2.實驗用油膜法估測油酸分子的大小第一單元分子動理論1物理觀念：掌握油膜法估測分子大小的實驗原理以及數(shù)據(jù)處理的思路和方法。2科學思維：通過實驗估測分子的大小，體會建立模型和估測方法在研究物理問題中的應用。3科學探究：通過測量油酸分子在水面形成的單分子層厚度（即分子直徑），理解分子的微觀尺度，并掌握間接測量微觀量的科學方法。。4科學態(tài)度與責任：具有學習和研究物理的好奇心與求知欲，能主動與他人合作，尊重他人，能基于證據(jù)和邏輯發(fā)表自己的見解，實事求是有將物理知識應用于生活和生產(chǎn)實踐的意識，勇于探索日常生活有關(guān)的物理問題。核

心

素

養(yǎng)1.油酸簡介油酸的化學式為?C??H??O??，其結(jié)構(gòu)簡式可寫作?CH?(CH?)?CH=CH(CH?)?COOH?。油酸的雙鍵順式構(gòu)型使其分子呈彎曲結(jié)構(gòu)，導致熔點較低（約13°C），常溫下為液態(tài)，廣泛存在于植物油（如橄欖油、花生油）中。油酸中的親水基團是羥基。一、問題引入知識點一、實驗原理單分子油膜法②把分子看成球形.①把滴在水面上的油酸層當作單分子油膜層.③油分子一個緊挨一個整齊排列;因此，要估測油酸分子的直徑，就要解決兩個問題:一是獲得很小的一小滴油酸并測出其體積；二是測量這滴油酸在水面上形成的油膜面積。實驗中，為了使油酸充分展開，獲得一塊單分子油膜，我們需要將油酸在酒精中稀釋后再滴入水中。這樣的油酸酒精溶液滴在水面，溶液中的酒精將溶于水并很快揮發(fā)，從而獲得純油酸形成的油膜。知識點二、實驗步驟1．用注射器或滴管將一定容積的油酸溶液一滴一滴地滴入量筒，記下量筒內(nèi)增加一定體積的滴數(shù)，求出一滴油酸溶液中所含純油酸的體積V.2．向容器中倒入約2cm深的水，將痱子粉均勻地撒在水面上．3．小心地將一滴油酸溶液滴到水面上，讓它在水面上自由地擴展為油酸膜．4．輕輕地將有機玻璃蓋板放到容器上，用彩筆將油酸膜的形狀畫在玻璃板上．5．利用坐標方格計算出油膜的面積S，再根據(jù)一滴溶液中純油酸的體積和油膜的面積求出油膜的厚度d＝V/S，即為所測分子和直徑.知識點三、物理量的測量知識點四、實驗注意事項1.油酸酒精溶液配制好后不要長時間放置，以免濃度改變，造成較大的實驗誤差。2.實驗前應注意檢查淺盤是否干凈，爽身粉(或細石膏粉)應均勻撒在水面上。3.向水面滴油酸酒精溶液時，應靠近水面，不能離水面太高，否則油膜難以形成。4.待測油酸薄膜擴散后又會收縮，要在油酸薄膜的形狀穩(wěn)定后再描輪廓。5.計算輪廓范圍內(nèi)正方形的個數(shù)，不足半個的舍去，多于半個的算一個。實驗演示：1.實驗中為什么不直接用純油酸而是用被稀釋過的油酸酒精溶液？答案用酒精對油酸進行稀釋有利于獲取更小體積的純油酸，這樣更有利于油酸在水面上形成單分子油膜；同時酒精易揮發(fā)，不影響測量結(jié)果。2.實驗中為什么在水面上撒爽身粉？答案撒爽身粉后，便于觀察所形成的油膜的輪廓。3.為什么實驗時要使油膜盡可能地散開？答案要形成單分子油膜，所以實驗時要使油膜盡可能地散開。實驗中這樣做是為什么？

例1.

