2013年高考一轮：第十三章实验十三用油膜法估测分子的大小

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1、一、实验目的(1)估测油酸分子的大小。(2)学会间接测量微观量的原理和方法。二、实验原理利用油酸酒精溶液在平静的水面上形成单分子油膜(如图实－13－1所示)，将油酸分子看做球形，测出图实－13－1一定体积油酸酒精溶液在水面上形成的油膜面积，用d＝V/S计算出油膜的厚度，其中V为一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积，S为油膜面积。这个厚度就近似等于油酸分子的直径。三、实验器材清水、盛水浅盘、滴管(或注射器)、试剂瓶、坐标纸、玻璃板、痱子粉(或石膏粉)、油酸酒精溶液、量筒、彩笔。四、实验步骤(1)取1毫升(1cm3)的油酸溶于酒精中，制成200毫升的油酸酒精溶液。(4)用

2、滴管(或注射器)向水面上滴入一滴配制好的油酸酒精溶液，油酸就在水面上慢慢散开，形成单分子油膜。(5)待油酸薄膜形状稳定后，将准备好的玻璃板盖在浅盘上，用彩笔将油酸薄膜的形状画在玻璃板上。五、数据处理根据上面记录的数据，完成以下表格内容。实验次数量筒内增加1mL溶液时的滴数轮廓内的小格子数轮廓面积S12实验次数一滴溶液中纯油酸的体积V分子的大小(m)平均值12(4)测1滴油酸酒精溶液的体积时，滴入量筒中的油酸酒精溶液的体积应为整毫升数，应多滴几毫升，数出对应的滴数，这样求平均值误差较小。(5)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

3、线时视线应与板面垂直。(6)要待油膜形状稳定后，再画轮廓。(7)本实验只要求估算分子的大小，实验结果的数量级符合即可。(8)做完实验后，把水从盘的一侧边缘倒出，并用少量酒精清洗，然后用脱脂棉擦去，最后用水冲洗，以保持盘的清洁。七、误差分析(1)油酸酒精溶液配制后长时间放置，溶液的浓度会改变，会给实验带来较大误差。(2)纯油酸体积的计算误差。(3)油膜面积的测量误差①油膜形状的画线误差；①数格子法本身是一种估算的方法，自然会带来误差。八、实验改进在做本实验时，把痱子粉均匀撒在水面上是很关键的一步，在实际操作时常撒的不均匀或撒多，因痱子粉溶于水不能搅拌，只好重做。在

4、实际应用中，可用印刷碳粉代替痱子粉，因为印刷碳粉不溶于水且漂浮在水面上，若学生撒的太多，可将水和碳粉一起倒出，然后用玻璃棒搅拌，直至碳粉在水面薄且均匀，若学生撒的不均匀，可直接用玻璃棒搅拌均匀。[例1]利用油膜法估测油酸分子的大小，实验器材有：浓度为0.05%(体积分数)的油酸酒精溶液、最小刻度为0.1mL的量筒、盛有适量清水的规格为30cm×40cm的浅盘、痱子粉、橡皮头滴管、玻璃板、彩笔、坐标纸。(1)下面是实验步骤，请填写所缺的步骤C。A．用滴管将浓度为0.05%的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，记下滴入1mL油酸酒精溶液时的滴数N；B．将痱子粉均匀地撒

5、在浅盘内的水面上，用滴管吸取浓度为0.05%的油酸酒精溶液，从靠近水面处向浅盘中央一滴一滴地滴入油酸酒精溶液，直到油酸薄膜有足够大的面积且不与器壁接触为止，记下滴入的滴数n；C．____________________________________________；D．将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，以坐标纸上边长为1cm的正方形为单位，计算轮廓内正方形的个数，算出油酸薄膜的面积S。(2)用已给的和测得的物理量表示单个油酸分子的大小________(单位：cm)。[答案]见解析[例2]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1000m

6、L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，让图实－13－2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实－13－2所示，图中每一小方格的边长为1cm，试求：(1)油酸薄膜的面积是________cm2；(2)实验测出油酸分子的直径是______________m；(结果保留两位有效数字)(3)实验中为什么要让油膜尽可能散开？[答案](1)114(113～115)都对(2)6.6×10－10(3)这样做的目的是让油膜在水面上形成单分子油膜