Смачиваемость материалов водой таблица

Содержание

Смачиваемость поверхности разных веществ
Определение смачиваемости поверхностей (волокон и пористых материалов)
Расчет по методу Вашбурна
Пример исследования
Смачивание — Wetting
СОДЕРЖАНИЕ
Объяснение
Поверхности с высокой и низкой энергией
Смачивание низкоэнергетических поверхностей
Идеальные твердые поверхности
Смачиваемость материалов водой таблица

Смачиваемость поверхности разных веществ

Посуда, изготовленная из стекла, хорошо смачивается водой, по этой причине наблюдается всползание высокодисперсных осадков по стенкам сосуда. Такое же явление наблюдается и с насыщенными растворами солей. Для предотвращения этого явления стенки сосудов покрываются тонким слоем гидрофобизирующего вещества, например трихлорсилана. Гидрофобизацию поверхностей стаканов, бюреток, пипеток широко применяют в ультрамикроанализе. Гидрофобными свойствами обладают и изделия из фторопласта-4 и других полимеров [13].

Для демонстрации свойств гидрофобной и гидрофильной поверхностей можно использовать свойства ориентированного слоя молекул стеариновой кислоты. При затвердевании на поверхности воды стеариновая кислота образует мономолекулярный ориентированный слой. Полярные группы стеариновой кислоты обращены к воде, а углеводородные остатки — внутрь стеаринового слоя, что приводит к изменению смачиваемости поверхности [14]. Изменение смачиваемости удобно наблюдать, используя воду, подкрашенную метиловым фиолетовым или другим красителем.

Метиленовый фиолетовый, 0,1%-ный раствор.

Выполнение опыта. В стакан емкостью 0,5 л поместить 400 мл воды и кусочек стеариновой кислоты. На лекции нагреть стакан. При этом стеариновая кислота плавится. Охладить стакан. Осторожно снять образовавшийся твердый слой и положить на стол на лист фильтровальной бумаги, просушить. Разделить слой на два куска. Один кусок положить ориентированным слоем вверх (т. е. вверх стороной, которая была обращена к воде), другой кусок — ориентированным слоем вниз. Нанести по капле метилового фиолетового на оба куска.

На Поверхности с ориентированным слоем капля растекается, в то время как на поверхности другого куска капля не растекается.

Примечание. В большой аудитории демонстрацию опыта (т. е. нанесение капель) рекомендуется провести, используя эпидиаскоп.

Источник

Определение смачиваемости поверхностей (волокон и пористых материалов)

Автор: Dr. Christopher Rulison (Augustine Scientific)

Смачиваемость волокон измеряется на основе определения краевого угла смачивания одиночного волокна или связки нитей согласно теории Вашбурна. На практике данный метод реализован в процессорных тензиометрах K100 фирмы KRUSS.

Для определения смачиваемости различных поверхностей обычно рассчитывают краевой угол по методу лежащей капли. Этим методом легко пользоваться, особенно если поверхность однородная, плоская, без пор. Сформировать каплю на поверхности нити или пористого материала довольно сложно, кроме того, она будет проникать в поры, следовательно, профиль капли будет недостоверным или искаженным. Несмотря на то, что приборы краевого угла DSA100 фирмы KRUSS позволяют дозировать микрокаплю на волос (см. фото), для изучения смачивающих свойств волокон, порошков и пористых материалов тензиометр K100 был оснащен специальными держателями.

Расчет по методу Вашбурна

Согласно теории Вашбурна при соприкосновении волокна или пористого материала с жидкостью последняя будет подниматься за счет капиллярных сил. Капиллярные силы будут подчиняться уравнению:

где t — время соприкосновения, m — масса жидкости, поднявшейся по поверхности или впитавшейся в нее, А — постоянная величина, зависящая от свойств жидкости и поверхности.

При проведении исследований используют жидкость с известной плотностью, вязкостью и поверхностным натяжением. Массу поднявшейся жидкости и время можно измерить. Следовательно, в уравнении Вашбурна останется две неизвестных величины: краевой угол смачивания и константа поверхности.

Если заведомо знать, что краевой угол смачивания поверхности определенной жидкостью равен нулю θ = 0° (cosθ = 1) , то можно найти константу поверхности (с). Обычно для определения постоянной поверхности используют н-гексан, т.к. при комнатной температуре он имеет низкое поверхностное натяжение (18,4 мН/м). После определения константы материала второй образец можно тестировать на смачиваемость нужной жидкостью.

Пример исследования

Для сравнения были выбраны три волокнистых материала: обычное оптоволокно, материал наподобие льна, использующийся для сохранности стекла при транспортировке (адсорбент), и сигаретный фильтр; результаты исследований приведены в таблице ниже.

В данном опыте исследовались не отдельные волокна, а пачки (пучки) нитей. Плотность упаковки влияет на результат. Интересно отметить, что адсорбент и сигаретный фильтр имеют схожие константы. Кроме того, упаковка этих материалов в специальный держатель была похожей, в обоих случаях было использовано 2,5 г. Для упаковки оптоволокна понадобилось 3,0 г на каждый опыт, стекло имеет относительно более высокую плотность; константа этого материала отличается.

Краевой угол смачивания материалов водой не стал неожиданностью. Минимальный угол (наилучшее смачивание) наблюдалось у льняного материала, который используют в качестве адсорбента. Оптоволокно по смачиваемости оказалось на втором месте, что также не явилось неожиданность, т.к. стекло имеет высокую поверхностную энергию. Наихудшие смачивающие свойства показал сигаретный фильтр.

Волокнистый материал	Опыт	Константа материала (на основе н-гексана)	Краевой угол (на основе дистиллированной воды)
Оптоволокно	1 2	1,172·10 -2 см 5 1,161·10 -2 см 5	54,8° 54,7°
Адсорбент	1 2	1,634·10 -2 см 5 1,655·10 -2 см 5	44,8° 44,3°
Сигаретный фильтр	1 2	1,623·10 -2 см 5 1,632·10 -2 см 5	65,0° —

На сегодняшний день метод Вашбурна является почти единственной возможностью оценить смачиваемость поверхностей таких, как: пористые материалы, порошки и волокна. Константа материала, зависящая от плотности упаковки волокон/крупинок, может слегка отличаться от образца к образцу, но в пределах сохранения общих свойств материала.

Полимерная промышленность бурно развивается и позволяет производить материалы с заданными свойствами в зависимости от той области, где планируется использовать новый композит. Взаимодействие материала с разными жидкостями также определяет дальнейшую его судьбу. Порой для получения необходимого эффекта необходимо слегка изменить композиционный состав материала (см. статью «Оптимизация свойств покрытий»).

Таким образом, поверхностная химия — важный инструмент в области производства материалов с заданными свойствами.

Источник

Смачивание — Wetting

Смачивание — это способность жидкости поддерживать контакт с твердой поверхностью в результате межмолекулярных взаимодействий, когда они соединяются. Степень смачивания (смачиваемость) определяется балансом сил между адгезионными и когезионными силами .

Смачивание имеет важное значение в связи или присоединения двух материалов. Смачивание и поверхностные силы, контролирующие смачивание, также ответственны за другие связанные эффекты, включая капиллярные эффекты.

Есть два типа смачивания: безреактивное смачивание и реактивное смачивание.

Смачивание имеет дело с тремя фазами вещества: газом, жидкостью и твердым телом. В настоящее время он находится в центре внимания нанотехнологий и нанонаучных исследований из-за появления многих наноматериалов за последние два десятилетия (например, графена , углеродных нанотрубок , наномеша из нитрида бора ).

СОДЕРЖАНИЕ

Объяснение

Сила сцепления между жидкостью и твердым телом заставляет каплю жидкости растекаться по поверхности. Силы сцепления внутри жидкости заставляют каплю скатываться и избегать контакта с поверхностью.

