Растекание жидкостей

При нанесении жидкости на поверхность капля может находится на поверхности в состоянии равновесия в соответствии с законом Юнга или растекаться. С учетом закона Юнга растекание жидкости происходит при (, )

- закон Юнга.

Условие растекания:

Из этого уравнения видно, что уменьшение межфазного натяжения (или увеличение работы адгезии) и уменьшение поверхностного натяжения жидкости способствует растеканию жидкости на поверхности.

По уравнению Дюпре работа адгезии равна:

Отсюда выразим разность :

, тогда условие растекания жидкости можно записать

Условие растекания жидкости: растекание происходит в том случае, когда работа адгезии превышает работу когезии, когда межмолекулярные силы разрушаются в результате адгезии.

Разница значений между фазами 1,2,3

называется коэффициентом растекания (f) по Гаркинсу.

При f > 0, жидкость растекается по поверхности.

При f < 0, жидкость не растекается.

Коэффициент растекания по Гаркинсу на поверхности воды при 293К:

н-пропиловый спирт f∙10³ = 49

олеиновая кислота 24,6

хлорбензол 2,3

сероуглерод CS₂ 8,2

йодистый метил 26,5

Межфазное натяжение на границе раздела двух жидкостей,

правило Антонова

Если одна жидкость находится в контакте с другой, то со временем происходит их взаимное насыщение. При этом разница между поверхностными натяжениями фаз на границе с воздухом уменьшается, что приводит к ухудшению растекания одной жидкости на поверхности другой.

(- уменьшается)

Например: при нанесении бензола на поверхность Н₂О вначале f=8,8∙10^-3, а после насыщения f_н= - 1,6∙10^-3 Дж/м². Это связано со снижением водной фазы за счет формирования мономолекулярного слоя бензола ().

По правилу Антонова для систем с взаимно насыщенными жидкостями:

или

Согласно правилу Антонова: межфазное натяжение двух взаимно насыщенных жидкостей равно разности поверхностных натяжений их взаимно-насыщенных растворов на границе с воздухом.

При взаимном насыщении жидкостей изменяется и работа адгезии:

(5.20)

(5.21)

Таким образом, W_а между двумя насыщенными жидкостями (при соблюдении правила Антонова) приблизительно равно удвоенному натяжению фазы, имеющей меньше .