Смачивание

Смачивание или несмачивание поверхности твердого тела жидкостью также относится к поверхностным явлениям. При нанесении капли жидкости на твердую поверхность между молекулами жидкости и твердого тела возникают силы притяжения. Если эти силы притяжения больше, чем силы притяжения между молекулами жидкости, то капля жидкости растечется по поверхности, т.е. жидкость смачивает твердое тело. Если силы притяжения между молекулами жидкости больше, чем между молекулами жидкости и твердого тела, то жидкость не смачивает поверхность.

От степени смачивания (несмачивания) зависит форма капли. Угол, который образует капля жидкости с поверхностью, называется краевым углом смачивания. В зависимости от значений угла смачивания различают три основных вида смачивания.

1.Несмачивание (плохое смачивание) – краевой угол тупой, например, вода на тефлоне.

2.Смачивание (ограниченное смачивание) – краевой угол острый, например, вода на металле, покрытом оксидной пленкой.

3.Полное смачивание. Краевой угол не устанавливается, капля растекается в тонкую пленку, например, ртуть на поверхности свинца, очищенной от оксидной пленки.

Поверхность, которая смачивается водой, называется гидрофильной.

К веществам с гидрофильной поверхностью относятся алмаз, кварц, стекло, целлюлоза, металлы. Поверхности, смачиваемые неполярными жидкостями, являются гидрофобными, или олефильными. К ним относят поверхности графита, талька, серы, парафина, тефлона.

Поверхности можно искусственно придать свойство смачиваться какой-либо жидкостью. Например, для улучшения смачивания жирной поверхности водой к воде добавляют ПАВ. А для придания водоотталкивающих свойств смазывают маслом. Например, если поверхность стола смазать слоем растительного масла, то тесто не будет прилипать к столу. Этим и пользуются профессиональные кондитеры и пекари.

Смачивание играет важную роль при обогащении руд методом фтотации. Сущность этого процесса заключается в тосм, что мелко раздробленную руду, содержащую пустую породу, смачивают водой и добавляют ПАВ. Через полученную взвесь продувают воздух. Образующаяся при этом пена увлекает вверх не смачиваемые водой частицы ценного минерала, а смачиваемая водой пустая порода (песок) под действием силы тяжести оседает на дно.

Фтотацию применяют и в пищевой промышленности, например, крахмалопаточной. Основным сырьем для получения крахмала служит кукурузное зерно, содержащее, кроме крахмала, белок и жир. При пропускании через суспензию пузырьков воздуха частицы белка прилипают к ним и всплывают, образуя на поверхности легко удаляемую пену, а зерна крахмала оседают на дно.

Большое значение имеет смачивание при механической обработке материалов – резании, сверлении и шлифовке. Твердые тела пронизаны трещинами различной толщины. Под влиянием внешних нагрузок эти трещины расширяются и тело разрушается. При снятии нагрузки трещины могут «захлопываться». При механической обработке твердого тела в жидкости, смачивающей его, жидкость, попадая в микротрещины, препятствует их закрыванию. Поэтому разрушение твердых тел в жидкости

Идет легче, чем на воздухе.