Краевой угол и поверхностное натяжение

Рис. -23. Поверхностные натяжения и краевой угол смачивания в системе нефть—вода — горная порода

Найдите поверхностное натяжение жидкости, если в капилляре с диаметром 2 мм она поднимается иа высоту 15 мм. Плотность жидкости 0,998 г/см , краевой угол мениска равен 0°. Сделайте предполо ке-ние о природе жидкости. [c.34]

Краевой угол воды на парафине равен 111° при 298 К. Для О,] М раствора бутиламина в воде поверхностное натяжение состаЕ ляет 56,3 мДж/м , краевой угол на парафине равен 92°. Рассчитайте поверхностное давление пленки бутиламина, адсорбированного на поверхности раздела парафин — вода. Поверхностное натяжение аоды [c.36]

Рассчитайте работу адгезии ртути к стеклу при 293 К, если известен краевой угол 0=130°. Поверхностное натяжение ртути 475 мДж/м . Найдите коэффициент растекания ртути по поверхности стекла. [c.36]

Используя краевой угол и силовое определение поверхностного натяжения, условие растекания жидкости можно выразить уравнением (рнс. 29) [c.52]

Влияние шероховатости на равновесный краевой угол легко учесть при условии, что размер капли значительно больше средне- го размера выступов и впадин на поверхности. Так как в уравнении Юнга (I. 121) составляющие поверхностного натяжения на грани- це с твердым телом будут в К раз больше, то можно записать [c.75]

Так как поверхностное натяжение целиком определяется природой разделяемой смеси, то при подборе материала насадки следует стремиться к тому, чтобы зависящий от природы материала краевой угол смачивания был как можно меньше. В табл. 5 [c.47]

На рис. 4.2 показаны зависимости глубины пропитки торфа растворами ПАВ от времени. Линейность графиков /г(Ут) в начальный период свидетельствует о том, что в ходе пропитки остаются постоянными значения поверхностного натяжения на границе жидкость — газ, вязкость смачивающей жидкости, краевой угол и эффективный радиус пор в торфе. Скорость же процесса, характеризуемая величиной коэффициента впитывания К, интенсивно возрастает с увеличением концентрации растворов АПАВ и НПАВ. Однако этот рост прекращается при концентрации растворов АПАВ и НПАВ, близкой к выходу на плато изотерм адсорбции (С=1—2%) [227]. Кроме того, следует также обратить внимание на отклонение от линейности графиков Л(Ут) с течением времени. Это явление, связанное с адсорбцией [c.70]

Физико-химическую сторону процесса характеризуют два параметра поверхностное натяжение на границах раздела нефть — вытесняющая вода, нефть — погребенная вода и краевой угол избирательного смачивания в системе нефть — вода — порода. [c.177]

Таким образом, для точного определения поверхностного натяжения жидкости ио высоте поднятия кроме радиуса капилляра необходимо измерить краевой угол. В этом заключается основной недостаток метода. [c.22]

Другое важное свойство жидкой фазы связано со смачиванием. Когда жидкая фаза находится в контакте с твердой фазой (например, со стенкой канала) и является смежной с другой фазой, которая также находится в контакте со стенкой, у стенки существует тройная граница раздела, и угол, образуемый у этой границы раздела границами раздела жидкость — газ и жидкость — твердое тело, известен как краевой угол. Краевой угол зависит от соответствующих энергий поверхностного натяжения (жидкость — текучая среда, текучая среда — твердое тело, жидкость — твердое тело), и для большинства систем он меньше 90 . Таким образом, жидкая фаза имеет тенденцию смачивать поверхность. Конечно, бывают исключения поверхность может быть специально обработана гидрофобизатором (как это делается при капельной конденсации) или краевой угол по своей природе может быть больше 90° (как, например, в случае соприкосновения ртути и поверхности стекла). Хотя жидкости вообще более сжимаемы, чем твердые тела, их сжимаемость такова, что на практике, как правило, ее можно не принимать в расчет. [c.176]

Краевой угол смачивания (0) связан с поверхностным натяжением, которое, в свою очередь, обусловливается компонентным составом пеков. Под поверхностным натяжением (сг) понимают силу (в мН/м), действующую на единицу длины границы раздела фаз и обусловливающую сокращение поверхности [c.69]

Краевой угол 0 (рис. П.6), определяемый как угол между твердой поверхностью и касательной в точке соприкосновения трех фаз, является мерой смачивания и зависит от соотношения коэффициентов поверхностного натяжения на границах соприкасающихся фаз. Значение этого угла определяется условием механического равновесия сил поверхностного натяжения на границах фаз твердое—жидкость Оц, жидкость—газ Огз и твердое—газ ai3 i [c.48]

