物理人教版 (2019)2 实验:用油膜法估测油酸分子的大小教学ppt课件
展开知道物体是由大量分子组成的
知道油膜法测分子大小的原理,并能进行测量和计算。通过油膜法实验使学生知道科学研究中的一种方法:利用宏观量求微观量
知道分子的球形模型,知道分子直径的数量级。初步认识到微观世界是可以认知的,人类探究微观世界经历了漫长的过程,而且意识到这种探索还将持续下去
知道阿伏伽德罗常数的物理意义、数值和单位
使学生理解和学会用单分子油膜法估算分子大小(直径)的方法
运用阿伏伽德罗常数估算微观量(分子的体积、直径、分子数等)的方法
如何知道分子的大小呢?
掌握油膜法测分子直径实验
如何估测一粒黑豆的直径?
通过测量较大量来研究较小量
有一种粗略测定分子大小的方法叫油膜法
把一滴油酸滴到水面上,油酸在水面上散开形成单分子油膜,如果把分子看成球形,单分子油膜的厚度就可认为等于油膜分子的直径
那么如何才能求出单分子油膜层的厚度(即分子直径)呢?
①先测出油酸滴的体积V
②测出水面上漂浮的油膜的表面积S
③单分子油膜的厚度等于油滴体积V与油膜面积S的比值
在用油膜法测定分子的直径时,实际上做了理想化处理,那么,有哪些地方做了理想化处理 ?
①把滴在水面上的油酸层当作单分子油膜层
③油分子一个紧挨一个整齐排列
水面上单分子油膜的示意图
把体积1 的油酸滴在水面上,这滴油酸在水面上形成面积大约为3.5 的单分子油膜
如何获得很小很小的一滴油酸,并且测量出它的体积?
用酒精稀释油酸溶液,例如可以向1mL油酸中加酒精,直至总量达到500mL
用注射器吸取溶液,把它一滴一滴地滴入小量筒中,记下液滴的总滴数和它们的总体积,这样便知道1滴溶液的体积
用油膜法估测分子的大小
②学会间接测量微观量的原理和方法
油酸酒精溶液在平静的水面上能形成单分子油膜,将油酸分子看做球形,测出油酸酒精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,就近似等于油酸分子的直径。 (其中V 为一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积,S 为油膜面积)
清水、盛水浅盘、滴管(或注射器)、试剂瓶、坐标纸、玻璃板、痱子粉(或石膏粉) 、油酸酒精溶液、量筒、彩笔
a.取1毫升(1 )的油酸溶于酒精中,制成200毫升的油酸酒精溶液
b.往边长约为30cm~40cm的浅盘中导入约2cm深的水,然后将痱子粉或石膏粉均匀地撒在水面上
c.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1mL。算出每滴油酸酒精溶液的体积
d.用滴管(或注射器)向水面上滴入配置好的油酸酒精溶液,油酸就在水面上慢慢散开,形成单分子油膜
e.待油酸薄膜形状稳定后,将准备好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
f.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
g.拒油酸酒精溶液的浓度,算出一滴溶液中纯油酸的体积V,利用一滴油酸的体积V 和薄膜的面积 S,算出油酸薄膜的厚度d=V/S,即为油酸分子直径
①实验前应注意方盘是否干净,否则难以形成油膜
②向水面滴油酸酒精溶液时,应靠近水面,不能离水面太高,否则油膜难以形成
③在求油酸膜面积时,以坐标纸上的方格的数目来计算,不足半个去,多于半个的算一个
④计算分子直径时,注意滴加的不是纯油酸,而是油酸酒精溶液,要用一滴溶液的体积乘以溶液的体积百分比浓度
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”、“单分子纯油膜层”间存在偏差
④采用“互补法”(即不足半个舍去,多于半个的算一个)计算获得的油膜面积与实际的油膜面积间存在偏差
在做“用油膜法估测分子的大小”实验时,每 油酸酒精溶液中有纯油酸6mL。用注射器测得75滴这样的溶液为1mL。把1滴这样的溶液滴入盛水的浅盘里,把玻璃板盖在浅盘上并描画出油酸膜轮廓,如图所示。图中正方形小方格的边长为1cm。
(1)1滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是多少?
(2)油酸膜的面积是多少?
(3)按以上数据,估算油酸分子的大小。
(2)约108个小格,
把一片很薄的均匀塑料膜放在盐水中,把盐水密度调节为 时薄膜能在盐水中悬浮。用天平测出尺寸为10cm×20cm的这种薄膜的质量是36g,请计算这种薄膜的厚度
一些数据太大或很小,为了书写方便,习惯上用科学记数法写成10的乘方数 如 3× m。
我们把10的乘方数叫做数量级, 1× m和 9× m,数量级都是 m
一般分子直径的数量级为 m(除少数有机物大分子以外)
分子质量的数量级是 kg
把分子看成是一小球.则:
一个分子占有的体积约等于分子体积
注意:把分子看做小球或立方体,是对分子建立的简化模型,也是一种理想化模型
气体分子间距很大,约为分子直径的10倍
这个小立方体的边长可以看作相当于分子间的平均距离.即:
气体分子所占的空间体积
注意:把分子看做立方体,是对分子建立的简化模型,也是一种理想化模型
物质是由 组成的, 可以粗测分子的直径,一般分子直径的数量级为
一般分子的质量也是很小的,一般分子质量数量级是
分子的模型:把固体或液体分子看成 ,气体分子看成
阿伏加德罗常数是 联系的桥梁,通过该常数把 跟 等微观物理量联系起来了.
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