高中物理 1.2 測量分子的大小課件 粵教版選修3-3.ppt

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,,,第一章 分子動理論 第二節(jié) 測量分子的大小,高中物理·選修3-3·粵教版,[目標定位] 1.理解用油膜法測量分子大小的原理，學會利用宏觀量測定微觀量數(shù)量級的方法． 2.通過用油膜法測定分子大小的實驗，學會用理想化模型來處理實際問題． 3.通過探究學習培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維和嚴謹、求實的科學素養(yǎng)．,一、實驗原理 1．理想化：把很小的一滴油酸滴在水面上，水面上會形成一塊 油酸薄膜，薄膜是由 的油酸分子組成的． 2．模型化：在估測油酸分子大小的數(shù)量級時，可以把它簡化 為 ，認為油膜的 就是油酸分子的直徑． 3．測量：油膜的厚度就等于油酸分子的 ，即d＝ .,預(yù)習導(dǎo)學,單層,球形,厚度,直徑,二、實驗器材 注射器(或滴管)、 、淺盤、 、痱子粉或細石 膏粉、水、酒精、油酸、彩筆、 ．,小量筒,玻璃板,坐標紙,一、實驗原理 實驗采用使油酸在水面上形成一層單分子油膜的方法估測分子的大小．油酸的分子式為C17H33COOH，它的一個分子可以看成由兩部分組成：一部分是C17H33—，另一部分是—COOH.其中—COOH對水有很強的親和力，當把一滴用酒精稀釋過的油酸滴在水面上時，油酸就在水面上散開(其中的酒精溶于水中并很快揮發(fā))，在水面上形成近似圓形的一層純油酸薄膜，如圖1－2－1(甲)所示．,課堂講義,課堂講義,其中C17H33一部分冒出水面，而—COOH部分留在水中，油酸分子直立在水面上，形成一個單分子層油膜，如圖1－2－1(乙)所示．,圖1－2－1,課堂講義,課堂講義,二、實驗器材 已稀釋的油酸若干毫升(體積配比為1∶200)；淺盤一只(30 cm×40 cm)；注射器(或滴管)1支；帶方格的透明塑料蓋板1塊；量筒1個；彩色水筆1支；痱子粉(或石膏粉)(帶紗網(wǎng)或粉撲)．,課堂講義,三、實驗與收集數(shù)據(jù) (1)用注射器或滴管將老師事先配制好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，記下量筒內(nèi)增加一定體積(例如1 mL)時的滴數(shù)．計算出每滴液滴體積的平均值，如圖1－2－2(A)．,圖1－2－2,課堂講義,(2)如圖1－2－2(B)所示，在水平放置的淺盤內(nèi)倒入約2 cm深的水，用紗網(wǎng)(或粉撲)將適量痱子粉輕輕撒在水面上． (3)如圖1－2－2(C)所示 ，用滴管將一滴油酸溶液輕輕滴入水面中央，待油膜形狀穩(wěn)定后，在淺盤上蓋上塑料蓋板，用彩筆描出油膜的邊緣輪廓，如圖1－2－2(D)所示． (4)將畫有油酸薄膜輪廓的塑料板放在坐標紙上，算出油酸薄膜的面積S.,課堂講義,課堂講義,課堂講義,(2)式中的S是滴入水中后純油酸形成的油膜面積，其大小用坐標紙上對應(yīng)的格數(shù)來計算，數(shù)格時，不足半個的舍去，多于半個的算1個． 2．實驗結(jié)論：分析得到的實驗數(shù)據(jù)，可得出這樣的結(jié)論：油酸分子直徑的數(shù)量級是10－10 m.,課堂講義,五、注意事項 1．痱子粉不要撒得太多，只要能夠幫助看清油膜邊界即可． 2．滴入油酸溶液時，一定要細心，不要一下滴得太多，使油膜的面積過大． 3．待測油酸擴散后又收縮，要在穩(wěn)定后再畫輪廓． 4．利用坐標紙求油膜面積時，以邊長為1 cm的正方形為單位，計算輪廓內(nèi)正方形的個數(shù)時，大于半個的均算一個． 5．當重做實驗時，水從盤的一側(cè)邊緣倒出，在這側(cè)面會殘留油酸，用少量酒精清洗，并用脫脂棉擦去再用清水沖洗，這樣可保持盤的清潔．,課堂講義,例1 用油膜法估測油酸分子的大小，實驗器材有：濃度為0.05%(體積分數(shù))的油酸酒精溶液、最小刻度0.1 mL的量筒、盛有適量清水的45×50 cm2淺盤、痱子粉、橡皮頭滴管、玻璃板、彩筆、坐標紙． (1)下面是實驗步驟，請?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1 mL油酸酒精溶液時的滴數(shù)N,課堂講義,B．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 C．___________________________________ D．將畫有油酸薄膜輪廓的玻璃板放在坐標紙上，以坐標紙上邊長為1 cm的正方形為單位，計算輪廓內(nèi)正方形的個數(shù)，算出油酸薄膜的面積S cm2,課堂講義,(2)用已給的和測得的物理量表示單個油膜分子的直徑大小________(單位：cm)．,課堂講義,例2 在做“用油膜法估測分子的大小”實驗中，油酸酒精溶液的濃度為每104 mL溶液中有純油酸6 mL，用注射器測得1 mL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紙上，其形狀如圖1－2－3所示，坐標紙中正方形小方格的邊長為20 mm，則：,圖1－2－3,課堂講義,(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)，估測出油酸分子的直徑是多少？ 答案 (1)2.32×10－2m2 (2)1.2×10－5mL (3)5.2×10－10m,課堂講義,課堂講義,借題發(fā)揮 解答本題的關(guān)鍵是準確計算油膜所占的面積和純油酸的體積，數(shù)方格數(shù)時，不足半個格的舍去，大于半個格的算一個即“四舍五入”.,