材料物理化學實驗

1、實驗要求1. 班長按學號將每班分成八組；2. 一個班進行實驗完畢后換另一個班；3. 班長與實驗指導(dǎo)教師保持聯(lián)系，按照要求規(guī)定的時間、地點和班級進行實驗；4. 預(yù)習所做的實驗內(nèi)容；5. 實驗材料首頁的“原始數(shù)據(jù)記錄”要求每小組打印一份，手寫記錄相關(guān)數(shù)據(jù)，實驗做完經(jīng)指導(dǎo)老師簽字后方可離開；6. 實驗報告按照“材料物理化學實驗報告格式”模板進行書寫（要求打印模板、手寫），要求貼上原始數(shù)據(jù)記錄單，小組內(nèi)成員可以復(fù)印本小組的“原始數(shù)據(jù)記錄”進行粘貼；7. 聽從指導(dǎo)老師安排，按要求操作設(shè)備；8. 注意實驗安全，保持實驗室衛(wèi)生。材料物理化學-原始數(shù)據(jù)記錄 實驗名稱： 實驗時間： ；室溫： ；同組學生： ；

2、實驗數(shù)據(jù)記錄： 指導(dǎo)教師簽名： 日期： 年 月 日備注：1、上課時準備好本記錄紙，實驗中按要求記錄，完成后指導(dǎo)教師進行簽名。 2、本記錄要求附在實驗報告中，復(fù)印即可。實驗一 凝聚態(tài)物質(zhì)燃燒焓的測定一、實驗?zāi)康模?、使用彈式量熱計測定萘的燃燒焓。2、了解量熱計的原理和構(gòu)造，掌握其使用方法。二、實驗原理：在適當?shù)臈l件下，許多有機物都能迅速地完全進行氧化反應(yīng)，這就為準確測定它們的燃燒熱創(chuàng)造了有利條件。若使被測物質(zhì)能迅速而完全地燃燒，就需要強有力的氧化劑。在實驗中經(jīng)常使用壓力為1.5-2 MPa的氧氣作為氧化劑。用氧彈式量熱計（見實驗裝置部分）進行試驗時，氧彈放置在裝有一定量水的金屬水桶中，水桶外是空

3、氣隔熱層，再外面是溫度恒定的夾套。樣品在體積固定的氧彈中燃燒放出的熱、引火絲燃燒放出的熱和由氧氣中微量的氮氣中微量氮氣氧化成硝酸的生成熱，大部分被水桶中的水吸收；另一部分則被氧彈、水桶、攪拌器及溫度計等吸收。在假設(shè)量熱計與環(huán)境沒有熱交換的情況下，可寫出如下的熱量平衡式：-Qv×a - q×b + 5.98c = Kt （1） （近似平衡）QV被測物質(zhì)的定容熱值，J·g-1；a 被測物質(zhì)的質(zhì)量，g；q 引火絲的熱值，J·g-1（鐵絲為-6.7 kJ·g-1）；b 燒掉的引火絲的質(zhì)量，g；5.98 硝酸生成熱，當用0.100 mol·L-

4、1NaOH滴定生成的硝酸時，每1 mL堿相當于5.98J熱量；c 滴定生成硝酸時，耗用0.100 mol·L-1NaOH的毫升數(shù)；K 量熱計常數(shù)；t 與環(huán)境無熱交換時的真實溫差。（1）中的a、b、c、q均可通過實驗測得或為已知量，K值可以通過測量一個已知標準摩爾反應(yīng)焓的標準物而計算。這樣可以求得待測物的Qv，通過Qv可計算出定容摩爾燃燒熱cUm（公式2），如果把氣體看成理想的，且忽略壓力對燃燒熱的影響，則可求出標準摩爾燃燒熱（公式3）。cUm= Qv×M （2） M 待測物的摩爾質(zhì)量定容熱換算為標準摩爾燃燒熱：cHm =cUm +nRT （3）n 燃燒前后氣體的物質(zhì)的量的變

