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第三节 铺展与润湿 一．液体的铺展 一．液体的铺展 一．液体的铺展 二、固体表面的润湿 二、固体表面的润湿 二、固体表面的润湿 二、固体表面的润湿 二、固体表面的润湿 二、固体表面的润湿 单击网页左上角“后退”退出本节 单位面积上?G变化：ΔGT,p /A = ? A + ?A,B ? ?B 定义铺展系数: S = ?ΔGT,p /A =?B ? ?A ? ?A,B 0 铺展 0 不铺展 0 铺展 0 不铺展 　铺展：液体在另外一种不互溶的液体表面自动展开成膜的过程称铺展（spreading）。 液体A 液体B 　 当S ≥ 0时，液体A可以在液体B表面铺展。 　 两种液体完全不互溶的情况很少见，常常是接触后相互溶解而达到饱和。 　 在这种情况下，判断两种液体相互关系所用的表面张力数据应改为溶解了少量B的液体A的表面张力和被A饱和了的液体B的表面张力。 化合物 ?油×103 ?油水×103 ??油×103 ??水×103 S×103 S ?×103 二硫化碳 32.4 48.6 31.8 70.49 ?8.9 ?9.9 正庚醇 26.8 7.9 26.4 28.53 37.8 ?5.8 二碘甲烷 50.6 45.8 50.5 62.2 ?23.9 ?34.2 苯 28.88 35.07 28.82 62.36 8.84 ?1.49 例7-4：20℃时，一滴己醇滴在洁净的水面上，已知： σ水=72.8×10?3，σ己醇=24.8×10?3，σ醇,水= 6.8×10?3N·m?1； 当己醇和水相互饱和后： σ水‘ = 28.5×10?3N·m?1，σ’己醇 =σ己醇，σ‘醇。水=σ醇。水 。 试问：己醇在水面上开始和终了的形状。 解： S己醇，水 =σ水+σ己醇 ?σ醇,水 = (72.8 ? 24.8 ? 6.8)×10?3 = 41.2×10?3 N·m?1 0 开始时己醇在水面上铺展成膜。 S 己醇，水 = σ水 +σ己醇 ?σ醇。水 = (28.5 ?24.8 ? 6.8)×10?3 = ?2.9×10?3 N·m?1 0 已经在水面上铺展的己醇又缩回成透镜状液滴。 　 润湿:固体表面的气体被液体取代，或一种液体被另一种液体取代称固体表面的润湿(wetting)。 通常是指用水取代固体表面的气体或其它液体。 液体在固体表面的铺展润湿． （一） 固体的润湿 　润湿可以分为三种类型 沾湿 ?G表，a／A= ? s, l ? ? l, g ?? s,g 浸湿 ?G表，i /A =? s, l ? ? s, g 铺展润湿 ?G表，s /A=? s, l +? l, g ?? s, g = ?S 　当?G ≤ 0时，液体可以润湿固体表面。 　　?G表，a≤ 0，　　　 可以沾湿； 　?G表，i ≤ 0，　　　 可以浸湿； 　?G表，s ≤ 0或S ≥ 0，铺展润湿。 　对于同一系统 ?G表，s ?G表，i ?G表，a 　若?G表，s ≤ 0，必有?G表，i ?G表，a 0, 显然铺展润湿的标准是润湿的最高标准。 （二）接触角 　气液界面与固液界面的夹角称接触角（contact angel）。 　设液滴在固体表面处于平衡状态，接触角?与气液界面张力、固气节面张力及固液界面张力之间的关系为 ? s,g ? ? s,l = ? l,g cos ? 该公式称杨氏公式（Young equation）,也称润湿公式。 通过润湿公式可以得到 ?G表，a = ? s,l ?? l,g ? ? s,g = ?? l,g (1 + cos ? ) ?G表，i = ? s,l ? ? s,g = ?? l,g cos ? 　　?G表，s = ? s,l + ? l,g ? ? s,g = ?? l,g (cos ? ?1) 　只要测出液体的界面张力和接触角，就可以对各种润湿条件做出判断。 　　　沾湿 ? ≤ 180? 浸湿 ? ≤ 90? 铺展润湿 ? = 0? 　在讨论液体对固体的润湿性时，一般是把 90? 的接触角做为是否润湿的标准： ? ≥90? 不润湿 ? 90? 润湿