Рис. 2	Угол контакта	Степень смачивания	Сила взаимодействия
Твердое – жидкое	Жидкость – жидкость
S	θ = 0	Идеальное смачивание	Сильный	Слабый
C	0 Контактный угол (θ), как показано на фиг.1, представляет собой угол , при котором интерфейс жидкость-пар отвечает твердое-жидкость. Угол контакта определяется балансом между адгезионными и когезионными силами. По мере увеличения тенденции капли растекаться по плоской твердой поверхности угол смачивания уменьшается. Таким образом, краевой угол является обратной мерой смачиваемости. Угол смачивания менее 90 ° (низкий угол смачивания) обычно указывает на то, что смачивание поверхности очень благоприятно, и жидкость будет распространяться по большой площади поверхности. Углы смачивания, превышающие 90 ° (высокий угол смачивания), обычно означают, что смачивание поверхности неблагоприятно, поэтому жидкость минимизирует контакт с поверхностью и образует компактную каплю жидкости. Для воды смачиваемая поверхность также может быть названа гидрофильной, а несмачиваемая поверхность — гидрофобной . Супергидрофобные поверхности имеют краевые углы более 150 °, при этом контакт между каплей жидкости и поверхностью практически отсутствует. Иногда это называют « эффектом лотоса ». В таблице описаны различные углы смачивания и соответствующие им взаимодействия твердое тело / жидкость и жидкость / жидкость. Для неводных жидкостей термин «лиофильный» используется для условий с низким углом смачивания, а термин «лиофобный» используется для обозначения более высоких углов смачивания. Точно так же термины омнифобный и омнифильный применимы как к полярным, так и к неполярным жидкостям. Поверхности с высокой и низкой энергией Жидкости могут взаимодействовать с двумя основными типами твердых поверхностей. Традиционно, твердые поверхности были разделены на высоко- энергии и низкой энергии твердых тел. Относительная энергия твердого тела связана с объемной природой самого твердого тела. Твердые тела, такие как металлы, стекло и керамика , известны как «твердые твердые тела», потому что химические связи , удерживающие их вместе (например, ковалентные, ионные или металлические), очень сильны. Таким образом, для разрушения этих твердых тел требуется большое количество энергии (в качестве альтернативы, требуется большое количество энергии, чтобы разрезать основную массу и образовать две отдельные поверхности), поэтому их называют «высокоэнергетическими». Большинство молекулярных жидкостей полностью смачиваются высокоэнергетическими поверхностями. Другой тип твердого вещества — это слабые молекулярные кристаллы (например, фторуглероды, углеводороды и т. Д.), В которых молекулы удерживаются вместе в основном за счет физических сил (например, сил Ван-дер-Ваальса и водородных связей). Поскольку эти твердые тела удерживаются вместе слабыми силами, для их разрушения требуется очень небольшое количество энергии, поэтому их называют «низкоэнергетическими». В зависимости от типа выбранной жидкости низкоэнергетические поверхности могут допускать полное или частичное смачивание. Сообщалось о динамических поверхностях, которые претерпевают изменения в поверхностной энергии при приложении соответствующих стимулов. Например, было показано, что поверхность, представляющая управляемые фотонами молекулярные двигатели, претерпевает изменения краевого угла смачивания воды при переключении между бистабильными конформациями с различной поверхностной энергией. Смачивание низкоэнергетических поверхностей Поверхности с низкой энергией в основном взаимодействуют с жидкостями посредством диспергирующих ( ван-дер-ваальсовых ) сил. Уильям Зисман сделал несколько ключевых выводов: Зисман заметил, что cos θ линейно увеличивается с уменьшением поверхностного натяжения (γ _LV ) жидкости. Таким образом, ему удалось установить линейную функцию между cos θ и поверхностным натяжением (γ _LV ) для различных органических жидкостей. Поверхность более смачиваема, когда γ _LV и θ низкие. Зисман назвал пересечение этих линий, когда cos θ = 1, критическим поверхностным натяжением (γ _c ) этой поверхности. Это критическое поверхностное натяжение является важным параметром, поскольку оно характерно только для твердого тела. Зная критическое поверхностное натяжение твердого тела, можно предсказать смачиваемость поверхности. Смачиваемость поверхности определяется внешними химическими группами твердого тела. Различия в смачиваемости между схожими по структуре поверхностями обусловлены различиями в упаковке атомов. Например, если поверхность имеет разветвленные цепи, она будет иметь более плохую упаковку, чем поверхность с прямыми цепями. Более низкое критическое поверхностное натяжение означает менее смачиваемую поверхность материала. Идеальные твердые поверхности Идеальная поверхность является плоской, жесткой, идеально гладкой, химически однородным, и имеет нулевой угол контакта гистерезис . Нулевой гистерезис означает, что углы смачивания и удаления равны. Другими словами, существует только один термодинамически стабильный краевой угол смачивания. Когда капля жидкости помещается на такую поверхность, характерный угол смачивания образуется, как показано на рисунке 1. Кроме того, на идеальной поверхности капля возвращается к своей исходной форме, если ее потревожить. Следующие выводы применимы только к идеальным твердым поверхностям; они действительны только для состояния, в котором границы раздела фаз неподвижны, а линия границы раздела фаз находится в состоянии равновесия. Источник Смачиваемость материалов водой таблица Выполнила: Тюрина Анастасия. Цель: узнать о явлениях смачивания и несмачивания, разобраться в причинах возникновения данных явлений. Задачи: — раскрыть основные понятия; -выявить причины явлений смачивания и несмачивания; -рассмотреть опыты, подтверждающие существование данных явлений; -рассказать о существовании данных явлений в природе . Смачивание и несмачивание (теория) Если жидкость контактирует с твёрдым телом, то существуют две возможности: 1)молекулы жидкости притягиваются друг к другу сильнее, чем к молекулам твёрдого тела. В результате силы притяжения между молекулами жидкости собирают её в капельку. Так ведёт себя ртуть на стекле, вода на парафине или «жирной» поверхности. В этом случае говорят, что жидкость не смачивает поверхность; 2)молекулы жидкости притягиваются друг к другу слабее, чем к молекулам твёрдого тела. В результате жидкость стремится прижаться к поверхности, расплывается по ней. Так ведёт себя ртуть на цинковой пластине, вода на чистом стекле или дереве. В этом случае говорят, что жидкость смачивает поверхность. Несмачивание — физическое явление отсутствия смачивания жидкостью поверхности материала. Смачивание — физическое взаимодействие жидкости с поверхностью твёрдого тела или другой жидкости. Смачивание бывает двух видов -Иммерсионное (вся поверхность твёрдого тела контактирует с жидкостью ) -Контактное (состоит из 3х фаз — твердая, жидкая, газообразная) Степень смачивания характеризуется углом смачивания. Угол смачивания (или краевой угол смачивания)- это угол, образованный касательными плоскостями к межфазным поверхностям, ограничивающим смачивающую жидкость, а вершина угла лежит на линии раздела трёх фаз. Измеряется методом лежащей капли. Мерой смачивания служит краевой угол θ — это угол между плоскостью, касательной к поверхности жидкости, и стенкой (плоскостью поверхности твердого тела). Внутри краевого угла всегда находится жидкость. Для смачивающей жидкости θ — острый, для несмачивающей θ — тупой. При полном смачивании θ = 0, при полном несмачивании θ = 180°. Опыты, подтверждающие существование явлений смачивания и несмачивания Положите рядом стеариновую и стеклянную пластинки. Капните из пипетки на каждую из них по маленькой капле воды. На стеариновой пластинке получится полушарие диаметром примерно 3 миллиметра, а на стеклянной пластинке капля растечется. Теперь возьмите стеклянную пластинку и наклоните ее. Капля уже и так растеклась, а теперь она потечет дальше. Молекулы воды охотнее притягиваются к стеклу, чем друг к другу. Другая же капля будет кататься по стеарину при наклонах пластинки в разные стороны. Удержаться на стеарине вода не может, она его не смачивает, молекулы воды притягиваются друг к другу сильнее, чем к молекулам стеарина. Несмачивание в природе. Роль поверхностных явлений в природе разнообразна. Например, поверхностная плёнка воды является для многих организмов опорой при движении. Такая форма движения встречается у мелких насекомых и паукообразных. Наиболее известны водомерки, опирающиеся на воду только конечными члениками широко расставленных лапок. Лапка, покрытая воскообразным налётом, не смачивается водой, поверхностный слой воды прогибается под давлением лапки, образуя небольшое углубление. Подобным образом перемещаются береговые пауки некоторых видов, но их лапки располагаются не параллельно поверхности воды, как у водомерок, а под прямым углом к ней. Перья и пух водоплавающих птиц всегда обильно смазаны жировыми выделениями особых желёз, что объясняет их непромокаемость. Толстый слой воздуха, заключённый между перьями утки и не вытесняемый оттуда водой, не только защищает утку от потери тепла, но и чрезвычайно увеличивает запас плавучести, действуя подобно спасательному поясу. Воскообразный налёт на листьях препятствует заливанию так называемых устьиц, которое могло бы привести к нарушению правильного дыхания растений. Наличием того же воскового налёта объясняется водонепроницаемость соломенной кровли, стога сена и т.д. Заключение Таким образом, явления смачивания и несмачивания имеют важное значение в природе, промышленной технологии, быту. Хорошее смачивание необходимо при крашении и стирке, обработке фотографических материалов, нанесении лакокрасочных покрытий, пропитке волокнистых материалов, склеивании, пайке, амальгамировании и т. д. Снизить смачивание до минимума стремятся при получении гидрофобных покрытий, гидроизоляционных материалов и др. В некоторых случаях, например при флотации и эмульгировании твёрдыми эмульгаторами, требуется сохранение краевых углов в определённом интервале значений. С. играет первостепенную роль в металлургических процессах, при диспергировании твёрдых тел в жидкой среде. Оно влияет на распространение грунтовых вод, увлажнение почв, разнообразные биологические и другие природные процессы. Источник Читайте также: Самая теплая вода мирового океана Оцените статью Добавить комментарий Отменить ответ Имя * Email * Комментарий Сохранить моё имя, email и адрес сайта в этом браузере для последующих моих комментариев. Search for: Свежие записи Как экономить воду и энергию? Откройте для себя 13 эффективных способов сэкономить дома Худеем с помощью воды Как обработать воду в природе? Дождевая вода в саду и на балконе – как ею пользоваться? Как очистить воду в скважине Вам также может понравиться Как экономить воду и энергию? Откройте для себя 13 эффективных способов сэкономить дома Цены на продукты питания, энергию, топливо, а также Дождевая вода в саду и на балконе – как ею пользоваться? В России мы можем собирать дождевую воду наиболее эффективно Ящерица бежит по воде мем Ящерица Христа В тропических лесах Америки встречается Ячневая крупа пропорции при варке с водой Крупа ячневая: как варить вкусную кашу – хитрости Правообладателям Политика конфиденциальности Контакты © 2026 Вода