某同學做“用油膜法估測分子的大小”的實驗。 (1)每滴油酸酒精溶液的體積為V0，將該溶液滴一滴到水面上，穩(wěn)定后形成油膜的面積為S。已知500mL油酸酒精溶液中含有純油酸1mL，則油酸分子直徑大小的表達式為d＝________。 (2)(多選)該同學做完實驗后，發(fā)現(xiàn)自己所測的分子直徑d明顯偏大。出現(xiàn)這種情況的原因可能是________。 A.將滴入的油酸酒精溶液體積作為油酸體積進行計算 B.油酸酒精溶液長時間放置，酒精揮發(fā)使溶液的濃度發(fā)生了變化 C.水面上痱子粉撒得太多，油膜沒有充分展開 D.計算油膜面積時，將不完整的方格作為完整方格處理AC[針對訓練1]

在做“用油膜法估測分子的大小”實驗中，油酸酒精溶液的濃度為每104mL溶液中有純油酸6mL，用注射器測得1mL上述溶液中有液滴50滴，把1滴該溶液滴入盛水的淺盤里，待水面穩(wěn)定后，將玻璃板放在淺盤上，在玻璃板上描出油膜的輪廓，隨后把玻璃板放在坐標紙上，其形狀如圖2所示，坐標紙中正方形小方格的邊長為20mm，則：(1)油膜的面積是多少？(2)每一滴油酸酒精溶液中含有純油酸的體積是多少？(3)根據(jù)上述數(shù)據(jù)，估測出油酸分子的直徑是多少？解:

(1)油膜輪廓包圍的方格數(shù)約58個，S＝58×(20×10－3)2m2＝2.32×10－2m2。正方形坐標格的玻璃板下觀察油膜，如圖所示。坐標格的每個小正方形大小為2cm×2cm。由圖可以估算出油膜的面積________cm2，由此估算出油酸分子的直徑是__________m(保留1位有效數(shù)字)。例2.

(1)在用油膜法估測分子大小的實驗中，用移液管量取0.25mL油酸，倒入標注250mL的容量瓶中，再加入酒精后得到250mL的溶液。然后用滴管吸取這種溶液，向小量筒中滴入100滴溶液，溶液的液面達到量筒中1mL的刻度，再用滴管取配好的油酸酒精溶液，向撒有痱子粉的盛水淺盤中滴下2滴溶液，在液面上形成油酸薄膜，待油膜穩(wěn)定后，放在帶有123452568×10－10(2)如圖是用掃描隧道顯微鏡拍下的一個“量子圍欄”的照片。這個量子圍欄是由48個鐵原子在銅的表面排列成直徑為1.4×10－8m的圓周而組成的，由此可以估算出鐵原子的直徑約為_________m(結(jié)果保留1位有效數(shù)字)。9×10－10[針對訓練2]

、在“用油膜法估測分子大小”實驗中所用的油酸酒精溶液的濃度為1000mL溶液中有純油酸0.6mL，用注射器測得1mL上述溶液為80滴，把1滴該溶液滴入盛水的淺盤內(nèi)，讓油膜在水面上盡可能散開，測得油酸薄膜的輪廓形狀和尺寸如圖所示，圖中每一小方格的邊長為1cm，試求：(3)實驗中為什么要讓油膜盡可能散開？___________________________________________._____________________________________________[針對訓練3]

．(1)如圖所示的四個圖反映“用油膜法估測油酸分子的大小”實驗中的四個步驟，將它們按操作先后順序排列應是

（用符號表示）；(2)在該實驗中，油酸酒精溶液的濃度為每1000mL溶液中有1mL純油酸。用注射器測得1mL上述溶液有100滴，把2滴該溶液滴入盛水的淺盤里，畫出油膜的形狀如圖所示，坐標格的正方形大小為

。由此估算出油酸分子的直徑是

m；（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）(3)某同學通過測量出的數(shù)據(jù)計算分子直徑時，發(fā)現(xiàn)計算結(jié)果比實際值偏大，可能是由于___