實驗：單分子油膜法測分子直徑2013.3.12

1、單分子油膜法測分子直徑單分子油膜法測分子直徑1.單分子油膜法的測量原理2.測量一滴油滴體積的方法3.測量單分子油膜面積的方法把把一滴油酸滴一滴油酸滴到水面上，油酸在水面上散開形到水面上，油酸在水面上散開形成成單分子油膜單分子油膜，如如 果果把把分子看成球形分子看成球形，單分子油膜，單分子油膜的厚度就可認為等于油膜分子的直徑的厚度就可認為等于油膜分子的直徑。實驗：單分子油膜法測分子直徑實驗：單分子油膜法測分子直徑1實驗方法實驗方法單分子油膜法單分子油膜法油酸分子油酸分子水水dVdS 2.如何如何得知油酸得知油酸體積體積？3.如何如何得知油膜得知油膜面積面積？1.如何獲得單分子層？如何獲得單分子層

2、？油酸分子式：C17H33COOH，它的一個分子由兩部分組成 1.烴鏈C17H33浮于水面； 2.羧基COOH，COOH對水有很強的親合力，浸入水中?！坝退帷碧攸c“痱子粉”作用實驗：單分子油膜法測分子直徑實驗：單分子油膜法測分子直徑問題問題1.如何獲得單分子層？如何獲得單分子層？1.幫助油膜快快速在幫助油膜快快速在水面形成一層單分子油酸水面形成一層單分子油酸薄膜。薄膜。如果在水面撒上一層薄薄的痱子粉，由于油酸的表面張力系數比水小，漂浮在液面上的痱子粉就會在不平衡的表面張力作用下向外運動，直至離開油膜為止 2.2.油酸無色，幫助我們看清油酸膜邊界。油酸無色，幫助我們看清油酸膜邊界。1.稀釋稀釋：

3、配制油酸酒精溶液：配制油酸酒精溶液：配制油酸酒精溶液，取油酸1ml，注入200ml的容量瓶中，然后向容量瓶中注入酒精，直到液面達到200ml刻度線為止，搖動容量瓶，使油酸充分在酒精中溶解，這樣就得到了1ml含1/200ml純油酸的油酸酒精溶液312001cmnV實驗：單分子油膜法測分子直徑實驗：單分子油膜法測分子直徑問題問題3.如何得知油膜如何得知油膜面積面積？2.2.使用：使用：用滴管(或注射器)向量筒中滴入n滴酒精油酸溶液，使這些溶液的體積恰好為1mL，算出每滴酒精油酸溶液的體積V0=1/n(mL)，用1滴。3.3.計算：計算：每滴油酸酒精溶液中所含的純油酸的體積。滴1溶液體積溶質體積V一

4、滴純油酸液體的體積nmL測定油酸的面積： 3、在水槽中倒入約2cm深的水，水面完全穩(wěn)定后均勻的撒上痱子粉。 4、等粉完全靜止后開始滴一滴酒精油酸溶液。過幾分鐘后油酸薄膜的形狀趨于穩(wěn)定。油散開形成單分子層，測出油層面積. 5 、把玻璃板蓋在水槽上。用彩筆把油酸薄膜的形狀勾勒在玻璃板上。將玻璃板放在坐標紙上，每格面積為1cm2。 6、把畫有油酸薄膜輪廓的玻璃復在坐標紙上（邊長1cm）算出油酸薄膜的面積S（用四舍五入的方法統(tǒng)計有多少個1cm2的面積）。 7、根據每一滴油酸的體積和薄膜的面積即可算出油酸膜的厚度d/。即油酸分子的大小。計算輪廓內正方形的個數（不足半個的舍去，多于半個的算一個），得出油膜

5、面積S（以cm2為單位） 1514=2301 2 3 4 5 6 7 8 9 1011121314151617181920212223242526272829303132333435363738394041S=(230+42) 1cm2=272cm2 測油膜的表面積測油膜的表面積S: S: 4244.1SVd則：則：325511001cmVS=(230+42) 1cm2=272cm2m1010六、教材分析與教學建議六、教材分析與教學建議實驗：油膜法測分子直徑S SV Vd d 分子大小的數量級 10-10 m(分子質量的數量級 10-26 kg左右) 原理油的體積V；在水面上形成一層單分子油膜

