最大氣泡壓力法是大學(xué)物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)中測定溶液表面張力的一個(gè)經(jīng)典方法。由于最大泡壓法測定溶液表面張力實(shí)驗(yàn)裝置較為簡單，也易于理解其原理，且不用測定液體密度ρ和接觸角θ，因而成為測定溶液表面張力的一個(gè)基本物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)。下面介紹實(shí)驗(yàn)存在問題與改進(jìn)方法。

1.1主要儀器與試劑

主要儀器：DP-AW-I型表面張力實(shí)驗(yàn)裝置，南京桑力電子設(shè)備廠；CH1006型超級(jí)恒溫槽，上海恒平科技儀器有限公司。

主要試劑：正丁醇，無水乙醇，均為分析純，天津光復(fù)試劑有限公司。

1.2存在問題

實(shí)驗(yàn)改進(jìn)主要以濃度、溫度、物質(zhì)等分別作為變量，進(jìn)行正交實(shí)驗(yàn)，從而得到較為符合常理的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)存在較大偏差的原因可能如下：

(1)在低濃度下，偏差可能來自于體積小時(shí)的量取誤差；在高濃度時(shí)，誤差則可能是來源于實(shí)驗(yàn)是以易揮發(fā)的乙醇及正丁醇為研究對(duì)象，濃度增大，溶液的揮發(fā)性增大；最后，在配制溶液時(shí)，溫度不可能完全一樣，導(dǎo)致試劑密度變化，因而帶來誤差。

(2)實(shí)驗(yàn)所用的樣品管為套管試管，內(nèi)管放置待測液，外管則是由橡膠管而來的恒溫水，用于營造恒溫環(huán)境。一般情況下為保證實(shí)驗(yàn)儀器的穩(wěn)定及整潔，恒溫水槽及樣品管距離較遠(yuǎn)，橡膠管較長，恒溫水到外管時(shí)水溫有微小變化，從而造成實(shí)驗(yàn)誤差。

1.3改進(jìn)

(1)濃度：為保證濃度的準(zhǔn)確：①由于待測溶液濃度極稀，可采用等體積滴定方法；②每測完一組都洗凈毛細(xì)管，再用待測液潤洗吹干后進(jìn)行測定；③先配制一系列標(biāo)準(zhǔn)溶液，精準(zhǔn)測定其折光率后得出工作曲線，再由此確定實(shí)驗(yàn)溶液濃度。本實(shí)驗(yàn)選擇配制一系列濃度溶液，在每次實(shí)驗(yàn)時(shí)，都進(jìn)行潤洗操作，減小由于濃度的不準(zhǔn)確而帶來的誤差。

(2)溫度：溫度是實(shí)驗(yàn)結(jié)果是否準(zhǔn)確的關(guān)鍵影響因素。改進(jìn)溫度的方法有：①將待測液置于支管燒瓶內(nèi)，再將支管燒瓶直接置于恒溫水浴槽內(nèi)；②盡量縮短橡膠管長度或選擇保溫性較好的橡膠管。本實(shí)驗(yàn)采取了保溫性較好的橡膠管，并設(shè)置了25°C和30°C兩個(gè)溫度，有效降低了結(jié)果的偶然性。裝置如圖1所示。

圖1表面張力實(shí)驗(yàn)裝置圖

(3)物質(zhì)：本實(shí)驗(yàn)采用了正丁醇和乙醇為實(shí)驗(yàn)對(duì)象，進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)，降低了實(shí)驗(yàn)結(jié)果的偶然性。正丁醇和乙醇屬于短鏈烷基醇類(碳鏈長度小于8)，隨著濃度的增加，表面張力下降，但不呈完美的線性關(guān)系。且在接近溶解度時(shí)，由于其密度小于水，達(dá)不到完全溶解，造成測量失準(zhǔn)，因此對(duì)高濃度的溶液存在測量偏差。

(5)其他：①將表面張力儀樣品管所連接的毛細(xì)管外部加設(shè)一個(gè)可旋動(dòng)的活塞，可以通過旋轉(zhuǎn)毛細(xì)管外部的旋鈕來調(diào)節(jié)毛細(xì)管高度，進(jìn)而靈活方便地調(diào)節(jié)毛細(xì)管與液面的相切；②將橡膠塞改為磨口玻璃塞，保證密封性，且可以使毛細(xì)管與液面保持垂直，從而減少用橡膠塞固定毛細(xì)管所引起的誤差。