界面化學(xué)-3新.

1、上一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄O返回2022-5-26只有從自然中了解自然 美弗.培根學(xué)術(shù)的進(jìn)展上一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄O返回2022-5-26 潤濕是指一種流體（也可以是氣體）被另潤濕是指一種流體（也可以是氣體）被另一種液體從固體表面或固一液界面置換的過一種液體從固體表面或固一液界面置換的過程。程。常見的潤濕：固體表面上的氣體被液體取代。上一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄O返回2022-5-26 潤濕往往包括三相潤濕往往包括三相:一種氣體和兩種不相混溶的液體一種氣體和兩種不相混溶的液體一種固體和兩種不相混溶的液體一種固體和兩種不相混溶的液體或者是固、液、氣三相或者是固、液、氣三相甚至可以是三種不相混溶的液體

2、甚至可以是三種不相混溶的液體上一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄O返回2022-5-261.4.1 潤濕過程 潤濕過程：沾濕、浸濕、鋪展?jié)櫇襁^程：沾濕、浸濕、鋪展可以用自由能降低值來表示潤濕的程度上一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄O返回2022-5-26一一 沾濕沾濕上一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄O返回2022-5-26一一 沾濕沾濕 在沾濕過程中，消失了單位液體表面和固體表面，產(chǎn)生了單位液-固界面。 粘附功(work of adhesion)就等于這個過程表面吉布斯自由能變化值的負(fù)值。al sg lg-s()WG 上一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄O返回2022-5-26一一 沾濕沾濕在等溫等壓條件下，單位面積的液面與固體表面粘

3、附時對外所作的最大功稱為粘附功。粘附功是液體能否潤濕固體的一種量度。粘附功越大，液體越能潤濕固體，液-固結(jié)合得越牢。上一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄O返回2022-5-26二 浸濕1、硬固體表面的浸濕上一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄O返回2022-5-26二 浸濕 在浸濕過程中，消失了單位面積的氣、固表面，產(chǎn)生了單位面積的液、固界面，所以浸濕功(work of immersion)等于該變化過程表面自由能變化值的負(fù)值。il sg-si()0WGW 能浸濕。上一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄O返回2022-5-26二 浸濕 等溫、等壓條件下，將具有單位表面積的固體可逆地浸入液體中所作的最大功稱為浸濕功。 浸濕功是液體在固

4、體表面取代氣體能力的一種量度。上一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄O返回2022-5-262、硬固體的部分浸濕實(shí)質(zhì)是體系的固氣界面被固液界面部分實(shí)質(zhì)是體系的固氣界面被固液界面部分取代取代上一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄O返回2022-5-263 3、軟固體表面的浸濕、軟固體表面的浸濕 軟固體表面（孔性固體的表面）的軟固體表面（孔性固體的表面）的浸濕過程常稱之為滲透過程浸濕過程常稱之為滲透過程滲透過程上一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄O返回2022-5-263 3、軟固體表面的浸濕、軟固體表面的浸濕滲透過程發(fā)生的驅(qū)動力是液體表面彎月面產(chǎn)滲透過程發(fā)生的驅(qū)動力是液體表面彎月面產(chǎn)生的附加壓力。生的附加壓力。 p = 2 lglg

5、cos R Rpp00，滲透過程可自發(fā)進(jìn)行且進(jìn)行的程度滲透過程可自發(fā)進(jìn)行且進(jìn)行的程度取決于液體的表面張力、接觸角和孔半徑的大取決于液體的表面張力、接觸角和孔半徑的大小小 。上一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄O返回2022-5-26三 鋪展上一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄O返回2022-5-26鋪展系數(shù)(spreading coefficient) 等溫、等壓條件下，單位面積的液固界面取代了單位面積的氣固界面并產(chǎn)生了單位面積的氣液界面，這過程表面自由能變化值的負(fù)值稱為鋪展系數(shù)，用S表示。 若S0，說明液體可以在固體表面自動鋪展。l-sl-gs-g()SG 上一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄O返回2022-5-26三 鋪展l

6、-sl-gs-g()SG = = W Wi i - - W Wc c鋪展過程是固液的粘附功與液體內(nèi)聚功的競爭。過程能否自發(fā)進(jìn)行歸結(jié)為固體分子與液體分子間的相互作用是否比液體分子分子自身間的相互作用大。上一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄O返回2022-5-26四、潤濕三過程與黏附張力 Wa = A + + LgLg Wi = A S = A - - LgLgWi 在潤濕作用中又稱為粘附張力，表示為A ，對于同一體系， Wa Wi S 上一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄O返回2022-5-26四、潤濕三過程與黏附張力 粘附張力粘附張力A A為三種潤濕過程的驅(qū)動力為三種潤濕過程的驅(qū)動力, ,在鋪在鋪展過程中是對抗液體收

7、縮表面的能力展過程中是對抗液體收縮表面的能力。 鋪展過程是潤濕三個過程中的最高標(biāo)準(zhǔn)，鋪展過程是潤濕三個過程中的最高標(biāo)準(zhǔn)，能鋪展則必然浸濕、沾濕，反之則不然。能鋪展則必然浸濕、沾濕，反之則不然。 上一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄O返回2022-5-26 在氣、液、固三相交界點(diǎn)，氣-液與氣-固界面張力之間的夾角稱為接觸角(contact angle) ，通常用q表示。上一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄O返回2022-5-26g- ls - lg- scosq 接觸角的大小可以用實(shí)驗(yàn)測量，也可以用公式計算：上一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄O返回2022-5-26接觸角(contact angle) 若接觸角大于90，說明液體

8、不能潤濕固體。 如汞在玻璃表面。 若接觸角小于90，液體能潤濕固體。 如水在潔凈的玻璃表面。液體和氣體在固體上的接觸角上一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄O返回2022-5-26接觸角(contact angle)接觸角的示意圖：上一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄O返回2022-5-26楊氏方程 lglg coscos = = sgsg- - slsl在光滑、均勻、平坦、堅硬的表面上的平衡接觸角上一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄O返回2022-5-26楊氏方程lglg coscos = = sgsg- - slsllglg為與其飽和蒸汽平衡的液體的表面張力為與其飽和蒸汽平衡的液體的表面張力 sgsg為與該液體的飽和蒸汽平衡的固體的表面張力為與該液體的飽和蒸汽平衡的固體的表面張力slsl為固液之間的界面張力。為固液之間的界面張力。上一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄O返回2022-5-26楊氏方程與粘附 接觸角在接觸角在0180范圍內(nèi)沾濕過程都可范圍內(nèi)沾濕過程都可以自發(fā)進(jìn)行；以自發(fā)進(jìn)行； 當(dāng)當(dāng)= 180 時，時， Wa 0 稱為不完全潤濕。稱為不完全潤濕。W Wa a= = lglg(cos(cos+1+1) )Wa 0 時，過程可自發(fā)進(jìn)行時，過程可自發(fā)進(jìn)行上一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄O返回2022-5-26楊氏方程與硬固體表面的浸濕 0 90浸濕過程可自