Рис. 2

Угол контакта

Степень
смачивания

Сила взаимодействия

Твердое – жидкое

Жидкость – жидкость

θ = 0

Идеальное смачивание

Сильный

Слабый

0 Контактный угол (θ), как показано на фиг.1, представляет собой угол , при котором интерфейс жидкость-пар отвечает твердое-жидкость. Угол контакта определяется балансом между адгезионными и когезионными силами. По мере увеличения тенденции капли растекаться по плоской твердой поверхности угол смачивания уменьшается. Таким образом, краевой угол является обратной мерой смачиваемости.

Угол смачивания менее 90 ° (низкий угол смачивания) обычно указывает на то, что смачивание поверхности очень благоприятно, и жидкость будет распространяться по большой площади поверхности. Углы смачивания, превышающие 90 ° (высокий угол смачивания), обычно означают, что смачивание поверхности неблагоприятно, поэтому жидкость минимизирует контакт с поверхностью и образует компактную каплю жидкости.

Для воды смачиваемая поверхность также может быть названа гидрофильной, а несмачиваемая поверхность — гидрофобной . Супергидрофобные поверхности имеют краевые углы более 150 °, при этом контакт между каплей жидкости и поверхностью практически отсутствует. Иногда это называют « эффектом лотоса ». В таблице описаны различные углы смачивания и соответствующие им взаимодействия твердое тело / жидкость и жидкость / жидкость. Для неводных жидкостей термин «лиофильный» используется для условий с низким углом смачивания, а термин «лиофобный» используется для обозначения более высоких углов смачивания. Точно так же термины омнифобный и омнифильный применимы как к полярным, так и к неполярным жидкостям.

