实验探究油膜法测分子直径

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1、实验探究油膜法测分子直径信丰二中刘金花［教学目标］1、知识技能理解用单分子油膜法估测分子直径的原理；会通过单分子油膜法测出油酸分子的直径2、过程与方法在实验探究基础上，认识建立模型的物理思想方法，学习用宏观的测量手段来探究微观领域的实验方法。3、情感态度与价值观养成观察仔细，操作严谨，善于合作，乐于交流的学习态度。［教学重点］单云鼻油膜法估测分子直径原理，实验方法［教学难点］理矗帀单分子油膜法估测分子直径的原理，掌握实验方法和操作步骤［教学方法］引导探究法［教学过程］一、引入课题教师活动：向展示一瓶液体教师提问：同学们知道这是什么吗？学生：不知道。教师活动：喷洒出

2、一些液体。教师提问：现在同学们知道是什么吗？学生：是香水。教师提问：你们怎么知道是香水呢？学生：闻到了香味。教师：这是因为发生了扩散现象，说明香水分子在这空间做永不停息的无规则运动。但同学们有没有看到分了在运动呢？学生：没冇。教师提问：为什么看不到呢？学生：因为分子太小教师提问：既然分子小到我们无法用肉眼看到的程度，那么如何探究分子的大小呢？淫生：通过显微镜所显示的图片直接测，再按比例缩小。教师：还有别的方法吗？本节课我们就一起来探究一下。二、新课教学（一）分子模型的建立展示在扫描隧道显微镜下看到的硅片表面原子图片。从上面图中我们可以看到物体内部的分了结构（分了形

3、状类似于球体，并且分了间还存在着间隙），为了更好的研究分子的大小，物理学上把分子看成是一个个紧挨着的球体。（二）思维启迪教师：我们这里有一些和分子模型类似的绿豆，请问冇什么方法可以测出绿豆的直径呢？学生：用游标卡尺或者螺旋测微器测量。教师：我们这里没有游标卡尺和螺旋测微器，只有量筒、坐标纸，请同学用量筒和坐标纸估测一下绿豆的直径。（1）讨论设计实验方案（学生活动）方法一：用量筒量出绿豆的总体积（V总），接着数出绿豆的颗数（N）,用V总除以N得到每颗绿豆的体积，再把每颗绿豆看成一个球体，根据公式,算出绿豆的直径。方法二：先用量筒测出绿豆的总体积（V总），再把这些绿豆

4、平摊在坐标纸上,不要重叠，测出所占而积（S）,则绿豆的直径d=V"S教师：请问同学们觉得哪种方法更有优越性呢？学生：第二种。因为方法一屮要数出绿豆的总颗数，如果所测物比绿豆小得多这将很难数出它的总数。教师：那就请同学扪用方法二估测一卜•绿豆的直径。（2）实验操作（学生活动）（3）发现问题，解决问题（师生互动）教师：我了解了一下同学们的实验操作情况，发现有的组把绿豆摊成了有规则的图形测出了数据，冇的组把绿豆摊成了无规则的图形，无法测出所占面积S。当绿豆被摊成了无规则图形，所占面积该如何测量呢？（师生共同讨论，解决问题）（三）思想迁移教师：上面我们通过测量较大量来研究

5、较小量的方法粗测出绿豆的直径。那么我们是否也可以利用这种思想粗测出分子的直径呢？答案是肯定的。（四）用油膜法测分子直径1、探讨实验原理教师：物理学屮巧秒的运用了油酸这种物质。教师介绍油酸的特性：油酸分子（C17H33COOH）nJ看作曲两部分组成，一部分是COOH,它对水有很强的亲合力；另一部分是G7H33,对水没有亲合力。一滴油酸滴在水而上，它会在水而上形成一层薄膜，亲水部分向下，直立在水而上，只要能充分散开，就可视为单分子层。根据油膜分的这一特性，如果滴一滴油酸——酒精溶液在水面上，我们可以估测出油酸分子的直径吗？学生：能，因为油酸——酒精溶液滴到水面上后酒精

6、会立刻挥发，剩下的油酸在水而上形成单分子油膜层。把分子看成是球形的，忽略分子间空隙，油膜的厚度即可认为是分子的直径。教师：怎样可以求出油膜的厚度呢？学生：如杲测出一滴油酸——酒糟溶液中所含的纯油酸的体积V,以及在水而上形成的单分子膜的而积S,就可d=v/s算出分子的直径。2、设计方案（学生活动，分组进行）提供的实验器材:①1：500油酸一酒精溶液③20ml注射器④注射用皮管⑤10ml量筒⑥塑料水槽⑦玻璃⑧坐标纸⑨彩笔⑩排子粉3、归纳步骤：①数出1ML油酸溶液所含的滴数n,算出1滴油酸溶液所含的纯油酸的体积V。%1在水面上均匀的撒一薄层癩子粉。%1滴一滴油酸溶液在水

7、面上形成单分了层。%1在玻璃板上価出油膜形成状，用方格纸通过数格子的方法估算出油膜的而积S；%1根据d=v/s算出油酸分子的直径。教师：用多媒体展示实验过程，并讲解实验当中的注意事项。4、（学生活动）动手实验并把实验数据记录到下表屮项目溶液浓度1ml溶液滴数1滴溶液体积（ml）1滴溶液中纯油酸体积（ml）油膜的面积（cm2）油酸膜厚度（cm）数据记录或计算5、得岀结论:油酸分子直径的数量级为10"cni由于我们建立了理想模型，采用了近似的估测方法，误差是肯定会存在的。而我们对微观领域的测量，只要不影响到数量级，就是可行的方法。但在实验中我们还耍木着严谨认真、实事求

8、是的科学态