专题20 选修实验
核心考点
|
考纲要求
|
用油膜法估测分子的大小
实验一:探究单摆的运动、用单摆测定重力加速度
实验二:测定玻璃的折射率
实验三:用双缝干涉测光的波长
|
要求会正确使用温度计
实验
|
考点1 用油膜法估测分子直径的大小
1.原理:把一滴油酸酒精溶液滴在水面上,使油酸在水面上形成单分子油膜,如果把油酸分子简化成球形,则油膜的厚度即为油酸分子的直径,如图所示。
2.计算:如果测出油酸的体积为V,单分子油膜的面积为S,则油酸分子的直径d= 。
3.分子大小:除了一些有机物质的大分子外,多数分子大小的数量级为10-10 m。
4.油膜法测分子直径
(1)实验步骤
①在浅盘中倒入约2 cm深的水,将痱子粉均匀撒在水面上。
②用注射器往小量筒中滴入1 mL油酸酒精溶液,记下滴入的滴数n,算出一滴油酸酒精溶液的体积V0。
③将一滴油酸溶液滴在浅盘的液面上。
④待油酸薄膜形状稳定后,将玻璃放在浅盘上,用水彩笔(或钢笔)画出油酸薄膜的形状。
⑤将玻璃放在坐标纸上,算出油酸薄膜的面积S;或者玻璃板上有直径为1 cm的方格,则也可通过数方格数,算出油酸薄膜的面积S。
⑥根据已配好的油酸酒精溶液的浓度,算出一滴溶液中纯油酸的体积V。
⑦计算油酸薄膜的厚度d= ,即为油酸分子直径的大小
(2)注意事项
①实验前,必须把所有的实验用具擦洗干净,实验时吸取油酸、酒精和溶液的移液管要分别专用,不能混用,否则会增大误差,影响实验结果。
②待测油酸面扩散后又收缩,要在稳定后再画轮廓,扩散后又收缩有两个原因:一是水面受油酸液滴的冲击凹陷后又恢复;二是酒精挥发后液面收缩。
③本实验只要求估算分子大小,实验结果的数量级符合要求即可。
④痱子粉不宜撒得过厚,油酸酒精溶液的浓度以小于为宜。
⑤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。
5.数据处理
计算方法:
(1)一滴油酸溶液的平均体积
(2)一滴油酸溶液中含纯油酸的体积
V=×油酸溶液的体积比。(体积比= )
(3)油膜的面积S=n×1 cm2。(n为有效格数,小方格的边长为1 cm)
(4)分子直径d= 。(代入数据时注意单位的统一)
6.几点说明
(1)酒精油酸溶液配制后长时间放置,溶液的浓度容易改变,会给实验带来较大误差。
(2)利用小格子数计算轮廓面积时,轮廓的不规则性容易带来计算误差。为减小误差,不足半个格子的舍去,多于半个格子的算一个。方格边长的单位越小,计算出的面积越精确。
(3)测量量筒内溶液增加1 mL的滴数时,体积观测不准确会带来很大误差,注意正确的读取体积的方法,应选用内径小的量筒。
(4)油膜形状的画线不准会带来误差。
在用油膜法估测分子的大小的实验中,具体操作如下:
①取油酸1.0 mL注入250 mL的容量瓶内,然后向瓶中加入酒精,直到液面达到250 mL的刻度为止,摇动瓶使油酸在酒精中充分溶解,形成油酸酒精溶液;
②用滴管吸取制得的溶液逐滴滴入量筒,记录滴入的滴数直到量筒达到1.0 mL为止,恰好共滴了100滴;
③在边长约40 cm的浅水盘内注入约2 cm深的水,将细石膏粉均匀地撒在水面上,再用滴管吸取油酸酒精溶液,轻轻地向水面滴一滴溶液,酒精挥发后,油酸在水面上尽可能地散开,形成一层油膜,膜上没有石膏粉,可以清楚地看出油膜轮廓;
④待油膜形状稳定后,将事先准备好的玻璃板放在浅盘上,在玻璃板上绘出油膜的形状;
⑤将画有油膜形状的玻璃板放在边长为1.0 cm的方格纸上,算出完整的方格有67个,大于半格的有14个,小于半格的有19个。
利用上述具体操作中的有关数据可知一滴油酸酒精溶液含纯油酸为________m3,油膜面积为________m2,求得的油膜分子直径为________m。(结果全部取2位有效数字)
【参考答案】
【试题解析】油酸酒精溶液的浓度为,一滴溶液的体积为,则一滴油酸酒精溶液含纯油酸为 ;油膜的面积 ;油膜分子直径为 。