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油膜法测分子直径物理实验报告.doc

油膜法测分子直径物理实验报告

1嗰尐奇跡_
2017-09-30 0人阅读 举报 0 0 0 暂无简介

简介:本文档为《油膜法测分子直径物理实验报告doc》,可适用于综合领域

油膜法测分子直径物理实验报告实验:用油膜法估测分子直径实验九:用油膜法估测分子直径【实验播放】、实验目的:()知道本实验的原理及所需的器材了解实验注意的事项。()会正确测出一滴油酸酒精溶液中油酸的体积及形成油膜的面积。()会计算分子的大小处理好实验数据。()领会本实验方法构思的特点理解间接测量微观量的思想。、实验原理:油酸分子的一端具有亲水性另一端具有憎水性当把酒精稀释过的油酸滴在水面上时油酸便在水面上散开其中酒精溶于水并很快挥发在水面上形成有自由边界的一层纯油酸薄膜形成单分子油膜。如果将油酸看作是球状模型测出一定体积的油酸溶液在水面上形成的油膜面积计算出油膜的厚度这个厚度就等于分子的直径。、实验器材盛水的容器在溶液刻度并能使油滴溶液一滴一滴下落和滴管或注射器一个量筒按一定的比例(一般为:)稀释了的油酸溶液带有坐标方格的透明有机玻璃盖板(面积略大小容器的上表面积)少量痱子粉或石膏粉彩笔。、实验步骤()用注射器或滴管将一定容积的油酸溶液一滴一滴地滴入量筒记下量筒内增加一定体积的滴数求出一滴油酸溶液中所含纯油酸的体积V。()向容器中倒入约cm深的水将痱子粉均匀地撒在水面上。()小心地将一滴油酸溶液滴到水面上让它在水面上自由地扩展为油酸膜。()轻轻地将有机玻璃盖板放到容器上用彩笔将油酸膜的形状画在玻璃板上。()利用坐标方格计算出油膜的面积S再根据一滴溶液中纯油酸的体积和油膜的面积求出油膜的厚度D=V即为所测分子和直径。S、数据处理()计算分子直径时注意加的不是纯油酸而是酒精油酸溶液在利用公式d=V计S算时式中的V不是溶液的体积(而应该进行换算计算出滴酒精油酸溶液中纯油酸的体积方法是:设n滴酒精油酸溶液是mL则每滴的酒纯油酸溶液的体积是事先知道配制溶液的比例是mLn则滴溶液中的纯油酸体积V=mL。式中的SMMn是滴入水中后纯油酸形成的油膜其面积用数坐标纸上对应的格数来计算以cm为边长的坐标纸上占了多少个格其面积就是多少平方厘米数格时不足半个格的舍去多于半格的算个格(这样就可粗略地计算出油酸分子的直径(、注意事项()痱子粉不要撒得太多只要能够帮助看清油膜边界即可。()滴入油酸溶液时一定要细心不要一下滴得太多使油膜的面积过大。()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:第一是水面受油酸滴冲击凹陷后恢复第二是酒精挥发后液面收缩(()利用坐标求油膜面积时以边长cm的正方形为单位计算轮廓内正方形的个数时不足一个的均算半个。()当重做实验时水从盘的一侧边缘倒出在这侧面会残留油酸用少量酒精清洗并用脱脂棉擦去再用清水冲洗(这样可保持盘的清洁(、误差分析()由于我们是采用间接测量的方式测量分子的直径实验室中配制的酒精溶液的浓度、油酸在水面展开的程度、油酸面积的计算都直接影响测量的准确程度。()虽然分子直径的数量级应在m。但中学阶段对于本实验只要能测出油酸分子直线的数量级在m上即可认为是成功的。【试题解析】例在做“用油膜法估测分子大小”的实验中所用油酸酒精溶液的浓度为每mL溶液中有纯油酸mL用注射器测得mL上述溶液滴(把滴该溶液滴人盛水的浅盘里待水面稳定后将玻璃板放在浅盘上用笔在玻璃板上描出油酸的轮廓再把玻璃板放在坐标纸上其形状和尺寸如图所示(坐标中正方形方格的边长为cm试求:()油酸膜的面积是多少cm()每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积()按以上实验数据估测出油酸分子的直径(解析()由图形状其中正方形方格个用补偿法近似处理可补个整小方格(实际占小方格=那么油膜面积S=×cm=cm(()由mL溶液中有滴滴溶液的体积mL(又每mL溶液中有纯油酸mLmL溶液中纯油酸的体积V=×mL=×mL(()油酸分子直径D==V=×m。