5、化；T 用反應(yīng)的水溫計算，不會產(chǎn)生較大的誤差。實際上，量熱計并非嚴格絕熱系統(tǒng)，難免與環(huán)境發(fā)生熱交換，因而從溫度計上讀得的溫差就不是真實的溫差t。為此，必須對讀得的溫差進行校正，下面是常用的經(jīng)驗公式：t校正=（V+V1）m/2+V1×r （2）真實溫差t應(yīng)該是：t = t高-t低+t校正V 點火前，每半分鐘量熱計的平均溫度變化；V1 樣品燃燒使量熱計溫度達最高而開始下降后，沒半分鐘的平均溫度變化；m 點火后，溫度上升很快（大于每半分鐘0.3）的半分鐘間隔數(shù)；r 點火后，溫度上升較慢的半分鐘間隔數(shù)。t高 點火后，量熱計達到最高溫度后，開始下降的第一個讀數(shù)（點火后溫度升到最高時，系統(tǒng)還未完

6、全達熱平衡，而溫度開始下降的第一個度數(shù)則更接近熱平衡溫度）；t低 點火前讀得量熱計的最低溫度。讀得的數(shù)據(jù)可以畫成溫度、時間曲線。如圖1所示圖1 氧彈法測量燃燒焓的溫升示意圖三、實驗儀器與試劑氧彈式熱量計，精密電子天平，電子天平SE2020，數(shù)顯萬用表，氧氣鋼瓶，氧氣減壓閥，萘（分析純）四、實驗裝置：圖2 氧彈量熱計裝置結(jié)構(gòu)示意圖圖3 氧彈量熱計裝置照片五、實驗步驟： 1、先粗稱萘，壓片，再準確稱量。2、打開氧彈蓋，將蓋放在專用架上。3、剪取引火絲，精確稱量，將引火絲貫穿藥片，固定引火絲使藥片懸在坩堝上方。4、擰緊氧彈蓋，將氧彈放好。充氧。5、量取3升自來水裝入干凈的銅水桶中。放入氧彈，接好點火

7、電線，裝上熱電偶，蓋好蓋子，開動攪拌器。6、待溫度穩(wěn)定，每隔半分鐘讀數(shù)一次，先讀10個數(shù)據(jù)，然后立即按電鈕點火。7、繼續(xù)每半分鐘讀數(shù)，至溫度開始下降后，再讀取最后階段的10次讀數(shù)，停止實驗。8、實驗完畢，清洗儀器，關(guān)閉電源，整理實驗臺。六、數(shù)據(jù)記錄與處理1、列出記錄表格，計算t校正，計算量熱計常數(shù)。室溫： ；大氣壓： ；實驗日期： 萘的質(zhì)量： ；點火絲質(zhì)量： ；剩余點火絲質(zhì)量： ；表一：萘的氧化升溫表序號溫差序號溫差117218319420521622723824925102611（點火）27122813291430153116322、做升溫曲線圖。3、計算萘的標準摩爾燃燒熱cHm。七、思考討

8、論1、寫出樣品燃燒過程的反應(yīng)方程式。說明如何根據(jù)實驗測得的Qv求出cHm。2、將計算的萘的標準摩爾燃燒熱cHm與文獻值比較，思考誤差來源。八、注意事項1、壓片時，應(yīng)注意壓片機的清潔，不能混入其它雜質(zhì)。2、樣品應(yīng)懸在坩堝上面，應(yīng)防止引火絲與坩堝相碰。3、實驗時應(yīng)注意水桶中的水溫與環(huán)境的溫度，如果水溫比環(huán)境溫度低，應(yīng)在夾套中加入比水桶溫度低1.5左右的水。4、測溫時，應(yīng)先按零，然后按鎖定鍵，否則實驗過程中溫度可能會從溫差跳回過溫度，造成實驗失敗。實驗二 金屬材料二組分合金相圖一、實驗?zāi)康模?、理解步冷曲線，學會用熱分析法測繪錫-鉍合金相圖。2、理解產(chǎn)生過冷現(xiàn)象的原因及避免產(chǎn)生過冷現(xiàn)象的方法。二、實

