潤(rùn)濕作用及應(yīng)用

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1、第九章界面現(xiàn)象9.3潤(rùn)濕作用與毛細(xì)管現(xiàn)象按潤(rùn)濕程度深淺分類：（1）浸濕潤(rùn)濕（2）鋪展?jié)櫇瘢?）沾附潤(rùn)濕一定溫度和壓力下，潤(rùn)濕的程度可用潤(rùn)濕過(guò)程的吉布斯函數(shù)改變量來(lái)衡量。吉布斯函數(shù)降低越多，越易潤(rùn)濕。一.潤(rùn)濕作用（1）潤(rùn)濕：固體（或液體）表面上的氣體被液體（或另一種不互溶液體）取代的現(xiàn)象。原因：固體與液體接觸后吉布斯函數(shù)降低(?G<0)。沾附潤(rùn)濕：液體沾附在固體表面上成為平凸透鏡狀，氣-固，氣-液界面消失，形成液-固界面的過(guò)程。S-g界面L－g界面LSL－S界面LS當(dāng)?G<0時(shí)，粘附過(guò)程可以自發(fā)進(jìn)行。粘附過(guò)程農(nóng)藥噴霧能否有效地附著在植物枝葉上，雨滴會(huì)不會(huì)粘在衣服上，皆與粘濕過(guò)

2、程能否自動(dòng)進(jìn)行有關(guān)。浸濕：能被液體潤(rùn)濕的固體完全浸入液體之中，則稱為浸濕潤(rùn)濕，是氣-固界面完全被液-固界面取代的過(guò)程。固體浸潤(rùn)過(guò)程gasliquids當(dāng)?G<0時(shí)，浸潤(rùn)過(guò)程可以自發(fā)進(jìn)行。鋪展?jié)櫇瘢荷倭恳后w在固體表面上自動(dòng)展開(kāi)，形成一層薄膜的過(guò)程。它實(shí)際上是以液-固界面取代氣-固界面，同時(shí)又增加氣-液界面的過(guò)程。鋪展過(guò)程SL-g界面可忽略S－g界面SS－L界面L－g界面定義液體在固體表面的鋪展系數(shù)s：液體在固體表面上形成的液滴，它可以是扁平狀，也可以是圓球狀，這主要是由各種界面張力的大小來(lái)決定。如圖，一液滴在固體表面上不完全展開(kāi)時(shí)，有三種界面張力，同時(shí)作用于O點(diǎn)處的液體分子上

3、：(2)接觸角與潤(rùn)濕方程O(píng)lsgANM??s-l?s-g?l-glsgANM??s-l?s-g?l-g液滴兩種典型的狀態(tài)當(dāng)系統(tǒng)達(dá)到平衡時(shí)，在氣、液、固三相交界處，氣液界面和固液界面之間通過(guò)液體內(nèi)部的夾角稱為接觸角（潤(rùn)濕角），用θ表示接觸角θθ的大小是可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)定的。例如用斜板法、吊片法等實(shí)驗(yàn)方法測(cè)量接觸角的大小是由在氣、液、固三相交界處的三種界面張力的相對(duì)大小所決定接觸角的數(shù)值反映了液體對(duì)固體的潤(rùn)濕程度。?(s/g)–力圖將液體拉往左方，使液體鋪展；?(s/l)–力圖將液體分子往右拉，使液滴收縮?(l/g)–力圖將液體分子拉向液面切線方向，使液滴收縮。三種界面張力?(l

4、/g)O?(s/g)?(s/l)rlsO?(s/g)?(l/g)?(s/l)楊氏方程（YoungT.于1805年)達(dá)到平衡時(shí)楊氏方程O(píng)θ?(s/g)?(l/g)?(s/l)rlsO?(s/g)?(l/g)?(s/l)θ也可寫(xiě)作楊氏方程楊氏方程根據(jù)此式有：(i)?(g/s)>?(l/s)時(shí)，cos?>0，?<90°產(chǎn)生沾附潤(rùn)濕，當(dāng)?=0°為鋪展?jié)櫇瘛?ii)?(g/s)90°產(chǎn)生不潤(rùn)濕，當(dāng)?=180°為完全不潤(rùn)濕。增加潤(rùn)濕作用降低潤(rùn)濕作用礦物浮選潤(rùn)濕作用的應(yīng)用農(nóng)藥噴灑.由于大多農(nóng)藥水溶性差,對(duì)植物的莖葉潤(rùn)濕不好,一是滾落浪費(fèi),二是不能展開(kāi)而

5、殺蟲(chóng)效果差,此時(shí)就要用到表面活性劑surfaceactiveagent--SAA,加入表面活性劑SAA,提高潤(rùn)濕程度,即可大大提高藥效.增加潤(rùn)濕作用2.降低潤(rùn)濕作用另一類也是利用表面活性劑,但作用正相反,使某些物質(zhì)本是潤(rùn)濕的變成不潤(rùn)濕——去潤(rùn)濕作用.原理是用表面活性物質(zhì)的極性部分選擇性吸附,非極性部分向外呈憎水性.典型的就是礦石的浮選,富集礦物.一次性抽血器中盛血的玻璃管(定量的),內(nèi)壁要疏水化,使用的是硅偶聯(lián)劑,使血液在管內(nèi)不殘留.3.礦物浮選基本原理就是潤(rùn)濕作用16把易被水潤(rùn)濕的表面（如矸石表面）稱為親水表面，把不易被水潤(rùn)濕的表面（如煤炭表面）稱為疏水表面。相應(yīng)的礦物分

6、別稱為親水性和疏水性礦物。17例：選擇性吸附過(guò)程展示：氣泡從疏水的煤的表面排開(kāi)水層并與其粘附；氣泡不能從親水的矸石的表面排開(kāi)水層實(shí)現(xiàn)粘附，仍保持球形。礦物表面被水潤(rùn)濕的程度用接觸角來(lái)評(píng)定自然界礦物接觸角很少有超過(guò)90的。為了擴(kuò)大礦物之間疏水性的差異，達(dá)到有效分選，必須人為增大或縮小特定礦物的接觸角。19浮選發(fā)展的三個(gè)階段：（3）泡沫浮選：利用氣泡攜帶礦物上浮。表層浮選→多油浮選→泡沫浮選（1）表層浮選：根據(jù)礦物的濕潤(rùn)性不同，把磨細(xì)的礦粉撒于水面。疏水性的礦物漂在水面上作為精礦；親水性的浸沒(méi)在水中即為尾礦。（2）多油浮選：利用礦物和脈石的親水性和親油性不同，加大油量與礦漿攪拌

7、，然后將粘附于油層中的礦物刮出。浮游選礦首先將粗礦磨碎，傾入浮選池中。在池水中加入捕集劑和起泡劑等表面活性劑。攪拌并從池底鼓氣，帶有有效礦粉的氣泡聚集表面，收集并滅泡濃縮，從而達(dá)到了富集的目的。不含礦石的泥砂、巖石留在池底，定時(shí)清除。浮游選礦的原理圖選擇合適的捕集劑，使它的親水基團(tuán)只吸在礦砂的表面，憎水基朝向水。當(dāng)?shù)V砂表面有5%被捕集劑覆蓋時(shí)，就使表面產(chǎn)生憎水性，它會(huì)附在氣泡上一起升到液面，便于收集。礦物一般具有親水性，為什么加入捕集劑后，礦物變成憎水性的？解釋：捕集劑是一種表面活性劑。表面活性劑由極性和非極性基所