第三节 铺展与润湿一．液体的铺展单位面积上?G变化,Δ GT,p /A=?A +?A,BB
定义 铺展系数,S =?Δ GT,p /A =?BAA,B
< 0 铺展
> 0 不铺展
>0 铺展
< 0 不铺展铺展,液体在另外一种不互溶的液体表面自动展开成膜的过程称 铺展 （ spreading）。 液体 A
液体 B
一．液体的铺展当 S ≥ 0时,液体 A可以在液体 B表面铺展 。
两种液体完全不互溶的情况很少见，常常是接触后相互溶解而达到饱和。
在这种情况下，判断两种液体相互关系所用的表面张力数据应改为溶解了少量 B的液体 A的表面张力和被 A饱和了的液体 B的表面张力。
化合物?油 × 103?油水
× 103
油 × 103水 × 103 S× 103 S?× 103
二硫化碳 32.4 48.6 31.8 70.49?8.9?9.9
正庚醇 26.8 7.9 26.4 28.53 37.8?5.8
二碘甲烷 50.6 45.8 50.5 62.2?23.9?34.2
苯 28.88 35.07 28.82 62.36 8.84?1.49
一．液体的铺展例 7-4,20℃ 时,一滴己醇滴在洁净的水面上,已知：
σ水 =72.8× 10?3,σ己醇 =24.8× 10?3,σ醇,水 = 6.8× 10?3N·m?1；
当己醇和水相互饱和后：
σ水 ‘ = 28.5× 10?3N·m?1,σ’己醇 =σ己醇,σ‘醇 。 水 =σ醇 。 水 。
试问：己醇在水面上开始和终了的形状 。
解,S己醇,水 =σ水 +σ己醇?σ醇,水
= (72.8? 24.8? 6.8)× 10?3 = 41.2× 10?3 N·m?1 > 0
开始时己醇在水面上铺展成膜 。
S '己醇,水 = σ'水 +σ'己醇?σ'醇 。 水
= (28.5?24.8? 6.8)× 10?3 =?2.9× 10?3 N·m?1 < 0
已经在水面上铺展的己醇又缩回成透镜状液滴。
二、固体表面的润湿润湿,固体表面的气体被液体取代，或一种液体被另一种液体取代称固体表面的 润湿 (wetting)。
通常是指用水取代固体表面的气体或其它液体。
液体在固体表面的铺展润湿．
二、固体表面的润湿
（一） 固体的润湿润湿可以分为三种类型沾湿?G表,a／ A=? s,l l,g s,g
浸湿?G表,i /A =? s,l s,g
铺展润湿?G表,s /A=? s,l +? l,g s,g
=?S
二、固体表面的润湿当?G ≤ 0时，液体可以润湿固体表面 。
G表,a≤ 0,可以沾湿 ；
G表,i ≤ 0,可以浸湿 ；
G表,s ≤ 0或 S ≥ 0，铺展润湿。
对于同一系统
G表,s >?G表,i >?G表,a
若?G表,s ≤ 0，必有?G表,i <?G表,a < 0,显然 铺展润湿的标准是 润湿的最高标准 。
二、固体表面的润湿
（二）接触角气液界面与固液界面的夹角称 接触角 （ contact angel）。
设液滴在固体表面处于平衡状态,接触角?与气液界面张力,固气节面张力及 固液界面张力之间的关系为
s,g s,l =? l,g cos?
该公式称 杨氏公式 （ Young equation）,也称 润湿公式 。
二、固体表面的润湿通过润湿公式可以得到
G表,a =? s,l l,g s,g = l,g (1 + cos? )
G表,i =? s,l s,g = l,g cos?
G表,s =? s,l +? l,g s,g = l,g (cos1)
只要测出液体的界面张力和接触角，就可以对各种润湿条件做出判断。
沾湿? ≤ 180?
浸湿? ≤ 90?
铺展润湿? = 0?