Таким образом, измерив максимальное смещение границы раздела фаз h в манометрической трубке относительно среза капилляра, можно рассчитать межфазное (и поверхностное — при продавливании воздуха) натяжение. Важным преимуществом этого метода является то, что в расчетное уравнение (1.32) не входит краевой угол. [c.14]

При исследовании адгезионных свойств состава МК-1 для него были определены следующие показатели поверхностное натяжение, краевой угол смачивания, способность сохранять на поверхности металла непрерывный слой, работа адгезии. Измерение поверхностного натяжения производилось на границе с воздухом с помощью прибора Ребиндера [66], а измерение краевого угла смачивания - при помощи универсального проекционного аппарата с оптической скамьей по методу "лежащей капли" [71 ]. Работу адгезии вычисляли по уравнению Дюпре - Юнга [71 ] [c.47]

Определяют краевые углы 0 т при смачивании полимера чистыми жидкостями с различным поверхностным натяжением. Подготовку исследуемых полимерных пластинок и определение краевых углов проводят по методике, приведенной в работе 3. Краевой угол для каждой жидкости измеряют три раза и значение находят как среднее арифметическое. [c.27]

Капля воды массой 0,1 г введена между двумя параллельными стеклянными пластинами, причем краевой угол 0 = 0°. Какова сила притяжения между пластинами, если они находятся друг от друга на расстоянии 1 мкм. Поверхностное натяжение воды составляет [c.35]

Рассчитайте работу адгезии в системе вода — графит, зная, что краевой угол равен 90°, а поверхностное натяжение воды составляет [c.36]

В методах капиллярного поднятия и отрыва кольца существенную роль играет смачивание исследуемой жидкостью поверхности частей прибора — стенок капилляра или металла кольца, т. е. краевой угол смачивания. Так как определить краевой угол при таком измерении крайне затруднительно, то эти методы применяют только в условиях полного смачивания. Для чистых жидкостей это условие почти всегда легко соблюдается, тогда как в растворах, особенно поверхностно-активных веществ, оно часто практически не достигается. По этой же причине и для измерения поверхностного натяжения на границе двух жидкостей эти методы также мало применимы. В связи с этим в ряде случаев следует предпочесть методы, в которых смачивание не играет роли. Это методы наибольшего давления пузырьков, неподвижной капли, взвешивания капли. Они пригодны для измерения поверхностного натяжения для любых границ раздела. [c.12]

Поэтому, если известны краевой угол и поверхностное натяжение жидкости, можно вычислить работу адгезии. [c.178]

Если ai3>ai2, т. e. поверхностное натяжение между газом и твердым телом больше, чем между твердым телом и жидкостью, то os 0>О и краевой угол меньше 90°. Если же ai3краевой угол тупой. По предложению П. А. Ребиндера, твердые поверхности, хорошо смачиваемые водой, называются гидрофильными, а несмачиваемые — гидрофобными. Так как гидрофобные жидкости хороию смачиваются неполярными жидкостями, то их называют еще олеофильными. Ясно, что адсорбция веществ, растворенных в воде, осложняется на гидрофильных поверхностях, а растворенных в неполярных, например углеводородных, жидкостях — на олео-фильных поверхностях. [c.48]

Сущность работы. Введение ПАВ в водные растворы настолько понижает поверхностное натяжение воды и, следовательно, изменяет краевой угол смачивания, что при некоторой концентрации ПАВ раствор из гидрофобного становится гидрофильным наступает полное смачивание, и капля раствора растекается по поверхности. Таким образом, при определенной концентрации ПАВ поверхность твердого тела из гидрофобной становится гидрофильной— происходит инверсия. Задача настоящей работы — найти точку инверсии поверхности парафина, т. е. той концентрации ПАВ, с которой водный раствор становится смачивающим поверхность парафина. [c.47]

Сущность работы. Работу адгезии определяют по формуле (8), если известны поверхностное натяжение на границе с воздухом и краевой угол смачивания жидкостью поверхности твердого тела. Следовательно, в настоящей работе, в которой определяют адгезию воды на стекле, для решения вопроса необходимо измерить краевой угол смачивания стеклянной пластинки водой. [c.24]

