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1、实验三实验三 液固界面接触角的测量液固界面接触角的测量一一.实验目的实验目的了解液体在固体表面的润湿过程以及接触角的含义与应用。第1页/共14页实验原理实验原理润湿是自然界和生产过程中常见的现象。通常将固润湿是自然界和生产过程中常见的现象。通常将固-气界面被固气界面被固-液界面所取代的过程称液界面所取代的过程称为润湿。将液体滴在固体表面上，由于性质不同，有的会铺展开来，有的则粘附在表面为润湿。将液体滴在固体表面上，由于性质不同，有的会铺展开来，有的则粘附在表面上成为平凸透镜状，这种现象称为润湿作用。前者称为铺展润湿，后者称为粘附润湿。上成为平凸透镜状，这种现象称为润湿作用。前者称为铺展润湿，后
2、者称为粘附润湿。如水滴在干净玻璃板上可以产生铺展润湿。如果液体不粘附而保持椭球状，则称为不润如水滴在干净玻璃板上可以产生铺展润湿。如果液体不粘附而保持椭球状，则称为不润湿。如汞滴到玻璃板上或水滴到防水布上的情况。此外，如果是能被液体润湿的固体完湿。如汞滴到玻璃板上或水滴到防水布上的情况。此外，如果是能被液体润湿的固体完全浸入液体之中，则称为浸湿。上述各种类型示于图全浸入液体之中，则称为浸湿。上述各种类型示于图1 1。第2页/共14页实验原理实验原理第3页/共14页实验原理实验原理当液体与固体接触后，体系的自由能降低。因此，液体在固体上润湿程度的大小可用这一过程自由能降低的多少来衡量。在恒温恒压
3、下，当一液滴放置在固体平面上时，液滴能自动地在固体表面铺展开来，或以与固体表面成一定接触角的液滴存在，如图2所示。第4页/共14页二二.实验原理实验原理第5页/共14页二二.实验原理实验原理接触角的数据能作为判别润湿情况的依据。通常把90作为润湿与否的界限，当90，称为不润湿，当90时，称为润湿，越小润湿性能越好；当角等于零时，液体在固体表面上铺展，固体被完全润湿。第6页/共14页接触角的测定方法很多，根据直接测定的物理量分为四大类：角度测量法、长度测量法、力测量法，透射测量法。其中，液滴角度测量法是最常用的，也是最直截了当的一类方法。它是在平整的固体表面上滴一滴小液滴，直接测量接触角的大小。
4、第7页/共14页三.实验材料仪器 烧杯（100ml）共10个、烧杯（500ml）共2个、100ml量筒1支、胶头滴管8个、培养皿8个、蜡块4个；试剂：甲醇、乙醇、正丙醇、正丁醇、十二烷基硫酸钠第8页/共14页等温下醇类同系物（如甲醇、乙醇、异丙醇、正丁醇）在蜡块和玻璃片上的接触角测定。考察水在不同固体表面上的接触角；等温下不同浓度表面活性剂溶液在固体表面的接触角测定 液体：十二烷基硫酸钠溶液浓度(质量分数)：0.01%,0.02%,0.03%,0.04%,0.05%,0.1%,0.15%,0.2%,0.25%，0.3%测浓度为0.1%十二烷基硫酸钠水溶液液滴在蜡块和载玻片表面上接触角随时间的变
5、化（10min)。第9页/共14页四四.实验方法与步骤实验方法与步骤水、醇类同系物在蜡块和玻璃片上的接触角水、醇类同系物在蜡块和玻璃片上的接触角 甲醇水（蜡）乙醇水（玻璃）正丙醇正丁醇第10页/共14页浓度蜡块玻璃浓度蜡块玻璃0.01%0.10%0.02%0.15%0.03%0.20%0.04%0.25%0.05%0.30%等温下不同浓度表面活性剂（十二烷基硫酸钠）溶液在固体表面的接触角的测定 第11页/共14页十二烷基硫酸钠接触角随时间的变化0.1%蜡块玻璃0.1%蜡块玻璃1min6min2min7min3min8min4min9min5min10min第12页/共14页五五.实验作业实验作业 根据实验，将测定结果填入各表中。第13页/共14页