1、實(shí)驗(yàn)十三用油膜法估測(cè)分子的大小高三物理總復(fù)習(xí)第一輪實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶?shí)驗(yàn)?zāi)康? : 1 1、了解油酸分子的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。、了解油酸分子的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。學(xué)會(huì)用油膜法估測(cè)其大小。學(xué)會(huì)用油膜法估測(cè)其大小。 2 2、初步學(xué)會(huì)用統(tǒng)計(jì)的方法求、初步學(xué)會(huì)用統(tǒng)計(jì)的方法求物理量。物理量。實(shí)驗(yàn)原理: 油酸分子式為油酸分子式為C17H33COOH。是一種結(jié)構(gòu)。是一種結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜的高分子。由兩部分組成，一部分較為復(fù)雜的高分子。由兩部分組成，一部分是是 C17H33是不飽和烴具有憎水性。另一部分是不飽和烴具有憎水性。另一部分是是COOH 對(duì)水有很強(qiáng)的親和力。被酒精稀釋對(duì)水有很強(qiáng)的親和力。被酒精稀釋過的油酸滴在水面上時(shí)，油酸溶液會(huì)在水面過

2、的油酸滴在水面上時(shí)，油酸溶液會(huì)在水面上很快散開，其中酒精先溶于水，并很快揮上很快散開，其中酒精先溶于水，并很快揮發(fā)，最后在水面上形成一塊純油酸薄膜。發(fā)，最后在水面上形成一塊純油酸薄膜。 其中其中 C17H33部分冒出部分冒出水面，另一部分水面，另一部分COOH則則浸在水中，油酸分子直立浸在水中，油酸分子直立在水面上。形成一個(gè)單分在水面上。形成一個(gè)單分子層油膜。如果那滴油酸子層油膜。如果那滴油酸體積可以算出。再測(cè)得單體積可以算出。再測(cè)得單分子油膜的面積分子油膜的面積S。即可。即可估算出油酸分子的直徑估算出油酸分子的直徑（大小）（大小）d=V/S。實(shí)驗(yàn)原理:器材：器材： 淺盤、平板玻璃、油酸酒精溶

3、液、量淺盤、平板玻璃、油酸酒精溶液、量筒、注射器或移液管、水彩筆、坐標(biāo)紙、筒、注射器或移液管、水彩筆、坐標(biāo)紙、痱子粉或石膏粉痱子粉或石膏粉步驟：步驟：(1)(1)用注射器將油酸酒精溶液逐滴滴入量筒，用注射器將油酸酒精溶液逐滴滴入量筒，從而算出一滴油酸溶液的體積；從而算出一滴油酸溶液的體積；(2)(2)在淺盤中裝入水，在水面上均勻地撒上在淺盤中裝入水，在水面上均勻地撒上痱子粉；痱子粉；(3)(3)用注射器在水面上滴一滴油酸酒精溶液用注射器在水面上滴一滴油酸酒精溶液蓋上玻璃板，用彩筆在玻璃板上畫出油膜的蓋上玻璃板，用彩筆在玻璃板上畫出油膜的邊界，將玻璃板放在坐標(biāo)紙上，測(cè)出油膜的邊界，將玻璃板放在坐

4、標(biāo)紙上，測(cè)出油膜的面積面積. .數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)處理: : 結(jié)合溶液濃度、測(cè)出的油酸酒精溶液體結(jié)合溶液濃度、測(cè)出的油酸酒精溶液體積和油酸面積，求出油酸酒精溶液分子的直積和油酸面積，求出油酸酒精溶液分子的直徑徑d=V/S.d=V/S. 實(shí)驗(yàn)中用實(shí)驗(yàn)中用1:200的油酸酒精溶液，向小的油酸酒精溶液，向小量筒內(nèi)數(shù)數(shù)滴入量筒內(nèi)數(shù)數(shù)滴入5ml溶液，按一滴溶液，按一滴/秒的速秒的速度滴下。度滴下。5ml約約420滴左右。滴左右。 每滴含油酸體積每滴含油酸體積 (5ml/420)(1/200)0.00006ml=610-5ml =610-11m3如何確定每滴油酸的體積?注意事項(xiàng)注意事項(xiàng): : (1) (1)注射

5、器針頭高出水面的高度應(yīng)在注射器針頭高出水面的高度應(yīng)在1cm1cm之內(nèi)之內(nèi). . 當(dāng)針頭靠近水面當(dāng)針頭靠近水面( (油酸酒精溶液沒滴下之前油酸酒精溶液沒滴下之前) )時(shí)，會(huì)發(fā)現(xiàn)針頭下方的痱子粉末層已被排開，時(shí)，會(huì)發(fā)現(xiàn)針頭下方的痱子粉末層已被排開，這是由于針頭中酒精揮發(fā)所致，不影響實(shí)驗(yàn)效這是由于針頭中酒精揮發(fā)所致，不影響實(shí)驗(yàn)效果果. . (2)(2)在玻璃上畫輪廓線時(shí)，要待測(cè)油酸面擴(kuò)散在玻璃上畫輪廓線時(shí)，要待測(cè)油酸面擴(kuò)散后又收縮穩(wěn)定后再畫后又收縮穩(wěn)定后再畫. . 這是因?yàn)椋哼@是因?yàn)椋核媸苡退峋凭芤阂旱螖U(kuò)散水面受油酸酒精溶液液滴擴(kuò)散沖擊后又要恢復(fù)；沖擊后又要恢復(fù)；酒精揮發(fā)引起的液面收縮酒精揮發(fā)引

