《测量分子的大小》课件2.ppt

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1、第一章分子动理论第一章分子动理论第二节测量分子的大小第二节测量分子的大小高中物理高中物理选修选修3-3粤教版粤教版目标定位目标定位1.理解用油膜法测量分子大小的理解用油膜法测量分子大小的原理，学会利用宏观量测定微观量数量级的方原理，学会利用宏观量测定微观量数量级的方法法2.通过用油膜法测定分子大小的实验，通过用油膜法测定分子大小的实验，学会用理想化模型来处理实际问题学会用理想化模型来处理实际问题3.通过通过探究学习培养学生的创新思维和严谨、求实的探究学习培养学生的创新思维和严谨、求实的科学素养科学素养一、实验原理一、实验原理1理理想想化化：把把很很小小的的一一滴滴油油酸酸滴滴在在水水面面上上，

2、水面上会形成一块水面上会形成一块 油油酸酸薄薄膜膜，薄薄膜膜是是由由 的的油油酸酸分分子子组成的组成的2模模型型化化：在在估估测测油油酸酸分分子子大大小小的的数数量量级级时，可以把它简化时，可以把它简化 为为 ，认认为为油油膜膜的的 就就是是油油酸酸分分子的直径子的直径3 测测 量量：油油 膜膜 的的 厚厚 度度 就就 等等 于于 油油 酸酸 分分 子子 的的 ，即，即d .预习导学预习导学单层单层 球形球形厚度厚度直径直径 二、实验器材二、实验器材注注射射器器(或或滴滴管管)、浅浅盘盘、痱子粉或细石、痱子粉或细石 膏粉、水、酒精、油酸、彩笔、膏粉、水、酒精、油酸、彩笔、小量筒小量筒 玻璃板玻

3、璃板 坐坐标纸标纸 一、实验原理一、实验原理实实验验采采用用使使油油酸酸在在水水面面上上形形成成一一层层单单分分子子油油膜膜的的方方法法估估测测分分子子的的大大小小油油酸酸的的分分子子式式为为C17H33COOH，它它的的一一个个分分子子可可以以看看成成由由两两部部分分组组成成：一一部部分分是是C17H33，另另一一部部分分是是COOH.其其中中COOH对对水水有有很很强强的的亲亲和和力力，当当把把一一滴滴用用酒酒精精稀稀释释过过的的油油酸酸滴滴在在水水面面上上时时，油油酸酸就就在在水水面面上上散散开开(其其中中的的酒酒精精溶溶于于水水中中并并很很快快挥挥发发)，在在水水面面上上形形成成近近似

4、似圆圆形形的的一一层层纯纯油酸薄膜，如图油酸薄膜，如图121(甲甲)所示所示课堂讲义课堂讲义课堂讲义课堂讲义其中其中C17H33一部分冒出水面，而一部分冒出水面，而COOH部分部分留在水中，油酸分子直立在水面上，形成一个留在水中，油酸分子直立在水面上，形成一个单分子层油膜，如图单分子层油膜，如图121(乙乙)所示所示图图121 课堂讲义课堂讲义课堂讲义课堂讲义二、实验器材二、实验器材已已稀稀释释的的油油酸酸若若干干毫毫升升(体体积积配配比比为为1200)；浅浅盘盘一一只只(30 cm40 cm)；注注射射器器(或或滴滴管管)1支支；带带方方格格的的透透明明塑塑料料盖盖板板1块块；量量筒筒1个个

5、；彩彩色色水水笔笔1支支；痱痱子子粉粉(或或石石膏膏粉粉)(带带纱纱网网或或粉扑粉扑)课堂讲义课堂讲义三、实验与收集数据三、实验与收集数据(1)用用注注射射器器或或滴滴管管将将老老师师事事先先配配制制好好的的油油酸酸酒酒精精溶溶液液一一滴滴一一滴滴地地滴滴入入量量筒筒中中，记记下下量量筒筒内内增增加加一一定定体体积积(例例如如1 mL)时时的的滴滴数数计计算算出出每每滴滴液液滴滴体体积积的的平平均均值值，如如图图122(A)图图122 课堂讲义课堂讲义(2)如如图图122(B)所所示示，在在水水平平放放置置的的浅浅盘盘内内倒倒入入约约2 cm深深的的水水，用用纱纱网网(或或粉粉扑扑)将将适适量

6、量痱痱子粉轻轻撒在水面上子粉轻轻撒在水面上(3)如如图图122(C)所所示示，用用滴滴管管将将一一滴滴油油酸酸溶溶液液轻轻轻轻滴滴入入水水面面中中央央，待待油油膜膜形形状状稳稳定定后后，在在浅浅盘盘上上盖盖上上塑塑料料盖盖板板，用用彩彩笔笔描描出出油油膜膜的的边边缘轮廓，如图缘轮廓，如图122(D)所示所示(4)将将画画有有油油酸酸薄薄膜膜轮轮廓廓的的塑塑料料板板放放在在坐坐标标纸纸上，算出油酸薄膜的面积上，算出油酸薄膜的面积S.课堂讲义课堂讲义课堂讲义课堂讲义课堂讲义课堂讲义(2)式式中中的的S是是滴滴入入水水中中后后纯纯油油酸酸形形成成的的油油膜膜面面积积，其其大大小小用用坐坐标标纸纸上上

