1.2实验：用油膜法估测油酸分子的大小 课前导学 2024-2025学年人教版（2019）高中物理选择性必修第三册

1.2实验：用油膜法估测油酸分子的大小 基础知识导学 一、实验目的 学会用单分子油膜法估测油酸分子的大小。 二、实验原理 当把一滴用酒精稀释过的油酸滴在水面上时，油酸就在水面上散开，其中的酒精溶于水中并很快挥发，从而在水面上形成一层纯油酸的单分子层薄膜，如图所示。如果把分子看成球形，单分子油膜的厚度就可以认为等于油酸分子的直径。 实验中如果算出一定体积V的油酸在水面上形成的单分子油膜的面积S，即可算出油酸分子直径的大小，即d＝ 。 三、实验器材 清水、酒精、 、浅盘(边长约为30～40 cm)、注射器、烧杯、彩笔、爽身粉(或石膏粉)、带有 的玻璃板、容量瓶(500 mL)。 四、实验步骤 1．配制油酸酒精溶液：取1 mL纯油酸注入容量瓶中，向其中注入酒精，直至液面达到500 mL刻度线为止，摇动容量瓶，使油酸充分溶解在酒精中。 2．在浅盘中盛入适量的水(约2 cm深)，将爽身粉均匀地撒在水面上，使水处于稳定状态。 3．用注射器吸取一段 溶液，由注射器上的刻度读取该段溶液的总体积Vn，用注射器将该段油酸酒精溶液一滴一滴地注入烧杯中，并记下液滴的总滴数n。 4．由V0＝ 算出每滴油酸酒精溶液的体积V0。 5．用注射器将一滴油酸酒精溶液滴在浅盘水面中央，形成油膜。待油酸薄膜的形状稳定后，将带有 的玻璃板放在浅盘上，并将油酸薄膜的形状用彩笔画在玻璃板上。 6．根据油膜轮廓范围内的正方形个数，算出油酸薄膜的面积S。 7．根据油酸酒精溶液的配制比例，算出一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积V，由d＝ 算出油酸薄膜的厚度d。 8．重复以上实验，多测几次油酸薄膜的厚度，并求其平均值，即为油酸分子直径的大小。 五、数据处理 在实验中由d＝计算分子的直径，“V”是经过换算后一滴油酸酒精溶液中 的体积。各物理量的计算方法如下： 1．一滴油酸酒精溶液的体积V0＝(n为滴数，Vn为n滴油酸酒精溶液的体积)。 2．一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积V＝V0×η(η为油酸酒精溶液的浓度)。 3．油酸薄膜层的面积S＝ (n为有效个数，a为小正方形的边长)。 4．注意单位的统一。 六、注意事项 1．油酸酒精溶液配制后不宜长时间放置，以免酒精挥发改变油酸酒精溶液的浓度，增大实验误差。 2．量取1 mL油酸酒精溶液后计量滴数时，应尽量使每滴溶液大小相同。 3．实验之前练习好滴定方法，注射器针头离水面的高度应在1 cm之内。 4．待测油酸液面扩散后又收缩，要在油酸薄膜稳定后再画轮廓。扩散后又收缩的原因：一是水面受油酸液滴冲击凹陷后又恢复；二是酒精挥发后液面收缩。 5．做完实验后，将水从盘的一侧边缘倒出，在这一侧面会残留油酸，可用少量酒精清洗，并用脱脂棉擦去，再用清水冲洗，以保持盘的清洁。 6．本实验只要求估测油酸分子的大小，实验结果数量级符合要求即可。 七、主要误差 1．油酸酒精溶液的实际体积分数和理论值间存在偏差。 2．1滴油酸酒精溶液的实际体积和理论值间存在偏差。 3．爽身粉和油酸在水面上的实际分布情况和理想中的“均匀”“单分子纯油酸层”间存在偏差。 4．采用“互补法”(不足半个的舍去，多于半个的算一个)计算获得的油膜的面积与实际的油膜的面积间存在偏差。 基础小题试练 1.下列关于分子动理论的说法中正确的是( ) A.两个邻近分子间不可能同时存在斥力和引力 B.布朗运动就是液体分子的无规则热运动 C.扩散现象和布朗运动表明，分子在做永不停息的热运动 D.微粒越大，液体温度越高，布朗运动就越明显 2.（1）在“用油膜法估测分子大小”的实验中，已知实验室中使用的酒精油酸溶液的浓度为滴溶液的总体积为V。在浅盘中的水面上均匀撒上痱子粉，将一滴溶液滴在水面上，待油膜稳定后，在带有边长为a的正方形小格的玻璃板上描出油膜的轮廓（如图所示），测得油膜占有的正方形小格个数为x。用 ... ...