6、起的液面收縮. . (3) (3)重做實(shí)驗(yàn)時(shí)，水要從盤的一側(cè)邊緣倒出，重做實(shí)驗(yàn)時(shí)，水要從盤的一側(cè)邊緣倒出，這樣殘留在盤上的油酸量少，容易清洗干凈這樣殘留在盤上的油酸量少，容易清洗干凈. .【例題】用油膜法估測(cè)分子的大小實(shí)驗(yàn)中，【例題】用油膜法估測(cè)分子的大小實(shí)驗(yàn)中，配制的油酸酒精溶液的濃度為每配制的油酸酒精溶液的濃度為每500500mLmL溶液中溶液中有純油酸有純油酸2 2mLmL，用移液管滴，用移液管滴6060滴為滴為1 1mLmL把把1 1滴滴該溶液滴入盛水的淺水盤里，待水面穩(wěn)定后，該溶液滴入盛水的淺水盤里，待水面穩(wěn)定后，在玻璃上得到的油膜邊界輪廓線，在玻璃上得到的油膜邊界輪廓線，在坐標(biāo)紙?jiān)?/p>

7、坐標(biāo)紙上的情況如圖所示上的情況如圖所示.坐標(biāo)中一個(gè)小正方格的邊坐標(biāo)中一個(gè)小正方格的邊長是長是1cm.根據(jù)以上數(shù)據(jù)和測(cè)量結(jié)果，估測(cè)出根據(jù)以上數(shù)據(jù)和測(cè)量結(jié)果，估測(cè)出的分子直徑多大的分子直徑多大. 113個(gè)小方格個(gè)小方格【解析】從坐標(biāo)紙上先算出油酸的面積【解析】從坐標(biāo)紙上先算出油酸的面積S S，這只要數(shù)一數(shù)油膜輪廓內(nèi)這只要數(shù)一數(shù)油膜輪廓內(nèi)“小方格小方格”的個(gè)數(shù)的個(gè)數(shù)( (不足半個(gè)的舍去，多于半個(gè)的算一個(gè)不足半個(gè)的舍去，多于半個(gè)的算一個(gè)) )，每，每一個(gè)小方格的面積為一個(gè)小方格的面積為1 1cmcm. .統(tǒng)計(jì)結(jié)果是統(tǒng)計(jì)結(jié)果是113113個(gè)小方格，即個(gè)小方格，即S=113cmS=113cm. . 然后計(jì)

8、算然后計(jì)算1 1滴油酸酒精溶液中所含的純滴油酸酒精溶液中所含的純油酸的體積油酸的體積V,V,根據(jù)題意，可得根據(jù)題意，可得 V=2/(500V=2/(50060)cm60)cm3 3=6.7=6.71010-5-5cmcm3 3則分子直徑為則分子直徑為: : d=V/S=6.7 d=V/S=6.71010-5-5/113cm/113cm =5.9 =5.91010-7-7cmcm =5.9 =5.91010-9-9m m【解題回顧】如果將【解題回顧】如果將1 1滴純油酸滴在水面上，滴純油酸滴在水面上，讓其形成單分子油膜將非常巨大，所以實(shí)驗(yàn)讓其形成單分子油膜將非常巨大，所以實(shí)驗(yàn)時(shí)要將油酸用酒精稀釋

9、時(shí)要將油酸用酒精稀釋, ,這樣的溶液滴在水這樣的溶液滴在水面上后，其中的酒精會(huì)很快揮發(fā)掉面上后，其中的酒精會(huì)很快揮發(fā)掉在水面在水面上形成純油酸分子的油膜面積便于測(cè)量上形成純油酸分子的油膜面積便于測(cè)量. .例例2.利用油膜法可粗略測(cè)定分子的大小和阿利用油膜法可粗略測(cè)定分子的大小和阿伏伽德羅常數(shù)，其做法是先將體積為伏伽德羅常數(shù)，其做法是先將體積為V1的油的油酸溶于體積為酸溶于體積為V2的酒精中，制成油酸酒精溶的酒精中，制成油酸酒精溶液，然后取液，然后取1滴油酸酒精溶液滴到水面上，滴油酸酒精溶液滴到水面上，隨著酒精溶于水，油酸在水面上形成一單分隨著酒精溶于水，油酸在水面上形成一單分子薄層。在此實(shí)驗(yàn)中，先測(cè)出子薄層。在此實(shí)驗(yàn)中，先測(cè)出n滴油酸酒精滴油酸酒精溶液的體積為溶液的體積為V，其次測(cè)出，其次測(cè)出1滴油酸酒精溶滴油酸酒精溶液所形成的油膜面積為液所形成的油膜面積為S。已知這種油酸的。已知這種油酸的摩爾質(zhì)量為摩爾質(zhì)量為M，密度為，密度為，求每個(gè)油酸分子，求每個(gè)油酸分子的直徑的直徑d，并算出阿伏伽德羅常數(shù)，并算出阿伏伽德羅常數(shù)NA的值。的值。解：由解：由 得每個(gè)油酸分子的直徑得每個(gè)油