Методические указания (с программой) и контрольные задания по коллоидной химии. Часть 1. Цыренова С.Б - 12 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ВСГУТУ | Улан-Удэ

Составители: 

Рубрика: 

Смачивание – это поверхностное физико-химическое
явление самопроизвольного увеличения площади контакта
жидкости с поверхностью твердого или жидкого тела при
наличие одновременного контакта с воздухом (т.е. это по-
верхностное явление, характеризующиеся наличием трех
соприкасающихся фаз: Г-Ж; Ж-Т; Т-Г).
Из термодинамики известно, что самопроизвольно
протекают процессы, приводящие к уменьшению свободной
энергии системы при соответствующих условиях (∆G <0
при P,T=const; ∆А<Q при V,T=const). Смачивание протекает
на поверхности, поэтому сопровождается уменьшением по-
верхностного натяжения на межфазной поверхности σ или
уменьшением свободной поверхностной энергии, т.к. избы-
ток свободной поверхностной энергии существует на любой
межфазной поверхности.
При нанесении на твердую поверхность капля любой
жидкости в начальный момент имеет полусферическую
форму, но через некоторое время она принимает форму, за-
висящую от плотности жидкости, характера её взаимодей-
ствия с поверхностью. Поверхность контакта жидкости с
плоской поверхностью ограничена периметром смачивания,
в каждой точке которого соприкасаются три фазы: твердая,
жидкая и газообразная, т.е. поведение капли жидкости оп-
ределяется соотношением σ
тв-г
и σ
тв-ж
. Если σ
тв-г
> σ
тв-ж
, то
системе выгодно, чтобы капля растекалась по поверхности.
Наблюдается уменьшение запаса энергии в системе за счет
частичной замены поверхности с большим значением по-
верхностной энергии (σ
тв-г
) поверхностью с меньшим значе-
нием поверхностной энергии (σ
тв-ж
). Если (σ
тв-г
- σ
тв-ж
)> σ
ж-г
,
то происходит полное смачивание поверхности жидкостью;
если (σ
тв-г
- σ
тв-ж
)< σ
ж-г
, то отмечается не смачивание по-
верхности твердого тела жидкости (в) (σ
тв-г
- σ
тв-ж
)= σ
ж-г
, то
наблюдается ограниченное смачивание жидкостью поверх-
ности (б).
Мерой степени смачивания является краевой угол
смачивания θ или его косинус [2]. Измерение краевого угла
смачивания θ производят со стороны жидкой фазы.
Зависимость степени смачивания от соотношения ве-
личин поверхностного натяжения на границах раздела фаз:
газ - твердое тело, жидкость - твердое тело, газ-жидкость в
условиях фазового равновесия выражается уравнением Юн-
га:
σ
тв-г
= σ
тв-ж
+ σ
ж-г
⋅ cos θ или cos θ = σ
тв-г
- σ
тв-ж
/ σ
ж-г
Смачивание сопровождается выделением теплоты.
Различают дифференциальную y и интегральную Q теплоты
смачивания.
Природу твердой поверхности можно изменить со-
гласно условия фазового равновесия µ
1
= µ
2
, превратив ее
из гидрофильной в гидрофобную (процесс гидрофобиза-
ции), и, наоборот, гидрофобную сделать гидрофильной
(процесс гидрофилизации). Изменение способности смачи-
ваться жидкостью достигается адсорбционной модификаци-
ей поверхности. В качестве гидрофобизирующих веществ
используют мыла тяжелых металлов, кремний-органические
соединения; гидрофилизирующих - мыла натрия и калия,
сапонин.
Смачивание имеет практическое значение:
- при механической обработке металлов (шлифовка,
полировка, сверление, резание);
- при бурении скважин (использование бурильных
растворов, содержащие смачиватели);
- при склеивании различных материалов; 
      Смачивание – это поверхностное физико-химическое                 Мерой степени смачивания является краевой угол
явление самопроизвольного увеличения площади контакта             смачивания θ или его косинус [2]. Измерение краевого угла
жидкости с поверхностью твердого или жидкого тела при             смачивания θ производят со стороны жидкой фазы.
наличие одновременного контакта с воздухом (т.е. это по-
верхностное явление, характеризующиеся наличием трех
соприкасающихся фаз: Г-Ж; Ж-Т; Т-Г).
      Из термодинамики известно, что самопроизвольно
протекают процессы, приводящие к уменьшению свободной
энергии системы при соответствующих условиях (∆G <0
при P,T=const; ∆А σтв-ж, то     ваться жидкостью достигается адсорбционной модификаци-
системе выгодно, чтобы капля растекалась по поверхности.          ей поверхности. В качестве гидрофобизирующих веществ
Наблюдается уменьшение запаса энергии в системе за счет           используют мыла тяжелых металлов, кремний-органические
частичной замены поверхности с большим значением по-              соединения; гидрофилизирующих - мыла натрия и калия,
верхностной энергии (σтв-г) поверхностью с меньшим значе-         сапонин.
нием поверхностной энергии (σтв-ж). Если (σтв-г - σтв-ж)> σж-г,         Смачивание имеет практическое значение:
то происходит полное смачивание поверхности жидкостью;                  - при механической обработке металлов (шлифовка,
если (σтв-г - σтв-ж)< σж-г, то отмечается не смачивание по-       полировка, сверление, резание);
верхности твердого тела жидкости (в) (σтв-г - σтв-ж)= σж-г, то          - при бурении скважин (использование бурильных
наблюдается ограниченное смачивание жидкостью поверх-             растворов, содержащие смачиватели);
ности (б).                                                              - при склеивании различных материалов;

Страницы