6、，面積為S分子模型：球體d怎樣使油分子一個挨一個且形成單分子層？怎樣獲得一滴足夠小的油滴？怎樣測量油膜的面積？看不清邊界怎么辦？油酸分子式：C17H33COOH，它的一個分子由兩部分組成 1.烴鏈C17H33浮于水面； 2.羧基COOH，COOH對水有很強的親合力，浸入水中。“油酸”特點六、教材分析與教學建議六、教材分析與教學建議往水中滴人一滴經過稀釋后的油酸酒精溶液，它很快在水面形成一層單分子油酸薄膜，如果在水面撒上一層薄薄的痱子粉，由于油酸的表面張力系數比水小，漂浮在液面上的痱子粉就會在不平衡的表面張力作用下向外運動，直至離開油膜為止 “痱子粉”作用配制油酸酒精溶液：配制油酸酒精溶液：取1

7、 mL(1 cm3)的油酸溶于酒精中，制成200 mL的油酸酒精溶液使用：使用：滴管(或注射器)向量筒中滴入n滴酒精油酸溶液，使這些溶液的體積恰好為1mL，算出每滴酒精油酸溶液的體積V0=1/n(mL)，用1滴。足夠小油滴的獲得六、教材分析與教學建議六、教材分析與教學建議實驗器材盛水盤、_試劑瓶、坐標紙、_、_、酒精油酸溶液、量筒、彩筆實驗目的(1)估測油膜分子的大小(2)學習間接測量微觀量的原理和方法六、教材分析與教學建議六、教材分析與教學建議實驗：油膜法測分子直徑痱子粉注射器玻璃板 1實驗步驟 (1)配制油酸酒精溶液取1 mL(1 cm3)的油酸溶于酒精中，制成200 mL的油酸酒精溶液

8、(2)往邊長3040 cm的淺盤中倒入約2 cm深的水，然后將痱子粉或石膏粉均勻地撒在水面上 (3)用滴管(或注射器)向量筒中滴入n滴酒精油酸溶液，使這些溶液的體積恰好為1mL，算出每滴酒精油酸溶液的體積V0=1/n(mL) (4)用滴管(或注射器)向水面上滴入一滴酒精油酸溶液，油酸就在水面上慢慢散開，形成單分子油膜 (5)待油酸薄膜形狀穩(wěn)定后，將一塊較大的玻璃板蓋在淺盤上，用彩筆將油酸薄膜的形狀畫在玻璃板上 (6)將畫有油酸薄膜輪廓的玻璃板放在坐標紙上，算出油酸薄膜的面積 (7)據酒精油酸溶液的濃度，算出一滴溶液中純油酸的體積V，據一滴油酸的體積V和薄膜的面積S，算出油酸薄膜的厚度d=V/S

9、，即為油酸分子的大小。分子大小的數量級 10-10 m 2數據處理 根據上面記錄的數據，完成以下表格內容.實驗次數實驗次數量筒內增加量筒內增加1 mL溶液時的滴數溶液時的滴數輪廓內的小輪廓內的小格子數格子數輪廓面積輪廓面積S12實驗次數實驗次數一滴純油酸的體積一滴純油酸的體積V 分子的大小分子的大小(m) 平均值平均值12 3.注意事項(1)實驗前，必須將所有的實驗用具擦洗干凈實驗時，吸取油酸、酒精和溶液的移液管要分別專用，不能混用否則會增大實驗誤差(2)痱子粉和油酸的用量都不可太大，否則不易成功(3)酒精油酸溶液的濃度以小于0.1%為宜不宜長時間放置(4)淺盤里水離盤口面的距離應較小，并要水平放置，以便準確地畫出薄膜的形狀，畫線時視線應與板面垂直(5)油酸在水面上形成油膜時先擴散后收縮，要在穩(wěn)定后再畫輪廓，擴散后又收縮的原因有兩個：一是水面受油酸滴沖擊凹陷后又恢復；二是酒精揮發(fā)后油膜回縮(6)滴油酸溶液的滴口應離水面1 cm之內，否則油膜難于形成(7)因為水和油酸都是無色透明的液體，所以要用痱子粉來顯示油膜的邊