1、第一章 分子动理论 2 学生实验：用油膜法估测油酸分子的大小1实验目的(1)了解油酸分子的结构特点，学会用油膜法估测其大小(2)初步学会用统计的方法求物理量2实验原理(1)估测分子的大小通常采用油膜法取1 mL的油酸，用无水酒精按1500的体积比配制成备用油酸酒精溶液；用滴管提取1 mL油酸酒精溶液，并测算出从滴管中滴出一滴油酸酒精溶液的体积，进而算出一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积V；在盛水浅盘中装入约 2 cm 深的蒸馏水，为便于观测油膜的面积，可在水面上轻撒一层痱子粉，然后在水面中央滴一滴油酸酒精溶液，于是油酸在水面上迅速散开，待油膜面积不再扩大时，将透明玻璃盖板盖在浅盘上，用笔描出油膜的
2、轮廓图(如图所示)；把绘有油膜轮廓图的透明玻璃盖板放在方格纸上，数出油膜所占的格数，然后计算出油膜的面积 S；于是，由 dVS便可测算出油膜的厚度水面上形成一块油膜(2)油酸在水面上形成单分子层油膜，油酸分子的一端对水有很强的亲和力，被吸引在水中，另一端对水没有亲和力，便冒出水面油酸分子都是直立在水中的，单分子油膜的厚度等于油酸分子的长度若把分子当成小球(如图所示)，油膜的厚度也就等于分子的直径，其线度的数量级为1010 m单分子油膜示意图3实验器材序号器材名称备注1已稀释的油酸若干毫升体积配比为15002浅盘1只30 cm40 cm3注射器(或滴管)1支4透明玻璃盖板1块5量筒1个6彩色水笔
3、1支7痱子粉(或石膏粉)带纱网或粉扑8坐标纸1张4实验步骤(1)用注射器或滴管将配制好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中(如图A所示)，记下量筒内增加一定体积(例如1 mL)时的滴数计算出每滴液滴体积的平均值(2)如图B所示，在水平放置的浅盘内倒入约2 cm深的水，用纱网(或粉扑)将适量痱子粉轻轻撒在水面上(3)如图C所示，用滴管将一滴油酸溶液轻轻滴入水面中央，待油膜形状稳定后，在浅盘上盖上玻璃盖板，用彩笔描出油膜的边缘轮廓，如图D所示(4)将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，算出油酸薄膜的面积 S.求面积时以坐标纸上边长为 1 cm 的正方形为单位，数出轮廓内正方形的个数，不足半个的舍去
4、，多于半个的算一个(5)根据配制的油酸酒精溶液的浓度，算出一滴溶液中纯油酸的体积 V，根据一滴油酸的体积 V 和薄膜的面积 S 即可算出油酸薄膜的厚度 dVS，即油酸分子直径的大小5注意事项(1)油酸酒精溶液配制后不要长时间放置，以免改变浓度产生实验误差(2)实验前应练习好滴法(3)待测油酸扩散后又收缩，要在其形状稳定后再画轮廓扩散后又收缩有两个原因：第一是水面受到油酸滴冲击凹陷后恢复；第二是酒精挥发后液面收缩(4)当重做实验时，水从浅盘的一侧边缘倒出，在该侧面上会残留油酸，可用少量酒精清洗，并用脱脂棉擦干，再用清水冲洗，这样可保持浅盘的清洁(5)在浅盘的中央加痱子粉，使痱子粉自动扩散至均匀，
5、比在水面上撒粉效果好(6)本实验只要求估算分子大小，实验结果数量级符合要求即可6数据处理在实验中由 dVS计算分子的直径，“V”是经过换算后一滴油酸溶液中纯油酸的体积各物理量的计算方法如下：(1)一滴油酸溶液的体积 VV液N(N 为滴数，V 液为 N 滴油酸溶液的体积)(2)一滴油酸溶液中纯油酸的体积 VV(为油酸溶液的浓度)(3)油酸薄膜层的面积 Sna2(n 为小正方形的有效格数，a为小正方形的边长)(4)分子直径 dVS(5)注意单位的统一理想模型是在一定场合、一定条件下突出客观事物的某种主要因素、忽略次要因素而建立的将分子看作小球，这与力学中的质点、电学中的点电荷一样，都是理想化模型
6、在“用油膜法估测分子大小”的实验中，所用的油酸酒精溶液的浓度为每 1 000 mL 溶液中有纯油酸 0.6 mL，用注射器测得 1 mL 上述溶液为 80 滴，把 1 滴该溶液滴入盛水的浅盘内，让油膜在水面上尽可能散开，测得油酸薄膜的轮廓形状和尺寸如图所示，图中正方形方格的边长为 1 cm(1)该实验中为什么要让油膜尽可能散开？(2)该实验测出油酸分子的直径是多少？(结果保留两位有效数字)思路点拨：解答本题时，可按以下思路分析：一滴溶液的体积 一滴溶液中油酸的体积 油酸分子厚度等于直径解析：(1)为使油滴在水面上形成单分子油膜(2)一滴油酸酒精溶液体积为V 180 mL1.25102 mL一滴
7、油酸酒精溶液中纯油酸的体积为V 油酸 180 0.61 000 mL 180 0.61 000106 m37.51012 m3油膜轮廓所含“整”的方格与多于半格的方格的总数为120 个，所以，油膜面积 S120104 m2，油酸分子的直径 dV油酸S 7.51012120104 m6.31010 m答案：(1)为了使油滴在水面上形成单分子油膜(2)6.31010 m“用油膜法估测分子大小”的实验，不仅要会操作，更要明确此实验的实验原理，在计算油滴体积时，更要弄清油酸和酒精的比例、一定体积油酸溶液所含的滴数把一滴体积为2103 cm3的油酸在水面上形成单层分子油膜，如果油膜在水面上散开的面积为6 m2，由此可估算出油酸分子的直径为_解析：在用油膜法估测分子直径时，要建立一个近似模型，认为油酸分子为球形且一个紧挨一个排列而成单分子油膜，油膜厚度等于分子的直径由体积公式可得：dVS21031066 m3.31010 m则分子的直径等于油膜的厚度为dd3.31010 m答案：3.31010 m点击进入WORD链接谢谢观看！
