实验十二用油膜法估测分子的大小
实验用油膜法估测分子大小
实验⽤油膜法估测分⼦⼤⼩实验:⽤油膜法估测分⼦⼤⼩(⼀)实验⽬的1.会正确测出⼀滴油酸酒精溶液中油酸的体积及形成油膜的⾯积;2.计算分⼦的⼤⼩.(⼆)实验原理利⽤油酸的酒精溶液在平静的⽔⾯上形成单分⼦油膜,将油酸分⼦看作球形,测出⼀定体积油酸溶液在⽔⾯上形成的油膜⾯积,⽤d=V/S计算出油膜的厚度.这个厚度就近似等于油酸分⼦的直径.（如图）（三）实验器材配制好的油酸酒精溶液、浅盘、痱⼦粉(或⽯膏粉)\,注射器\,量筒\,玻璃板\,彩笔\,铅笔\,坐标纸.(四)实验步骤1.测⼀滴油酸酒精溶液中油酸的体积⽤注射器取出事先按⼀定⽐例配制好的油酸酒精溶液,缓缓推动活塞使溶液⼀滴⼀滴地滴⼊量筒,记下量筒内增加⼀定体积(如x mL）时的滴数n,算出⼀滴油酸酒精溶液的体积V′=xnmL.再根据油酸酒精溶液中油酸的体积⽐η,算出⼀滴油酸酒精溶液中油酸的体积V=V′η.2.形成油膜在浅盘中倒⼊约2 cm深的⽔,然后将痱⼦粉均匀地撒在⽔⾯上,再⽤注射器将事先配制好的油酸酒精溶液滴⼀滴在⽔⾯上,⼀会⼉就会在⽔⾯上形成⼀层形状不规则的油酸薄膜.3.测油酸薄膜的⾯积待油酸薄膜稳定后,将玻璃板平放在浅盘上,然后⽤彩笔将油膜的形状画在玻璃板上.将画有油膜形状的玻璃板放在坐标纸上,数出油膜的格数,算出油膜的⾯积S(以坐标纸上边长为1cm的正⽅形为单位,数轮廓内正⽅形个数时,不⾜半个的舍去,多于半个的算⼀个).4.估算出油酸分⼦的⼤⼩根据测出的⼀滴油酸酒精溶液⾥油酸分⼦的体积V和油酸薄膜的⾯积S,可求出油膜的厚度l,则l可看作油酸分⼦的直径d.即d=l=VS.解题技法技法讲解⽤油膜法测定分⼦⼤⼩，是利⽤简化模型把分⼦看做了⼩球,实际上,分⼦有着复杂的内部结构,并不是真的是⼩球,⼩球是其理想化的模型,这是研究物理问题的重要思想⽅法.即将复杂的物理过程\,物理现象中最本质\,具有共性的东西抽象出来,将其理想化\,模型化,略去其次要因素和条件,研究其基本规律,但在运⽤时要注意其规律的适⽤范围和运⽤前提.典例剖析例1⽤油膜法测分⼦⼤⼩时要满⾜的理想化的条件是（）A.把在⽔⾯上尽可能充分散开的油膜视为单分⼦油膜B.把形成单分⼦油膜的分⼦看作紧密排列的球形分⼦C.将油膜视为单分⼦油膜,但需考虑分⼦间隙D.将单分⼦视为⽴⽅体模型⼆、数据处理⽅法技法讲解（1）油酸体积的计算如果知道油酸酒精溶液浓度为P，测量出N滴油酸酒精溶液的体积为V，那么1滴油酸酒精溶液中含有的油酸体积为V.V=VPN×10-6m3（2）数格⼦的⽅法这是估测不规则形状⾯积的⼀种⽅法：将⼀玻璃板放在不规则⾯积的上⽅，在玻璃板上画出不规则图形的轮廓，然后将其放在坐标纸上，数出不规则图形的轮廓包围的⽅格数.计算⽅格数时，不⾜半个格⼦的舍去，多于半个格⼦的算⼀个，⽅格边长的单位越⼩，这种⽅法求出的⾯积越精确.典例剖析例2在做⽤油膜法估测分⼦⼤⼩的实验中，将油酸溶于酒精，其浓度为每104 mL溶液中有6 mL油酸．⽤注射器测得1 mL上述溶液有75滴，把1滴该溶液滴⼊盛⽔的浅盘⾥，待⽔⾯稳定后，将玻璃板放在浅盘上，⽤笔在玻璃板上描出油酸的轮廓，再把玻璃板放在坐标纸上，其形状和尺⼨如图所⽰，坐标中正⽅形⽅格的边长为1 cm，试求：（1）油酸膜的⾯积是多少 cm2?（2）每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是多少？（3）按以上实验数据估测出油膜分⼦的直径.技法讲解(1)选⽤的浅⽔盘各处的⾼度应均匀，⽽且⽔盘应⽔平放置(可从盘的边缘各处离⽔⾯⾼度是否⼀样看出)；⽔盘也不宜太⾼，略⾼于⽔⾯为宜，以使盘上的玻璃⽚尽可能地接近⽔⾯⼜不接触⽔⾯，这样描绘出的油酸膜轮廓就⽐较准确.描画油酸膜轮廓时，眼睛视线应通过所画之处⽽垂直于玻璃⽚.(2)油酸溶液配制时间不能过长，否则浓度改变，实验误差太⼤．(3)为了使滴到⽔⾯的油酸尽量少，除了把油酸稀释外，应尽量选⽤出⼝特别细的注射器或滴管，最好使⽤滴下100滴以上溶液才有1 mL体积的滴管.(4)向⽔⾯滴下酒精油酸溶液时，注意使滴管垂直于⽔⾯，管⼝靠近⽔⾯，轻轻地滴下，就能得到油层不再扩散，形成边缘圆滑的油膜.典例剖析例3下⾯是某同学在⽤油膜法测分⼦⼤⼩的实验过程中的⼀些操作其中正确的是（）A.在⽔盘中洒上痱⼦粉后，⽤滴管把⼀滴油酸滴⼊⽔盘中B.滴⼊油酸时注射针头离⽔⾯约10cm⾼C.向⽔盘中加⽔时⼀直加到⽔平⾯接近⽔盘边缘D.⽔盘中加⼊⽔后⽴即洒上痱⼦粉，并⽴即滴上油酸酒精溶液随堂训练1.某油剂的密度为8×102kg/m3，取这种油剂0.8g滴在⽔⾯上，最后形成的油膜最⼤的⾯积约为（）A.10-10m2B.104m2C.1010cm2D.104cm22.在粗测油酸分⼦⼤⼩的实验中，具体操作如下：A.取油酸1.00 mL注⼊250 mL的容量瓶内，然后向瓶中加⼊酒精，直到液⾯达到250 mL 的刻度线为⽌.摇动瓶使油酸在酒精中充分溶解，形成油酸的酒精溶液.B.⽤滴管吸取制得的溶液逐滴滴⼊量筒中，记录滴⼊溶液的滴数，直到量筒达到1.00 mL 为⽌，共滴了100 滴.C.在⽔盘内注⼊蒸馏⽔，静置后⽤滴管吸取油酸的酒精溶液，轻轻地向⽔⾯滴⼀滴溶液，酒精挥发后油酸在⽔⾯上尽可能地散开，形成⼀层油膜.D.测得油膜⾯积为3.60×102cm2.利⽤数据可求得油酸分⼦的直径约为_______m.（计算结果保留两位有效数字）.3.在⽤“油膜法”估测分⼦的⼤⼩的实验中，实验简要步骤如下：A.将画有油膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，数出轮廓内的⽅格数（不⾜半个的舍去，多于半个的算⼀个），再根据⽅格的边长求出油膜的⾯积S.B.将⼀滴酒精油酸溶液滴在⽔⾯上，待油酸薄膜的形状稳定后，将玻璃板放在浅盘上，⽤彩笔将薄膜的形状描画在玻璃板上C.⽤浅盘装⼊约2 cm深的⽔，然后将痱⼦粉或⽯膏粉均匀地撒在⽔⾯上D.⽤公式d=V/s，求出薄膜厚度，即油酸分⼦的⼤⼩E.根据酒精油酸溶液的浓度，算出⼀滴溶液中纯油酸的体积VF.⽤注射器或滴管把事先配制好的酒精油酸溶液⼀滴⼀滴地滴⼊量筒，记下量筒内增加⼀定体积时的滴数.上述实验步骤的合理顺序是__________4.利⽤油膜法估测油酸分⼦的⼤⼩,实验器材有:浓度为0.05%(体积分数)的油酸酒精溶液\,最⼩刻度为0.1ml的量筒\,盛有适量清⽔的45×50cm2浅盘\,痱⼦粉\,橡⽪头滴管\,玻璃板\,彩笔\,坐标纸.(1)下⾯是实验步骤,请填写所缺的步骤C.A.⽤滴管将浓度为0.05%的油酸酒精溶液⼀滴⼀滴地滴⼊量筒中,记下滴⼊1 ml油酸酒精溶液时的滴数NB.将痱⼦粉均匀地撒在浅盘内⽔⾯上,⽤滴管吸取浓度为0.05%的油酸酒精溶液,从低处向⽔⾯中央⼀滴⼀滴地滴⼊,直到油酸薄膜有⾜够⼤的⾯积⼜不与器壁接触为⽌,记下滴⼊的滴数nC.___________________________________________________D.