表一 水在不同固体表面对的接触角的测量 试验温度(完整版).doc
固体与液体接触角的测定
接触角测试标准
接触角测试标准接触角测试是一种常用的表面性质测试方法,它可以用来评估固体与液体之间的相互作用。
接触角是液体与固体表面形成的一个角度,它可以反映出固体表面的亲水性或疏水性。
在实际应用中,接触角测试被广泛应用于表面润湿性、液体浸润性、表面活性剂性能等方面的研究和生产中。
接触角测试标准的制定对于保证测试结果的准确性和可比性具有重要意义。
接触角测试标准的制定需要考虑到测试方法的准确性、重复性和可比性。
首先,测试方法应该能够保证测试结果的准确性,即测试结果应该能够真实地反映出固体与液体之间的相互作用。
其次,测试方法应该具有良好的重复性,即在相同条件下进行多次测试应该能够得到相似的测试结果。
最后,测试方法应该具有良好的可比性,即不同实验室、不同设备下进行的测试应该能够得到相似的测试结果。
在制定接触角测试标准时,需要考虑到测试条件的统一和标准化。
首先,测试样品的制备应该符合一定的标准,包括样品的尺寸、表面处理、清洁方法等。
其次,测试环境的控制也是非常重要的,包括温度、湿度、气压等因素。
最后,测试设备的选择和使用也应该符合一定的标准,包括光源、相机、液滴加注系统等。
在制定接触角测试标准时,还需要考虑到测试数据的处理和分析方法。
首先,测试数据的处理方法应该能够准确地计算出接触角的数值。
其次,测试数据的分析方法应该能够准确地评估固体与液体之间的相互作用。
最后,测试数据的报告方法应该能够清晰地呈现测试结果,包括图表、数据和结论等。
总之,接触角测试标准的制定对于保证测试结果的准确性和可比性具有重要意义。
在制定接触角测试标准时,需要考虑到测试方法的准确性、重复性和可比性,测试条件的统一和标准化,以及测试数据的处理和分析方法。
只有这样,才能够保证接触角测试结果的准确性和可比性,从而推动接触角测试方法的进一步发展和应用。
接触角测试标准
接触角测试标准接触角测试是一种常见的表面性质测试方法,通过测试液体在固体表面的接触角来评估表面的亲水性或疏水性。
接触角测试广泛应用于材料科学、表面工程、涂料、油墨、纺织品、医疗器械等领域。
在进行接触角测试时,需要严格遵守相关的测试标准,以确保测试结果的准确性和可比性。
一、测试仪器和设备。
在进行接触角测试时,需要使用专业的接触角测试仪器,如旋转滴定仪、静态接触角仪等。
这些仪器通常配备有高精度的摄像头和图像分析软件,能够实时捕捉液滴在固体表面的形态,并计算出接触角的数值。
在选择测试仪器时,需要考虑样品的大小、形状、表面性质等因素,以确保测试的准确性和可重复性。
二、样品准备。
在进行接触角测试之前,需要对样品进行准备。
首先,需要确保样品表面干净、平整,没有杂质和污染物。
其次,需要根据测试要求选择合适的测试液体,常用的测试液体有水、甘油、二甲基硅油等。
在选择测试液体时,需要考虑样品的表面性质和测试的目的,以确保测试结果的准确性和可比性。
三、测试方法。
接触角测试通常包括动态接触角测试和静态接触角测试两种方法。
动态接触角测试是通过测量液滴在固体表面的滚动角速度来计算接触角,适用于表面能较低的样品。
静态接触角测试是通过测量静止液滴在固体表面的接触角来评估表面的性质,适用于表面能较高的样品。
在进行测试时,需要根据样品的特点选择合适的测试方法,并严格按照相关的测试标准进行操作。
四、数据分析。
在完成接触角测试后,需要对测试数据进行分析。
通常可以通过图像分析软件测量液滴的形态和接触角的数值,也可以通过数学模型计算表面的能量和粗糙度等参数。
在数据分析过程中,需要注意排除测试误差和干扰因素,确保测试结果的准确性和可靠性。
五、测试标准。
在进行接触角测试时,需要严格遵守相关的测试标准。
不同的行业和应用领域通常有相应的测试标准,如ASTM、ISO、GB等。
在选择测试标准时,需要考虑样品的特点和测试的目的,以确保测试结果的准确性和可比性。
接触角的测量
表七:不同浓度的十二烷基苯磺酸钠(SDBS)水溶液在涤纶片和玻璃片上的接触角随时间变化 玻璃上的接触角/∘ 涤纶上的接触角/∘ 时间/s 左 右 平均 左 右 平均 5 23.5 23 23.25 31 29.5 30.25 20 19.5 19.5 19.5 22 20 21 30 19 19.5 19.25 18.5 18 18.25 50 17.5 17 17.25 17 17 17