二、固体表面的润湿在讨论液体对固体的润湿性时，一般是把 90? 的接触角做为是否润湿的标准：
≥ 90? 不润湿
< 90? 润湿单击网页左上角,后退,退出本节
定义 铺展系数,S =?Δ GT,p /A =?BAA,B
< 0 铺展
> 0 不铺展
>0 铺展
< 0 不铺展铺展,液体在另外一种不互溶的液体表面自动展开成膜的过程称 铺展 （ spreading）。 液体 A
液体 B
一．液体的铺展当 S ≥ 0时,液体 A可以在液体 B表面铺展 。
两种液体完全不互溶的情况很少见，常常是接触后相互溶解而达到饱和。
在这种情况下，判断两种液体相互关系所用的表面张力数据应改为溶解了少量 B的液体 A的表面张力和被 A饱和了的液体 B的表面张力。
化合物?油 × 103?油水
× 103
油 × 103水 × 103 S× 103 S?× 103
二硫化碳 32.4 48.6 31.8 70.49?8.9?9.9
正庚醇 26.8 7.9 26.4 28.53 37.8?5.8
二碘甲烷 50.6 45.8 50.5 62.2?23.9?34.2
苯 28.88 35.07 28.82 62.36 8.84?1.49
一．液体的铺展例 7-4,20℃ 时,一滴己醇滴在洁净的水面上,已知：
σ水 =72.8× 10?3,σ己醇 =24.8× 10?3,σ醇,水 = 6.8× 10?3N·m?1；
当己醇和水相互饱和后：
σ水 ‘ = 28.5× 10?3N·m?1,σ’己醇 =σ己醇,σ‘醇 。 水 =σ醇 。 水 。
试问：己醇在水面上开始和终了的形状 。
解,S己醇,水 =σ水 +σ己醇?σ醇,水
= (72.8? 24.8? 6.8)× 10?3 = 41.2× 10?3 N·m?1 > 0
开始时己醇在水面上铺展成膜 。
S '己醇,水 = σ'水 +σ'己醇?σ'醇 。 水
= (28.5?24.8? 6.8)× 10?3 =?2.9× 10?3 N·m?1 < 0
已经在水面上铺展的己醇又缩回成透镜状液滴。
二、固体表面的润湿润湿,固体表面的气体被液体取代，或一种液体被另一种液体取代称固体表面的 润湿 (wetting)。
通常是指用水取代固体表面的气体或其它液体。
液体在固体表面的铺展润湿．
二、固体表面的润湿
（一） 固体的润湿润湿可以分为三种类型沾湿?G表,a／ A=? s,l l,g s,g
浸湿?G表,i /A =? s,l s,g
铺展润湿?G表,s /A=? s,l +? l,g s,g
=?S
二、固体表面的润湿当?G ≤ 0时，液体可以润湿固体表面 。
G表,a≤ 0,可以沾湿 ；
G表,i ≤ 0,可以浸湿 ；
G表,s ≤ 0或 S ≥ 0，铺展润湿。
对于同一系统
G表,s >?G表,i >?G表,a
若?G表,s ≤ 0，必有?G表,i <?G表,a < 0,显然 铺展润湿的标准是 润湿的最高标准 。
二、固体表面的润湿
（二）接触角气液界面与固液界面的夹角称 接触角 （ contact angel）。
设液滴在固体表面处于平衡状态,接触角?与气液界面张力,固气节面张力及 固液界面张力之间的关系为
s,g s,l =? l,g cos?
该公式称 杨氏公式 （ Young equation）,也称 润湿公式 。
二、固体表面的润湿通过润湿公式可以得到
G表,a =? s,l l,g s,g = l,g (1 + cos? )
G表,i =? s,l s,g = l,g cos?
G表,s =? s,l +? l,g s,g = l,g (cos1)
只要测出液体的界面张力和接触角，就可以对各种润湿条件做出判断。
沾湿? ≤ 180?
浸湿? ≤ 90?
铺展润湿? = 0?
二、固体表面的润湿在讨论液体对固体的润湿性时，一般是把 90? 的接触角做为是否润湿的标准：
≥ 90? 不润湿
< 90? 润湿单击网页左上角,后退,退出本节
