Смачивание. Работа когезии и адгезии

Характер межмолекулярного взаимодействия между жидкостью и поверхностью твёрдого тела будет зависеть от природы жидкой фазы:

§ Наблюдается процесс смачивания (вода-стекло) – капля частично растекается по поверхности.

§ Наблюдается процесс не смачивания (стекло-ртуть) – капля будет расплющиваться на поверхности под действием силы тяжести.

Краевой угол – мера смачивания, этот угол образуется между касательной к поверхности жидкости, проводимой от точки С, лежащей на периметре смачивания и смачивающей поверхностью твёрдого тела.

Запишем условие равновесия капли в случаи контактного смачивания, которое описывается уравнением Юнга:

Косинус угла и краевой угол будут зависеть от природы трёх контактирующих фаз:

а. , т.е. жидкость уменьшает поверхностное натяжение твёрдого тела, в этом случаи наблюдается смачивание:

б. , жидкость увеличивает поверхностное натяжение твёрдого тела, в результате наблюдается несмачивание: .

Для определения условий смачивания используют такой критерий, как работа когезии и адгезии.

Работа адгезии ( ) – характеризует силы сцепления между двумя различными веществами. Эта работа разрыва по межфазному слою в расчёте на 1 см². Данная величина тем больше, чем сильнее молекулярное притяжение жидкости к поверхности твёрдого тела, т.е. чем лучше смачивание.

Работа когезии – характеризует силы сцепления между молекулами одного и того же вещества. Эта работа разрыва столба вещества с поперечным сечением в 1 см².

Чем меньше поверхностное натяжение жидкости, тем лучше жидкость смачивает твёрдые тела.

Смачивание играет большую роль при протекании процессов, в том числе и обогащение руд методом флотации, диспергировании твёрдых тел и т.д.