表一:水在不同固体表面的接触角的测量 量角法 θ /° 固体 量高法θ /° 左 右 平均 玻璃 34 36 35 34.5 金属 58.5 60.5 59.5 58 涤纶 70.5 67.5 69 67.5
浓度 0.2 0.4 0.6 0.8
表二:不同浓度的乙醇在玻璃片和涤纶片上接触角的测量 玻璃片上的接触角θ /° 金属片上的接触角θ /° 涤纶片上的接触角θ /° 左 49 50.5 51 53.5 右 50 50.5 55 48.5 平均 49.5 50.5 53 51 左 61 66.5 69.5 69 右 63 70.5 73.5 73 平均 62 68 71.5 72 左 64 70 73 75 右 69 76.5 77 77.5 平均 66.5 73 75 75.5
涤纶 θ 62 68 71.5 72 57.25 50 62 34.5 52.5 36.5 61.25 64.25 54.5
金属 66.5 73 75 75.5 61.5 65.5 75 36.75 57 33.25 54 49 46
γ /mN/m 62.79 57.43 55.51 51.98 63.16 57.28 46.55 43.1 38.06 34.16 33.25 31.53 29.48
表四:不同浓度的乙醇的表面张力的测量 0.7 mm 放大因子:51.43 针直径: 乙醇的浓度/M Y/mN/m 0 65.72 0.2 62.79 0.4 57.43 0.6:1
接触角的测定实验报告之欧阳与创编
液■固界面接雜角的测畳察验扳告—、凳验目的1. 了解液体在固体表面的润湿辽程叹及接触角的含义坊应用。
2. 拿握用JC2000C1静滴接触角/界面张力测量仪测定接触角和 表面張力的方法。
二、凳验凍理润握是自然界和生产辽程中常兄的现象。
逋常将阖-乞界面 披阖■液界面所取代的过程秫为润握。
将液体滴在固体表面上, 由于牲质不同,有的会鋪展开来,有的则粘附在表面上廉为平 n 透镜状,达种现象秫为润湿乍用。
前肴秫为铺展润湿,后者 称为粘附润握。
如水滴在干净玻璃板上刁叹产主鋪展润湿。
如 慕液体不粘附而保持椭珠状,列秫为不润湿。
如汞滴彩玻璃板 上裁水滴對防水布上的情况。
此外,如窠是能狱液体润握的固 体宅全浸入液体M 中,则秫为浸握。
上连各种类型示于图1。
图1各种类燹的润湿当液体坊阖体接触后,体系:的目由能降低。
因此,液体在 固体上润湿程度的大小刁用达〜过程自田能降低的多少来衡 量。
在怛温懊压下,肖一液滴放置在固体平面上时,液滴能自 动也在固体表面铺展开来,茨叹与固体表面庆〜定接触角的液欧阳与创编 2021.03.08欧阳与创编 2021.03.08欧阳与创编 2021.03.08欧阳与创编2021.03.08滴存在,如图2所示。
图2接触角欧阳与创编2021.03.082021.03.08欧阳与创编创作:欧阳与面上处于平衡伍置时,达些界面张力在水平方向上的分力M和应茅于幕,达个平衡秃系:就是著名的Young方程,即ysc- ysL=yLG-cos<9(l) 武:中ysG, 7LG, ysL分列为固-乞・液■乞和固-液界面張力;&是在SK 毛、液三相交界处,自固体界面经液体內部彩乞液界面的夾角,称:为接触角,在0°・180°之间。
接触角是反应移质坊液体润湿牲耒菜的重要尺度。
在怛温幔压下,粘附润握.鋪展润湿过程发圭的热力学条件分列是:粘附润湿lVa=7SG-ySL+yLG>0(2) 铺展润湿S=ysG-ysL-yLG>0 (3) 武:中Wa, S分列为粘附润湿、铺展润握过程的粘附功、铺展系: 数。
接触角实验报告
接触角实验报告
接触角实验报告
实验目的:测量液体在不同固体表面上的接触角,了解液体与固体之间的相互作用。
实验原理:接触角指的是液滴与固体界面上两个相互垂直的线段所夹的夹角,用来表示液体与固体表面之间的相互作用。
接触角越小,液滴与固体表面之间的相互作用越强,液滴难以展开,接触角越大,相互作用越弱,液滴容易展开。
实验材料:实验所需材料包括:不同种类的液体,测角器,实验盘。
液体可以选择水、油等。
实验步骤:
1. 准备实验盘,将不同种类的液体倒在实验盘中。