S例在用油膜法估测分子的大小实验中已知一滴溶液中油酸的体积为V配制的油酸溶液中纯油酸与溶液体积之比为:mL溶液油酸滴那么滴溶液的体积是mL所以一滴溶液中油酸体积为cm若实验中测得结果如下表所示请根据所给数据填写出空白处的数值并与公认的油酸分子长度值L=×解析由题给条件得滴溶液的体积V=积×cm=×cm(mL由题意可知:滴溶液中油酸体据此算得次测得L的结果分别为×cm、×cm、×cm其LLL平均值L==×cm=×m这与公认值的数量级相吻合故本次估测数值符合数量级的要求(【实验拓展】(学科间综合例油酸分子式是CHCOOH其中对水有很强的亲和力故当它滴入水中时油酸分子能在水中形成一个油膜(解析油酸的化学分子式是CHCOOH(它的一个分子可以设想为两部分组成:一部分是CH它不受水的吸引另一部分是COOH它对水有很强的亲合力(经过酒精稀释的油酸滴在水面上形成近似圆形的油膜酒精溶于水并挥发后在水面上形成一层单分子纯油酸层其中CH冒出水面而COOH部分在水中(如图所示估算油酸分子的最大长度只需求出这层油膜的厚度即可((分子间距离的计算例如图所示,食盐(NaCl)的晶体是由钠离子(图中)和氯离子(图中)组成的这两种离子在空间中三个互相垂直的方向上,都是等距离地交错排列的已知食盐的摩尔质量是gmol,食盐的密度是gcm阿伏伽德罗常数为×mol在食盐晶体中两个距离最近的钠离子中心间的距离的数值最接近于(就下面四个数值相比)A×cmC×cmB×cmD×cmmolcm其所包含的解析由题意可知每立方厘米所含食盐的摩尔数为a=分子数为n=××=×个cm则所含离子数为n则每个离子所占有×cm=×cm将离子视为立方体则两个距离最近的的体积为V=钠离子中心间的距离为其立方体的边长的倍即d==×cm即答案C正确。【考点训练】(如何利用注射器较准确地测出mL油酸溶液的体积(在做“用油膜法估测分子的大小”实验中准备以下器材:酒精稀释过的油酸、滴管、痱子粉、浅盘及水、玻璃板还缺少的器材有()A(彩笔B(量筒C(方格坐标纸D(深水槽(在“用油膜法估测分子的大小”的实验中关于油膜面积的测量方法下列做法中正确的是()A(油酸酒精溶液滴入水中后应立即用刻度尺去量油膜的面积B(油酸酒精溶液滴入水中后应让油膜尽可能地散开再用刻度尺去量油膜的面积C(油酸酒精溶液滴入水中后应立即将油膜的轮廊画在玻璃板上再利用坐标纸去计算油膜的面积(D(油酸酒精溶液滴入水中后应让油膜尽可能散开再把油膜的轮廓画在玻璃板上然后用坐标纸去计算油膜的面积((在做“用油膜法测分子大小”的实验中为什么要待容器中的水稳定后才进行测量若油酸分子直径的数量级为m某同学的测量结果大于这个数量级试分析可能的原因((下列关于“用油膜法估测分子的大小”说法中错误的是()A(油膜法可以非常准确地将油膜分子的直径测量出来B(油膜法只能估测出分子直径的数量级C(为了使测量更准确些应该保持容器的清洁在实验过程中注意浅盘的稳定性D(实验的误差主要出在数出mL溶液可以滴多少滴以及一滴溶液中含有多少体积纯油酸的计算上为准确起见应在实验前加强练习多测几次取平均值(在计算一滴稀释油酸的体积时要数出mL溶液中可以滴n滴从而计算出一滴溶液中含有mL的纯油酸((每mL溶液含LmL纯油酸)(对于油酸分子竖立在水面上下列说法正确的是()A(油酸分子可分为两个部分其中COOH对水有很强的亲和力故能使油酸分子竖立漂在水面上形成单分子油膜层B(油酸分子可分为两个部分其中CH对水有很强的亲和力故能使油膜分子竖立在水中形成单分子油膜层C(油膜分子竖立水中时油膜分子两个部分中的COOH留在水里CH露出水面D(油膜分子竖立水中时它两个部分中的COOH露出水面而CH留在水中(粗测油酸分子大小的实验中具体操作如下:取油酸mL注入mL的容量瓶内然后向瓶中加入酒精直到液面达到mL的刻度为止摇动瓶使油酸在酒精中充分溶解形成油酸的酒精溶液(用滴管吸取制得的溶液逐滴滴人量筒记录滴人的滴数直到量筒达到mL为止恰好共滴了滴(在水盘内注入蒸馏水静置后滴管吸取油酸的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油膜(测得此油膜面积为×cm(()这种粗测方法是将每个分子视为让油酸尽可能地在水面上散开则形成的油膜面积可视为这层油膜的厚度可视为油分子的。