Поверхности с высокой и низкой энергией

Жидкости могут взаимодействовать с двумя основными типами твердых поверхностей. Традиционно, твердые поверхности были разделены на высоко- энергии и низкой энергии твердых тел. Относительная энергия твердого тела связана с объемной природой самого твердого тела. Твердые тела, такие как металлы, стекло и керамика , известны как «твердые твердые тела», потому что химические связи , удерживающие их вместе (например, ковалентные, ионные или металлические), очень сильны. Таким образом, для разрушения этих твердых тел требуется большое количество энергии (в качестве альтернативы, требуется большое количество энергии, чтобы разрезать основную массу и образовать две отдельные поверхности), поэтому их называют «высокоэнергетическими». Большинство молекулярных жидкостей полностью смачиваются высокоэнергетическими поверхностями.

Другой тип твердого вещества — это слабые молекулярные кристаллы (например, фторуглероды, углеводороды и т. Д.), В которых молекулы удерживаются вместе в основном за счет физических сил (например, сил Ван-дер-Ваальса и водородных связей). Поскольку эти твердые тела удерживаются вместе слабыми силами, для их разрушения требуется очень небольшое количество энергии, поэтому их называют «низкоэнергетическими». В зависимости от типа выбранной жидкости низкоэнергетические поверхности могут допускать полное или частичное смачивание.

Сообщалось о динамических поверхностях, которые претерпевают изменения в поверхностной энергии при приложении соответствующих стимулов. Например, было показано, что поверхность, представляющая управляемые фотонами молекулярные двигатели, претерпевает изменения краевого угла смачивания воды при переключении между бистабильными конформациями с различной поверхностной энергией.

Смачивание низкоэнергетических поверхностей

Поверхности с низкой энергией в основном взаимодействуют с жидкостями посредством диспергирующих ( ван-дер-ваальсовых ) сил. Уильям Зисман сделал несколько ключевых выводов:

Зисман заметил, что cos θ линейно увеличивается с уменьшением поверхностного натяжения (γ _LV ) жидкости. Таким образом, ему удалось установить линейную функцию между cos θ и поверхностным натяжением (γ _LV ) для различных органических жидкостей.

Поверхность более смачиваема, когда γ _LV и θ низкие. Зисман назвал пересечение этих линий, когда cos θ = 1, критическим поверхностным натяжением (γ _c ) этой поверхности. Это критическое поверхностное натяжение является важным параметром, поскольку оно характерно только для твердого тела.

Зная критическое поверхностное натяжение твердого тела, можно предсказать смачиваемость поверхности. Смачиваемость поверхности определяется внешними химическими группами твердого тела. Различия в смачиваемости между схожими по структуре поверхностями обусловлены различиями в упаковке атомов. Например, если поверхность имеет разветвленные цепи, она будет иметь более плохую упаковку, чем поверхность с прямыми цепями. Более низкое критическое поверхностное натяжение означает менее смачиваемую поверхность материала.

Идеальные твердые поверхности

Идеальная поверхность является плоской, жесткой, идеально гладкой, химически однородным, и имеет нулевой угол контакта гистерезис . Нулевой гистерезис означает, что углы смачивания и удаления равны. Другими словами, существует только один термодинамически стабильный краевой угол смачивания. Когда капля жидкости помещается на такую поверхность, характерный угол смачивания образуется, как показано на рисунке 1. Кроме того, на идеальной поверхности капля возвращается к своей исходной форме, если ее потревожить. Следующие выводы применимы только к идеальным твердым поверхностям; они действительны только для состояния, в котором границы раздела фаз неподвижны, а линия границы раздела фаз находится в состоянии равновесия.

Источник

Смачиваемость материалов водой таблица

Выполнила: Тюрина Анастасия.

Цель: узнать о явлениях смачивания и несмачивания, разобраться в причинах возникновения данных явлений.
Задачи:
— раскрыть основные понятия;
-выявить причины явлений смачивания и несмачивания;
-рассмотреть опыты, подтверждающие существование данных явлений;
-рассказать о существовании данных явлений в природе .