Проекция пузырька должна быть достаточно четкой и резкой. Контур пузырька на бумаге экрана аккуратно обводят тонко отточенным карандашом или же фотографируют. Для измерения краевого угла к полученному контуру пузырька проводят касательную (В точке соприкосновения трех фаз. Полученный при этом угол, направленный в сторону жидкости, измеряют транспортиром. Обрисовку контура и измерения краевого угла повторяют несколько раз. По полученному среднему значению краевого угла, пользуясь таблицами тригонометрических функций, находят косинус 0. Работу адгезии вычисляют по формуле (8), подставляя в нее поверхностное натяжение воды при 20° С. Полученные данные сводят в таблицу. [c.25]

Угол 0 (рис. 1.8), образуемый поверхностью смачиваемого тела и плоскостью, касательной к поверхности капли в точке, расположенной на линии их соприкосновения, называется краевым углом смачивания. При полном смачивании он острый и приближается к нулю, а при полном несмачивании он тупой и стремится к 180 . В промежуточных ситуациях его значение лежит между О и 180 (0° < 6 < 180 ), т. е. зависит от степени смачивания. По этой причине английский физик Т. Юнг (1773—1829) в 1805 г. предложил использовать его в качестве меры смачивания. При равновесном смачивании угол 0 связан с поверхностными натяжениями жидкости Ода, смачиваемого тела а также поверхностным натяжением, действующим на границе между ними о, . т, уравнением Юнга [c.31]

Равновесные краевые углы, рассчитанные на основе баланса сил, действующих по периметру смачивания, определяются уравнением Юнга (1.13). Если поверхностное натяженне на границе твердое тело— газ сГг-г больше, чем поверхностное натяжение на границе твердое тело — жидкость ат-м<, то краевой угол 0р < 90°, поверхность твердого тела является лиофильной (при смачивании водой — гидрофильной), К материалам с гидрофильной поверхностью относятся, например, кварц, стекло, оксиды металлов. Жидкость не смачивает поверхность, если Стт-г < огт-ж н Эр > 90°. В этом случае поверхность является лио-фобной (гидрофобной). К материалам с гидрофобной поверхностью относятся металлы, у которых поверхность не окислена, большинство полимеров, а также все органические соединения, обладающие иизко11 диэлектрической проницаемостью. [c.21]

Какова разность уровней жидкости в двух сообщающихся капиллярах с диаметрами и d Поверхностное натяжение и плотность жидкости равны о и р, а краевой угол 0=0°. [c.22]

Уравнение (3) дает возможность, зная краевой угол и поверхностное натяжение на границе жидкость — газ, вычислить величину работы адгезии между твердым телом и жидкостью. [c.136]

На какую высоту поднимается вода между двумя вертиголь-ными стеклянными пластинами, частично погруженными в эту жидкость, если расстояние между ними 0,5 мм Плотность и поверхностное натяжение воды соответственно равны 0,997 г/см и 71,96 мДж/м . Краевой угол 0 примите равным 0°. [c.34]

Если жидкость не полностью смачивает поверхность, т. е. краевой угол больше нуля и В<1, то в уравнения для измерения коэффициента поверхностного натяжения необходимо вводить соответствующую поправку. В качестве примера рассмотрим узкий капилляр, краевой угол внутренней поверхности которого равен 0 (рис. 20). В этом случае радиус мениска жидкости равен / . Из рис. 20 нетрудно убедиться, что радиус мениска жидкости связан с радиусом капилляра г простым соотношением [c.48]

В соответствии с изложенным в части 2.1. эксперимент по определению адгезии проводился в два этапа. Объекты исследований - растворы поливинилацетата (ПВА) и по-лиметилцеллюлозы (ПМЦ) в дистиллированной воде. Средневязкостная молекулярная масса ПВА и ПМЦ по данным капиллярной вискозиметрии 87550 моль и 147000 моль соответственно. У водных растворов с малыми концентрациями полимера, адгезия (поверхностное натяжение) к стеклу измерялась методом сталагмометрии (метод подсчета капель) при условии, если краевой угол смачивания равен нулю. Для определения поверхностного натяжения методом сталагмометрии необходимо определить число капель воды и число капель исследуемой жидкости [И]. Адгезия определялась по уравнению [c.13]

Из уравнения (1.59) следует, что при потенциале нулевого заряда, когда 02,3 имеет наибольшее значение, os 0 максимален и, следовательно, краевой угол имеет наименьшее значение. Ири отклопеппн потенциала от т. н. 3. поверхностное натяженне на границе металл — раствор электролита уменьшается и соответственно увеличивается 0. Таким образом, зависимость краевого угла от потенциала преходит через минимум (рис. 8). [c.28]