2. 在液滴与实验盘交界处,使用测角器测量接触角。
3. 测量多组接触角数据,取平均值作为最终结果。
实验结果:
根据实验数据,我们可以得到液体在不同固体表面上的接触角。
接触角越小,液体与固体之间的相互作用越强;接触角越大,相互作用越弱。
实验讨论:
1. 实验中可能存在的误差来源:液滴初始形状不规则、实验操作误差等。
2. 实验中可以进一步研究液体性质、固体表面特性等对接触角的影响。
3. 实验结果的意义:接触角可以用来描述液体与固体之间的相互作用,对于液体在固体表面上的湿润性和附着性具有重要意义。
实验结论:
通过本实验,我们测量了液体在不同固体表面上的接触角,观察到液体与固体之间的相互作用。
实验结果表明,接触角越小,液体与固体之间的相互作用越强;接触角越大,相互作用越弱。
接触角的测量可以用来描述液体与固体之间的相互作用,对于液体在固体表面上的湿润性和附着性具有重要意义。
实验还存在一些误差来源,可以进一步完善实验方法。
接触角的测定实验报告
液-固界里交战角的丈量真验报告之阳早格格创做一、真验手段1. 相识液体正在固体表面的潮干历程以及交战角的含意与应用.2. 掌握用JC2000C1静滴交战角/界里弛力丈量仪测定交战角战表面弛力的要领.二、真验本理潮干是自然界战死产历程中罕睹的局里.常常将固-气界里被固-液界里所与代的历程称为潮干.将液体滴正在固体表面上,由于本量分歧,有的会铺展启去,有的则粘附正在表面上成为仄凸透镜状,那种局里称为潮干效率.前者称为铺展潮干,后者称为粘附潮干.如火滴正在搞洁玻璃板上不妨爆收铺展潮干.如果液体没有粘附而脆持椭球状,则称为没有潮干.如汞滴到玻璃板上或者火滴到防火布上的情况.别的,如果是能被液体潮干的固体真足浸进液体之中,则称为浸干.上述百般典型示于图1.图1 百般典型的潮干当液体与固体交战后,体系的自由能落矮.果此,液体正在固体上潮干程度的大小可用那一历程自由能落矮的几去衡量.正在恒温恒压下,当一液滴搁置正在固体仄里上时,液滴能自动天正在固体表面铺展启去,或者以与固体表面成一定交战角的液滴存留,如图2所示.图2 交战角假定分歧的界里间力可用效率正在界里目标的界里弛力去表示,则当液滴正在固体仄里上处于仄稳位子时,那些界里弛力正在火仄目标上的分力之战应等于整,那个仄稳闭系便是出名的Young圆程,即γSG- γSL= γLG·cosθ(1)式中γSG,γLG,γSL分别为固-气、液-气战固-液界里弛力;θ是正在固、气、液三相接界处,自固体界里经液体里里到气液界里的夹角,称为交战角,正在0o-180o之间.交战角是反应物量与液体潮干性闭系的要害尺度.正在恒温恒压下,粘附潮干、铺展潮干历程爆收的热力教条件分别是:粘附潮干W a=γSG-γSL+γLG≥0(2)铺展潮干S=γSG-γSL-γLG≥0 (3)式中W a,S分别为粘附潮干、铺展潮干历程的粘附功、铺展系数.若将(1)式代进公式(2)、(3),得到底下截止:W a=γSG+γLG-γSL=γLG(1+cosθ)(4)S=γSG-γSL-γLG=γLG(cosθ-1) (5)以上圆程证明,只消测定了液体的表面弛力战交战角,即不妨估计出粘附功、铺展系数,从而不妨据此去推断百般潮干局里.还不妨瞅到,交战角的数据也能动做判别潮干情况的依据.常常把θ=90°动做潮干与可的界限,当θ>90°,称为没有潮干,当θ<90°时,称为潮干,θ越小潮干本能越好;当θ角等于整时,液体正在固体表面上铺展,固体被真足潮干.交战角是表征液体正在固体表面潮干性的要害参数之一,由它可相识液体正在一定固体表面的潮干程度.交战角测定正在矿物浮选、注火采油、洗涤、印染、焊接等圆里有广大的应用.决断战效率潮干效率战交战角的果素很多.如,固体战液体的本量及纯量、增加物的效率,固体表面的细糙程度、没有匀称性的效率,表面传染等.准则上道,极性固体易为极性液体所潮干,而非极性固体易为非极性液体所潮干.玻璃是一种极性固体,故易为火所潮干.对付于一定的固体表面,正在液相中加进表面活性物量常可革新潮干本量,而且随着液体战固体表面交战时间的延少,交战角有渐渐变小趋于定值的趋势,那是由于表面活性物量正在各界里上吸附的截止.交战角的测定要领很多,根据间接测定的物理量分为四大类:角度丈量法、少度丈量法、力丈量法,透射丈量法.其中,液滴角度丈量法是最时常使用的,也是最开门见山的一类要领.