1、1高二物理实验教案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注射器或滴管事先配制好的油酸酒精溶液量筒盛有清水的浅盘痱子粉玻璃板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=VS，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 3040cm 的浅盘里倒入约 2cm 深的水，待水
2、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 11 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。24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 ，即SVl油酸分子的大小。注意事项1油酸酒精溶液的浓度以小于 l为宜。2油酸酒精溶液的液滴要适当多一些。3每次实验时要
3、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一滴油酸的体积油膜面积数值课堂练习1油酸是一种脂肪酸，它的分子和水分子有很强的 能力，当它浮在水面上形成一层油膜时，薄膜中只有一层分子，这样的一层油酸薄膜简称 3。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。2用注射器或滴管将老师事先配制好的 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
4、的 ，然后再按油酸酒精溶液的浓度，计算出一滴溶液中 的体积 V。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？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
5、索性，因此指导学生做好这个实验是十分有意义的。 要做好这个实验，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4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 975ml 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 25ml，充分搅拌，便得到
6、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
7、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 80cm2，140cm 2左右的以痱5子粉为边界的近圆形油膜，边缘是锯齿形
8、，当油膜中的无水乙醇挥发、溶解后油膜便自动收缩为 60cm2120cm 2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，一定会得到与油酸分子公认值 112 10 -9很接近的测量估算值
