2021高考物理一轮复习实验十七用油膜法估测油酸分子的大形件鲁科版

实验十七用油膜法估测油酸分子的大小【实验目的】用油膜法估测分子的大小。【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(油酸分子简化成球形)。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,在水面上形成近似圆形的一层纯油酸薄膜,如图所示。实验中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S,即可算出油酸分子的大小,直径d=。VS【实验器材】清水、酒精、油酸、量筒、浅盘(边长约30cm～40cm)、注射器(或滴管)、玻璃板(或有机玻璃板)、彩笔、痱子粉(石膏粉)、坐标纸、容量瓶(500mL)。【实验过程】1.往边长约为30～40cm的浅盘里倒入约2cm深的水,然后将痱子粉或石膏粉均匀地撒在水面上。2.用注射器或滴管将事先配制好的酒精油酸溶液一滴一滴地滴入量筒中,记下量筒内增加1mL时的滴数。3.用注射器或滴管将事先配制好的酒精油酸溶液滴在水面上一滴,油酸就在水面上散开,其中的酒精溶于水中,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。4.待油酸薄膜的形状稳定后,将事先准备好的有机玻璃板放在浅盘上,然后将油酸薄膜的形状用彩笔画在玻璃上。5.将画有油酸薄膜轮廊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1cm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)。6.根据配制的酒精油酸溶液的浓度,算出一滴溶液中纯油酸的体积V。7.根据一滴油酸的体积V的薄膜的面积S,即可算出油酸薄膜的厚度,即油酸分子的大小。【数据处理】在实验中由d=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V′=(2)一滴油酸溶液中纯油酸所占体积体积V=V′×VS(3)油酸薄层的面积S=na2(n为有效格数,a为小格的边长)。(4)分子直径d=。(5)注意单位的统一和有效数字的保留。VS【误差分析】1.油酸酒精溶液的实际浓度和理论值间存在偏差。2.一滴油酸酒精溶液的实际体积和理论值间存在偏差。3.油酸在水面上的实际分布情况和理想中的“均匀”“单分子纯油酸层”间存在偏差。4.采用“互补法”(即不足半个舍去,大于半个的算一个)计算获得的油膜面积与实际的油膜面积间存在偏差。【注意事项】1.在水面上撒石膏粉时,注意不要触动浅盘中的水。2.在有机玻璃板上描绘轮廊时动作轻而迅速,眼睛视线要始终与玻璃垂直。3.酒精油酸溶液配制后不要长时间放置,以免改变浓度,产生误差。4.注射器针头高出水面的高度应在1cm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,是由针头中酒精挥发所致,不影响实验效果。5.待测油酸面扩散后又收缩,要在稳定后再画轮廓。扩散后又收缩,有两个原因:第一,水面受油酸滴冲击凹陷后又恢复;第二,酒精挥发后液面收缩。6.当重做实验时,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,这样可保持盘的清洁。7.从盘的中央加痱子粉,使粉自动扩散至均匀,这是由于以下两种因素所致:第一,加粉后水的表面张力系数变小,不将粉粒拉开;第二,粉粒之间的排斥,这样做比粉撒在水面上的实验效果好。8.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。