄膜的轮廓形状和尺寸如图 所示,图中每一小方格的边长为1 cm,试求: 【类型应用三】油膜法测分子的大小的数据处理 典例应用 (3)实验中为什么要让油膜尽可能散开? _. _ 【解析】:(1)舍去不足半格的,多于半格的算一格,数一下共有114(113 115)个; 一个小方格的面积S0L21 cm2, 所以面积S1141 cm2114 cm2. 【类型应用三】油膜法测分子的大小的数据处理 典例应用 【类型应用三】油膜法测分子的大小的数据处理 典例应用 讲解人: 时间:2020.5.25 MENTAL HEALTH COUNSELING PPT 感谢各位的聆听 第七章 分子动理论 人 教 版 高 中 物 理 选 修 3 - 3

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