用碳粉做“油膜法估测分子大小”实验|油膜法估测分子大小
时间：2019-02-02 03:19:09 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
人教版高二教材中，将“用油膜法估测分子大小”安排为学生分组实验。� 实验器材：盛水方盘、注射器（或胶头滴管）、试剂瓶、坐标纸、玻璃板、痱子粉、酒精油酸溶液、量筒。�
实验步骤：�
（1）方盘中盛适量的水（约2cm深），使水处于平静状态；�
（2）用注射器取事先配好的酒精油酸溶液，逐滴滴入量筒，记下量筒中1�ml�溶液所需加入溶液的滴数；�
（3）将痱子粉薄且均匀地撒在盛水方盘中的水面上；�
（4）用注射器靠近水面将一滴酒精油酸溶液轻轻滴在水面上；�
（5）待油酸膜的面积稳定后，把玻璃板放在方盘上，用笔描出油酸膜的形状；�
（6）将画有油酸膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，算出油膜的面积s；�
（7）计算油膜厚度d，即分子直径。�
根据多年的教学经验，要学生独立地在一节课内完成这个实验难度很大。一些学校把它改成演示实验，其效果也很差。�
在实验步骤中，主要技术难题就是第（3）步，教材中说把痱子粉均匀撒在水面上，但没有给出具体的方法。实验教师想了很多具体的办法：如有的教师在痱子粉盒盖上用针钻出一些小孔，然后用手拿盒轻轻向下敲击，痱子粉就撒在水面上；又如自制石松粉（痱子粉）分散器：在筒盖上钻一个大孔，在筒口和筒盖之间夹一块纱布，倒立轻轻敲击，这样痱子粉（或石松粉）就撒在了水面上等等方法。�
这些方法都存在两个问题：一是若学生撒多了怎麽办？二是学生撒得不均匀怎麽办？在具体做实验时，若学生出现了上面两个问题，只能将水和粉末一起倒掉，重新撒痱子粉。这一项工作可能多次都不能成功，导致实验的失败。�
我们经过多年的实验探索，终于从根本上解决了这个技术难题，那就是不再使用痱子粉、石松粉或者滑石粉，而是用激光打印机印刷使用后的废碳粉。因为印刷碳粉不溶于水且漂浮在水面上。若学生撒得太多，可将水和碳粉一起倒出一些，给其他组，然后用玻璃棒搅拌，直至碳粉在水面薄且均匀即可；若学生撒得不均匀，直接用玻璃棒搅拌均匀即可。这样一来，学生一次就能轻松完成“均匀地将碳粉撒在盛水方盘中”这一步，为完成这一实验解决了80%的技术难题。其次激光打印碳粉浮在水面上稳定性好，且滴上酒精油酸液后所形成图形较圆，计算油酸分子的面积较方便。再次每一个班用完后，由我们教师用过滤的方法把水和油酸分离出去，这些碳粉还可以重新利用。�
经过多次实验，不但激光打印机印刷使用后的废碳粉可用，木碳粉和废旧电池中的碳棒碾成粉末也可。并且经过查资料激光打印机印刷使用后的废碳粉对眼睛有影响，废旧电池中的碳棒碾成粉末对环境有污染，特别是木碳粉价廉物美，市场价两元一斤，到处都能买到，又无污染是最理想的材料，我们这次二十几个班都是用的木碳粉代替原来的痱子粉实验，效果非常好。由于碳粉是黑色粉末，水又是无色，因此盛水方盘若用白色塑料制成效果会更佳。�
用油膜法估测分子的大小实验中痱子粉的替代物--碳粉，它不仅解决了实验的技术难题，还变废为宝，为学校节约了实验经费，更重要的是激发了学生积极探索科学的兴趣。�
采用新方法后，学生在一次实验中，测量油膜分子的直径大小为8.00×10-10�m�。与课本上的结论基本一致，学生做起来也很容易，而且误差比用痱子粉小，达到了开设此实验的目的。�
参考文献：�
［1］全日制普通高级中学教科书（必修加选修）《物理》第二册，人民教育出版社物理室编著�
［2］叶桂华.《物理教师》2006年第9期《用油膜法测分子大小实验的探讨》
(栏目编辑王柏庐)