它是正在仄坦的固体表面上滴一滴小液滴,间接丈量交战角的大小.为此,可用矮倍隐微镜中拆有的量角器丈量,也可将液滴图像投影到屏幕上或者拍摄图像再用量角器丈量,那类要领皆无法预防人为做切线的缺面.本真验所用的仪器JC2000C1静滴交战角/界里弛力丈量仪便可采与量角法战量下法那二种要领举止交战角的测定.三、仪器与药品仪器:JC2000C1界里弛力丈量仪,微量注射器,容量瓶,镊子,玻璃载片,涤纶薄片,散乙烯片,金属片(没有锈钢、铜等).试剂:蒸馏火,无火乙醇,十二烷基苯磺酸钠(或者十二烷基硫酸钠)十二烷基苯磺酸钠火溶液的品量分数:0.01%,%,%,%,%,%,%,%,%四、真验真量1.观察正在载玻片上火滴的大小(体积)与所测交战角读数的闭系,找出丈量所需的最佳液滴大小.2.观察火正在分歧固体表面上的交战角.3.等温下醇类共系物(如甲醇、乙醇、同丙醇、正丁醇)正在涤纶片战玻璃片上的交战角战表面弛力的测定4.等温下分歧浓度的乙醇溶液正在涤纶片战玻璃片上的交战角战表面弛力的测定5.等温下分歧浓度表面活性剂溶液正在固体表面的交战角战表面弛力的测定液体:十二烷基苯磺酸钠溶液浓度(品量分数):0.01%%%%%%%%%6.测浓度为%十二烷基苯磺酸钠火溶液液滴正在涤纶片战载玻片表面上交战角随时间的变更.五、真验步调(一) 交战角的测定(1) 启机.将仪器插上电源,挨启电脑,单打桌里上的JC2000C1应用步调加进主界里.面打界里左上角的活动图象按钮,那时不妨瞅到摄像头拍摄的载物台上的图象.(2)调焦.将进样器或者微量注射器牢固正在载物台上圆,安排摄像头焦距到0.7倍(测小液滴交战角时常常调到2倍~2.5倍),而后转动摄像头底座后里的旋钮安排摄像头到载物台的距离,使得图象最浑晰.(3)μμL的样品量最佳.那时不妨从活动图象中瞅到进样器下端出现一个浑晰的小液滴.(4)接样.转动载物台底座的旋钮使得载物台缓缓降下,触碰悬挂正在进样器下端的液滴后下落,使液滴留正在固体仄里上.(5)冻结图象.面打界里左上角的冻结图象按钮将绘里牢固,再面打File菜单中的Save as将图象保存正在文献夹中.接样后要正在20s(最佳10 s)内冻结图像.(6) 量角法.面打量角法按钮,加进量角法主界里,按启初键,挨启之前保存的图象.那时图象上出现一个由二曲线接叉45度组成的丈量尺,利用键盘上的Z、X、Q、A键即左、左、上、下键安排丈量尺的位子:最先使丈量尺与液滴边沿相切,而后下移丈量尺使接叉面到液滴顶端,再利用键盘上< 战> 键即左旋战左旋键转动丈量尺,使其与液滴左端相接,即得到交战角的数值.其余,也不妨使丈量尺与液滴左端相接,此时应用180°减去所睹的数值圆为精确的交战角数据,末尾供二者的仄稳值.(7)量下法.面打量下法按钮,加进量下法主界里,按启初键,挨启之前保存的图象.而后用鼠标左键逆次面打液滴的顶端战液滴的左、左二端与固体表面的接面.如果面打过失,不妨面打鼠标左键,与消选定.(二) 表面弛力的测定(1)启机.将仪器插上电源,挨启电脑,单打桌里上的JC2000C1应用步调加进主界里.面打界里左上角的活动图象按钮,那时不妨瞅到摄像头拍摄的载物台上的图象.(2)调焦.将进样器或者微量注射器牢固正在载物台上圆,安排摄像头焦距到0.7倍,而后转动摄像头底座后里的旋钮安排摄像头到载物台的距离,使得图象最浑晰.(3)加进样品.不妨通过转动载物台左边的采样旋钮抽与液体,也不妨用微量注射器压出液体.测表面弛力时样品量为液滴最大时.那时不妨从活动图象中瞅到进样器下端出现一个浑晰的大液泡.(4)冻结图象.当液滴欲滴已滴时面打界里的冻结图象按钮,再面打File菜单中的Save as将图象保存正在文献夹中.(5) 悬滴法.单打悬滴法按钮,加进悬滴法步调主界里,按启初按钮,挨启图像文献.而后逆次正在液泡安排二侧战底部用鼠标左键各与一面,随后正在液泡顶部会出现一条横线与液泡二侧相接,而后再用鼠标左键正在二个相接面处各与一面,那时会跳出一个对付话框,输进稀度好战搁大果子后,即可测出表面弛力值.注:稀度好为液体样品战气氛的稀度之好;搁大果子为图中针头最左端与最左端的横坐标之好再除以针头的曲径所得的值.(8)截止与计划列表或者做图表示所得真验截止.收端阐明所得截止的本果表1 火正在分歧固体表面的交战角的丈量(9)思索题1.液体正在固体表面的交战角与哪些果素有闭?