wymagania8 bmp

Prawo Eotvosa jest spełnione, gdy ciecz ma cząsteczki o stałej wielkości (nie ma zmiennej asocjacji); takie ciecze nazywamy cieczami normalnymi.

2.2.2.3. Napięcie międzyfazowe

Zdolność cieczy do zwilżania ciała stałego jest wykorzystywana w praktyce od wieków, np. podczas garbowania i barwienia skór, prania, farbowania i uszlachetniania włókien, w trybologii i flotacji md. O zdolnościach cieczy do zwilżania ciała stałego decydują prace adhezji i kohezji.

Pracę potrzebną do rozerwania słupa cieczy o jednostkowej powierzchni q nazywamy pracą kohezji A*.

A_k = 2<sq    (2.102)

W przypadku gdy dwie nie mieszające się ciecze A i B stykają się ze sobą, napięcie powierzchniowe występujące na granicy faz g_ab zwane napięciem między-fazowym, jest wyrażone równaniem Anionowa

&AB = I - Ofil    (2.103)

Wartość napięcia G_Ag jest znacznie mniejsza od napięć powierzchniowych Gą i Gg.

Z wartością napięcia międzyfazowego G_Ag wiąże się praca adhezji A_a, konieczna do rozerwania graniczących ze sobą cieczy. Pracę tę wyraża równanie Dupre’go

A_a = q IC_A -Gg~ G_AB\    (2.104)

Wzór analogiczny do równania Antonowa można napisać, gdy jedną z cieczy, np. B, zastąpimy substancją stałą S. Oj wyraża wtedy napięcie powierzchniowe na granicy substancji stałej i powietrza, C45 jest napięciem powierzchniowym na granicy substancji stałej S i cieczy A.

Rozważmy przypadek cieczy znajdującej się na granicy trzech faz: stałej, ciekłej i gazowej (rys. 2.15).

Ciecz ulega działaniu trzech sił napięcia powierzchniowego, przedstawionych za pomocą trzech wektorów leżących na trzech powierzchniach rozdziału:

•    G_gc - napięcie powierzchniowe między cieczą a gazem,

•    o_cs - napięcie powierzchniowe między cieczą a ciałem stałym,

•    G_gs - napięcie powierzchniowe między gazem a substancją stałą.

Dla rozpatrywanej sytuacji równanie Antonowa można zapisać w postaci:

Ogs a Ges + tfgcCOSCC    (2.105)

gdzie a jest kątem zawartym między G_cs a G_gc i nosi nazwę kąta granicznego lub zwilżania.

W zależności od wartości G_gs i g_cs powierzchnia cieczy w punkcie „O” albo się wzniesie, albo opadnie w dół lub pozostanie bez zmian.

Rozważmy trzy następujące przypadki.

a. o_gs = o_a    (2.106)

Aby równanie Antonowa było spełnione, cosa musi być równy 0, kąt zwilżania = = 90°, a powierzchnia cieczy jest płaska.

b.    a_gs > c„    (2.107)

Wartość cosa jest większa od zera, a wtedy 0 < a < 90° i powstaje menisk wklęsły. Cząsteczki cieczy silniej oddziałują na cząsteczki fazy stałej niż na własne. Mówimy w takim przypadku, że ciecz zwilża ścianki naczynia.

c.    a_gs < a_C!    (2.108)

®v' IC]

a'\'V ' ' ■' ' '• ^VV

0    <*sc    (S)

Wartość cosa jest mniejsza od zera, a wtedy 90° < a < 180° i powstaje menisk wypukły. Cząsteczki cieczy silniej oddziałują na siebie niż na cząsteczki fazy stałej. Ciecz wykazuje słabą zwilżalność.

W przypadku gdy zamiast gazu znajduje się inna ciecz uzyskuje się analogiczne zależności.

Rozpatrzmy z kolei sytuację kropli umieszczonej na płaskiej powierzchni (rys. 2.16), gdy stan równowagi nie zostanie jeszcze ustalony; możemy mieć wtedy dwa przypadki:

Rysunek 2.16

Rysunek 2.15

Rozkład sił na granicy trzech faz: stałej, ciekłej i gazowej

a. > a„ + a_gccosa (2.109)

r\iu|żie    a/ uuuuo    uf t-\ks zmr

żającej powierzchnię fazy stałej    Istnieje tendencja do rozpłaszczania