()利用数据可求得油酸分子的直径为((下面哪些措施可以减小“用油膜法估测分子的大小”的实验的误差()(A(装在浅盘中的水用蒸馏水D(向水中滴油酸酒精溶液液滴时只要注射器针尖离水面近一些就可以没有其他要求C(在描绘油膜形状时透明盖板要离水面近些D(在油膜稳定后再描绘油膜的形状(在做“用油膜法估测分子的大小”的实验中油酸酒精溶液的浓度为每mL溶液中有纯油酸mL(用注射器测得mL上述溶液中有液滴滴(把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所示坐标纸中正方形小方格的边长为mm(求:()油酸膜的面积()每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积()根据上述数据估测出油酸分子的直径(【答案与提示】(在将注射器中注满油酸溶液后应首先使针头朝上把气泡排出再使注射器针头竖直朝下(一般来说用手下推活塞很难保证活塞匀速运动易造成油滴大小不一而拔出活塞让油酸溶液在重力作用下自由滴下效果较好((ABC(对实验要点熟悉之后很容易得出答案:D(篇二:教案实验:用油膜法估测分子的大小人教版用油膜法估测分子的大小实验设计数理学院物本班黄胤鹏一、教学目标:、知识与技能:知道实验原理掌握科学探究的基本方法会处理实验数据以及对实验误差的分析、过程与方法:学生通过小组讨论掌握一种新的微观测量分子大小的方法、情感态度价值观:学生通过小组讨论得出方案的形式提高探索微观世界的乐趣同时也增强了合作交流能力。二、教学重点:用油膜法估测分子的直径三、教学难点:油膜的形成四、课前准备:PPT、实验器材五、课程的整体思路:、实验目的:用油膜法测分子直径、实验原理:d=V,S、实验器材:(学生根据现有实验器材设计实验方案)、实验步骤:(由学生课前完成做实验时选出最佳实验方案)、实验记录表格:(教师给出表格或者由学生设计)、注意事项:为学生课下分析误差提供线索六、教学过程:(一)新课引入:提问:有一瓶体积为V米粒那么其中的一个米粒的大小用什么方法估测呢,(学生会猜想很多方法)对学生的回答进行总结和表扬。我们在初中就已经学过物体是由大量分子组成的我们知道分子的直径能够小到m那又如何估测分子的直径呢,(二)新课讲解:、实验目的:、学会用油膜法估测分子的直径、实验原理:如果油酸分子的直径为d油滴的体积为V油膜的面积为S则d=VS。测出一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积V测出油膜的面积为S估测分子直径的数量级。、实验器材:滴管事先配制好的油酸酒精溶液量筒浅盘痱子粉比浅盘略大的玻璃板坐标纸水彩笔(介绍各个器材的作用)(学生分组讨论的结果:课前预习完成)、实验步骤:(选出最佳实验分案)()配制一定浓度的油酸酒精溶液(约:ml)()用滴管取上述油酸酒精溶液并将其一滴一滴的滴入量筒中记下量筒内增加ml所需要的滴数再根据油酸酒精溶液浓度算出一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积V()往边长约为cm的浅盘里倒入约cm深的水待水稳定后将适量痱子粉均匀地洒在水面上()用滴管将老师事先配制好的油酸酒精溶液滴在铺好痱子粉的水面上一滴形成如图所示的形状待油酸薄膜的性状稳定后将准备好的玻璃板放在浅盘上然后将油膜的形状用彩笔描在玻璃板上()将画有油膜轮廓的玻璃板正确的放在坐标纸上数出轮廓范围内正方形方格的个数不足半个的舍去多于半个的算一个计算油膜的面积S()根据纯油酸的体积V和油酸的面积S可计算出油酸薄膜的厚度l酸分子的直径()重复上述实验。V即油S、实验纪录:、实验注意事项:、油酸溶液配制的时间不能太长否侧浓度会改变实验误差太大、滴管头部不要贴在量筒壁挤压胶帽时受力均匀、痱子粉层不宜过厚、滴管头在离痱子粉面cm左右不宜过高否则油酸由于重力要下溅、油酸面稳定后在画其轮廓、计算时注意单位统一、用后的油酸酒精溶液可以回收利用。、重做实验时把水从盘的一侧边缘倒出并用少量酒精清洗然后用脱脂棉擦去最后用水冲洗以保持盘的清洁。七、课堂总结:下课时总结一下学生做实验的整体境况八、课后作业:请学生写一份关于本次实验的实验报告所包含的内容有实验目的、实验原理、实验器材、实验步骤、实验数据的记录与处理、实验结果的误差分析、实验感想。