7、对对应应的的格格数数来来计计算算，数数格时，不足半个的舍去，多于半个的算格时，不足半个的舍去，多于半个的算1个个2实实验验结结论论：分分析析得得到到的的实实验验数数据据，可可得得出出这这样样的的结结论论：油油酸酸分分子子直直径径的的数数量量级级是是1010 m.课堂讲义课堂讲义五、注意事项五、注意事项1痱痱子子粉粉不不要要撒撒得得太太多多，只只要要能能够够帮帮助助看看清清油膜边界即可油膜边界即可2滴滴入入油油酸酸溶溶液液时时，一一定定要要细细心心，不不要要一一下下滴得太多，使油膜的面积过大滴得太多，使油膜的面积过大3待待测测油油酸酸扩扩散散后后又又收收缩缩，要要在在稳稳定定后后再再画画轮廓轮廓

8、4利利用用坐坐标标纸纸求求油油膜膜面面积积时时，以以边边长长为为1 cm的的正正方方形形为为单单位位，计计算算轮轮廓廓内内正正方方形形的的个个数数时，大于半个的均算一个时，大于半个的均算一个5当当重重做做实实验验时时，水水从从盘盘的的一一侧侧边边缘缘倒倒出出，在在这这侧侧面面会会残残留留油油酸酸，用用少少量量酒酒精精清清洗洗，并并用用脱脱脂脂棉棉擦擦去去再再用用清清水水冲冲洗洗，这这样样可可保保持持盘盘的清洁的清洁课堂讲义课堂讲义例例1用用油油膜膜法法估估测测油油酸酸分分子子的的大大小小，实实验验器器材材有有：浓浓度度为为0.05%(体体积积分分数数)的的油油酸酸酒酒精精溶溶液液、最最小小刻刻

9、度度0.1 mL的的量量筒筒、盛盛有有适适量量清清水水的的4550 cm2浅浅盘盘、痱痱子子粉粉、橡橡皮皮头头滴滴管管、玻玻璃板、彩笔、坐标纸璃板、彩笔、坐标纸(1)下面是实验步骤，请填写所缺的步骤下面是实验步骤，请填写所缺的步骤C.A用用滴滴管管将将浓浓度度为为0.05%油油酸酸酒酒精精溶溶液液一一滴滴一一滴滴地地滴滴入入量量筒筒中中，记记下下滴滴入入1 mL油油酸酸酒酒精溶液时的滴数精溶液时的滴数N课堂讲义课堂讲义B将将痱痱子子粉粉均均匀匀地地撒撒在在浅浅盘盘内内水水面面上上，用用滴滴管管吸吸取取浓浓度度为为0.05%的的油油酸酸酒酒精精溶溶液液，从从低低处处向向水水面面中中央央一一滴滴一

10、一滴滴地地滴滴入入，直直到到油油酸酸薄薄膜膜有有足足够够大大的的面面积积又又不不与与器器壁壁接接触触为为止止，记记下下滴滴入入的滴数的滴数nC_D将将画画有有油油酸酸薄薄膜膜轮轮廓廓的的玻玻璃璃板板放放在在坐坐标标纸纸上上，以以坐坐标标纸纸上上边边长长为为1 cm的的正正方方形形为为单单位位，计计算算轮轮廓廓内内正正方方形形的的个个数数，算算出出油油酸酸薄薄膜膜的的面面积积S cm2课堂讲义课堂讲义(2)用已给的和测得的物理量表示单个油膜分用已给的和测得的物理量表示单个油膜分子的直径大小子的直径大小_(单位：单位：cm)课堂讲义课堂讲义例例2在做在做“用油膜法估测分子的大小用油膜法估测分子的大

11、小”实验实验中，油酸酒精溶液的浓度为每中，油酸酒精溶液的浓度为每104 mL溶液中溶液中有纯油酸有纯油酸6 mL，用注射器测得，用注射器测得1 mL上述溶液上述溶液中有液滴中有液滴50滴，把滴，把1滴该溶液滴入盛水的浅盘滴该溶液滴入盛水的浅盘里，待水面稳定后，将玻璃板放在浅盘上，里，待水面稳定后，将玻璃板放在浅盘上，在玻璃板上描出油膜的轮廓，随后把玻璃板在玻璃板上描出油膜的轮廓，随后把玻璃板放在坐标纸上，其形状如图放在坐标纸上，其形状如图123所示，坐所示，坐标纸中正方形小方格的边长为标纸中正方形小方格的边长为20 mm，则：，则：图图123 课堂讲义课堂讲义(1)油膜的面积是多少？油膜的面积是多少？(2)每每一一滴滴油油酸酸酒酒精精溶溶液液中中含含有有纯纯油油酸酸的的体体积积是多少？是多少？(3)根根据据上上述述数数据据，估估测测出出油油酸酸分分子子的的直直径径是是多少？多少？答案答案(1)2.32102m2(2)1.2105mL(3)5.21010m课堂讲义课堂讲义课堂讲义课堂讲义借题发挥借题发挥解答本题的关键是准确计算油膜所解答本题的关键是准确计算油膜所占的面积和纯油酸的体积，数方格数时，不足占的面积和纯油酸的体积，数方格数时，不足半个格的舍去，大于半个格的算一个即半个格的舍去，大于半个格的算一个即“四舍四舍五入五入”.再见再见