问:a仄稳时间;b体系温度;c交战角滞后,其中包罗表面没有匀称战表面没有服;d吸附效率.2.正在本真验中,滴到固体表面上的液滴的大小对付所测交战角读数是可有效率?为什么?问:滴到固体表面上的液体大小对付交战角读数无效率.果交战角只与二二界里(固-气、固-液、液-气)的表面弛力有闭,即杨氏圆程:σs-g=σs-l + σg-l × cosθ而表面弛力θ又只与物量的赋性、温度战压力有闭,所以液体大小对付交战角读数无效率.3.真验中滴到固体表面上的液滴的仄稳时间对付交战角读数是可有效率?问: 滴到固体表面上的液滴的仄稳时间对付交战角读数有效率,当体系已达仄稳时,交战角会变更,那时的交战角称为动交战角,动交战角钻研对付于一些粘度较大的液体正在固体仄里上的震动或者铺展有要害意思(果粘度大,仄稳时间少).八、参照书籍1.北京大教化教系胶体化教教研组主编. 胶体与界里化教真验. 北京大教出版社. 19932.金丽萍, 邬时浑, 陈大怯. 物理化教真验. 华东理工大教出版社. 2006。
接触角的测定实验报告
液-固界面接触角的测量试验陈述一.试验目标1. 懂得液体在固体概况的润湿进程以及接触角的寄义与运用.2. 控制用JC2000C1静滴接触角/界面张力测量仪测定接触角和概况张力的办法.二.试验道理润湿是天然界和临盆进程中罕有的现象.平日将固-气界面被固-液界面所代替的进程称为润湿.将液体滴在固体概况上,因为性质不合,有的会铺睁开来,有的则粘附在概况上成为平凸透镜状,这种现象称为润湿感化.前者称为铺展润湿,后者称为粘附润湿.如水滴在清洁玻璃板上可以产生铺展润湿.假如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形.此外,假如是能被液体润湿的固体完整浸入液体之中,则称为浸湿.上述各类类型示于图1.图1 各类类型的润湿当液体与固体接触后,系统的自由能降低.是以,液体在固体上润湿程度的大小可用这一进程自由能降低的若干来权衡.在恒温恒压下,当一液滴放置在固体平面上时,液滴能主动地在固体概况铺睁开来,或以与固体概况成必定接触角的液滴消失,如图2所示.图2 接触角假定不合的界面间力可用感化在界面偏向的界面张力来暗示,则当液滴在固体平面上处于均衡地位时,这些界面张力在程度偏向上的分力之和应等于零,这个均衡关系就是有名的Young方程,即γSG- γSL= γLG·cosθ(1)式中γSG,γLG,γSL分离为固-气.液-气和固-液界面张力;θ是在固.气.液三相接壤处,自固体界面经液体内部到气液界面的夹角,称为接触角,在0o-180o之间.接触角是反响物资与液体润湿性关系的主要尺度.在恒温恒压下,粘附润湿.铺展润湿进程产生的热力学前提分离是:粘附润湿W a=γSG-γSL+γLG≥0(2)铺展润湿S=γSG-γSL-γLG≥0(3)式中W a,S分离为粘附润湿.铺展润湿进程的粘附功.铺展系数.若将(1)式代入公式(2).(3),得到下面成果:W a=γSG+γLG-γSL=γLG(1+cosθ)(4) S=γSG-γSL-γLG=γLG(cosθ-1) (5)以上方程解释,只要测定了液体的概况张力和接触角,即可以盘算出粘附功.铺展系数,进而可以据此来断定各类润湿现象.还可以看到,接触角的数据也能作为判别润湿情形的根据.平日把θ=90°作为润湿与否的界线,当θ>90°,称为不润湿,当θ<90°时,称为润湿,θ越小润湿机能越好;当θ角等于零时,液体在固体概况上铺展,固体被完整润湿.接触角是表征液体在固体概况润湿性的主要参数之一,由它可懂得液体在必定固体概况的润湿程度.接触角测定在矿物浮选.灌水采油.洗涤.印染.焊接等方面有普遍的运用.决议和影响润湿感化和接触角的身分许多.如,固体和液体的性质及杂质.添加物的影响,固体概况的光滑程度.不平均性的影响,概况污染等.原则上说,极性固体易为极性液体所润湿,而非极性固体易为非极性液体所润湿.玻璃是一种极性固体,故易为水所润湿.对于必定的固体概况,在液相中参加概况活性物资常可改良润湿性质,并且跟着液体和固体概况接触时光的延伸,接触角有逐渐变小趋于定值的趋向,这是因为概况活性物资在各界面上吸附的成果.接触角的测定办法许多,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.个中,液滴角度测量法是最经常运用的,也是最直截了当的一类办法.