将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上,以坐标纸上边长为1cm的正⽅形为单位,计算轮廓内正⽅形的个数,算出油酸薄膜的⾯积S(2)⽤已给的和测得的物理量表⽰单个油酸分⼦的⼤⼩________(单位:cm)5.某同学在⽤油膜法估测分⼦直径实验中,计算结果明显偏⼤,可能是由于（）A.油酸未完全散开B.油酸中含有⼤量酒精C.计算油膜⾯积时,舍去了所有不⾜⼀格的⽅格D.求每滴体积时,1 mL的溶液的滴数误多记了10滴6.（1）⽤油膜法估测分⼦⼤⼩的实验，两个前提假设是①____________________________________________；②____________________________________________.（2）实验中，若配制的油酸酒精溶液的浓度为n，⼀滴溶液的体积为V，实验中描绘出的油酸薄膜的⾯积为S，则估算出油酸分⼦的直径为______________.7.利⽤单分⼦油膜法可以粗略测定分⼦的⼤⼩和阿伏加德罗常数.如果已知体积为V的⼀滴油在⽔⾯上散开形成的⾯积为S，求这种油分⼦的直径的表达式；如果这种油的摩尔质量为M，密度为ρ，再写出阿伏加德罗常数的表达式。
实验12：用油膜法估测油分子的大小
V 答案】 【答案】 d = S
6 MS 3 NA = ρ πV 3
ρ
则NA
V0 M ρ 6MS 3 = = 。 3 = πV V分 ρπV 3 6S 3
【解析】本题明确告诉我们油膜已充分展开形成单分子油膜，因 解析】本题明确告诉我们油膜已充分展开形成单分子油膜， 此油膜的厚度即为油分子的直径。仍需注意的是： 此油膜的厚度即为油分子的直径。仍需注意的是：油分子的微观结构 模型化”为紧密排列式。设油分子的直径为d， ＝ 被“模型化”为紧密排列式。设油分子的直径为 ，则d＝V/Ｓ。阿伏 加德罗常数是联系微观物理量和宏观物理量的桥梁， 加德罗常数是联系微观物理量和宏观物理量的桥梁，设一个油分子的 质量为m，一个油分子的体积为V 质量为 ，一个油分子的体积为 分，则阿伏加德罗常数为A = M = V 0 N m V分 是油的摩尔体积。 ，V0是油的摩尔体积。 3 3 由于 V 分 = π d = π V 3 , V 0 = M
三、实验器材 油酸、酒精、浅盘、痱子粉(石膏粉 量筒(两个 滴管(或注射器 石膏粉)、 两个)、 或注射器)、 油酸、酒精、浅盘、痱子粉 石膏粉 、量筒 两个 、滴管 或注射器 、 大玻璃板、彩笔、坐标纸。 大玻璃板、彩笔、坐标纸。 四、实验步骤 1.配制油酸酒精溶液。取1mL(1cm3)的油酸溶于酒精中，制成 配制油酸酒精溶液。 的油酸溶于酒精中， 配制油酸酒精溶液 的油酸溶于酒精中 制成200mL的油 的油 酸酒精溶液。 酸酒精溶液。 2.往边长约为 往边长约为30cm~40cm的浅盘中倒入约 cm深的水，然后将痱子粉或石 的浅盘中倒入约2 深的水， 往边长约为 的浅盘中倒入约 深的水 膏粉薄而均匀地撒在水面上。 膏粉薄而均匀地撒在水面上。 3.用滴管 或注射器 向量筒中滴入几滴油酸酒精溶液，使这些溶液的 用滴管(或注射器 向量筒中滴入几滴油酸酒精溶液， 用滴管 或注射器)向量筒中滴入几滴油酸酒精溶液 体积恰好为1mL，算出每滴油酸酒精溶液所含的油酸体积V0= ，算出每滴油酸酒精溶液所含的油酸体积 体积恰好为
新课标2012届高考物理总复习配套课件实验12 用油膜法估测分子的大小
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用油膜法估测分子直径，实验误差通常来自三个方面． 用油膜法估测分子直径，实验误差通常来自三个方面． 1．不能形成单分子油膜． ．不能形成单分子油膜． 2．油滴的体积V的测量产生误差． ．油滴的体积 的测量产生误差 的测量产生误差． 3．计算油膜的面积S有误差． ．计算油膜的面积 有误差 有误差．
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实验采用使油酸在水面上形成一层单分子油膜的方法估测分子的 大小．当把一滴用酒精稀释过的油酸滴在水面上时， 大小．当把一滴用酒精稀释过的油酸滴在水面上时，油酸就在水面上 散开，其中的酒精溶于水，并很快挥发，在水面上形成如图1所示形状 散开，其中的酒精溶于水，并很快挥发，在水面上形成如图 所示形状 的一层纯油酸薄膜．如果算出一定体积的油酸在水面上 的一层纯油酸薄膜．
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题型一 [例1] 例
实验数据的处理 在做用油膜法估测分子大小的实验中，将油酸溶于酒精， 在做用油膜法估测分子大小的实验中，将油酸溶于酒精，
其浓度为每104 mL溶液中有 mL油酸．用注射器测得 mL上述溶液有 溶液中有6 油酸． 其浓度为每 溶液中有 油酸 用注射器测得1 上述溶液有 75滴，把1滴该溶液滴入盛水的浅盘里，待水面稳定后，将玻璃板放在 滴 滴该溶液滴入盛水的浅盘里， 滴该溶液滴入盛水的浅盘里 待水面稳定后， 浅盘上，用笔在玻璃板上描出油酸的轮廓，再把玻璃板放在坐标纸上， 浅盘上，用笔在玻璃板上描出油酸的轮廓，再把玻璃板放在坐标纸上， 其形状和尺寸如图3所示，坐标纸上正方形方格的边长为 其形状和尺寸如图 所示，坐标纸上正方形方格的边长为1 cm，试求： 所示 ，试求：
图2
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用油膜法估测分子的大小
实验十二 用油膜法估测分子的大小一、实验目的1．估测油酸分子的大小．2．学习间接测量微观量的原理和方法． 二、实验原理实验采用使油酸在水面上形成一层单分子油膜的方法估测分子的大小．当把一滴用酒精稀释过的油酸滴在水面上时，油酸就在水面上散开，其中的酒精溶于水，并很快挥发，在水面上形成如图1所示形状的一层纯油酸薄膜．如果算出一定体积的油酸在水面上形成的单分子油膜的面积，即可算出油酸分子的大小．用V 表示一滴油酸酒精溶液中所含油酸的体积，用S 表示单分子油膜的面积，用d 表示分子的直径，如图2所示，则：d ＝VS.图1 图2 三、实验器材盛水浅盘、滴管(或注射器)、试剂瓶、坐标纸、玻璃板、痱子粉、油酸酒精溶液、量筒、彩笔． 四、实验步骤1．用稀酒精溶液及清水清洗浅盘，充分洗去油污、粉尘，以免给实验带来误差．2．配制油酸酒精溶液，取油酸1 mL ，注入500 mL 的容量瓶中，然后向容量瓶内注入酒精，直到液面达到500 mL 刻度线为止，摇动容量瓶，使油酸充分在酒精中溶解，这样就得到了500 mL 含1 mL 纯油酸的油酸酒精溶液．3．用注射器或滴管将油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，并记下量筒内增加一定体积V n时的滴数n .4．根据V 0＝V n n算出每滴油酸酒精溶液的体积V 0.5．