分子十分微小。以水為例，一個直徑為10-3 mm 左右的水珠，它的大小與細菌差不多，用肉眼無法觀察，就是在這樣小的水珠里，分子的個數(shù)竟比地球上人口的總數(shù)還多上好幾倍！
思考：通過什么途徑可以知道分子的大小呢？
問題1：曹沖怎么稱象？
問題2：怎樣估測綠豆的直徑？
方法一：將綠豆排成一行，測出總長，數(shù)出個數(shù)。
方法二：測出總體積，量出單層鋪開的面積。
1．會正確測出一滴油酸酒精溶液中油酸的體積及形成油膜的面積．2．了解油酸分子的結(jié)構(gòu)，計算油酸分子的大小，處理好實驗數(shù)據(jù)．3．領(lǐng)會本實驗方法構(gòu)思的特點，理解又宏觀量間接測量微觀量的思想．
油酸的分子式C17 H33 -COOH ，其中-COOH部分具有親水性，另一部分C17 H33具有憎水性。我們把一滴油酸滴入水中，油酸分子的—COOH部分留在水中， C17 H33部分冒出水面，油酸分子直立在水面上，形成一個單分子油膜層。
因估測其大小，故把油酸分子簡化成球形處理，并認為他們緊密排布。如圖所示：如果知道一滴油酸的體積V，再測量出油膜的面積S，就可以求出油膜的厚度。這個厚度就是油酸分子的直徑。
為了使油酸充分展開，獲得單分子油膜，我們需要把油酸在酒精中稀釋后再滴入水中。這樣的油酸酒精溶液滴在水面上，其中酒精溶于水，并很快揮發(fā)，在水面上形成有自由邊界的一層純油酸薄膜，形成單分子油膜．由于油酸分子與水均是無色透明，無法用肉眼觀察出油膜的邊界。故要在水面灑上薄薄的一層爽身粉。油酸酒精溶液在水面展開后形成以爽身粉為邊界的一層薄膜，就可以清楚地看清它的輪廓。
盛水的淺盤、小燒杯、一個注射器、按一定的比例(1∶500)稀釋了的油酸酒精溶液、帶有坐標方格的透明有機玻璃蓋板(面積略大于容器的上表面積)、少量爽身粉、彩筆.
1.配置1:500的油酸酒精溶液。2．用注射器吸取一段油酸酒精溶液，由注射器上的刻度讀取該段溶液的總體積，再把它一滴一滴的滴入燒杯中，記下油滴的總滴數(shù)。 3．向容器中倒入約2cm深的水，將爽身粉均勻地撒在水面上．4．小心地將一滴油酸溶液滴到水面上，讓它在水面上自由地擴展為油酸膜．5．輕輕地將有機玻璃蓋板放到容器上，用彩筆將油酸膜的形狀畫在玻璃板上．6．利用坐標方格計算出油膜的面積S，再根據(jù)一滴溶液中純油酸的體積和油膜的面積求出油膜的厚度d＝V/S，即為所測分子的直徑.
1.測1滴酒精油酸溶液的體積時，應該盡量滴完整毫升數(shù)，這樣油滴數(shù)量多，求平均值誤差較小。 2.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。 3.爽身粉不要撒得太多，只要能夠幫助看清油膜邊界即可。 4.在水面撒痱子粉后，不要再觸動盤中的水。 5.滴入滴酒精油酸溶液時，一定要小心，輕輕擠壓，保證是一滴溶液的體積。 6.待測油酸面擴散后又收縮，要在穩(wěn)定后再畫輪廓。擴散后又收縮有兩個原因：第一是水面受油酸滴沖擊凹陷后恢復；第二是酒精揮發(fā)后液面收縮。 7 .本實驗中，由于測量體積和面積的數(shù)值都不精確，因此測量結(jié)果偏差較大，只要測量結(jié)果的數(shù)量級為10-10m，就可認為估測實驗成功．
大量的實驗結(jié)果表明，盡管所用的測定分子大小的方法不同，測出的結(jié)果也異常，但數(shù)量級是一定的，除了一些有機物質(zhì)的大分子外，多數(shù)分子大小的數(shù)量級是10-10m。
1．“用油膜法估測油酸分子的大小”實驗中，有下列實驗步驟：①往邊長約為40 cm的淺盤里倒入約2cm深的水，待水面穩(wěn)定后將適量的痱子粉均勻地撒在水面上。②用注射器將事先配好的油酸酒精溶液滴在水面上，待薄膜形狀穩(wěn)定。③將畫有油膜形狀的玻璃板平放在坐標紙上，計算出油膜的面積，根據(jù)油酸的體積和面積計算出油酸分子直徑的大小。④用注射器將事先配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，記下量筒內(nèi)每增加一定體積時的滴數(shù)，由此計算出一滴油酸酒精溶液的體積。⑤將玻璃板放在淺盤上，然后將油膜的形狀用彩筆描繪在玻璃板上。完成下列填空：（1）上述步驟中，正確的順序是________________（填寫步驟前面的數(shù)字）。（2）將1cm3的油酸溶于酒精，制成300cm3的油酸酒精溶液，測得1cm3的油酸酒精溶液有50滴?，F(xiàn)取一滴該油酸酒精溶液滴在水面上，測得所形成的油膜的面積是0.13m2。由此估算出油酸分子的直徑為____________m（結(jié)果保留1位有效數(shù)字）。
2．下面哪些措施可以減小“用油膜法估測分子的大小”的實驗的誤差（ ）A．裝在淺盤中的水用蒸餾水B．向水中滴油酸酒精溶液液滴時，只要注射器針尖離水面近一些就可以，沒有其他要求C．在描繪油膜形狀時，透明蓋板要離水面近些D．在油膜穩(wěn)定后再描繪油膜的形狀
1．了解油酸分子的結(jié)構(gòu)，正確測出一滴油酸酒精溶液中油酸的體積及形成油膜的面積，計算油酸分子的直徑2．實驗思想：化零為整，由宏觀量間接測量微觀量．

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2 實驗：用油膜法估測油酸分子的大小

版本： 人教版 (2019)

年級： 選擇性必修 第三冊

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