Межфазные взаимодействия между конденсированными фазами
Количественные характеристики процесса смачивания поверхности
жүктеу/скачать 0,83 Mb.
|
Лекция 7 Эффект смацивания
| Количественные характеристики процесса смачивания поверхности.
Среди этих характеристик можно назвать те, о которых мы уже говорили: а) угол смачивания θ и cosθ Различают равновесные и неравновесные краевые углы. Равновесные p определяются только значениями поверхностного натяжения (поверхностной энергии Гиббса) на границах раздела всех трех фаз. Равновесию отвечает минимум поверхностной энергии Гиббса, поэтому для каждой системы при данных внешних условиях p имеет только одно значение, определяемое по уравнению Юнга: Неравновесных же краевых углов может быть множество. Следует однако отметить, что в зависимости от условий проведения экспериментов (шероховатость поверхности, наличие неорганических ионов или ПАВ в смачивающей жидкости) измеренный краевой угол может существенно отличаться от Р. Формирование капли жидкости на твёрдой поверхности в среде газа сопровождается наложением множества факторов: веса капли, шероховатости поверхности и т.п., учесть которые не представляется возможным. Поэтому истинные свойства поверхности можно установить лишь в условиях избирательного смачивания, когда капля исследуемой жидкости (1) помещена в фазу другой жидкости (2), несмешивающейся с первой. Уравнение Юнга в этом случае имеет вид: Проанализируем это уравнение: 1. Если , то cos> 0 и< 900. Здесь условию самопроизвольностиG < 0 отвечает процесс формирования такой капли, что 0 << 900. Т.е. в данном случае в «конкурентной борьбе» за поверхность побеждает жидкость 1. Если это – вода, то твёрдая поверхность является гидрофильной, если это масло, то поверхность - олеофильная. При cos=1 и = 00 происходит полное смачивание поверхности - растекание жидкости 1 по поверхности в виде тонкой пленки. 2. Если , то cos<0 и >900. В этом случае условию самопроизвольности G < 0 отвечает процесс формирования такой капли, что 900<< 1800. Т.е. жидкость 2 вытесняет с поверхности жидкость 1. Если при этом жидкость 1 – вода, то поверхность олеофильная (гидрофобная), а если масло, то – гидрофильная (олеофобная). жүктеу/скачать 0,83 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|