它是在平整的固体概况上滴一滴小液滴,直接测量接触角的大小.为此,可用低倍显微镜中装有的量角器测量,也可将液滴图像投影到屏幕上或拍摄图像再用量角器测量,这类办法都无法防止工资作切线的误差.本试验所用的仪器JC2000C1静滴接触角/界面张力测量仪就可采纳量角法和量高法这两种办法进行接触角的测定.三.仪器与药品仪器:JC2000C1界面张力测量仪,微量打针器,容量瓶,镊子,玻璃载片,涤纶薄片,聚乙烯片,金属片(不锈钢.铜等).试剂:蒸馏水,无水乙醇,十二烷基苯磺酸钠(或十二烷基硫酸钠)十二烷基苯磺酸钠水溶液的质量分数:0.01%,%,%,%,%,%,%,%,%四.试验内容1.考核在载玻片上水滴的大小(体积)与所测接触角读数的关系,找出测量所需的最佳液滴大小.2.考核水在不合固体概况上的接触角.3.等温下醇类同系物(如甲醇.乙醇.异丙醇.正丁醇)在涤纶片和玻璃片上的接触角和概况张力的测定4.等温下不合浓度的乙醇溶液在涤纶片和玻璃片上的接触角和概况张力的测定5.等温下不合浓度概况活性剂溶液在固体概况的接触角和概况张力的测定液体:十二烷基苯磺酸钠溶液浓度(质量分数):0.01%%%%%%%%% 6.测浓度为%十二烷基苯磺酸钠水溶液液滴在涤纶片和载玻片概况上接触角随时光的变更.五.试验步调(一) 接触角的测定(1) 开机.将仪器插上电源,打开电脑,双击桌面上的JC2000C1运用程序进入主界面.点击界面右上角的运动图象按钮,这时可以看到摄像头拍摄的载物台上的图象.(2)调焦.将进样器或微量打针器固定在载物台上方,调剂摄像头焦距到0.7倍(测小液滴接触角时平日调到2倍~2.5倍),然后扭转摄像头底座后面的旋钮调节摄像头到载物台的距离,使得图象最清楚.(3)μμL的样品量最佳.这时可以从运动图象中看到进样器下端消失一个清楚的小液滴.(4)接样.扭转载物台底座的旋钮使得载物台慢慢上升,触碰吊挂在进样器下端的液滴后降低,使液滴留在固体平面上.(5)冻结图象.点击界面右上角的冻结图象按钮将画面固定,再点击File菜单中的Save as将图象保管在文件夹中.接样后要在20s(最好10 s)内冻结图像.(6) 量角法.点击量角法按钮,进入量角法主界面,按开端键,打开之前保管的图象.这时图象上消失一个由两直线交叉45度构成的测量尺,运用键盘上的Z.X.Q.A键即左.右.上.下键调节测量尺的地位:起首使测量尺与液滴边沿相切,然后下移测量尺使交叉点到液滴顶端,再运用键盘上 < 和 > 键即左旋和右旋键扭转测量尺,使其与液滴左端订交,即得到接触角的数值.别的,也可以使测量尺与液滴右端订交,此时运用180°减去所见的数值方为准确的接触角数据,最后求两者的平均值.(7)量高法.点击量高法按钮,进入量高法主界面,按开端键,打开之前保管的图象.然后用鼠标左键按序点击液滴的顶端和液滴的左.右两头与固体概况的交点.假如点击错误,可以点击鼠标右键,撤消选定.(二) 概况张力的测定(1)开机.将仪器插上电源,打开电脑,双击桌面上的JC2000C1运用程序进入主界面.点击界面右上角的运动图象按钮,这时可以看到摄像头拍摄的载物台上的图象.(2)调焦.将进样器或微量打针器固定在载物台上方,调剂摄像头焦距到0.7倍,然后扭转摄像头底座后面的旋钮调节摄像头到载物台的距离,使得图象最清楚.(3)参加样品.可以经由过程扭转载物台右边的采样旋钮抽取液体,也可以用微量打针器压出液体.测概况张力时样品量为液滴最大时.这时可以从运动图象中看到进样器下端消失一个清楚的大液泡.(4)冻结图象.当液滴欲滴未滴时点击界面的冻结图象按钮,再点击File菜单中的Save as将图象保管在文件夹中.(5) 悬滴法.单击悬滴法按钮,进入悬滴法程序主界面,按开端按钮,打开图像文件.然后按序在液泡阁下两侧和底部用鼠标左键各取一点,随后在液泡顶部会消失一条横线与液泡两侧订交,然后再用鼠标左键在两个订交点处各取一点,这时会跳出一个对话框,输入密度差和放大因子后,即可测出概况张力值.注:密度差为液体样品和空气的密度之差;放大因子为图中针头最右端与最左端的横坐标之差再除以针头的直径所得的值.(8)成果与评论辩论列表或作图暗示所得试验成果.初步解释所得成果的原因表1 水在不合固体概况的接触角的测量(9)思虑题1.液体在固体概况的接触角与哪些身分有关?