資源簡介

(共27張PPT)
第十四章
熱　學
實驗19　用油膜法估測油酸分子的大小
1.知道油膜法估測分子大小的原理。2.掌握用油膜法估測油酸分子大小的方法。
實驗儲備·歸納
自主落實 回扣教材
實驗類型·突破
關鍵能力 深度剖析
【典例1】　 油酸酒精溶液的濃度為每1 000 mL油酸酒精溶液中有油酸0.6 mL,現用滴管向量筒內滴加50滴上述溶液,量筒中的溶液體積增加了1 mL,若把一滴這樣的油酸酒精溶液滴入足夠大盛水的淺盤中,由于酒精溶于水,油酸在水面展開,穩定后形成的油膜的形狀如圖所示。若每一小方格的邊長為25 mm。
類型1　實驗基本技能應用
(1)這種估測方法是將每個油酸分子視為________模型,讓油酸盡可能地在水面上散開,則形成的油膜可視為________油膜,這層油膜的厚度可視為油酸分子的________。圖中油酸膜的面積為________ m2;每一滴油酸酒精溶液中含有純油酸體積為________ m3;根據上述數據,估測出油酸分子的直徑為________m。(均保留2位有效數字)
(2)某同學在實驗過程中,在距水面約2 cm的位置將一滴油酸酒精溶液滴入水面形成油膜,實驗時觀察到,油膜的面積會先擴張后又收縮了一些,這是為什么呢
請寫出你分析的原因:____________________。

(2)主要有兩個原因:①水面受到落下油滴的沖擊,先陷下后又恢復水平,因此油膜的面積擴張;②油酸酒精溶液中的酒精揮發,使液面收縮。
答案　(1)球體　單分子　直徑　4.3×10-2　1.2×10-11　2.8×10-10
(2)①水面受到落下油滴的沖擊,先陷下后又恢復水平,因此油膜的面積擴張;②油酸酒精溶液中的酒精揮發,使液面收縮
【典例2】　在“用油膜法估測分子的大小”的實驗中,具體操作如下:
①取油酸0.1 mL注入250 mL的容量瓶內,然后向瓶中加入酒精,直到液面達到250 mL的刻度為止,搖動瓶使油酸在酒精中充分溶解,形成油酸酒精溶液。
②用滴管吸取制得的溶液逐滴滴入量筒,記錄滴入的滴數直到量筒內溶液達到1.0 mL為止,恰好共滴了100滴。
③在邊長約40 cm的淺盤內注入約2 cm深的水,將爽身粉均勻地撒在水面上,再用滴管吸取油酸酒精溶液,輕輕地向水面滴一滴溶液,酒精揮發后,油酸在水面上盡可能地散開,形成一層油膜,膜上沒有爽身粉,可以清楚地看出油膜輪廓。
④待油膜形狀穩定后,將事先準備好的玻璃板放在淺盤上,在玻璃板上繪出油膜的形狀。
⑤將畫有油膜形狀的玻璃板放在邊長為1.0 cm的方格紙上,算出完整的方格有67個,大于半格的有14個,小于半格的有19個。
(1)這層油膜的厚度可視為油酸分子的________。
(2)利用上述具體操作中的有關數據可知一滴油酸酒精溶液含純油酸為_______ m3,求得的油膜分子直徑為_______ m。(均保留2位有效數字)

答案　(1)直徑　(2)4.0×10-12　4.9×10-10
【典例3】　在“用油膜法估測分子的大小”實驗中,已知一滴溶液中油酸的體積為V油酸,配制的油酸溶液中,純油酸與溶液體積之比為1∶5 000, 1 mL溶液滴25滴,那么1滴溶液的體積是________mL,所以1滴溶液中油酸的體積為V油酸=________cm3。若實驗中測得結果如表所示,請根據所給數據填寫出空白處的數值,并與公認的油酸分子直徑d0=1.12×10-10 m作比較,判斷此實驗是否符合數量級的要求:______(填“是”或“否”)。
類型2　實驗的遷移、拓展和創新
次數 S/cm2 d的平均值/m
1 533
2 493 3 563
答案　4×10-2　8×10-6　1.50×10-8　1.62×10-8　1.42×10-8　1.51×10-10　是
高效訓練·提能
拓廣視野 智學慧考
1.測量分子大小的方法有很多,如油膜法、顯微法。
(1)在“用油膜法估測分子的大小”的實驗中,用移液管量取0.25 mL油酸,倒入標注250 mL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1 mL的刻度,再用滴管取配好的油酸溶液,向撒有爽身粉的盛水淺盤中滴入2滴溶液,在液面上形成油酸薄膜,待薄膜穩定后,放在帶有正方形坐標格的玻璃板下觀察油膜,如圖所示。坐標格的正方形大小為2 cm×2 cm。由圖可以估算出油膜的面積是______cm2(保留2位有效數字),由此估算出油酸分子的直徑是______m (保留1位有效數字)。
(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1.43×10-8 m的圓周而組成的。由此可以估算出鐵原子的直徑約為________m(保留2位有效數字)。

答案　(1)2.6×102　8×10-10　(2)9.4×10-10
2.在“用油膜法測量分子大小”的實驗中,某同學操作如下:
①取1.0 mL油酸配成250 mL油酸酒精溶液;
②用滴管吸取1.0 mL油酸酒精溶液逐滴滴入量筒,全部滴完共滴了20滴;
③在邊長約10 cm的正方形淺盤內注入適量的水,將爽身粉均勻地撒在水面上,用滴管滴入一滴溶液;
④待油膜形狀穩定后,將繪有方格的玻璃板放
在淺盤上,繪出油酸的輪廓(如圖所示),每個方
格邊長為1.0 cm。
(1)該實驗中一滴油酸酒精溶液含________mL油酸。
(2)由上述數據估算得到油酸分子直徑約為________m。
(3)若該同學在計算油酸膜面積時,對不完整的方格均不計數,由此估算得到的油酸分子直徑將________(填“偏大”“偏小”或“不變”)。
(4)已知油酸分子的直徑約為8×10-10 m,該同學實驗結果產生偏差的可能原因是__________________,理由是______________________。

(4)已知油酸分子的直徑約為8×10-10 m,該同學實驗結果產生偏差的可能原因是:油酸膜可能沒有充分展開,形成的并不是單分子油膜層。理由是:2×10-10 m3的油酸若形成緊密排列的單分子膜時,油膜面積約為0.25 m2,遠大于淺水盤內的水面面積,說明實際上油膜不可能是單分子油膜。
答案　(1)2×10-4　(2)3.6×10-8　(3) 偏大　(4)油酸膜可能沒有充分展開,形成的并不是單分子油膜層　2×10-10 m3的油酸若形成緊密排列的單分子膜時,膜面積約為0.25 m2,遠大于淺水盤內的水面面積,說明實際上油膜不可能是單分子油膜
本部分內容講解結束

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