實(shí)驗(yàn)：用油膜法估測(cè)油酸分子的大小學(xué)習(xí)目標(biāo)

1.知道用單分子油膜方法估算分子的直徑,運(yùn)用理想化方法,建立物質(zhì)分子是球體的模型。2.培養(yǎng)在物理學(xué)中的估算能力。3.體會(huì)通過(guò)測(cè)量宏觀量來(lái)研究微觀量的思想方法。分子十分微小。以水為例，一個(gè)直徑為10-3mm左右的水珠，它的大小與細(xì)菌差不多，用肉眼無(wú)法觀察，就是在這樣小的水珠里，分子的個(gè)數(shù)竟比地球上人口的總數(shù)還多上好幾倍！思考：通過(guò)什么途徑可以知道分子的大小呢？新課引入新課引入問(wèn)題1：曹沖怎么稱象？化整為零問(wèn)題2：怎樣估測(cè)綠豆的直徑？逆向思維化零為整方法一：將綠豆排成一行，測(cè)出總長(zhǎng)，數(shù)出個(gè)數(shù)。新課引入一、實(shí)驗(yàn)思路為了估測(cè)油酸分子的大小，我們把1滴油酸滴在水面上，水面上會(huì)形成一層油膜。盡管油酸分子有著復(fù)雜的結(jié)構(gòu)和形狀，分子間也存在著間隙，但在估測(cè)其大小時(shí)，可以把它簡(jiǎn)化為球形處理，并認(rèn)為它們緊密排布。測(cè)出油膜的厚度d，它就相當(dāng)于分子的直徑。為了使油酸充分展開(kāi)，獲得一塊單分子油膜，我們需要將油酸在酒精中稀釋后再滴入水中。這樣的油酸酒精溶液滴在水面，溶液中的酒精將溶于水并很快揮發(fā)，從而獲得純油酸形成的油膜。三、數(shù)據(jù)分析水油酸分子dd-----單分子油酸的直徑V-----一滴油酸分子的體積S-----一滴油酸分子的面積S=s0N大量實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，盡管所用的測(cè)定分子大小的方法不同，測(cè)出的結(jié)果也有差異，但數(shù)量級(jí)是一致的。除了一些有機(jī)物質(zhì)的大分子外，多數(shù)分子大小的數(shù)量級(jí)為10-10m。四、誤差分析溶液配制后長(zhǎng)時(shí)間放置，由于酒精的揮發(fā)會(huì)導(dǎo)致溶液的濃度改變。油滴的體積過(guò)大，水面面積過(guò)小，溶液濃度，痱子粉的用量等因素，形成的油膜不是單分子油膜。1、油酸酒精溶液濃度改變2、形成的油膜不是單分子油膜4、純油酸體積的測(cè)量和計(jì)算產(chǎn)生誤差5、油膜的面積S測(cè)量和計(jì)算產(chǎn)生的誤差①油膜形狀畫(huà)線誤差。②數(shù)格子法帶來(lái)的誤差。3、不考慮油酸分子的空隙，計(jì)算分子直徑時(shí)的誤差。五、注意事項(xiàng)7、利用坐標(biāo)紙求油膜面積時(shí)，以邊長(zhǎng)1cm的正方形為單位，計(jì)算輪廓內(nèi)正方形的個(gè)數(shù)，不足半格的舍去，多于半格的算一個(gè)。1、測(cè)1滴酒精油酸溶液的體積時(shí)，滴入量筒中的酒精油酸溶液的體積應(yīng)為整毫升數(shù)，應(yīng)多滴幾毫升，數(shù)出對(duì)應(yīng)的滴數(shù)，這樣求平均值誤差較小。2、淺盤里水離盤口面的距離應(yīng)較小，并要水平放置，以便準(zhǔn)確地畫(huà)出薄膜的形狀，畫(huà)線時(shí)視線應(yīng)與板面垂直。3、痱子粉不要撒得太多，只要能夠幫助看清油膜邊界即可。4、在水面撒痱子粉后，不要再觸動(dòng)盤中的水。5、滴入油酸溶液時(shí)，一定要細(xì)心，不要一下滴得太多，使油膜的面積過(guò)大。6、待測(cè)油酸面擴(kuò)散后又收縮，要在穩(wěn)定后再畫(huà)輪廓。擴(kuò)散后又收縮有兩個(gè)原因：第一是水面受油酸滴沖擊凹陷后恢復(fù)；第二是酒精揮發(fā)后液面收縮。課堂練習(xí)拓展提高固體、液體小球模型：在計(jì)算固體和液體分子大小時(shí)，可把分子看成是一小球，小球緊密排列在一起（忽略小球間的空隙）則：拓展提高氣體ddd立方體模型：在計(jì)算氣體分子大小時(shí)，把每個(gè)分子和其占有的空間當(dāng)作一個(gè)小立方體，氣體分子位于每個(gè)立方體的中心，這個(gè)小立方體的邊長(zhǎng)等于分子間的平均距離.（d為立方體的邊長(zhǎng)）拓展提高2：已知水的摩爾體積是1.8×10-5m3/mol，每個(gè)水分子的直徑是4×10-10m，設(shè)想水分子是一個(gè)挨一個(gè)排列的，求1mol水中所含的水分子數(shù)。

一個(gè)分子的體積：1mol水中所含的水分子數(shù)：=6.0×1023mol-1N=拓展提高3：在做“用油膜法估測(cè)分子的大小”實(shí)驗(yàn)中，油酸酒精溶液的濃度為每104mL溶液中有純油酸6mL，用注射器測(cè)得1mL上述溶液中有液滴50滴，把1滴該溶液滴入盛水的淺盤里，待水面穩(wěn)定后，將玻璃板放在淺盤上，在玻璃板上描出油膜的輪廓，隨后把玻璃板放在坐標(biāo)紙上，其形狀如圖所示，坐標(biāo)紙中正方形小方格的邊長(zhǎng)為20mm，則：(1)油膜的面積是多少？(2)每一滴油酸酒精溶液中含有純油酸的體積是多少？(3)根據(jù)上述數(shù)據(jù)，估測(cè)出油酸分子的直徑是多少？拓展提高拓展提高4：用油膜法估測(cè)油酸分子的大小，實(shí)驗(yàn)器材有：濃度為0.05%(體積分?jǐn)?shù))的油酸酒精溶液、最小刻度0.1mL的量筒、盛有適量清水的45×50cm2淺盤、痱子粉、橡皮頭滴管、玻璃板、彩筆、坐標(biāo)紙．(1)下面是實(shí)驗(yàn)步驟，請(qǐng)?zhí)顚懰钡牟襟EC. A．用滴管將濃度為0.05%油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，記下滴入1mL油酸酒精溶液時(shí)的滴數(shù)NB．將痱子粉均勻地撒在淺盤內(nèi)水面上，用滴管吸取濃度為0.05%的油酸酒精溶液，從低處向水面中央一滴一滴地滴入，直到油酸薄膜有足夠大的面積又不與器壁接觸為止，記下滴入的滴數(shù)n拓展提高C．___________________________________D．將畫(huà)有油酸薄膜輪廓的玻璃板放在坐標(biāo)紙上，以坐標(biāo)紙上邊長(zhǎng)為1cm的正方形為單位，計(jì)算輪廓內(nèi)正方形的個(gè)數(shù)，算出油酸薄膜的面積Scm2(2)用已給的和測(cè)得的物理量表示單個(gè)油膜分子的直徑大小________(單位：cm)．拓展提高課堂小結(jié)一、實(shí)驗(yàn)思路①把滴在水面上的油酸層當(dāng)作單分子油膜層②油分