Рассчитайте работу адге )1П1 ртути к стеклу при 293 К, если и иестен краевой угол 0 = 130°. Поверхностное натяжение ртути 0 = 475 мДж/м . Насадите коэффициент растекания f ртути по поверхности стекла. [c.33]

На практике наиболее важен случай, когда смачивающей жидкостью является вода. Плохо смачиваются водой неполярные вещества, например поверхности, покрытые углеводородами. Для улучшения смачивания водой обычно применяют смачиватели — растворимые, хорошо адсорбирующиеся, поверхностно-активные вещества, понижающие поверхностное натяжение на границе твердое тело — жидкость и одновременно на границе жидкость — воздух. При нанесении на поверхность смачивателя краевой угол, являющийся мерой смачивания, сог пасно уравнению (VI, 9), уменьшается в результате снижения значений О , з и О], а, а смачивание соответственно возрастает. [c.160]

Как известно, смазывающим действием обладают лишь такие жидкости, которые смачивают данную поверхность металла. Смачивание находится в тесной связи с поверхностным натяжением на границе раздела фаз [ 66 ]. Лучшими смазываюищми свойствами обладают жидкости (масла) с наименьшим поверхностным натяжением, и наоборот, жидкости, хотя и более вязкие, но обладающие большим поверхностным натяжением, мало или вовсе непригодны в качестве смазочного материала. Следовательно, определяя поверхностное натяжение данной жидкости на границе с определенной металлической поверхностью, можно составить представление о степени пригодности этой жидкости в качестве смазочного материала для данной поверхности. С оценкой поверхностного натяжения тесно связано определение и таких физических характеристик, как адгезия и краевой угол смачивания. Адгезия, характеризуя степень смачиваемости металлической поверхности данной жидкостью, часто выражается работой, которую надо затратить, чтобы разделить две фазы (жидкую и твердую), имеющие поверхность соприкосновения площадью 1 м Чем больше работа адгезии и меньше поверхностное натяжение жидкости, тем лучше жидкость смачивает поверхность металла. Жидкости, имеющие наименьшие краевые углы смачивания, лучше смачивают данную поверхность металла. [c.46]

Правило Антонова [1]. Если одна из жидкостей растекается по другой, то вначале процесс протекает достаточно быстро, так что толщина растекающегося слоя немного превышает толщину равновесного слоя. Если же растекание происходит медленно, так что обе жидкости успевают взаимно насытиться, то по мере того, как поверхность нижней жидкости В покрывается поверхностной пленкой жидкости Л и ее поверхностное натяжение уменьшается, коэффициент растекания также постепенно уменьшается. Пока коэффициент растекания положителен и сумма Оа + Оав меньше сгв, краевой угол остается равным нулю. Растекание прекращается, когда сгв = ста+сГав. В этот момент краевой угол остается все еще равным нулю. Однако при всяком дальнейшем уменьшении поверхностного натяжения нижней жидкости краевой угол должен принять отличное от нуля значение. [c.75]

Стеклянная пластина размеро.м 20x20x0,1 мм подвещена к кварцевой пружине с коэффициентом жесткости (коэффициентом пропорциональности между силой, необходимой для растяжения пружины, и удлинением пружины) =1,43 Н/м. Грань пластины 20x0,1 мм горизонтальна. При соприкосновении с жидкостью пластина втягивается в нее на глубину Л = 2 м.м. Определить поверхностное натяжение жидкости, если ее плотность р = = 1-103 кг/м , а краевой угол 0 = 0°. [c.21]

Как известно, степень заполнения подложки ОН-группами проявляется в той или иной степени гидрофильности поверхностн образца. Химический контроль степени гидроксилирования по-верхности пластин кремния или кварца ввиду ее малой величины весьма затруднителен, поэтому ее определяют по изменению краевого угла смачивания поверхности жидкой водой, Равновесный краевой угол представляет одну из важнейших характеристик смачивания. Величина этого угла может бьт, оценена исходя из известного положения термодинамики о том, что в состоянии равновесия свободная энергия системы минимальна, Энергетическими характеристиками поверхности твердого тела в контакте с жидкостью являются удельная свободная поверхностная энергия н поверхностное натяжение а. Для определения условия равновесия фаз при смачивании рассчитьь вают работу, связанную с изменением площадей контакта. Зависимость равновесного краевого угла 0о от поверхностного натяжения на границе раздела трех фаз твердой подложки, жидкой капли и окружающей их газовой атмосферы, выражается уравнением [c.79]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология