Unghiul de contact al contactului sau unghiul de contact θc. γSL. γLG. γSG sunt desemnate ca energii specifice de suprafață libere la interfața solid-lichid (SL), gaz-lichid (LG) și gaz-solid (SG).
Unghiul de contact al umezelii. de asemenea, unghiul de umezire. Unghiul de contact (Engl unghi de contact.) - unghiul format între tangenta la suprafața fazei gaz-lichid și o suprafață solidă cu un vârf situat la punctul de contact dintre cele trei faze, și în mod convențional măsurat întotdeauna în interiorul fazei lichide [1]. Denumită de litera greacă theta - θ.
Unghiul de contact al umezelii este o caracteristică cantitativă a procesului de udare. valoarea sa determină interacțiunea intermoleculară (atomică, ionică) a particulelor suprafeței solide cu lichide.
Descrierea fizică [ ]
Un exemplu clar de umezire a unui solid cu un lichid. A - un unghi de contact de mai mare de 90 ° și, ca o consecință a umectare slabă (picăturii are formă aproape sferică și interacțiunea slabă cu suprafața solidă - zona scade contactul fluid cu acesta) și C - unghiul de contact este mai mică decât θ<90°, капли жидкости приобретают менискообразную форму (лучшее взаимодействие с твёрдой поверхностью, площадь контакта жидкости больше, чем в примере А), S — краевой угол θ=0°(по сути его нет) — полное смачивание, происходит растекание жидкости по твёрдой поверхности, площадь контакта жидкости с твёрдой поверхностью в данном случае максимален. Процесс растекания жидкости является предельным случаем смачивания.
Se presupune că, dacă valoarea unghiului de margine este mai mică decât θ<90°, то происходит смачивание жидкостью твёрдой поверхности, а сама поверхность называется лиофильной (в случае, если жидкость вода — гидрофильной), в случае, если величина краевого угла больше θ>90 °, atunci suprafața solidă nu este umezită de lichid și este liofobă (hidrofobă). Cu umezeală completă sau absolută, unghiul de contact este zero, cu o umiditate totală sau absolută de 180 °, această valoare nu este observată în natură. Unghiul de margine al echilibrului se calculează în conformitate cu legea lui Young:
Mărimea cosinusului unghiului de colț determină dacă suprafața solidă este umezită cu un lichid sau nu. Cosinele unghiului de contact sunt date în tabel:
Un lichid pe suprafața unui solid formează picături sferice, cu toate acestea, nu se observă o astfel de valoare a unghiului de contact în natură.
Fotografia arată în mod clar că mercurul slab umezește sticla (Θ> 90 °), datorită interacțiunii slabe cu ea (de lucru de rezistență de aderență mai mică coeziune de lucru) și ia forma de picătură (zona de contact redus).
Valoarea unghiului de margine depinde de activitatea de adeziune și coeziune. Cu munca de adeziune, unghiul de contact este legat de ecuația Dupre-Young:
unde σ12 este tensiunea superficială la interfața a două faze (gaz lichid), cosθ este unghiul de contact al umezelii și Wa este lucrarea reversibilă de aderență. Această ecuație poate fi reprezentată în următoarea formă:
Dacă ecuația este împărțită la 2, este posibil să se obțină dependența lucrării forțelor de aderență și coeziune de valoarea unghiului de umectare:
Lucrarea de adeziune vizează împrăștierea lichidului pe suprafața unui solid, prin întindere. În același timp, activitatea forțelor coezive - Wc - este opusă activității de aderare și ajută la tragerea lichidului într-o formă de picătură, împiedicând răspândirea. Din aceasta rezultă că, cu cât sunt mai mari valorile Wa, iar cu cât este mai mică Wk, cu atât mai puternic va fi umezită lichidul de o suprafață solidă (ca urmare, cantitatea θ<90°) и наоборот. Иными словами для того, чтобы усилить смачивание жидкости твёрдой поверхности необходимо увеличить работу адгезии и снизить работу когезии.
Histerezisul umezelii [ ]
Histerezisul se numește histerezis de udare. care rezultă din unghiuri diferite de udare la punctele de contact ale fazelor interacționează (așa-numita avansarea si indepartezi unghiuri). Cu alte cuvinte, histerezisul umezelii este o întârziere în stabilirea unui unghi de echilibru. Diferența dintre unghiurile de contact se datorează faptului că unghiul la punctul de contact al suprafeței lichidului cu o suprafață solidă uscată are o valoare mai mare decât atunci când intră în contact cu suprafața aceluiași corp, pre-umezită.
Există două tipuri de histerezis:
Kinetic tip umezire histerezis se produce atunci când se deplasează unghiuri (schimbarea) umezire - difference unghi de scurgere (întotdeauna mai mare decât unghiul de echilibru) și indepartezi (întotdeauna mai mic decât unghiul de echilibru).
Tipul statistic este cauzat de o scădere a perimetrului de umectare. Se calculează ca diferența dintre unghiul de echilibru și unghiul calculat.
Metode de măsurare [ ]
Există mai multe metode pentru măsurarea unghiului de contact al umezelii. Una dintre metodele cele mai frecvente este metoda picăturii sedentare. Esența metodei constă în faptul că o picătură de apă este aplicată pe o suprafață solidă orizontală, fotografiată și unghiul de margine este determinat din profilul picăturii. Cu toate acestea, unghiurile statice obținute în acest fel nu sunt, strict vorbind, unghiurile de scurgere sau scurgeri de apă. Uneori, unghiul static al picăturii de ședință se numește echilibru.
O metodă modificată a unei picături sedentare este metoda unei picături presate. Folosind această metodă, este posibilă obținerea directă a unghiurilor de incidență și de scurgere. Cu toate acestea, aceste unghiuri depind de forța de apăsare a picăturii.
Superhidrofobicitatea [ ]
Superhidrofobia sau superhidrofobia este fenomenul unei interacțiuni foarte slabe a particulelor de suprafață a substanțelor solide cu lichide, în special cu apă. Unghiul de contact este mai mare de 150 °. Din cauza forțelor de interacțiune slabe (Wa <Notă [ ]
Articole similare