液固界面现象.ppt

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1、液-固界面现象,接触角(contact angle),接触角的示意图：,润湿亲液性固体,不润湿,憎液性固体,接触角(contact angle),接触角(contact angle),在气、液、固三相交界点，气-液与气-固界面张力之间的夹角称为接触角，通常用q表示。,若接触角大于90，说明液体不能润湿固体，如汞在玻璃表面；,若接触角小于90，液体能润湿固体，如水在洁净的玻璃表面。,接触角(contact angle),Young方程:,接触角(contact angle),Young方程,（1）完全润湿 时，Young方程不成立，但液体仍然可以在固体表面完全铺展开来；,（2）润湿 固体能为液体

2、所润湿；,接触角(contact angle),（3）不润湿 固体不能为液体所润湿；,Young方程,注：1.接触角为平衡接触角；2.,接触角的测定,1.斜板法,2.Neumann法,粘附过程,L,S,S-g界面,Lg界面,L,S,LS界面,粘附功(work of adhesion),当G0时，粘附过程可以自发进行。,定义粘附功 Wa,Wa0时，粘附过程可以自发进行,s,固体浸润过程,浸湿功(work of immersion),当G0时，浸湿过程可以自发进行。,定义浸湿功 Wi,Wi0时，浸湿过程可以自发进行,铺展过程,铺展过程,铺展系数(spreading coefficient),当G0

3、时，铺展过程可以自发进行。,定义铺展系数 S,S0时，铺展过程可以自发进行,粘附功、浸湿功、铺展系数,粘附功、浸湿功、铺展系数,根据Young方程：,临界界面张力,临界界面张力只与固体表面性质有关。,液体即可在固体表面完全铺展,液体的铺展,一种液体能否在另一种不互溶的液体上铺展，取决于两种液体本身的表面张力和两种液体之间的界面张力。,一般说，铺展后，表面自由能下降，则这种铺展是自发的。,大多数表面自由能较低的有机物可以在表面自由能较高的水面上铺展。,液体的铺展,三相接界点:g1,g和g1,2 企图维持液体1不铺展；g2,g的作用是使液体铺展，如果g2,g(g1,g+g1,2)，则液体1能在液体

4、2上铺展。,润湿作用应用,增加润湿作用降低润湿作用矿物浮选,1 农药喷洒.由于大多农药水溶性差,对植物的茎叶润湿不好,一是滚落浪费,二是不能展开而杀虫效果差,此时就要用到表面活性剂surface active agent-SAA,加入表面活性剂SAA,提高润湿程度,即可大大提高药效.2另一类也是利用表面活性剂,但作用正相反,使某些物质本是润湿的变成不润湿去润湿作用.原理是用表面活性物质的极性部分选择性吸附,非极性部分向外呈憎水性.典型的就是矿石的浮选,富集矿物.一次性抽血器中盛血的玻璃管(定量的),内壁要疏水化,使用的是硅偶联剂,使血液在管内不残留.,浮游选矿,首先将粗矿磨碎，倾入浮选池中。在池水中加入捕集剂和起泡剂等表面活性剂。,搅拌并从池底鼓气，带有有效矿粉的气泡聚集表面，收集并灭泡浓缩，从而达到了富集的目的。,不含矿石的泥砂、岩石留在池底，定时清除。,浮游选矿,浮游选矿的原理图,选择合适的捕集剂，使它的亲水基团只吸在矿砂的表面，憎水基朝向水。,当矿砂表面有5%被捕集剂覆盖时，就使表面产生憎水性，它会附在气泡上一起升到液面，便于收集。,