9、驗原理：用幾何圖形來表示多相平衡體系中有哪些相、各相的成分如何，不同相的相對量是多少，以及它們之間隨濃度、溫度、壓力等變量變化的關(guān)系圖叫相圖。將一種合金或金屬熔融后，使之逐漸冷卻，每隔一定時間記錄一次溫度，表示溫度與時間的關(guān)系曲線稱為步冷曲線。當熔融系統(tǒng)在均勻冷卻過程中沒有相的變化，其將連續(xù)均勻下降，得到一條平滑的冷卻曲線；如在冷卻過程中發(fā)生了相變，則因放出相變熱，使熱損失有所抵償，冷卻曲線就會出現(xiàn)轉(zhuǎn)折或水平線段，轉(zhuǎn)折點所對應(yīng)的溫度，即為該組成合金的相變溫度。對于簡單的低共熔二元系統(tǒng)，具有圖1所示的三種形狀的步冷曲線。測定一系列質(zhì)量百分比含量不同的樣品的步冷曲線，找出各相應(yīng)體系發(fā)生相變的溫度，

10、即可繪出合金相圖，如圖2所示。用熱分析法測繪相圖時，被測系統(tǒng)必須時時處于或接近相平衡狀態(tài)，因此系統(tǒng)的冷卻速度必須足夠慢才能得到較好的結(jié)果。圖1 典型的步冷曲線圖2 一系列不同質(zhì)量百分比含量的合金步冷曲線及相圖。三、實驗儀器與試劑氧彈式熱量計，精密電子天平，電子天平SE2020，數(shù)顯萬用表，氧氣鋼瓶，氧氣減壓閥，萘（分析純）不銹鋼試樣管8個，純鉍，純錫，松香或石墨。四、實驗裝置：圖2 裝置示意圖1 電源；2 控溫儀；3 熱電偶；4 熱電偶外套；5 不銹鋼樣品管；6 試樣；7 電爐圖3 二組分合金相圖裝置照片五、實驗步驟： 1、配置樣品：用精度為0.1g的電子天平分別配置鉍含量為0%，30%，58

11、%，80%，100%的錫鉍混合物各100g，分別放入8個不銹鋼管中，用松香或石墨覆蓋防止氧化。2、仔細閱讀設(shè)備說明書，對照進行試操作，熟悉設(shè)備的性能和操作規(guī)程，熟悉電腦中相關(guān)軟件的使用方法。3、將裝入樣品的不銹鋼管放入升降溫爐中，插上熱電偶。當溫度達到設(shè)定溫度時，停止加熱，此時爐內(nèi)溫度會繼續(xù)升高，待升溫到金屬熔點以上，取出搖勻不銹鋼管中的混合物，再插入爐中自然冷卻。4、開始記錄降溫數(shù)據(jù)，至降至合適溫度為止。5、試驗完成，處理數(shù)據(jù)，關(guān)閉電源，整理試驗臺。六、數(shù)據(jù)記錄與處理室溫： ；大氣壓： ；實驗日期： 表一：實驗數(shù)據(jù)表0 %30 %58 %80 %100 %TtTtTtTtTt七、思考討論1、

12、金屬熔融系統(tǒng)冷卻時，步冷曲線為什么出現(xiàn)轉(zhuǎn)折點？純金屬、低共熔金屬及合金等的轉(zhuǎn)折點各有幾個？曲線形狀為何不同？2、有時在出現(xiàn)固相的步冷曲線轉(zhuǎn)折處出現(xiàn)凹陷的小彎，是什么原因造成的？八、注意事項1、溫度設(shè)定合理，升降溫電爐的功率較大，如果溫度設(shè)置過高會造成爐內(nèi)溫度繼續(xù)升高并遠遠超過設(shè)定溫度，導(dǎo)致設(shè)備超過測量極限，損壞設(shè)備，使降溫速度過慢，增加實驗時間。2、不要用手觸摸高溫不銹鋼樣品管，以免燙傷。3、認真閱讀測試軟件的附件材料，熟悉軟件操作和參數(shù)設(shè)定。實驗三 凝固點降低法測定摩爾質(zhì)量一、實驗?zāi)康挠媚厅c降低法測定萘的摩爾質(zhì)量。二、實驗原理溶液的凝固點通常指溶劑和溶質(zhì)不生成固溶體的情況下，固態(tài)純?nèi)軇┖鸵?/p>

13、態(tài)溶液成平衡時的溫度。當溶液濃度很稀時，溶液的凝固點降低與溶質(zhì)的質(zhì)量摩爾濃度成正比： (3-1) （3-2） （3-3）式中：Tf凝固點降低，K；b溶質(zhì)的質(zhì)量摩爾濃度，mol·kg-1；Kf凝固點降低常數(shù)，K·kg·mol-1；Wa溶劑的質(zhì)量，g； Wb溶質(zhì)的質(zhì)量，g；Mb溶質(zhì)的摩爾質(zhì)量g/mol，g。（注：環(huán)已烷Kf=20.0）。純?nèi)軇┑哪厅c是其液固共存的平衡溫度。將純?nèi)軇┲鸩嚼鋮s時，在未凝固之前溫度將隨時間均勻下降。開始凝固后由于放出凝固熱而補償了熱損失，體系將保持液固兩相共存的平衡溫度不變，直到全部凝固，再繼續(xù)均勻下降。但在實際過程中經(jīng)常發(fā)生過冷現(xiàn)象，其冷

14、卻曲線如圖2.3.1(a)。溶液的凝固點是溶質(zhì)與溶劑的固相共存的平衡溫度。其冷卻曲線與純?nèi)軇┎煌?。當有溶劑凝固析出時，剩下溶液的濃度逐漸增大，因而溶液的凝固點也逐漸下降如圖2.3.1 (b)，故須用外推法求Tf。三、儀器與試劑儀器裝置見圖2.3.2。電子貝克曼溫度計，凝固點測定儀。分析純萘丸；分析純環(huán)已烷。四、實驗步驟1. 將冰敲成碎塊，冬天可于冰浴槽裝三分之一的冰，三分之二的水，夏天宜冰水各半(冰塊適量增大)，適當加以攪拌保持冰水浴3左右，可隨時加減冰和水調(diào)節(jié)。2. 打開電子貝克曼溫度計，將“溫度溫差”按鈕置于“溫度”位置，預(yù)熱十分鐘以上，按圖組裝好儀器(如圖2.3.2)。3. 用移液管移取

15、30ml環(huán)已烷加入干凈的干燥的凝固點測定儀內(nèi)管中，安裝好電子貝克曼溫度計和玻璃攪拌器，溫度計居中，下端距管底約1cm。用木塞塞好管口。4. 先把測定儀的內(nèi)管直接放入冰水中，均勻攪拌，記錄其溫度變化，粗測凝固點的溫度，如液體過冷超過0.2仍不結(jié)晶，則可沾一滴環(huán)已烷晶種(由冰水浴中另一小試管制得)加到提起的攪拌器上，繼續(xù)攪拌即可促使結(jié)晶。5. 按圖2.3.2組裝好儀器（此時內(nèi)管放置于外管組成空氣夾套），嚴格按照要求測定環(huán)己烷的凝固點溫度。每分鐘記錄一次數(shù)據(jù)，在凝固點附近每半分鐘記錄一次數(shù)據(jù)。重復(fù)三次測定溶液凝固點。6. 用分析天平稱取0.150.20g純萘丸投入內(nèi)管中，立即塞好管口，攪拌使萘完全溶

