江苏省徐州市建平中学高三物理《实验油膜法估测分子直径》学案.doc

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1、第47讲实验:用油膜法估测分子的大小【知识再现】一、实验原理油酸分子C17H33COOH，当把一滴用酒精稀释过的油酸滴在水面上时，使油酸分子一个挨一个排列，可形成．如果油酸分子可以大致看做球形，油膜的厚度就是分子直径，如图所示．因此，事先测出一滴油酸的体积V，再测出该滴酸在水面上尽可能散开时油膜的面积S，就可算出油酸分子的直径。二、实验器材浅盘、痱子粉、注射器、、有机玻璃板、彩笔、坐标纸、铅笔及油酸溶液．三、实验步骤1．用注射器或滴管将事先配制好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，记下量筒内增加一定体积(如1ml)时的滴数．2．先往边长约为30～40cm的浅盘里倒入

2、约2cm深的水，然后将痱子粉或石膏粉均匀地撒在水面上，再用注射器或滴管将油酸酒精溶液滴在水面上滴，待油酸薄膜的形状稳定后，将事先准备好的有机玻璃板放在浅盘上，然后将油酸膜的形状用彩笔画在玻璃板上．3．将画有油酸薄膜轮廓的有机玻璃板放在上，算出油酸薄膜的面积S．(求面积时以坐标纸上边长为1cm的正方形为单位，计算轮廓所围正方形的个数)4．根据油酸酒精溶液的浓度，算出1滴溶液中纯油酸的体积V，由d＝求出油酸分子的直径d．重点突破知识点一实验设计的技巧本实验以10—2m数量级的测量来估计10—10m数量级的分子大小，这个实验中有独特的设计技巧．1．三种液体的选择为什么要选

3、择这三种液体?首先，油酸、酒精、水具有不同的溶解性，油酸易溶入酒精而不溶入水，酒精易溶入水，所以，可以使油酸溶入酒精制成油酸酒精溶液，而将溶液滴入水中时，由于酒精易溶入水，这样，在水面上的就只有油酸了．其次，油酸分子由两部分组成，一部分C17H33是不饱和烃具有憎水性，而另一部分是一COOH对水有很强的亲和力．这样，当油酸在水面上时其中C17H33一部分露出水面，另一部分COOH则漫在水中，油酸分子直立在水面上．所以，能形成一个单分子层油膜．另外，酒精具有易挥发性，而油酸不挥发，当油酸酒精溶液滴到水面上时，酒精不但溶于水中而且挥发到空气中，而只有油酸留在了水面上．2

4、．滴到水面上的油酸体积很小-4-用心爱心专心实验中如何保证滴到水面上的油酸体积很小，使油酸在水面上形成的油膜面积不要太大．实验中采用的办法是：首先，这里只是滴上一滴溶液而不是用量筒量多少倒在水面上，为了测量一滴溶液体积，测量多少滴油酸酒精溶液的体积为多大，从而得到一滴油酸酒精溶液的体积．另外，实验中不是把纯油酸滴到水面上，而是把浓度很低的油酸酒精溶液滴到水面上，这样滴到水面上的油酸体积就足够小了．【应用1】在用油膜法测量分子的大小的实验中，下列说法正确的是()A．油酸可以用汽油代替，因为汽油也不溶入水而能溶入酒精B．可以直接用量筒量取一定的油酸酒精溶液倒在水盘中C．

5、可以用汽油代替酒精，因为油酸能溶入汽油D．不溶入水的各种油不一定能在较短时间内在水面上形成单分子油膜导示:不可以用汽油代替油酸，因为油酸分子由两部分组成，一部分C17H33是不饱和烃具有憎水性，而另一部分是一COOH对水有很强的亲和力，而汽油则不可替代，A错。直接用量筒量取一定的油酸酒精溶液倒在水盘中，油酸的量太大，实验不能成功，B错。虽然油酸能溶入汽油，但汽油却不能溶入水，所以不可以用汽油代替酒精，C错。不溶入水的各种油不一定能在较短时间内在水面上形成单分子油膜，而油酸却能很快在水面上形成单分子油层，D正确。故选D。知识点二实验注意事项1．酒精油酸溶液配制好后，不

6、要长时间放置，以免浓度改变，影响实验．2．酒精油酸溶液的浓度应小于1/1000为宜．3．痱子粉的用量不要大大，否则不易成功．4．滴管胶头高出水面应在1cm之内，否则油膜难以形成．5．要待油膜形状稳定后，再画轮廓．[高考资源网]6．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．【应用2】下面是某同学在用油膜法测分子大小的实验过程中的一些操作，其中正确的是()A．在水盘中洒上痱子粉后，用滴管把一滴油酸滴入水盘中B．滴入油酸时注射针头离水面约10cm高C．向水盘中加水时一直加到水平面接近水盘边缘D．水盘中加入水后立即

7、洒上痱子粉，并立即滴上油酸酒精溶液导示:在水盘中洒上痱子粉后，用滴管把一滴油酸酒精溶液滴入水盘中，而不是油酸，A错。滴入油酸时注射针头离水面不能太高，大约1cm左右，B错。向水盘中加水时要一直加到水平面接近水盘边缘，以便于描绘油膜轮廓，C正确。水盘中加入水后，要让水面平静后再洒上痱子粉，稳定后再滴上油酸酒精溶液，D错。故选C。实验过程中的注意事项，要在实验中引起重视，这是保证实验成功的关键。知识点三实验数据处理1．油酸体积的计算如果知道油酸酒精溶液浓度为P，测量出N滴油酸酒精溶液的体积为V，那么1滴油酸酒精溶液中含有的油酸体积为V1．2．数格子的方法这是估测不规