Меббм қазақстан-ресей нуо казахстанско
Ылғалданатын және суланбайтын
жүктеу/скачать 52,63 Kb.
|
Биофиз Капилляр copy
| Ылғалданатын және суланбайтын
Капиллярлық құбылыстарды егжей-тегжейлі зерттеу үшін қатты, сұйық, газ тәрізді фазалардың қатар өмір сүруінің үш фазалы шекарасында кездесетін кейбір молекулалық құбылыстарды, атап айтқанда, сұйықтың қатты денемен жанасуын қарастырған жөн. Егер сұйықтың молекулалары арасындағы адгезия күштері қатты дененің молекулалары арасындағыдан үлкен болса, онда сұйық қатты денемен жанасу шекарасын (ауданын) азайтуға бейім, мүмкін болса одан шегінеді. Қатты дененің горизонталь бетіндегі мұндай сұйықтықтың тамшысы шар тәрізді болады. Бұл жағдайда сұйық қатты зат ылғалданбайтын деп аталады. Қатты дененің беті мен сұйықтың бетіне жанамасынан пайда болатын θ бұрышы жиек бұрышы деп аталады. Ылғалданбайтын θ > 90° үшін. Бұл жағдайда сұйықпен суланбаған қатты бет гидрофобты немесе олеофильді деп аталады. Егер сұйықтың молекулалары арасындағы адгезия күштері сұйық пен қатты дененің молекулалары арасындағыдан аз болса, онда сұйық қатты денемен жанасу шекарасын жоғарылатуға бейім болады. Бұл жағдайда сұйықтық қатты затты сулау деп аталады; жанасу бұрышы θ < 90°. Беті гидрофильді деп аталады. θ = 180° болған жағдай толық суланбау деп аталады. Дегенмен, бұл ешқашан байқалмайды, өйткені тартымды күштер әрқашан сұйық пен қатты дененің молекулалары арасында әрекет етеді. θ = 0° кезінде толық сулану байқалады: сұйықтық қатты дененің бүкіл бетіне таралады. Толық сулану немесе толық суланбау төтенше жағдайлар болып табылады. Олардың арасында молекулалық күштердің қатынасына байланысты аралық орынды толық емес суланудың өтпелі жағдайлары алады.Ылғалдану және суланбау салыстырмалы ұғымдар: бір қатты затты суландыратын сұйықтық екіншісін суламауы мүмкін. Мысалы, су шыны суландырады, бірақ парафинді суламайды; Сынап әйнекті суламайды, бірақ мысты суландырады.Ылғалдау әдетте беттік керілу күштерінің әрекетінің нәтижесі ретінде түсіндіріледі. Ауа мен сұйықтық шекарасындағы беттік керілу σ1,2, сұйық пен қатты дене шекарасында σ1,3, ауа мен қатты дене шекарасында σ2,3 болсын.Ылғалдау периметрінің ұзындығы бірлігіне үш күш әсер етеді, сандық жағынан сәйкес интерфейстерге тангенциалды бағытталған σ1,2, σ2,3, σ1,3 тең. Тепе-теңдік жағдайында барлық күштер бір-бірін теңестіруі керек. Қатты дененің бетінің жазықтығына σ2,3 және σ1,3 күштері әсер етеді, σ1,2 күш θ бұрышпен бетке бағытталған.Фазааралық беттер үшін тепе-теңдік шарты келесі түрде болады: σ2.3 = σ1.3 + σ1.2cosθ немесе cosθ =(σ2.3 − σ1.3)/σ1.2cosθ мәні әдетте сулану деп аталады және В әрпімен белгіленеді.Бетінің күйі сулануға белгілі бір әсер етеді. Суланғыштық көмірсутектердің мономолекулалық қабаты болған кезде күрт өзгереді. Соңғылары әрқашан атмосферада жеткілікті мөлшерде болады. Беткі микрорельефтің де ылғалдануына белгілі бір әсері бар. Дегенмен, бүгінгі күнге дейін кез келген беттің кедір-бұдырының оның қандай да бір сұйықтықпен сулануына әсер етуінің бірыңғай заңдылығы әлі анықталған жоқ. Мысалы, Венцель-Дерягин теңдеуі cosθ = xcosθ0 сұйықтың кедір-бұдыр (θ) және тегіс (θ0) беттеріндегі жанасу бұрыштарын кедір-бұдыр дененің шын бетінің ауданы х қатынасының оның жазықтыққа проекциясына байланыстырады. . Алайда іс жүзінде бұл теңдеу әрдайым сақтала бермейді. Сонымен, бұл теңдеу бойынша сулану жағдайында (θ<90) кедір-бұдырлық жанасу бұрышының төмендеуіне (яғни, үлкен гидрофильділікке), ал θ > 90 жағдайында оның өсуіне (яғни. , үлкен гидрофобтылыққа). Осыған сүйене отырып, әдетте, кедір-бұдырдың сулануға әсері туралы ақпарат беріледі. Көптеген авторлардың пікірінше, сұйықтың кедір-бұдырлы бетке таралу жылдамдығы төменірек, себебі сұйықтың жайылуы кезінде кездескен кедір-бұдырлардың (жөкпелердің) кешіктіргіш әсерін бастан кешіреді. Айта кету керек, бұл капиллярларда суланудың негізгі сипаттамасы ретінде қолданылатын материалдың таза бетіне тұндырылған сұйықтықтың қатаң дозаланған тамшысынан пайда болған дақ диаметрінің өзгеру жылдамдығы. Оның мәні беттік құбылыстарға да, сұйықтықтың тұтқырлығына, оның тығыздығына және ұшқыштығына да байланысты.Басқа да бірдей қасиеттері бар тұтқыр сұйықтық бетке ұзағырақ таралатыны және сондықтан капиллярлық арна арқылы баяу ағып жатқаны анық. жүктеу/скачать 52,63 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|