Влияние концентрации электролита и pH раствора на смачивание силикатных поверхностей

• Автор: Корнильев, Игорь Николаевич
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 151 c. : ил

Введение
Глава I Исследования смачивания твердых поверхностей 1.1. Развитие теории смачивания 1.2. Различные составляющие расклинивающего давления 1.3. Экспериментальные методы изучения изотерм расклинивающего давления смачивающих пленок 1.4. Смачивающие пленки водных растворов 1.5. Способы измерения краевых углов
Глава П Методика измерения краевых углов 2.1. Экспериментальная установка 2.2. Подготовка твердых подложек 2.3. Измерение кривизны мениска и краевых углов методом дилеренциольнон интер ференции
2.4. Измерение краевых углов методом отражательной интерферендии 2.5. Влияние силы тяжести на форму профиля мениска 2.6. Измерение толщин смачивающих пленок

Глава Ш Исследование устойчивости и прорыва

метастабильных

растворов

3.1. Краевые углы,образуемые мениском

пленками на силикат

них подложках

3.2. Влияние концентрации и растворов

на устойчивость 5 пленок
Глава 1У Влияние концентрации и электролита
на краевые углы пленок
4.1 Зависимость краевых углов пленок
от концентрации и состава электролита
4.2 Влияние на краевые углы о пле
Выводы
Литература


Как известно, в большинстве случаев жидкость, нанесенная на твердую поверхность, полностью не растекается, а остается в виде капли. На абсолютно твердой, однородной, идеально гладкой горизонтальной поверхности капля, из соображений симметрии, должна иметь форму тела вращения. Смачивание жидкостью поверхности твердых. Рис. СГ поверхностное натяжение объемной жидкости. Условия равновесия системы капляжидкость могут быть рассмотрены как с позиции механики равенство нулю геометрической суммы сил, приложенных к любому элементу линии соприкосновения , так и с позиций термодинамики минимум свободной энергии системы. В соответствии с этим существует два подхода к выводу уравнения I i, 2. Несмотря на простоту уравнения I, возникает ряд трудностей в его применении, имеющих принципиальный характер. У.уу у у у у у у 7г
И. Рис, I Разновесный краевой угол 0о между каплей жидкости и твердой подложкой. ЭЗУ и бы В отличие от 6 , не могут быть определены экспериментально, так как невозможно в обратимом процессе осуществить изменение площади поверхности твердого тела. Поэтому затраченную при этом работу, отнесенную к единице площади, нельзя приравнять . I состоит в том, что реально приходится иметь дело не с сухой, а покрытой адсорбционной пленкой поверхностью твердого тела. Нанесение пленки изменяет значение эЗУ , которое становится зависящим от толщины и свойства пленок. В силу этого, уравнение Юнга используется, как правило, лишь для решения обратной задачи нахождения разности бу 6 по определенным из эксперимента значениям 0о и 6 . В х годах были сделаны попытки обойти эти трудности или хотя бы некоторые из них. К универсальная газовая постоянная, 7 температура по шкале Кельвина, р давление насыщенных паров. Г 0. С помощью уравне
ний I и 2 можно рассчитать ва , если известна изотерма адсорбции Г р и известны значения 6 и б . Из условия равновесия объемной жидкости со смачивающей пленкой толщиной Фрумкин вводит понятие натяжения пленки б , эквивалентное 6 и зависящее от , Т. Рассматривая возможные зависимости 6 от , Фрумкин показал, что кривая бу может в общем случае иметь образную форму, с минимумом и максимумом, различным участкам которой соответствуют устойчивые, метастабильные и лабильные состояния смачивающей пленки. Дерягин 5 показал, что условие равновесия объемной жидкости со смачивающей пленкой может быть описано с использованием изотермы расклинивающего давления 7 смачивающих пленок, которая может быть определена теоретически или экспериментально. Впервые понятие расклинивающего давления,как меры изменения термодинамических свойств тонкого слоя по сравнению с объемным состоянием, было введено Дерягиным б, 7 . Действительно, тонкий слой жидкости на поверхности твердого тела толщиной находится в зоне действия его силового ПОЛЯ. Это приводит к анизотропии тензора давлений в переходных межфазных слоях, и в случае их перекрытия возникает расклинивающее давление. А Р Р Р, равно расклинивающему давлению По . В отличие от Бангхэма и Разоука, Фрумкин и Дерягин в качестве исходного состояния системы рассматривают твердую поверхность, покрытую бесконечно толстой пленкой жидкости, свободная поверхностная энергия которой равна э о , тем самым избегая неизвестного состояния сухой поверхности. Вместо изотерм расклинивающего давления можно использовать также изотермы адсорбции пара Г р . Уравнение 5 может быть также получено и другим способом из условия равенства химических потенциалов молекул жидкости в пленке и в фазе пара II . Из сравнения 4 и 5 с I следует, что 4 и 5 как раз и определяют неизвестную разность . П Й или Г Р , можно теоретически определить значения краевых углов . Условия 6 и 7 требуют, чтобы изотермы Л Л заходили в область отрицательных значений П или, соответственно, чтобы изотерма адсорбции Г с р р3 заходила в область пересыщения кривые 2, рис. При продолжение профиля невозмущенного мениска не пересекает подложку, и краевой угол не образуется. Этому случаю отвечают изотермы типа I на рис. Рис.