答:a均衡时光;b系统温度;c接触角滞后,个中包含概况不平均和概况不服;d吸附感化.2.在本试验中,滴到固体概况上的液滴的大小对所测接触角读数是否有影响?为什么?答:滴到固体概况上的液体大小对接触角读数无影响.因接触角只与两两界面(固-气.固-液.液-气)的概况张力有关,即杨氏方程:σs-g=σs-l + σg-l × cosθ而概况张力θ又只与物资的赋性.温度和压力有关,所以液体大小对接触角读数无影响.3.试验中滴到固体概况上的液滴的均衡时光对接触角读数是否有影响?答: 滴到固体概况上的液滴的均衡时光对接触角读数有影响,当系统未达均衡时,接触角会变更,这时的接触角称为动接触角,动接触角研讨对于一些粘度较大的液体在固体平面上的流淌或铺展有主要意义(因粘度大,均衡时光长).八.参考书1.北京大学化学系胶体化学教研组主编. 胶体与界面化学试验.北京大学出版社. 19932.金丽萍, 邬时清, 陈大勇. 物理化学试验. 华东理工大学出版社. 2006。
液-固界面接触角的测量
液-固界面接触角的测量一、实验目的1. 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。
2. 掌握用JC2000C1静滴接触角/界面张力测量仪测定接触角和表面张力的方法。
二、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-气界面被固-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。
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全浸入液体之中,则称为浸湿。
上述各种类型示于图1。
图1 各种类型的润湿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。
图2 接触角假定不同的界面间力可用作用在界面方向的界面张力来表示,则当液滴在固体平面上处于平衡位置时,这些界面张力在水平方向上的分力之和应等于零,这个平衡关系就是著名的Young方程,即γSG- γSL= γLG·cosθ(1)式中γSG,γLG,γSL分别为固-气、液-气和固-液界面张力;θ是在固、气、液三相交界处,自固体界面经液体内部到气液界面的夹角,称为接触角,在0o-180o之间。
接触角是反应物质与液体润湿性关系的重要尺度。
在恒温恒压下,粘附润湿、铺展润湿过程发生的热力学条件分别是:粘附润湿W a=γSG - γSL + γLG≥0 (2)铺展润湿S=γSG-γSL-γLG≥0 (3) 式中W a,S分别为粘附润湿、铺展润湿过程的粘附功、铺展系数。
若将(1)式代入公式(2)、(3),得到下面结果:W a=γSG+γLG-γSL=γLG(1+cosθ) (4)S=γSG-γSL-γLG=γLG(cosθ-1) (5)以上方程说明,只要测定了液体的表面张力和接触角,便可以计算出粘附功、铺展系数,进而可以据此来判断各种润湿现象。
实验三 液-固界面接触角的测量
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。
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;
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化 (10min)。
四.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
甲醇
水(蜡)
乙醇
正丙醇
水(玻 璃)
正丁醇
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
浓度 0.01% 0.02% 0.03% 0.04% 0.05%
蜡块
玻璃
浓度 0.10% 0.15% 0.20% 0.25% 0.30%
蜡块
玻璃
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
1min 2min 3min 4min 5min
6min 7min 8min 9min 10min
五.实验作业
根据实验,将测定结果填入各表中。
结束语
谢谢大家聆听!!!
