Измерение краевых углов. Гистерезис

Гистерезис краевого угла может быть определен непосредственно в случае нахождения пузырька на твердой поверхности (см. стр. 53). При помощи этого метода измерен краевой угол пузырька кислорода на серебряной поверхности в зависимости от [c.121]

Измерение краевых углов. Гистерезис. Экспериментальное определение краевых углов осложняется двумя факторами во-первых, тем, что краевой угол зависит от поверхности натяжения жидкости и, во-вторых, тем, что он редко имеет определённую величину и может принимать различные значения, лежащие между двумя экстремумами (в зависимости от того, стремится ли жидкость распространиться по сухой поверхности или отступить с предварительно смоченной). [c.238]

Для обеспечения полной смачиваемости водой и водными растворами ПАВ требуется тщательная очистка поверхности стекла, особенно от жировых загрязнений. На чистом стекле растворы ПАВ и большинство органических жидкостей дают краевой угол смачивания, равный нулю. Исключение составляют катионактивные ПАВ, которые интенсивно адсорбируются из раствора на отрицательно заряженной поверхности стекла, ориентируясь углеводородными радикалами в воду и гидрофобизируя поверхность. В этом случае формула (87) применяться не может. Однако даже при 0 = 0 ввиду гистерезиса смачивания следует проводить измерения при краевом угле оттекания, т. е., повысив давление в широкой трубке прибора, необходимо поднять уровень в капилляре, после чего вернуть его в исходное положение. [c.92]

В ряде случаев оказывается, что краевой угол зависит от порядка замещения фаз на твердой поверхности (статический, или порядковый, гистерезис смачивания). Очень часто краевой угол, измеренный для капли, не совпадает с краевым углом для пузырька. В настоящее время основными причинами статического гистерезиса считают загрязненность поверхности, шероховатость и физико-химическое взаимодействие фаз. [c.51]

Граница между жидкостью, твердым телом и газом характеризуется краевым углом (или углом смачивания) 0. Этот угол измеряется внутри жидкости. Краевой угол зависит от природы образующих его трех фаз, и его измерение иногда осложняется гистерезисом смачивания — различием между краевым углом при натекании и краевым углом при оттекании. [c.241]

Определение краевого угла на нитях. При использовании метода лежащей капли лучщие результаты получаются, когда капля имеет большие размеры. Но в этих условиях возникают нежелательные явления. Речь идет о значительном времени установления равновесия, увеличении площади контакта капли и гистерезисе. Кроме того, накладывается действие гравитационной силы. Все это приводит к тому, что определяемые краевые углы не всегда будут равновесными. Поэтому предложен метод измерения краевых углов малой капли, сажаемой на нить 1 . В этих условиях равновесие достигается быстро, гистерезис исключается, а гравитационная сила не влияет на краевой угол. [c.63]

Особенно резкое влияние на смачивание и на гистерезис оказывает изменение pH водной фазы. Например, нри наличии в масле 0,1% октадециламина и рН-11 краевой угол смачивания равен 45°, тогда как в кислой области при рН-4 G достигает уже 120°, что соответствует предельной гидрофобизации поверхности стекла. Гистерезис смачивания при этих значениях pH (4 или И) практически отсутствует, наиболее же резкое влияние гистерезиса обнаруживается при промежуточных pH. Так, например, при рН-7 в первоначальный момент измерения О = 65°, л через 30 мин. 6 = 115°, что также характеризует качественное изменение природы поверхности стекла. [c.109]

С гистерезисом связана плохая воспроизводимость результатов при измерениях краевых углов. Если на соприкасающуюся с воздухом поверхность твердого тела нанести каплю воды, то последняя образует с этой поверхностью краевой угол 0ж-г- Если же под поверхность этого твердого тела, соприкасающуюся с водой, поместить пузырек воздуха, как изображено на рис. 3, то, если бы гистерезис [c.15]

