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实验3用油膜法估测分子的大小


用油膜法估测分子的大小
实验目的 学会用油膜法估测分子的大小 实验器材 ①注射器或滴管②事先配制好的油酸酒精溶液③量筒④盛有清水的浅盘⑤痱子粉⑥玻璃板⑦坐 标纸 实验原理 如果分子直径为 d,油滴体积是 V,油膜面积为 S,则 d=V/S,测出一滴油酸酒精溶液中纯油酸 的体积 V,测出油膜的面积 S,估算出分子直径的数量级。 实验步骤 1.用注射器或滴管将老师事先配制好

的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中,记下量筒内增加 一定体积(如 1mL)时的滴数,由此计算出一滴油酸酒精溶液的体积,然后再按油酸酒精溶液的浓 度计算出一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积 V。 2.往边长约为 30—40cm 的浅盘里倒入约 2cm 深的水,待水稳定后,将适量痱子粉均匀地洒在水 面上。 3.用注射器或滴管将老师事先配制好的油酸酒精溶液滴在水面上一滴,形成如图 1—1 所示的 形状,待油酸薄膜的性状稳定后,将准备好的玻璃板放在浅盘上, (注意玻璃板不能与油膜接触)然 后将油膜的形状用彩笔描在玻璃板上。

4.将画有油膜轮廓的玻璃板正确的放在坐标纸上,计算出油膜的面积 S,求面积时以坐标纸上 边长为 1cn 的正方形为单位,计算出正方形的个数,不足半个的舍去,多于半个的算一个, 5.根据纯油酸的体积 V 和油酸的面积 S 可计算出油酸薄膜的厚度 l ? 注意事项 1.油酸酒精溶液的浓度以小于 l‰为宜。
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V ,即油酸分子的大小。 S

2.油酸酒精溶液的液滴要适当多一些。 3.每次实验时要让浅盘中的水稳定后再做。 4.痱子粉不宜撒得过厚,器具用后要清洗好。 实验纪录 项目 油酸酒精溶 液浓度 1mL 溶液的 滴数 一滴油酸酒 精溶液的体 积 数值 一滴油酸的 体积 油膜面积

课堂练习 1.油酸是一种脂肪酸,它的分子和水分子有很强的 时,薄膜中只有一层分子,这样的一层油酸薄膜简称 能力,当它浮在水面上形成一层油膜 。如果油酸分子可以大致看作球形,

油膜的厚度就是分子的直径。事先测出一滴油酸的体积 V,再测出油膜的面积 S,就可计算出油膜分 子的直径 d= 。油酸分子直径的数量级是 m。 溶液一滴一滴地滴入量筒中,记下量筒内增加 ,然后再按油酸酒精溶液的

2.用注射器或滴管将老师事先配制好的

一定体积(如 1mL)时的滴数,由此计算出一滴油酸酒精溶液的 浓度,计算出一滴溶液中 能力测试: 1.实验中为什么要待容器中的水稳定后再进行实验? 的体积 V。

2.油酸分子直径的数量级在 10-10m,有位同学的测量结果远大于这个数量级,试分析可能的原 因。 3.根据你的体会,试述做好本实验应该注意的几个问题。 (或影响实验结果的因素) 4. 已知酒精油酸溶液的浓度为 1‰, 一滴油酸酒精溶液在水中扩展的油膜面积约为 186cm2, 1Ml 油酸溶液约有 66 滴。试确定油酸分子的大小。 作业 完成实验报告

附:参考资料 “用油膜法估测分子大小”的实验指导
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用油膜法估测分子的大小这一学生实验,是要让学生学习一种方法,即用宏观手段来研究微观 问题, 该实验具有很强的探索性, 因此指导学生做好这个实验是十分有意义的。 需注意以下三个主要问题。 一、浓度配制 教材中要求老师事先配制好一定浓度的酒精油酸溶液,并无明确指明要配多大的浓度、而这一 浓度大小的选择正是这个实验成功的关键。通过多次试验,我们认为浓度选取 1‰较合适。配制浓 度为 l‰的油酸溶液可经两次配制。第一次配制,在 100ml 量筒中准确地放人 96ml 无水乙醇,再用 5ml 量简量入 4ml 油酸,充分搅拌后,得到 4%浓度的油酸溶液。第二次配制,取 97.5ml 的无水乙 醇放入另一个 100ml 量筒中,用 5ml 量筒准确量入第一次配好的浓度为 4%的油酸溶液 2.5ml,充 分搅拌,便得到 l‰的油酸溶液。 通过两次配制,既可减小取液时的相对误差,又可用尽量少的液体配出。较准确浓度的溶液。 在配制过程中应注意,(1)小量简量取的溶质要全部放入溶液;(2)充分搅拌;(3)油酸溶液配 制后不要长时间放置,以免酒精挥发改变浓度。 二、粉的厚度 实验中痱子粉的作用是界定油膜大小的边界,痱子粉过厚,油膜不易扩散,使水面的痱子粉开 裂,痱子粉太少,油膜边界不清。教材中要求学生将痱子粉均匀地撒在水面上,如何“撒”.这是 关键,为了让学生撒好痱子粉,可先将痱子粉装入小布袋中,然后拿一细木棒在水面上方轻敲布袋, 即可得到均匀的、很薄的一层痱子粉。具体撒多薄的痱子粉,教师要事先试验.心中有数,并指导 学生操作。 三、点的滴法 实验时,把配好的浓度为 1‰的油酸溶液约(3ml 一 5ml)分到 5ml 量筒中,发给各小组,让学 生用液管抽取溶液,一滴一滴地滴入小量筒,训练准确、均匀地滴点。在练习之前,教师应示范滴 管的拿取姿势,用左手食指、中指挟住滴管的中部.右手拇指和食指摄住滴管的胶头,两手掌靠拢。 形成一个稳定的姿势,再把两肘支在桌上,这样可保证滴出每滴溶液时所用的力始终不变,数出的 滴数误差就会减小。学生按上述方法操作,记下小量筒内增加一定体积(例如 lml)时的滴数。接 下来把一滴油酸溶液滴入撒好痱子粉的水面中央,这滴油酸溶液立刻伸展为一个 80cm ,140cm 左右 的以痱子粉为边界的近圆形油膜,边缘是锯齿形,当油膜中的无水乙醇挥发、溶解后.油膜便自动 收缩为 60cm -120cm 的近圆形油膜。浅盘上盖好玻璃,用彩笔描出油膜边界,用坐标纸量出油膜面 积。 注意了以上三个问题后,这个实验就不难成功了,实验过程中,另外注意浅盘选深度为 5cm 左
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2 2 2 2

要做好这个实验,

右的圆盘, 口径选 40cm 以上, 底色用棕、 黑等深色, 痱子粉应保证干燥, 浅盘中的水应提前放置 (静 置)10 小时以上,滴管往浅盘水面上滴油酸溶液时,滴管口距下面的高度应在 1cm 之内,当重做实 验时,应用大量清水把钱盘及量筒、滴管洗净,有条件的学校如用热水清洗或酒清擦试后再冲洗效 果更佳。 总之,只要教师精心准备,对学生认真指导,则可观察到应有的实验现象,一定会得到
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与油酸分子公认值 1.12 × 10 很接近的测量估算值

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