16、解，按照步驟4、5進行實驗，每分鐘記錄一次數(shù)據(jù)，在凝固點附近每半分鐘記錄一次數(shù)據(jù)。重復(fù)三次測定溶液凝固點。 圖2.3.1冷卻曲線 圖2.3.2 凝固點測定裝置五、數(shù)據(jù)記錄與處理（室溫： ；大氣壓： ； 實驗日期： ）1.實驗結(jié)果記錄錄參見表2.3.1和表2.3.2所示。表2.3.1：凝固點降低測萘的摩爾質(zhì)量數(shù)據(jù)記錄溶劑凝固點的測定（粗測）時間/min溫度/12溶劑凝固點的測定（精測）時間/min溫度/12表2.3.2：凝固點降低測萘的摩爾質(zhì)量數(shù)據(jù)記錄溶液凝固點的測定（粗測）時間/min溫度/12溶液凝固點的測定（精測）時間/min溫度/122.根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，參照圖2.3.1作圖，用外推法確定環(huán)

17、已烷凝固點和溶液凝固點，計算；3.由環(huán)己烷的密度、體積，求取環(huán)己烷的質(zhì)量，再有公式（3-1）（3-3）計算萘的摩爾質(zhì)量。六、思考題1. 什么叫凝固點? 凝固點降低的公式在什么條件下才適用?它能否用于電解質(zhì)溶液?2. 為什么會產(chǎn)生過冷現(xiàn)象?3. 為什么要使用空氣夾套？過冷太甚有何弊??？4. 測定環(huán)已烷和萘丸質(zhì)量時，精密度要求是否相同?為什么?七、教學討論1. 根據(jù)稀溶液依數(shù)性，用凝固點下降法測得的是數(shù)均摩爾質(zhì)量。因此在測定大分子物質(zhì)時必須先除去其中所含溶劑和小分子物質(zhì)，否則它們將給結(jié)果帶來很大影響。2. 用凝固點下降法測摩爾質(zhì)量往往與所用溶劑類型和溶液濃度有關(guān)。如被測物質(zhì)在溶劑中產(chǎn)生締合，離解或

18、溶劑化等現(xiàn)象都會得出不正確的結(jié)果。3. 在不同濃度下進行測定后再外推至無限稀可得較好的結(jié)果。4. 環(huán)已烷的Kf=20.2，較苯的Kf=5.12大4倍，且其毒性較小，故教學實驗宜選用環(huán)已烷作溶劑。5. 用電子溫度貝克曼計代替貝克曼溫度計的優(yōu)點是熱敏電阻熱容量小，操作輕便，簡單直觀，便于用外推法得到比較準確的凝固點。八、課余實踐1. 凝固點降低法具有設(shè)備簡單，不受外壓的影響(相對于沸點升高法)，低溫操作溶劑揮發(fā)損失小，一般溶劑均有較大的凝固點下降常數(shù)等優(yōu)點。2. 樟腦具有較大的凝固點降低常數(shù)，因而對大分子物質(zhì)的測定有利。但須注意市售樟腦不純其Kf值應(yīng)重作測定。如果待測物質(zhì)不溶于樟腦或與樟腦有反應(yīng)，

19、以及加熱到樟腦熔點(178)即行分解，則亦不適用。3. 測定凝固點可以鑒別物質(zhì)的純度。實驗四 溶液表面張力的測定一、實驗?zāi)康?、掌握最大氣泡壓力法測定溶液表面張力的原理和技術(shù)；2、測定不同濃度溶液的表面張力，計算吸附量； 3、了解氣液界面的吸附作用，計算表面層被吸附分子的截面積和吸附層的厚度。 二、實驗原理 1表面張力和表面吸附表面張力是液體的重要性質(zhì)之一，它是因表面層分子受力不均衡所引起的。在一個液體的內(nèi)部，任何分子周圍的吸引力是平衡的?？墒窃谝后w表面層的分子卻不相同。因為液體表面層的分子一方面受到液體內(nèi)層的臨近分子的吸引，另一方面受到液體外部氣體分子的吸引，而且前者的作用力比后者大。因此在