Одним из наиболее интересных вопросов химии поверхностных явлений является теория и методы измерения краевых углов смачивания. Гистерезис смачивания, определяемый разностью краевых углов натекания и оттекания, является одним из наиболее трудно объяснимых с теоретической точки зрения явлений, и существует, по-видимому, несколько различных и независимых друг от друга причин, вызывающих его. При объяснении этого явления следует иметь в виду, что угол оттекания—это угол между жидкостью и твердой уже смоченной ею поверхностью, тогда как угол натекания образован жидкостью на свежей сухой твердой поверхности. Поэтому пленки, образующиеся вследствие сорбции на поверхности твердого тела, могут явиться причиной гистерезиса смачивания [40]. И действительно, в ряде исследований было показано, что даже относительно небольшие изменения состояния твердой поверхности, обусловленные сорбцией посторонних веществ, могут резко изменить величину краевого угла. Например, Бартелл и Смит [41] обнаружили, что для воды на свежеобразованной поверхности золота краевой угол равнялся 7°, в присутствии же паров бензола он повышался до 80°. Филиппов с сотрудниками [42] наблюдали аналогичные значительные изменения, вызываемые ненасыщенными адсорбционными слоями при флотации руд [42]. Эти и много других примеров подтверждают адсорбционную теорию, выдвигаемую для объяснения явления гистерезиса смачивания [43]. Состояние поверхностей стекла и кварца в значительной степени влияет на образование металлических пленок, наносимых на них путем конденсации паров, и на растворимость поверхностных слоев [44]. [c.284]

Ничего особенного нет в том, что угол 0 больше, когда измерения проводятся с натекающей жидкостью (угол натекания), чем когда измерения проводятся с оттекающей жидкостью (угол оттекания). Этот гистерезис краевого угла может быть вызван различными причинами, но основная причина, по-видимому, заключается или в неоднородности поверхности, или в ее шероховатости. Так, когда жидкость оттекает с поверхности, часть ее может остаться в порах или щелях, создавая смоченные поверхности, которые будут снижать 6. Однако в принципе, если поверхность достаточно гладкая, гистерезис проявляется очень слабо [4]. [c.341]

Наиболее существенным при экспериментальном определении краевых углов являются различия в их значениях для данной системы в зависимости от того, стремится ли жидкость распространиться по сухой поверхности, или наоборот, отступить с поверхности, уже смоченной данной жидкостью. При этом практически во всех случаях угол натекания больше угла оттекания . Эта разница часто остается заметной даже после того, как движение жидкости по твердой поверхности прекращается. С точки зрения энергетических соотношений, которые определяют существование краевого угла, подобный гистерезис смачивания следует рассматривать скорее как явление неравновесное. В некоторых случаях, однако, имеется постоянное различие в значениях краевого угла в зависимости от того, находились ли данные твердое тело и жидкость в соприкосновении или нет, прежде чем были проведены измерения. Другими словами, работа адгезии меньше для сухой твердой поверхности, чем для той же Поверхности, ранее смоченной жидкостью. Это связано, возможно, с тем, что при первоначальном их контакте происходит адсорбция части жидкости, изменившая характер поверхности твердого тела. В общем, чем чище поверхность твердого тела, тем слабее выражен гистерезис между углами натекания и оттекания. Из этого следует, что большие значения краевого угла натекания вызываются наличием пленки загрязнений на твердой поверхности. Образование такой пленки может быть вызвано даже адсорбцией газов воздуха и, следовательно, иметь место даже при самых тщательных измерениях [c.253]

Измерение краевых углов. Гистерезис. Лэнгмюр высказал предположение, что гистерезис краевых углов, в особенности воды, обусловлен присутствием- поверхностного слоя молекул, с гидрофильным и гидрофобным концами, переворачивающихся при оттекании воды. В нормальных условиях такие молекулы (капример, жирных кислот) должны ориентироваться своими полярными концами к твёрдому телу таким образом, поверхность, на которую жидкость натекает, является гидрофобной. Если при оттекании жидкости эти слои переориентируются (что было бы вполне естественно, так как оттекающая вода притягивает их полярные группы), то оголяемая поверхность становится более гилрофильгой, чем смоченная, так что краевой угол оттекания должен быть меньше. Гистерезис краевых углов воды на стекле или кварце действительно, повидимому, весьма мал, если не отсутствует вовсе, когда поверхность соверщенно свободна от следов жира он невелик также для углеводородных жидкостей, для которых работа адгезии почти одинакова на углеводородной и полярной поверхностях. [c.522]

При измерении краевых углов в черных пленках из белков обнаружен гистерезисный эффект [478], который не наблюдается в пленках из синтетических ПАВ. Значения краевого угла для пленок из трех вышеуказанных белков составляют 1—2 Если после установления равновесия в черной пленке давление в мениске немного повыщается, то краевой угол будет возрастать, достигая максимального значения, а затем снижаться одновременно с уменьшением радиу са кру глой черной пленки (рис. 7.9). Этот процесс продолжается 10—15. мин, после чего восстанавливается равновесное значение краевого угла. При понижении давления в мениске радиус пленки увеличивается, а краевой угол не изменяется, т.е. гистерезис не наблюдается. [c.289]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология