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实验三 液-固界面接触角的测量 ??农学院 植保教研室 武德功 一.实验目的 了解液体在固体表面的润湿过程以及接触角的含义与应用。 实验原理 润湿是自然界和生产过程中常见的现象。通常将固-气界面被固-液界面所取代的过程称为润湿。将液体滴在固体表面上，由于性质不同，有的会铺展开来，有的则粘附在表面上成为平凸透镜状，这种现象称为润湿作用。前者称为铺展润湿，后者称为粘附润湿。如水滴在干净玻璃板上可以产生铺展润湿。如果液体不粘附而保持椭球状，则称为不润湿。如汞滴到玻璃板上或水滴到防水布上的情况。此外，如果是能被液体润湿的固体完全浸入液体之中，则称为浸湿。上述各种类型示于图1。 实验原理 实验原理 当液体与固体接触后，体系的自由能降低。因此，液体在固体上润湿程度的大小可用这一过程自由能降低的多少来衡量。在恒温恒压下，当一液滴放置在固体平面上时，液滴能自动地在固体表面铺展开来，或以与固体表面成一定接触角的液滴存在，如图2所示。 二.实验原理 二.实验原理 接触角的数据能作为判别润湿情况的依据。通常把θ＝90°作为润湿与否的界限，当θ＞90°，称为不润湿，当θ＜90°时，称为润湿，θ越小润湿性能越好；当θ角等于零时，液体在固体表面上铺展，固体被完全润湿。 接触角的测定方法很多，根据直接测定的物理量分为四大类：角度测量法、长度测量法、力测量法，透射测量法。其中，液滴角度测量法是最常用的，也是最直截了当的一类方法。它是在平整的固体表面上滴一滴小液滴，直接测量接触角的大小。 三.实验材料 仪器 烧杯（100ml）共10个、烧杯（500ml）共2个、100ml量筒1支、胶头滴管8个、培养皿8个、蜡块4个； 试剂：甲醇、乙醇、正丙醇、正丁醇、十二烷基硫酸钠 等温下醇类同系物（如甲醇、乙醇、异丙醇、正丁醇）在蜡块和玻璃片上的接触角测定。 考察水在不同固体表面上的接触角； 等温下不同浓度表面活性剂溶液在固体表面的接触角测定 液体：十二烷基硫酸钠溶液浓度(质量分数)：0.01%, 0.02%, 0.03%, 0.04%, 0.05%, 0.1%, 0.15%, 0.2%, 0.25%，0.3% 测浓度为0.1%十二烷基硫酸钠水溶液液滴在蜡块和载玻片表面上接触角随时间的变化（10min)。 四.实验方法与步骤 水、醇类同系物在蜡块和玻璃片上的接触角 十二烷基硫酸钠接触角随时间的变化 五.实验作业 根据实验，将测定结果填入各表中。 * * 正丙醇 正丁醇 水（玻璃） 乙醇 水（蜡） 甲醇 0.15% 0.02% 0.20% 0.03% 0.25% 0.04% 0.30% 0.05% 0.10% 0.01% 玻璃 蜡块 浓度 玻璃 蜡块 浓度 等温下不同浓度表面活性剂（十二烷基硫酸钠）溶液在固体表面的接触角的测定 7min 2min 8min 3min 9min 4min 10min 5min 6min 1min 玻璃 蜡块 0.1% 玻璃 蜡块 0.1%