向浅盘里倒入约2 cm 深的水，并将痱子粉或石膏粉均匀地撒在水面上． 6．用注射器或滴管将一滴油酸酒精溶液滴在水面上．7．待油酸薄膜的形状稳定后，将玻璃板(或有机玻璃板)放在浅盘上，并将油酸膜的形状用彩笔画在玻璃板上．8．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 的正方形为单位计算轮廓内正方形的个数，不足半个的舍去，多于半个的算一个)．9．根据油酸酒精溶液的配制比例，算出一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积V ，并代入公式d＝VS算出油酸薄膜的厚度d.10．重复以上实验步骤多测几次油酸薄膜厚度，并求平均值，即为油酸分子的大小．五、数据处理根据上面记录的数据，完成以下表格内容.1．注射器针头高出水面的高度应在1 cm之内，当针头靠水面很近(油酸未滴下之前)时，会发现针头下方的粉层已被排开，这是由于针头中酒精挥发所致，不影响实验效果．2．待测油膜面扩散后又收缩，要在油膜面稳定后再画轮廓．扩散后又收缩有两个原因：第一，水面受油酸液滴冲击凹陷后又恢复；第二，酒精挥发后液面收缩．3．当重做实验时，将水从盘的一侧边缘倒出，在这侧边缘会残留油酸，可用少量酒精清洗，并用脱脂棉擦去再用清水冲洗，这样做可保持盘的清洁．4．从盘的中央加痱子粉，使粉自动扩散至均匀，这样做，比将粉撒在水面上的效果好．因为：一，加粉后水的表面张力系数变小，水将粉粒拉开；二，粉粒之间相互排斥．记忆口诀酒精油酸配溶液，五六十滴体积测.静水盆中撒痱粉，一滴溶液水面淋.玻璃板上画边缘，数出格子面积算.多半算一少半舍，相除直径容易得.例1 某学生在用油膜法估测分子直径实验中，计算结果明显偏大，可能是由于( ) A．油酸未完全散开B．油酸中含有大量酒精C．计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格D．求每滴溶液中纯油酸的体积时，1 mL的溶液的滴数误多记了10滴例2 油酸的分子式为C17H33COOH，它的一个分子可以看成由两部分组成：一部分是C17H33—，另一部分是—COOH，—COOH对水有很强的亲和力．当把一滴用酒精稀释过的油酸滴在水面上时，油酸就在水面上散开，其中的酒精溶于水中，并很快挥发．油酸中C17H33—部分冒出水面，而—COOH部分留在水中，油酸分子就直立在水面上，形成一个单分子层油膜．现有按体积比为m∶n(m>n)配制好的油酸酒精溶液置于容器中，还有一个充入约2 cm深水的浅盘．一支滴管，一个量筒．请补充下述估测分子大小的实验步骤：(1)________________________(需测量的物理量自己用字母表示)．图3(2)用滴管将一滴油酸酒精溶液滴入浅盘，待油酸薄膜稳定后，将薄膜轮廓描绘在坐标纸上，如图3所示．(已知坐标纸上每个小方格面积为S，求油膜面积时，半个以上方格面积记为S，不足半个舍去)则油膜面积为________．(3)估算油酸分子直径的表达式为d＝____________.1．利用油膜法估测油酸分子的大小，实验器材有：浓度为%(体积分数)的油酸酒精溶液、最小刻度为 mL的量筒、盛有适量清水的45×50 cm2的浅盘、痱子粉、橡皮头滴管、玻璃板、彩笔、坐标纸．(1)下面是实验步骤，请填写所缺的步骤C.A．用滴管将浓度为%的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，记下滴入1 mL油酸酒精溶液时的滴数NB．将痱子粉均匀地撒在浅盘内水面上，用滴管吸取浓度为%的油酸酒精溶液，从低处向水面中央一滴一滴地滴入，直到油酸薄膜有足够大的面积又不与器壁接触为止，记下滴入的滴数nC. ________________________________________________________________________.D．将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，以坐标纸上边长为1 cm的正方形为单位，计算轮廓内正方形的个数，算出油酸薄膜的面积S.(2)用已知的和测得的物理量表示单个油酸分子的大小__________(单位：cm)．2．在做“用油膜法估测分子大小”的实验中，油酸酒精溶液的浓度为每104mL溶液中有纯油酸6 mL.用注射器测得1 mL上述溶液中有液滴50滴，把1滴该溶液滴入盛水的浅盘里，待水面稳定后，将玻璃板放在浅盘上，在玻璃板上描出油膜的轮廓，随后把玻璃板放在坐标纸上，其形状如图4所示．坐标纸中正方形方格的边长为20 mm.求：图4(1)油酸膜的面积；(2)每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积； (3)根据上述数据，估测出油酸分子的直径．3．用油膜法测定分子大小的实验中，体积为V 的油滴，在水面上形成了近似圆形的单分子油膜，油膜直径为d ，则单个油膜分子的直径约为 ( ) 4． “用油膜法估测分子的大小”实验的简要步骤如下：A ．将画有油膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，数出轮廓内的方格数(不足半个的舍去，多于半个的算一个)，再根据方格的边长求出油膜的面积S ；B ．将一滴油酸酒精溶液滴在水面上，待油酸薄膜的形状稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用彩笔将薄膜的形状描绘在玻璃板上；C ．用浅盘装入约2 cm 深的水；D ．用公式d ＝VS，求出薄膜厚度，即油酸分子的大小； E ．根据油酸酒精溶液的浓度，算出一滴溶液中纯油酸的体积V .上述步骤中有遗漏或不完全的，请指出：(1)____________________________________________________________________． (2)____________________________________________________________________． 5．在用油膜法估测分子大小的实验中，已知配制的油酸溶液中，纯油酸与溶液体积之比为1∶500，1 mL 该溶液能滴250滴，那么一滴该溶液的体积是______ mL ，所以一滴溶液中所含的油酸体积为____ cm 3.若实验中测得结果如下表所示，请根据所给数据填写出空白处的数值，并与公认的油酸分子长度值L 0＝×10－10m 做比较，并判断此实验是否符合数量级的要求.答案课堂探究例1 AC [由d ＝VS得，A 选项中S 偏小，导致d 结果偏大．B 选项中含有大量酒精，是为了稀释油酸，不影响结果．C 选项中，S 偏小，导致结果偏大．D 选项中，使1滴溶液中纯油酸的体积偏小，导致结果偏小．] 例2 (1)见解析 (2)8S (3)nV /[8NS (m ＋n )]解析 (1)用滴管向量筒内加注N 滴酒精油酸溶液，读出其体积V . 随堂训练1．(1)见解析 (2)错误!解析 (1)待油酸薄膜形状稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用彩笔将油酸薄膜的形状画在玻璃板上．2．(1)×10－2m 2(2)×10－11m 3 (3)×10－10m3．A4．(1)在步骤C 中，要在水面上洒上痱子粉或石膏粉．(2)实验时，还需要F ：用注射器或滴管将溶液一滴一滴地滴入量筒，记下滴入1 mL 溶液时的滴数．5．4×10－38×10－6①×10－8cm ②×10－8cm ③×10－8cm ④×10－10m 符合数量级要求1．50×10－8cm 、×10－8cm 、×10－8cm ，其平均值L ＝L 1＋L 2＋L 33＝×10－8 cm ＝×10－10m ，这与公认值的数量级相吻合，故此实验符合数量级的要求．。
课时作业1：实验十二 用油膜法估测分子的大小
实验十二 用油膜法估测分子的大小1．[多选]“用油膜法估测分子的大小”实验的科学依据是( )A ．将油酸形成的膜看成单分子油膜B ．不考虑各油酸分子间的间隙C ．考虑了各油酸分子间的间隙D ．将油酸分子看成球形2．利用单分子油膜法估测分子的直径，需要测量的物理量是( )A ．一滴油的体积和它的密度B ．一滴油的体积和它散成油膜的最大面积C ．一滴油的质量和它的密度D ．一滴油形成油膜的厚度和它的密度3．把V 1 mL 的油酸倒入适量的酒精中，稀释成V 2 mL 的油酸酒精溶液，测出1 mL 油酸酒精溶液共有N 滴．取一滴溶液滴入水中，最终在水中形成S cm 2的单分子油膜．则该油酸分子的直径大约为( )A.V 1NV 2Sm B.NV 2V 1S m C.V 2NV 1S cm D.V 1NV 2Scm 4．[多选]同学在用油膜法估测分子直径的实验中，计算结果明显偏大，可能是由于( )A ．油酸未完全散开B ．油酸中含有大量酒精C ．计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格D ．求每滴体积时，1 mL 溶液的滴数误多记了10滴5.在“油膜法估测油酸分子的大小”实验中，有下列实验步骤：①往边长约为40 cm 的浅盘里倒入约2 cm 深的水，待水面稳定后将适量的痱子粉均匀地撒在水面上．②用注射器将事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上，待薄膜形状稳定．③将画有油膜形状的玻璃板平放在坐标纸上，计算出油膜的面积，根据油酸的体积和面积计算出油酸分子直径的大小．④用注射器将事先配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，记下量筒内每增加一定体积时的滴数，由此计算出一滴油酸酒精溶液的体积．⑤将玻璃板放在浅盘上，然后将油膜的形状用彩笔描绘在玻璃板上．完成下列填空：(1)上述步骤中，正确的顺序是________．(填写步骤前面的数字)(2)将1 cm3的油酸溶于酒精，制成300 cm3的油酸酒精溶液；测得1 cm3的油酸酒精溶液有50滴．现取一滴该油酸酒精溶液滴在水面上，测得所形成的油膜的面积是0.13 m2.由此估算出油酸分子的直径为________m．(结果保留1位有效数字)6.油酸酒精溶液的浓度为每1 000 mL油酸酒精溶液中有油酸0.6 mL，现用滴管向量筒内滴加50滴上述溶液，量筒中的溶液体积增加了1 mL，若把一滴这样的油酸酒精溶液滴入足够大盛水的浅盘中，由于酒精溶于水，油酸在水面展开，稳定后形成的油膜的形状如图所示．若每一小方格的边长为25 mm，试问：(1)这种估测方法是将每个油酸分子视为________模型，让油酸尽可能地在水面上散开，则形成的油膜可视为________油膜，这层油膜的厚度可视为油酸分子的________．图中油酸膜的面积为________ m2；每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸体积是________ m3；根据上述数据，估测出油酸分子的直径是________ m．(结果保留两位有效数字)(2)某同学在实验过程中，在距水面约2 cm的位置将一滴油酸酒精溶液滴入水面形成油膜，实验时观察到，油膜的面积会先扩张后又收缩了一些，这是为什么呢？请写出你分析的原因：_____________________________________________________________________________________________________________ ___________________________________.(2)主要有两个原因：①水面受到落下油滴的冲击，先陷下后又恢复水平，因此油膜的面积扩张；②油酸酒精溶液中的酒精挥发，使液面收缩答案：1.解析：“用油膜法估测分子的大小”的原理是将一滴油酸(体积为V )滴入水中，使之形成一层单分子油膜，成为一个一个单层排列的球形体．显然，球形体的直径即为单分子油膜的厚度d .假设单分子油膜的面积为S ，必然有d ＝V S. 所以，“用油膜法估测分子的大小”实验的科学依据是A 、B 、D.答案：ABD2． 解析：利用单分子油膜法估测分子的直径时，油应在水面上尽可能散成单分子油膜，只有单分子油膜的厚度才是分子的直径，因此d ＝V S中，S 应为油散成的油膜的最大面积，所以只有B 正确．答案：B3．答案：D4． 解析：本题主要考查油膜法估测分子直径的实验原理、方法及注意事项等．如果油酸未完全散开，形成的油膜的厚度大于分子直径，结果会偏大，选A.油酸中含有大量酒精会很快挥发或溶于水，酒精有助于形成单分子膜，使测量更准确，不选B.如果舍去了所有不足一格的方格，油膜的面积变小，由d ＝V S计算出的直径偏大，选C.滴数误多记了10滴，会使每滴的体积减小，由d ＝V S计算出的直径偏小，不选D. 答案：AC5.解析：(1)在“油膜法估测油酸分子的大小”实验中，应先配制油酸酒精溶液；再往盘中倒入水，并撒痱子粉；然后用注射器将配好的溶液滴一滴在水面上，待薄膜形状稳定，再将玻璃板放于盘上，用彩笔描绘在玻璃上，由d ＝V S计算． (2)一滴溶液中含油酸体积V ＝1×10－650×1300m 3， 故d ＝5×10－10(m)答案：(1)④①②⑤③(如果④放在③之前的其他位置，同样给分) (2)5×10－10 6.解析：油膜面积约占70小格，面积约为S ＝70×25×25×10－6 m 2≈4.4×10－2 m 2，一滴油酸酒精溶液含有纯油酸的体积为V ＝150×0.61 000×10－6 m 3＝1.2×10－11 m 3， 油酸分子的直径约等于油膜的厚度d ＝V S ＝1.2×10－114.4×10－2 m≈2.7×10－10 m. 答案：(1)球体 单分子 直径 4.4×10－2 1.2×10－11 2.7×10－10(2)主要有两个原因：①水面受到落下油滴的冲击，先陷下后又恢复水平，因此油膜的面积扩张；②油酸酒精溶液中的酒精挥发，使液面收缩。