15
实验三 液-固界面接触角 的测量
一.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。
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-气界面被固-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。 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全浸入液体之中, 则称为浸湿。上述各种类型示于图1。
接触角的测量
液-固界面接触角的测量一、实验目的1. 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。
2. 掌握用JC2000C1静滴接触角/界面张力测量仪测定接触角和表面张力的方法。
二、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-气界面被固-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。
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全浸入液体之中,则称为浸湿。
上述各种类型示于图1。
图1 各种类型的润湿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。
图2 接触角假定不同的界面间力可用作用在界面方向的界面张力来表示,则当液滴在固体平面上处于平衡位置时,这些界面张力在水平方向上的分力之和应等于零,这个平衡关系就是著名的Young方程,即γSG- γSL= γLG·cosθ(1)式中γSG,γLG,γSL分别为固-气、液-气和固-液界面张力;θ是在固、气、液三相交界处,自固体界面经液体内部到气液界面的夹角,称为接触角,在0o-180o之间。
接触角是反应物质与液体润湿性关系的重要尺度。
在恒温恒压下,粘附润湿、铺展润湿过程发生的热力学条件分别是:粘附润湿W a=γSG - γSL + γLG≥0 (2)铺展润湿S=γSG-γSL-γLG≥0 (3) 式中W a,S分别为粘附润湿、铺展润湿过程的粘附功、铺展系数。
若将(1)式代入公式(2)、(3),得到下面结果:W a=γSG+γLG-γSL=γLG(1+cosθ) (4)S=γSG-γSL-γLG=γLG(cosθ-1) (5)以上方程说明,只要测定了液体的表面张力和接触角,便可以计算出粘附功、铺展系数,进而可以据此来判断各种润湿现象。
接触角测试标准
接触角测试标准接触角测试是一种常见的表面性质测试方法,通过测量液体与固体表面接触的角度来判断表面的亲水性或疏水性。
接触角测试广泛应用于材料科学、化工、生物医药等领域,对于表面处理、涂覆材料的选择和性能评价具有重要意义。
本文将介绍接触角测试的标准方法和注意事项。
一、接触角测试的标准方法。
1. 准备工作,在进行接触角测试前,需要准备好实验所需的仪器设备,包括接触角测量仪、光源、相机等。
此外,还需要选择合适的测试液体,常用的有水、甘油、二甲基二氯甲烷等。
2. 样品制备,将待测试的固体样品制备成平整的表面,并确保其清洁干净,避免灰尘、油污等对测试结果的影响。
3. 测量步骤,将测试液体滴在样品表面,通过接触角测量仪测量液滴与样品表面的接触角度。
在测量过程中,需要注意控制液滴大小和滴液速度,保持测试条件的一致性。
4. 数据处理,根据测得的接触角数据,可以计算出表面的亲水性或疏水性指标,从而评价样品的表面性质。
二、接触角测试的注意事项。
1. 样品表面处理,在进行接触角测试前,需要对样品表面进行适当处理,以确保测试结果的准确性。
常见的处理方法包括清洗、打磨、涂覆等。
2. 测量条件控制,在进行接触角测试时,需要严格控制测试条件,包括温度、湿度、光照等因素,以确保测试结果的可比性。
3. 重复测量,为了提高测试结果的可靠性,建议进行多次重复测量,并取平均值作为最终结果。
4. 数据分析,对于接触角测试得到的数据,需要进行合理的分析和解释,结合样品的实际应用需求进行评价。
5. 仪器校准,定期对接触角测量仪进行校准,以确保测试结果的准确性和可靠性。
三、结论。
接触角测试作为一种常见的表面性质测试方法,在材料科学和工程领域具有重要的应用价值。
通过本文的介绍,相信读者对接触角测试的标准方法和注意事项有了更深入的了解,能够在实际应用中更加准确地进行接触角测试,并得到可靠的测试结果。
接触角测试的标准化和规范化将有助于推动该领域的发展,促进材料表面性质研究的进步。
胶粘剂接触角测试
胶粘剂接触角测试一、接触角测试原理接触角是表征接触液体和固体表面相互作用的一个重要参数。
接触角越小,表示液体在固体表面上的展开性越好,胶粘剂对固体的粘附性能越强。
接触角的大小受到液体表面张力和固体表面能的影响。
表面张力越小,接触角越小,固体表面能越小,接触角越小。
胶粘剂与不同固体表面的接触角大小不同,也会影响其在不同固体表面上的粘附性能。
接触角测试是通过测量液体在固体表面上的接触角来确定液体和固体之间相互作用的强弱。
常用的接触角测试方法有:