20、液體表面表面層中，每個分子都受到垂直于并指向液體內(nèi)部的不平衡力，如圖1所示。這種吸引力使表面上的分子向內(nèi)擠，促成液體的最小面積。因此，液體都有自動縮小表面積的趨勢，液體表面縮小是一個自發(fā)過程。圖1 液體表面與分子內(nèi)部受力情況圖從熱力學觀點來看，液體表面縮小是使系統(tǒng)總吉布斯函數(shù)減小的一個自發(fā)過程，如要使液體的表面積增大，就必須要反抗分子的內(nèi)向力而作功，增加分子的位能，所以說分子在表面層比在液體內(nèi)部有較大的位能，這位能就是表面自由能。如欲使液體表面面積增加S時，就需對其做表面功，其大小應(yīng)與S成正比，系數(shù)為即為表面張力： W =×S (式1) 比例系數(shù)從能量的角度被稱為比表面吉布斯函數(shù)，即

21、為恒溫恒壓下形成1m2新表面所需的可逆功，其單位為Jm-2。從物理學力的角度看，可被理解為沿著表面和表面相切、垂直作用于單位長度相界面線段上的表面緊縮力，即表面張力，其單位是Nm-1。液體的表面張力與溫度有關(guān)，溫度愈高，表面張力愈小。到達臨界溫度時，液體與氣體不分，表面張力趨近于零。液體的表面張力也與液體的純度有關(guān)，在純凈的液體(溶劑)中如果摻進雜質(zhì)(溶質(zhì))，表面張力就要發(fā)生變化，其變化的大小，決定于溶質(zhì)的本性和加入量的多少。   在定溫下純液體的表面張力為定值，當加入溶質(zhì)形成溶液時，分子間的作用力發(fā)生變化，表面張力也發(fā)生變化，其變化的大小決定于溶質(zhì)的性質(zhì)和加入量

22、的多少。水溶液表面張力與其組成的關(guān)系大致有以下三種情況：（1）隨溶質(zhì)濃度增加表面張力略有升高；（2）隨溶質(zhì)濃度增加表面張力降低，并在開始時降得快些；（3）溶質(zhì)濃度低時表面張力就急劇下降，于某一濃度后表面張力幾乎不再改變。以上三種情況溶質(zhì)在表面層的濃度與體相中的濃度都不相同，這種表面濃度與溶液內(nèi)部濃度不同的現(xiàn)象叫做溶液的表面吸附。根據(jù)能量最低原理，溶質(zhì)能降低溶劑的表面張力時，表面層中溶質(zhì)的濃度比溶液內(nèi)部大；反之，溶質(zhì)使溶劑的表面張力升高時，它在表面層中的濃度比在內(nèi)部的濃度低。在指定的溫度和壓力下，溶質(zhì)的吸附量與溶液的表面張力及溶液的濃度之間的關(guān)系遵守吉布斯(Gibbs)吸附方程： （式2）式中，

23、為溶質(zhì)在表面層的吸附量；為表面張力；c為吸附達到平衡時溶質(zhì)的濃度。 圖2 表面張力和濃度關(guān)系圖引起溶劑表面張力顯著降低的物質(zhì)叫表面活性物質(zhì)，>0，即產(chǎn)生正吸附的物質(zhì)；反之稱為表面惰性物質(zhì)，<0，即產(chǎn)生負吸附的物質(zhì)。被吸附的表面活性物質(zhì)分子在界面層中的排列，決定于它在液層中的濃度，這可由圖1看出。 圖1 被吸附的分子在界面上的排列 圖1中(1)和(2)是不飽和層中分子的排列，(3)是飽和層分子的排列。當界面上被吸附分子的濃度增大時，它的排列方式在不斷改變，最后，當濃度足夠大時，被吸附分子蓋住了所有界面的位置，形成飽和吸附層，分子排列方式如圖1中(3)所示。這樣的吸附層是單分子層，隨著