实验用油膜法估测分子的大小
D．__________
__________。 (2) 利用以上测量数据，写出单个油酸分子直径的表达式为 ________。
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解析
(1)根据实验原理可得，给出的实验步骤的正确排序为
BCA，步骤 D 应为将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸 上，以坐标纸上边长为 1 cm 的正方形为单位，计算轮廓内正 方形的个数，算出油酸薄膜的面积 S。 1 (2)每滴油酸酒精溶液的体积为N 1 1 滴油酸酒精溶液所含纯油酸的体积为 V＝N×0.05% V 0.05% 所以单个油酸分子的直径为 d＝ S ＝ NS 。
半个的舍去，多于半个的算1个。
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实验原理和基本操作
【例 1】 “用油膜法估测分子的大小”实验的简要步骤如下： A．将画有油酸膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，数出轮廓 内的方格数 (不足半个的舍去，多于半个的算一个 )，再根 据方格的边长求出油酸膜的面积 S。 B．将一滴油酸酒精溶液滴在水面上，待油酸薄膜的形状 稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用彩笔将薄膜的形状描画 在玻璃板上。 C．用浅盘装入约 2 cm 深的水。 V D．用公式 d＝ S ，求出薄膜厚度，即油酸分子直径的大小。
实验 用油膜法估测分子的大小
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注意事项
1．实验前应检查方盘是否干净。
2．方盘中的水应保持稳定状态，最好静置一段时间，痱子 粉均匀撒在水面上。 3．向水面滴油酸酒精溶液时，针尖应竖直、靠近水面，如 果离水面太高，可能无法形成油膜。最好在1 cm左右。
4．计算油膜面积时，以坐标纸上方格的数目来计算，不足
分子的直径为________m。
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第十四章 实验十二 用油膜法估测分子的大小
实验十二 用油膜法估测分子的大小 目标要求 1.知道油膜法估测分子的大小的原理.2.掌握用油膜法估测油酸分子的大小的方法．实验技能储备1．实验原理实验采用使油酸在水面上形成一层单分子油膜的方法估测分子的大小．当把一滴用酒精稀释过的油酸滴在水面上时，油酸就在水面上散开，其中的酒精溶于水，并很快挥发，在水面上形成如图甲所示形状的一层纯油酸薄膜．如果算出一定体积的油酸在水面上形成的单分子油膜的面积，即可算出油酸分子的大小．用V 表示一滴油酸酒精溶液中所含纯油酸的体积，用S 表示单分子油膜的面积，用d 表示油酸分子的直径，如图乙所示，则d ＝V S.2．实验器材盛水浅盘、注射器(或滴管)、容量瓶、坐标纸、玻璃板、爽身粉、量筒、彩笔等．3．实验过程(1)配制油酸酒精溶液，取纯油酸1 mL ，注入500 mL 的容量瓶中，然后向容量瓶内注入酒精，直到液面到达500 mL 刻度线为止．(2)用注射器(或滴管)将油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，并记下量筒内增加一定体积V n 时的滴数n ，算出每滴油酸酒精溶液的体积V 0.(3)向浅盘里倒入约2 cm 深的水，并将爽身粉均匀地撒在水面上．(4)用注射器(或滴管)将一滴油酸酒精溶液滴在水面上．(5)待油酸薄膜的形状稳定后，将玻璃板放在浅盘上，并将油酸膜的形状用彩笔画在玻璃板上．(6)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 的正方形为单位计算轮廓内正方形的个数，不足半个的舍去，多于半个的算一个)．(7)根据油酸酒精溶液的配制比例，算出一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积V ，并代入公式d ＝V S，算出油酸薄膜的厚度d . (8)重复以上实验步骤，多测几次油酸薄膜的厚度，并求平均值，即为油酸分子直径的大小．教材原型实验例1某同学在实验室用油膜法测油酸分子直径．(1)该实验的科学依据是________．A．将油膜看成单分子油膜B．不考虑各个油酸分子间的间隙C．考虑各个油酸分子间的间隙D．将油酸分子看成球形(2)实验主要步骤如下：①向体积V油＝6 mL的油酸中加酒精，直至总量达到V总＝104 mL；②用注射器吸取①中油酸酒精溶液，把它一滴一滴地滴入小量筒中，当滴入n＝75滴时，测得其体积恰好是V0＝1 mL；一滴油酸酒精溶液中含有油酸的体积为________ m3；③先往浅盘里倒入2 cm深的水，然后将爽身粉均匀地撒在水面上；④用注射器往水面上滴一滴油酸酒精溶液，待油酸薄膜形状稳定后，将事先准备好的玻璃板放在浅盘上，并在玻璃板上描下油酸膜的形状；⑤将画有油酸膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，如图所示，数出轮廓范围内小方格的个数N，小方格的边长为L＝1 cm.(3)由图可知油膜面积为________ m2；计算出油酸分子直径为________ m．(以上结果均保留一位有效数字)(4)若滴入75滴油酸酒精溶液的体积不足 1 mL，则最终的测量结果将________(填“偏大”“偏小”或“无影响”)．答案(1)ABD(2)②8×10－12(3)1×10－28×10－10(4)偏大解析(1)将油膜看成单分子油膜，油膜是呈单分子分布的，单分子油膜的厚度等于分子的直径，A正确；不考虑各个油酸分子间的间隙，认为这些油酸分子是一个一个紧挨在一起的，分子之间没有间隙，B正确，C错误；将油酸分子看成球形，测出油酸的体积V和形成单分子油膜的面积S，单分子油膜的厚度d＝V，可以认为厚度等于分子的直径，D正确．S(2)②一滴油酸酒精溶液中含有油酸的体积为V ＝175×6104 mL ＝8×10－6 mL ＝8×10－12 m 3. (3)由题图可知油膜面积为S ＝1×10－2 m 2油酸分子的直径为d ＝V S ＝8×10－121×10－2m ＝8×10－10 m. (4)若滴入75滴油酸酒精溶液的体积不足1 mL ，则代入计算的纯油酸的体积偏大，可知测量结果偏大．例2 (1)如图所示的四个图反映“用油膜法估测分子的大小”实验中的四个步骤，将它们按操作先后顺序排列应是________(用符号表示)．(2)取油酸1.0 mL 注入250 mL 的容量瓶内，然后向瓶中加入酒精，直到液面到达250 mL 的刻度线为止，得到油酸酒精混合溶液．用滴管吸取混合溶液逐滴滴入量筒，记录滴入的滴数直到量筒内溶液达到1.0 mL 为止，恰好共滴了100滴．取一滴混合溶液滴在浅盘内的水面上(已撒爽身粉)，数得油膜轮廓占面积为1 cm 2小格子120格(不足半格舍去，多于半格算1格)．则请估算油酸分子的直径为________ m(结果保留2位有效数字)．(3)该同学做完实验后，发现自己所测的分子直径d 明显偏大．出现这种情况的原因可能是________．A ．将滴入的油酸酒精溶液体积作为油酸体积进行计算B ．油酸酒精溶液长时间放置，酒精挥发使溶液的浓度发生了变化C ．计算油膜面积时，只数了完整的方格数D ．求每滴溶液中纯油酸的体积时，1 mL 溶液的滴数多记了10滴(4)用油膜法测出油酸分子的直径后，要测定阿伏加德罗常数，还需要知道油酸的________．A ．摩尔质量B ．摩尔体积C ．质量D ．体积 答案 (1)cadb (2)3.3×10－9 (3)AC (4)B解析 (1)“用油膜法估测油酸分子的大小”实验步骤为：配制油酸酒精溶液→测定一滴油酸酒精溶液的体积再准备浅水盘→形成油膜→描绘油膜边缘测量油膜面积并计算分子直径，则操作先后顺序应是cadb ；(2)油膜面积约占120格，面积约为S ＝120×1×10－4 m 2＝1.2×10－2 m 2一滴油酸酒精溶液含有纯油酸的体积为V ＝1250×1100×10－6 m 3＝4×10－11 m 3 油酸分子的直径约等于油膜的厚度d ＝V S ＝4×10－111.2×10－2m ≈3.3×10－9 m. (3)计算油酸分子直径的公式是d ＝V SV 是纯油酸的体积，S 是油膜的面积，将滴入的油酸酒精溶液体积作为油酸体积进行计算，则V 取值偏大，导致d 偏大，故A 正确；油酸酒精溶液长时间放置，酒精挥发使溶液的浓度增大，则V 取值偏小，导致d 偏小，故B 错误；计算油膜面积时，只数了完整的方格数，则S 取值偏小，导致d 偏大，故C 正确；求每滴溶液中纯油酸的体积时，1 mL 的溶液的滴数多记了10滴，由V 1＝1nmL 可知，纯油酸的体积将偏小，导致d 偏小，故D 错误． (4)设一个油酸分子体积为V ，则V ＝43π(d 2)3，由N A ＝V mol V可知，要测定阿伏加德罗常数，还需知道油酸的摩尔体积，故B 正确． 课时精练1．关于“用油膜法估测油酸分子大小”的实验，下列选项正确的是( )A ．将油膜看作单层分子薄膜，且不考虑油酸分子间的空隙B ．利用画有油膜轮廓的坐标方格计算油膜面积时，舍去所有不足一格的方格C ．测一滴油酸酒精溶液的体积时，只需将其滴入量筒即可D ．若油酸未完全散开，会使测出的分子直径偏小答案 A解析 将油膜看作单层分子薄膜，且不考虑油酸分子间的空隙，所以A 正确；利用画有油膜轮廓的坐标方格计算油膜面积时，舍去所有小于半格的方格，大于等于半格的算1格，所以B 错误；测一滴油酸酒精溶液的体积时，需滴入多滴进入量筒，采用累积法测量可以减小误差，所以C 错误；若油酸未完全散开，则测量的油膜面积会减小，根据d ＝V S，则会使测出的分子直径偏大，所以D 错误．2．(2019·全国卷Ⅲ·33(1))用油膜法估算分子大小的实验中，首先需将纯油酸稀释成一定浓度的油酸酒精溶液，稀释的目的是____________________________________________．实验中为了测量出一滴已知浓度的油酸酒精溶液中纯油酸的体积，可以_______________．为得到油酸分子的直径，还需测量的物理量是________________________________．答案使油酸在浅盘的水面上容易形成一块单分子层油膜把油酸酒精溶液一滴一滴地滴入小量筒中，测出1 mL油酸酒精溶液的滴数，得到一滴溶液中纯油酸的体积单分子层油膜的面积解析实验前将油酸稀释，目的是使油酸在浅盘的水面上容易形成一块单分子层油膜．可以用累积法测量多滴溶液的体积后计算得到一滴溶液中纯油酸的体积．油酸分子直径等于一滴溶液中纯油酸的体积与形成的单分子层油膜的面积之比，即d＝VS，故除测得一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积外，还需要测量单分子层油膜的面积．3.在“用油膜法估测分子的大小”的实验中，将1 mL的纯油酸配制成5 000 mL的油酸酒精溶液，用注射器测得1 mL溶液为80滴，再滴入1滴这样的溶液到准备好的浅盘中，描出的油膜轮廓如图所示，每格边长是0.5 cm，根据以上信息，回答下列问题：(1)1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积为______ mL；(2)油膜的面积为________ cm2；(3)油酸分子的直径约为________ m；(此小题保留一位有效数字)(4)从油酸酒精溶液滴入浅盘到油膜稳定过程中，油膜的面积大小变化情况是________；(5)甲、乙、丙三位同学分别在三个实验小组做“用油膜法估测油酸分子的大小”实验，但都发生了操作失误．其中会导致所测的分子直径d偏小的是________．A．甲同学在配制油酸酒精溶液时，不小心把酒精倒少了一点，导致油酸酒精溶液的实际浓度比计算值大一些B．乙同学在计算注射器滴出的每一滴油酸酒精溶液体积后，不小心拿错了一个注射器把溶液滴在水面上，这个拿错的注射器的针管比原来的细，每滴油酸酒精溶液的体积比原来的小C．丙同学在计算油膜面积时，把凡是不足一格的油膜都不计，导致计算的面积比实际面积小一些答案(1)2.5×10－6(2)35(3)7×10－10(4)先变大后变小(5)A解析(1)一滴油酸酒精溶液中含纯油酸的体积V＝180×15 000mL＝2.5×10－6 mL(2)由题图油膜可知，油膜所占坐标纸的格数约140个，油膜的面积为S＝140×0.5×0.5 cm2＝35 cm2(3)油酸分子的直径约为d＝VS≈7×10－10 m(4)从油酸酒精溶液滴入浅盘到油膜稳定过程中，由于酒精的挥发，油膜的面积大小变化情况是先变大后变小．(5)甲同学在配制油酸酒精溶液时，不小心把酒精倒少了一点，导致油酸酒精溶液的实际浓度比计算值大了一些，算出的一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积比实际值小，由d＝VS，可知所测的分子直径d偏小，A正确；乙同学在计算注射器滴出的每一滴油酸酒精溶液体积后，不小心拿错了一个注射器把溶液滴在水面上，这个拿错的注射器的针管比原来的细，一滴油酸酒精溶液的实际体积变小，一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积变小，对应的油膜面积S变小，但体积V还是按原来的计算的，由d＝VS，可知所测的分子直径d偏大，B错误；丙同学在计算油膜面积时，把凡是不足一格的油膜都不计，导致计算的面积比实际面积小一些，由d＝VS，可知所测的分子直径d偏大，C错误．