篇三:油膜法测分子直径班级:姓名:实验原理步骤会处理数据自主学习:(用时参考分钟)(实验目的:用油膜法估测分子的大小(实验原理把一滴油酸(油酸的分子式为CHCOOH)滴到水面上油酸分子直立在水面上形成一层单分子油膜如图所示如果把分子看成球形单分子油膜的厚度就可以认为等于油酸分子的直径测出油酸液滴的体积,再测出油膜的面积S就可以估算出油酸分子的直径d=VS((实验器材:水、酒精、油酸、量筒、浅盘(边长约cmcm)、注射器(或滴管)、玻璃板、彩笔、痱子粉(或石膏粉)、坐标纸(,(实验步骤()往浅盘内注入清水,水深,cm把痱子粉或石膏粉均匀地撒在水面上(()用注射器或滴管将事先配制好的酒精油酸溶液一滴一滴地滴入量筒中数出量筒内增加mL的滴数(算出一滴溶液中所含油酸的体积V(()用注射器或滴管在浅盘中央水面上方约cm高处滴入一滴事先配制好的酒精油酸溶液油酸在水面上散开后形成单分子油膜层(()待油酸薄膜的形状稳定后将玻璃板搁在浅盘上在玻璃上用彩笔描绘出油膜形状的轮廓(()将玻璃板覆盖在坐标纸上数出油膜的轮廓所占格数并算出油膜的面积S边缘可用互补方法计算(()根据一滴溶液中所含油酸的体积V和油膜的面积S可估算出油膜的厚度即为油酸分子的直径(()清洗浅盘整理仪器(,(注意事项:计算方格(来自:WWwXieLwcom写论文网:油膜法测分子直径物理实验报告)数时不足半个格子的舍去多于半个格子的算一个(方格边长越小求出的面积越精确(合作学习(用时参考分钟)第页共页考点一:实验数据的处理【例】在“用油膜法估测分子的大小”的实验中所用油酸酒精溶液的浓度为每mL溶液中有纯油酸mL用注射器测得mL上述溶液为滴(把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用彩笔在玻璃板上描出油膜的轮廊再把玻璃板放在坐标纸上其形状和尺寸如图所示坐标中正方形方格的边长为cm则()油酸薄膜的面积是cm()每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是mL(取一位有效数字)()按以上实验数据估测出油酸分子直径约为m((取一位有效数字)应用学习(用时参考分钟)一滴油酸酒精溶液含质量为m的纯油酸滴在液面上扩散后形成的最大面积为S已知纯油酸的摩尔质量为M、密度为ρ阿伏加德罗常数为NA下列表达式中正确的有()MmA(油酸分子的直径d,B(油酸分子的直径d,ρSρSmMC(油酸所含的分子数n,NAD(油酸所含的分子数n,AMm一位同学做“用油膜法估测分子的大小”的实验所用的油滴是经过稀释后的油酸酒精溶液油酸只占其体积的经测定这种稀释液滴的体积为mL当把滴油滴滴到撒有痱子粉的水面时形成一个×m的油膜层由此推算出油酸分子的大小。()这种粗测方法是将每个分子视为且一个挨一个紧密排列让油酸尽可能地在水面上散开则形成一层油膜这层油膜的厚度可视为油分子的。()油酸分子的直径约为m(保留两位有效数字)用油膜法估测分子大小的实验步骤如下:向体积为V的纯油酸中加入酒精直到油酸酒精溶液总量为V用注射器吸取上述溶液一滴一滴地滴入小量筒当滴入n滴时体积为V先往边长为,cm的浅盘里倒入cm深的水用注射器往水面上滴一滴上述溶液等油酸薄膜形状稳定后将事先准备好的玻璃板放在浅第页共页盘上并在玻璃板上描出油酸薄膜的形状将画有油酸薄膜轮廓形状的玻璃板放在画有许多边长为a的小正方形的坐标纸上计算出轮廓范围内正方形的总数为N其中不足半个格的两个格算一格多于半个格的算一格(上述实验步骤中有遗漏和错误遗漏的步骤是错误的步骤是(指明步骤并改正)油酸分子直径的表达式d,(在做“用油膜法估测分子的大小”的实验时已知油酸酒精溶液中油酸的体积比浓度为mL这样的溶液合滴现将滴溶液滴在水面上。()这滴溶液中纯油酸的体积是m。()用彩笔描绘出油膜轮廓线后印在坐标纸上如图所示。已知坐标纸每一小格的边长为cm则油膜的面积为m。()根据上面的数据估算油酸分子的直径是m(此问结果取一位有效数字)。第页共页

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