实验探究油膜法测分子直径

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时间:2019-11-26

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1、实验探究油膜法测分子直径信丰二中刘金花[教学目标]1、知识技能理解用单分子油膜法估测分子直径的原理;会通过单分子油膜法测出油酸分子的直径2、过程与方法在实验探究基础上,认识建立模型的物理思想方法,学习用宏观的测量手段来探究微观领域的实验方法。3、情感态度与价值观养成观察仔细,操作严谨,善于合作,乐于交流的学习态度。[教学重点]单云鼻油膜法估测分子直径原理,实验方法[教学难点]理矗帀单分子油膜法估测分子直径的原理,掌握实验方法和操作步骤[教学方法]引导探究法[教学过程]一、引入课题教师活动:向展示一瓶液体教师提问:同学们知道这是什么吗?学生:不知道。教师活动:喷洒出

2、一些液体。教师提问:现在同学们知道是什么吗?学生:是香水。教师提问:你们怎么知道是香水呢?学生:闻到了香味。教师:这是因为发生了扩散现象,说明香水分子在这空间做永不停息的无规则运动。但同学们有没有看到分了在运动呢?学生:没冇。教师提问:为什么看不到呢?学生:因为分子太小教师提问:既然分子小到我们无法用肉眼看到的程度,那么如何探究分子的大小呢?淫生:通过显微镜所显示的图片直接测,再按比例缩小。教师:还有别的方法吗?本节课我们就一起来探究一下。二、新课教学(一)分子模型的建立展示在扫描隧道显微镜下看到的硅片表面原子图片。从上面图中我们可以看到物体内部的分了结构(分了形

3、状类似于球体,并且分了间还存在着间隙),为了更好的研究分子的大小,物理学上把分子看成是一个个紧挨着的球体。(二)思维启迪教师:我们这里有一些和分子模型类似的绿豆,请问冇什么方法可以测出绿豆的直径呢?学生:用游标卡尺或者螺旋测微器测量。教师:我们这里没有游标卡尺和螺旋测微器,只有量筒、坐标纸,请同学用量筒和坐标纸估测一下绿豆的直径。(1)讨论设计实验方案(学生活动)方法一:用量筒量出绿豆的总体积(V总),接着数出绿豆的颗数(N),用V总除以N得到每颗绿豆的体积,再把每颗绿豆看成一个球体,根据公式,算出绿豆的直径。方法二:先用量筒测出绿豆的总体积(V总),再把这些绿豆

4、平摊在坐标纸上,不要重叠,测出所占而积(S),则绿豆的直径d=V"S教师:请问同学们觉得哪种方法更有优越性呢?学生:第二种。因为方法一屮要数出绿豆的总颗数,如果所测物比绿豆小得多这将很难数出它的总数。教师:那就请同学扪用方法二估测一卜•绿豆的直径。(2)实验操作(学生活动)(3)发现问题,解决问题(师生互动)教师:我了解了一下同学们的实验操作情况,发现有的组把绿豆摊成了有规则的图形测出了数据,冇的组把绿豆摊成了无规则的图形,无法测出所占面积S。当绿豆被摊成了无规则图形,所占面积该如何测量呢?(师生共同讨论,解决问题)(三)思想迁移教师:上面我们通过测量较大量来研究

5、较小量的方法粗测出绿豆的直径。那么我们是否也可以利用这种思想粗测出分子的直径呢?答案是肯定的。(四)用油膜法测分子直径1、探讨实验原理教师:物理学屮巧秒的运用了油酸这种物质。教师介绍油酸的特性:油酸分子(C17H33COOH)nJ看作曲两部分组成,一部分是COOH,它对水有很强的亲合力;另一部分是G7H33,对水没有亲合力。一滴油酸滴在水而上,它会在水而上形成一层薄膜,亲水部分向下,直立在水而上,只要能充分散开,就可视为单分子层。根据油膜分的这一特性,如果滴一滴油酸——酒精溶液在水面上,我们可以估测出油酸分子的直径吗?学生:能,因为油酸——酒精溶液滴到水面上后酒精

6、会立刻挥发,剩下的油酸在水而上形成单分子油膜层。把分子看成是球形的,忽略分子间空隙,油膜的厚度即可认为是分子的直径。教师:怎样可以求出油膜的厚度呢?学生:如杲测出一滴油酸——酒糟溶液中所含的纯油酸的体积V,以及在水而上形成的单分子膜的而积S,就可d=v/s算出分子的直径。2、设计方案(学生活动,分组进行)提供的实验器材:①1:500油酸一酒精溶液③20ml注射器④注射用皮管⑤10ml量筒⑥塑料水槽⑦玻璃⑧坐标纸⑨彩笔⑩排子粉3、归纳步骤:①数出1ML油酸溶液所含的滴数n,算出1滴油酸溶液所含的纯油酸的体积V。%1在水面上均匀的撒一薄层癩子粉。%1滴一滴油酸溶液在水

7、面上形成单分了层。%1在玻璃板上価出油膜形成状,用方格纸通过数格子的方法估算出油膜的而积S;%1根据d=v/s算出油酸分子的直径。教师:用多媒体展示实验过程,并讲解实验当中的注意事项。4、(学生活动)动手实验并把实验数据记录到下表屮项目溶液浓度1ml溶液滴数1滴溶液体积(ml)1滴溶液中纯油酸体积(ml)油膜的面积(cm2)油酸膜厚度(cm)数据记录或计算5、得岀结论:油酸分子直径的数量级为10"cni由于我们建立了理想模型,采用了近似的估测方法,误差是肯定会存在的。而我们对微观领域的测量,只要不影响到数量级,就是可行的方法。但在实验中我们还耍木着严谨认真、实事求

8、是的科学态

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