24、表面活性物質(zhì)的分子在界面上愈益緊密排列，則此界面的表面張力也就逐漸減小。如果在恒溫下繪成曲線=f(c)(表面張力等溫線)，當c增加時，在開始時顯著下降，而后下降逐漸緩慢下來，以至的變化很小，這時的數(shù)值恒定為某一常數(shù)(見圖2)。利用此圖求出其在一定濃度時曲線的切線斜率，代入吉布斯吸附方程就可求得表面吸附量?；蛘咴谇€上某一濃度c點作切線與縱坐標交于b點，再從切點a作平行于橫坐標的直線，交縱坐標于b點，以Z表示切線和平行線在縱坐標上截距間的距離，故有： （3）根據(jù)朗格繆爾公式： （4）其中 為飽和吸附量，即表面被吸附物鋪滿一層分子時的吸附量，整理可得： （5）以 c/ 對 c 作圖，得一直線，該直

25、線的斜率為1/，即可求得飽和吸附量。由所求得的 代入： （6），可求被吸附分子的截面積(L為阿佛加得羅常數(shù))。若已知密度，分子量M，可計算吸附層厚度 （7）2、最大泡壓法測表面張力本實驗用氣泡最大壓力法測定溶液的表面張力，其儀器裝置如圖2所示：圖2 最大泡壓測表面張力的裝置示意圖圖中1、恒溫套管；2、毛細管(r在0.150.2mm)；3、壓力計；4、分液漏斗；5、吸濾瓶；6、連接橡皮管。將待測表面張力的液體裝于表面張力儀中，使毛細管的端面與液面相切，液面即沿毛細管上升，打開抽氣瓶的活塞緩緩抽氣，毛細管內(nèi)液面上受到一個比A瓶中液面上大的壓力，當此壓力差-附和壓力(p=p大氣-p系統(tǒng))。如果毛細管

26、半徑很小，則形成的氣泡基本上時球形的。當氣泡開始形成時，表面幾乎時平的，這時曲率半徑最大；隨著氣泡的形成，曲率半徑逐漸變小，直到形成球形，這時的曲率半徑R和毛細管半徑r相等，曲率半徑達最小值，根據(jù)下式這時附加壓力達到最大值。氣泡進一步長大，R變大，附加壓力則變小，直到氣泡逸出。此時附加壓力與表面張力成正比，與氣泡的曲率半徑成反比，遵循拉普拉斯公式，R=r時的最大附加壓力為： p=2/r （5）式中，p為附加壓力；為表面張力；R為氣泡的曲率半徑。實際測量時，使毛細管端與液面接觸，則可忽略氣泡鼓泡所需克服的靜壓力，這樣就可直接用上式進行計算。當將其它參數(shù)合并為常數(shù)K時，則上式變?yōu)椋?=Kp （6）

27、式中的儀器常數(shù)K可用已知表面張力的標準物質(zhì)測得。 在實驗中，如果使用同一支毛細管和壓力計，則可以用已知表面張力的液體為標準（如蒸餾水），分別測定標準物和待測物的最大附加壓力，通過對比計算求未知液體的表面張力，其中水/ p水則被稱為儀器常數(shù)： （9）根據(jù)此法所測得的表面張力，使用上面介紹的方法就可以求出所測物質(zhì)在溶液中的飽和吸附量、被吸附分子的截面積和吸附層厚度。三、實驗儀器、試劑1、實驗儀器：超級恒溫槽，最大氣泡壓力法表面張力儀，洗耳球，燒杯（50ml），乳膠管兩根，鐵架臺，十字夾，鐵夾各2個，膠頭滴管。2、實驗試劑：乙醇，正庚醇，蒸餾水，自來水，凡士林。四、實驗步驟1儀器準備與檢漏將測定管先用洗液洗凈，再順次用自來水和蒸餾水漂洗，以保證不要在玻璃面上留有水珠，使毛細管有很好的潤濕性。裝配、使用乳膠管連接好儀器，保證系統(tǒng)不漏氣。調(diào)節(jié)恒溫水浴溫度為25。2儀器常數(shù)的測量將大量自來水注入減壓管中。在測定管中裝入蒸餾水，調(diào)節(jié)液面，使之恰好與毛細管尖端相切。在減壓管上端活塞打開通大氣時，壓差計采零，再關(guān)閉通