|
клатратную структуру Полинга, согласно его теории центральная молекула воды окружена каркасом из пяти молекул. По мере повышения температуры клатратная структура разрушается, и вода превращается в бесструктурный пар. Явление смачивания возникает в результате взаимодействия молекул по контакту твердой поверхности и жидкости в присутствие третьей фазы. Если поместить каплю жидкости на поверхность твердого тела, то угол наклона касательной к поверхности жидкости в точке соприкосновения твердого тела, жидкости и окружающей их среды (воздуха) будет различным в зависимости от характера взаимодействия молекул этих сред по поверхности контакта [2, 32]. На рис. 1.2. показаны силы притяжения, действующие на крайнюю молекулу воды в точке С контакта жидкости с твердой поверхностью. Равнодействующая притяжения со стороны молекул жидкости изображена вектором Р, направленным по биссектрисе краевого угла. Силы притяжения со стороны молекул твердой поверхности направлены нормально к последней вектор Р2. Поверхность жидкости непосредственно у рассматриваемой точки С должна быть нормальной к равнодействующей R этих двух сил. Рисунок 1.2 Явление смачивания: а—лиофильная поверхность; б— лиофобная поверхность Соответственно направление касательной к поверхности жидкости в точке С образует угол 90° с равнодействующей R. Угол 0 между этой касательной и твердой поверхностью называют краевым углом или углом смачивания. Величину cos 0 принимают за меру смачивания, так как чем больше растекание капли по поверхности, тем больше значение cos0 и, следовательно, тем сильнее смачивание. Если жидкость растекается по 26 |
перемещения. Это взаимодействие с молекулами жидкости получило название сольватации, а в случае воды пользуются термином гидратации. Слой молекул воды вблизи поверхности твердого тела по своим свойствам отличается от свойств свободной воды и называется гидратным слоем. О. Я. Самойлов предложил рассматривать упорядоченность воды вблизи поверхности как слегка нарушенный льдоподобный тетраэдрический каркас [28]. В такой структуре каждая ячейка построена из шести молекул воды. При температурах около 30-60°С льдоподобная структура переходит в так называемую клатратную структуру Полинга, согласно теории которого центральная молекула воды окружена каркасом из пяти молекул. По мере повышения температуры клатратная структура разрушается и вода превращается в бесструктурный пар. Явление смачивания возникает в результате взаимодействия молекул по контакту твердой поверхности и жидкости в присутствие третьей фазы. Если поместить каплю жидкости на поверхность твердого тела, то угол, наклона касательной к поверхности жидкости в точке соприкосновения твердого тела, жидкости и окружающей их среды (воздуха) будет различным в зависимости от характера взаимодействия молекул этих сред но поверхности контакта [2, 29]. На рис. 1.2. показаны силы притяжения, действующие на крайнюю молекулу воды в точке С контакта жидкости с твердой поверхностью. Равнодействующая притяжения со стороны молекул жидкости изображена вектором Рь направленным по биссектрисе краевого угла. Силы притяжения со стороны молекул твердой поверхности направлены нормально к последней вектор Р2. Поверхность жидкости непосредственно у рассматриваемой точки С должна быть нормальной к равнодействующей R этих двух сил. 27 Рттс. 1.2. Явление смачивания: а—лиофильная поверхность; б—лиофобная поверхность; Соответственно направление касательной к поверхности жидкости в точке С образует угол 90° с равнодействующей R. Угол 0 между этой касательной и твердой поверхностью называют краевым углом или углом смачивания. Величину cos 0 принимают за меру смачивания, так как чем больше растекание капли по поверхности, тем больше значение cos0 и, следовательно, тем сильнее смачивание. Вели жидкость растекается по поверхности твердого тела, образуя угол 0 < 90°, то поверхность называется лиофильной (гидрофильной в случае воды), а если жидкость образует на поверхности каплю с углом 0 > 90°, то поверхность называют лиофобной (гидрофобной в случае воды). При 0 = 0 смачивание называют полным. Связь между мерой смачивания и силами, действующими в краевой точке контакта жидкости и твердой поверхности можно определить по формуле: cos0=?iL.IcP ? ( 1.10.) <*2Э где ап поверхностное натяжение на границе раздела жидкость воздух, а12 поверхностное натяжение на границе жидкость — твердое тело, оуз — поверхностное натяжение на границе твердое тело воздух. В основе явления смачивания лежат электростатические силы взаимодействия ионов поверхностного слоя частиц породы и диполей воды. 28 |