4．在“用油膜法估测油酸分子大小”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0.5 mL，用注射器测得1 mL上述溶液有80滴，把1滴该溶液滴入盛水的撒有爽身粉的浅盘中，待水面稳定后，得到油酸薄膜的轮廓形状和尺寸如图所示，图中正方形格的边长为1 cm，则可求得：(1)油酸薄膜的面积是________ cm2；(2)油酸分子的直径是________ m；(结果保留两位有效数字)(3)某同学实验中最终得到的计算结果数据偏大，可能是由于________；A．油膜中含有大量未溶解的酒精B．计算油膜面积时，错将全部不完整的方格作为完整方格处理C．计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格D．水面上爽身粉撒得较多，油膜没有充分展开(4)利用单分子油膜法可以粗测分子大小和阿伏加德罗常数．如果已知体积为V 的一滴油酸在水面上散开形成的单分子油膜的面积为S ，这种油酸的密度为ρ，摩尔质量为M ，则阿伏加德罗常数的表达式为________；(分子看成球体)(5)本实验体现的物理思想方法为________．A ．控制变量法B ．理想化模型C ．极限思想法D ．整体法与隔离法 答案 (1)71 (2)8.8×10－10 (3)CD (4)6MS 3πρV 3(5)B 解析 (1)轮廓包围的方格约为71个，故油酸薄膜的面积为S ＝71×1×1 cm 2＝71 cm 2(2)每滴溶液中含有纯油酸的体积为V ＝180×0.51 000mL ＝6.25×10－6 mL ，油酸分子的直径为d ＝V S≈8.8×10－10 m (3)如果油膜中含有大量未溶解的酒精，导致油酸的实际面积比统计面积小，计算时采用统计的油酸面积S 偏大，由d ＝V S可知，油酸分子直径d 的计算值将比真实值偏小，故A 错误；计算油膜面积时，如果错将全部不完整的方格作为完整方格处理，导致统计的油膜面积比实际油膜面积大，计算结果将偏小，故B 错误；如果计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格，导致统计的油膜面积偏小，计算结果将偏大，故C 正确；如果水面上爽身粉撒得较多，油酸没有充分展开，导致统计的油酸面积比充分展开的油酸面积小，计算结果将偏大，故D 正确．(4)油酸分子个数为N ＝V 43π(V 2S)3个，油酸分子的物质的量为n ＝ρV M ，故阿伏加德罗常数为N A ＝N n ＝6MS 3πρV 3(5)实验中把油酸分子简化为球形，忽略分子间隙，并且认为油膜为单层分子，是一种理想化模型，故选B.。
实验-用油膜法估测分子大小
实验-用油膜法估测分子大小实验目的：1.了解油膜法估测分子大小的基本原理。
2.了解实验中所用到的实验仪器和工具。
3.掌握实验操作技能，正确记录实验数据。
4.通过实验，加深对分子大小的理解和认识。
实验原理：油膜法是一种通过油膜中溶质的扩散速度估测溶质分子大小的方法。
在实验中，需要将待测的分子溶解在油中，油膜内部增加了分子后，分子扩散过程中会受到油膜分子的阻碍，分子扩散速度变慢，因此我们可以根据分子在油膜中扩散的速度估测分子大小。
实验步骤：1.将待测的分子加入10毫升的正十二烷中，并将瓶口用瓶塞堵上，摇匀后静置5分钟，使其充分溶解。
2.准备一只100毫米的亚银镜、一张单色滤色片、一只小板底玻片、一只倒置显微镜和一只数显卡尺。
3.将亚银镜以45度角倾斜固定，用滤色片筛选透出红色光线，用显微镜将油滴在银镜上，使其均匀分布在银镜平面上，并用小玻璃棒轻轻拍平。
4.用注射器将油滴中心注入1微升的分子溶液，然后用小玻璃棒轻轻搅拌，使分子均匀分布在油膜中。
5.观察分子在油膜中的扩散情况，当分子移动到与一定距离时，用数显卡尺测量分子移动的距离。
6.分析实验结果并计算分子大小。
实验数据记录：实验时间：2021年5月13日待测分子：苯甲酸甲酯实验结果：实验中使用的亚银镜非常光滑，没有明显的划痕，而且颜色均匀。
通过实验操作，将待测的苯甲酸甲酯加入到正十二烷中。
在油滴形成后，用注射器注入了1微升的待测分子溶液，并在油膜中观察到溶解的分子扩散情况，并测量了分子移动的距离为1.2毫米。
通过计算，得到待测分子的直径大小为：分子大小= (2×扩散距离)/(扩散时间×下降系数)下降系数根据温度和油膜的粘性系数决定。
在本实验中，下降系数为0.98。
扩散时间可以通过测量每个分子通行相同的距离所需的时间来估算。
在本实验中，记录了5次数据，测量时间如下：第一次：4.0秒平均扩散时间为4.08秒。
因此，根据公式，我们可以得出待测分子的大小：分子大小= (2×1.2毫米)/(4.08秒×0.98) = 0.5928纳米通过油膜法估测分子大小实验，我们可以得出待测分子苯甲酸甲酯的大小为0.5928纳米。
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答案：(1)F
A
(2)计算一滴油酸酒精溶液中含纯油酸的体积时，由于一滴油酸酒
精溶液的体积和浓度测不准产生误差；用数格子法求油酸薄膜的面积 本身就是一种估算方法
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5．(2010·江苏南京二模 )用油膜法估测分子大小的实验步骤如下：
①向体积为 V1的纯油酸中不断加入酒精，直到油酸酒精溶液总体积为
答案：AC
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4．在用油膜法估算分子大小的实验中：
(1)下面是一些实验步骤及注意事项：
A．在准备实验时，油酸酒精溶液要提前一天配制，以免因溶液 不均匀产生误差； B．一定要仔细清洗浅盘，充分洗去油污、粉尘、以免给实验带 来误差；
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C．用注射器(或滴管)将 V＝ 1 毫升油酸酒精溶液一滴一滴的 滴入量筒中，并记下滴数 n，计算出每滴油酸酒精溶液的平均体 V 积 V0＝ ； n D．向浅盘里注入适量的水，并将痱子粉 (或石膏粉 )从盘的中 央加入，使粉扩散至均匀，再用注射器(或滴管 )从适当高处将一 滴油酸酒精溶液滴在水面上； E．等待油酸薄膜的形状稳定后，用数格子法测算出面积 S； F．根据一滴油酸酒精溶液的体积 V0 和膜的面积 S 计算出油 V0 酸薄膜的厚度 L＝ ； S
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变式 1—1
用油膜法估测油酸分子的大小，实验器材有：浓度为
0.05%(体积分数)的油酸酒精溶液、最小刻度为0.1 mL的量筒、盛有适
量清水的45×50 cm2浅盘、痱子粉 、橡皮头滴管、玻璃板、彩笔、坐 标纸． (1)下面是实验步骤，请填写所缺的步骤C.
A ．用滴管将浓度为 0.05% 油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中， 记下滴入1 mL油酸酒精溶液时的滴数N
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实验十二 用油膜法估测分子的大小
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1．用油膜法估测分子的大小． 2．加深对分子动理论基本内容的理解． 3．学会间接测量微观量的方法．
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实验采用使油酸在水面上形成一层单分子油膜的方法估测分子的 大小．当把一滴用酒精稀释过的油酸滴在水面上时，油酸就在水面上 散开，其中的酒精溶于水，并很快挥发，在水面上形成如图1所示形状 的一层纯油酸薄膜．如果算出一定体积的油酸在水面上
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B．将痱子粉均匀地撒在浅盘内水面上，用滴管吸取浓度为
0.05% 的油酸酒精溶液，从低处向水面中央一滴一滴地滴入，直到油
酸薄膜有足够大的面积又不与器壁接触为止，记下滴入的滴数n
C．________________________________________ D．将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，以坐标纸上边 长为1 cm的正方形为单位，计算轮廓内正方形的个数，算出油酸薄膜 的面积S (2) 用 已 给 的 和 测 得 的 物 理 量 表 示 单 个 油 酸．
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1．取 1 毫升(1 cm3)的油酸溶于酒精中，制成 200 毫升的油酸 酒精溶液． 2．用滴管 (或注射器 )向量筒中滴入 n 滴配制好的油酸酒精溶 液，使这些溶液的体积恰好为 1 mL，算出每滴油酸酒精溶液的体 1 积 V0＝ mL. n
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3．往边长约为30～40 cm的浅盘中倒入约2 cm深的水，然后将痱
[解析]
(1)根据图形，数得格子数为 129 个，那么油膜面积是 S
＝ 129× 1 cm2＝ 129 cm2. (2)根据已知条件可知，1 mL 溶液中有 75 滴，1 滴溶液的体积是 1 1 mL，又已知每 104 mL 溶液中有纯油酸 6 mL， mL 溶液中纯 75 75 油酸的体积是 1 6× 75 － V＝ mL＝ 8× 10 6 mL. 4 10 (3)油酸分子的直径为 V 8× 10 d＝ ＝ 129 S
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7． 据油酸酒精溶液的浓度， 算出一滴溶液中纯油酸的体积 V， V 据一滴油酸的体积 V 和薄膜的面积 S， 算出油酸薄膜的厚度 d＝ ， S 即为油酸分子的直径．比较算出的分子直径，看其数量级 (单位为 m)是否为 10
－ 10
，若不是 10
－10
须重做实验．
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图1
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形成的单分子油膜的面积，即可算出油酸分子的大小．用 V 表示一滴油酸酒精溶液中所含油酸的体积，用 S 表示单分子油膜 V 的面积，用 d 表示分子的直径，如图 2，则：d＝ . S
图2
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配制好的油酸酒精溶液、浅盘、痱子粉(或石膏粉)、注射器(或滴 管)、量筒、玻璃板、彩笔、坐标纸．
子粉或石膏粉均匀地撒在水面上．
4．用滴管(或注射器)向水面上滴入一滴配制好的油酸酒精溶液， 油酸就在水面上慢慢散开，形成单分子油膜． 5 ．待油酸薄膜形状稳定后，将一块较大的玻璃板盖在浅盘上， 用彩笔将油酸薄膜的形状画在玻璃板上． 6 ．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．
V2；②用注射器吸取上述溶液，一滴一滴地滴入小量筒，当滴入n滴时
体积为V0；③先往边长为30～40 cm的浅盘里倒入约2 cm深的水；④用
注射器往水面上滴一滴上述油酸酒精溶液；⑤等油酸薄膜形状稳定后， 将事先准备好的玻璃板放在浅盘上，并在玻璃板上描出油酸薄膜的轮 廓；⑥将画有油膜轮廓的玻璃板放在画有许多边长为a的小正方形的坐 标纸上，计算出油膜面积为Na2；⑦整理器材．上述实验操作过程中遗 漏了一个什么步骤？油酸分子的直径d是多少？
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根据上面记录的数据，完成以下表格内容. 实验 次数 1 2 实验次 数 1 2 一滴纯油酸的 体积V 分子的大小 (m) 平均值 量筒内增加1 mL 溶液时的滴数 轮廓内的 小格子数 轮廓面 积S
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1 ．实验前，必须将所有的实验用具擦洗干净，实验时，吸取油
酸、酒精和溶液的移液管要分别专用，不能混用．否则会增大实验误
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G．重复实验测几次油酸薄膜的厚度并求出平均值，即可认为就
是油酸分子的直径．
其中错误的是：________；不必要的是：________(只填前面的字 母 )． (2)这个实验中产生误差的主要原因有：____________________ _______________________________________________________.
答案：见解析
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1．利用单分子油膜法估测分子的直径，需要测量的物理量是
( A．一滴油的体积和它的密度 B．一滴油的体积和它散成油膜的最大面积 C．一滴油的质量和它的密度 D．一滴油形成油膜的厚度和它的密度 )
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解析：利用单分子油膜法估测分子的直径时，油应在水面上 尽可能散成单分子油膜， 只有单分子油膜的厚度才是分子的直径， V 因此 d＝ 中， S 应为油散成的油膜的最大面积， 所以只有 B 正确． S
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解析：本题考查实验操作和理解能力． (1)将玻璃板放在浅盘上，用彩笔将油酸薄膜的形状画在玻璃 板上． 0.05% (2)1 滴油酸溶液中含有的油酸体积为 mL，向浅盘中 N 共滴入油酸的体积 V＝ V 0.05% n d＝ ＝ cm. S NS 0.05% n cm3，所以单个油酸分子的直径为 N
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V1 解析：油酸酒精溶液的浓度为 ，一滴油酸酒精溶液的体积 V2 V0 V1 V0 为 ，一滴油酸酒精溶液中含有的纯油酸体积为 V＝ × . n V2 n
答案：遗漏的步骤是“将痱子粉均匀撒在水面上”
V1 V0 NnV2a2
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－6
cm≈ 6.2× 10
－ 10
m.
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[答案]
(1)129 cm2
(2)8×10－6 mL
(3)6.2×10－10 m
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题后反思
(1)必须注意单位的统一．
(2) 计算油膜面积时，必须遵循 “ 数格子法 ” 的原则 ( 不足半个的 舍去，大于半个的算一个)． (3)要注意纯油酸体积的计算方法．
差． 2．痱子粉和油酸的用量都不可太大，否则不易成功． 3．油酸酒精溶液的浓度以小于0.1%为宜．不宜长时间放置．
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4 ．浅盘中的水离盘口面的距离应较小，并要水平放置，以便准
确地画出薄膜的形状，画线时视线应与板面垂直．
5．在水面撒痱子粉后，再不要触动盘中的水． 6．利用坐标纸求油膜面积时，以边长 1 cm的正方形为单位，计 算轮廓内正方形的个数，不足半格的舍去，多于半格的算一个．
答案：B
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2．把V1 mL的油酸倒入适量的酒精中，稀释成V2 mL的油酸酒精
溶液，测出1 mL油酸酒精溶液共有N滴．取一滴溶液滴入水中，最终
在水中形成S cm2的单分子油膜．则该油酸分子的直径大约为(
V1 A. m NV2S NV2 B. m V1 S V2 C. cm NV1S V1 D. cm NV2S
)
答案：D
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3 ．同学在用油膜法估测分子直径的实验中，计算结果明显偏大，
可能是由于(
)
A．油酸未完全散开 B．油酸中含有大量酒精 C．计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格 D．求每滴体积时，1 mL溶液的滴数误多记了10滴
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