Смачивание и несмачивание (теория)
Если жидкость контактирует с твёрдым телом, то существуют две возможности:
1)молекулы жидкости притягиваются друг к другу сильнее, чем к молекулам твёрдого тела. В результате силы притяжения между молекулами жидкости собирают её в капельку. Так ведёт себя ртуть на стекле, вода на парафине или «жирной» поверхности. В этом случае говорят, что жидкость не смачивает поверхность;
2)молекулы жидкости притягиваются друг к другу слабее, чем к молекулам твёрдого тела. В результате жидкость стремится прижаться к поверхности, расплывается по ней. Так ведёт себя ртуть на цинковой пластине, вода на чистом стекле или дереве. В этом случае говорят, что жидкость смачивает поверхность.
Несмачивание — физическое явление отсутствия смачивания жидкостью поверхности материала.
Смачивание — физическое взаимодействие жидкости с поверхностью твёрдого тела или другой жидкости.
Смачивание бывает двух видов
-Иммерсионное (вся поверхность твёрдого тела контактирует с жидкостью )
-Контактное (состоит из 3х фаз — твердая, жидкая, газообразная)

Степень смачивания характеризуется углом смачивания. Угол смачивания (или краевой угол смачивания)- это угол, образованный касательными плоскостями к межфазным поверхностям, ограничивающим смачивающую жидкость, а вершина угла лежит на линии раздела трёх фаз. Измеряется методом лежащей капли. Мерой смачивания служит краевой угол θ — это угол между плоскостью, касательной к поверхности жидкости, и стенкой (плоскостью поверхности твердого тела). Внутри краевого угла всегда находится жидкость. Для смачивающей жидкости θ — острый, для несмачивающей θ — тупой. При полном смачивании θ = 0, при полном несмачивании θ = 180°.

Опыты, подтверждающие существование явлений смачивания и несмачивания

Положите рядом стеариновую и стеклянную пластинки. Капните из пипетки на каждую из них по маленькой капле воды. На стеариновой пластинке получится полушарие диаметром примерно 3 миллиметра, а на стеклянной пластинке капля растечется. Теперь возьмите стеклянную пластинку и наклоните ее. Капля уже и так растеклась, а теперь она потечет дальше. Молекулы воды охотнее притягиваются к стеклу, чем друг к другу. Другая же капля будет кататься по стеарину при наклонах пластинки в разные стороны. Удержаться на стеарине вода не может, она его не смачивает, молекулы воды притягиваются друг к другу сильнее, чем к молекулам стеарина.

Несмачивание в природе.
Роль поверхностных явлений в природе разнообразна. Например, поверхностная плёнка воды является для многих организмов опорой при движении. Такая форма движения встречается у мелких насекомых и паукообразных. Наиболее известны водомерки, опирающиеся на воду только конечными члениками широко расставленных лапок. Лапка, покрытая воскообразным налётом, не смачивается водой, поверхностный слой воды прогибается под давлением лапки, образуя небольшое углубление. Подобным образом перемещаются береговые пауки некоторых видов, но их лапки располагаются не параллельно поверхности воды, как у водомерок, а под прямым углом к ней.

Перья и пух водоплавающих птиц всегда обильно смазаны жировыми выделениями особых желёз, что объясняет их непромокаемость. Толстый слой воздуха, заключённый между перьями утки и не вытесняемый оттуда водой, не только защищает утку от потери тепла, но и чрезвычайно увеличивает запас плавучести, действуя подобно спасательному поясу.

Воскообразный налёт на листьях препятствует заливанию так называемых устьиц, которое могло бы привести к нарушению правильного дыхания растений. Наличием того же воскового налёта объясняется водонепроницаемость соломенной кровли, стога сена и т.д.

Заключение
Таким образом, явления смачивания и несмачивания имеют важное значение в природе, промышленной технологии, быту. Хорошее смачивание необходимо при крашении и стирке, обработке фотографических материалов, нанесении лакокрасочных покрытий, пропитке волокнистых материалов, склеивании, пайке, амальгамировании и т. д. Снизить смачивание до минимума стремятся при получении гидрофобных покрытий, гидроизоляционных материалов и др. В некоторых случаях, например при флотации и эмульгировании твёрдыми эмульгаторами, требуется сохранение краевых углов в определённом интервале значений. С. играет первостепенную роль в металлургических процессах, при диспергировании твёрдых тел в жидкой среде. Оно влияет на распространение грунтовых вод, увлажнение почв, разнообразные биологические и другие природные процессы.

Источник

Добавить комментарий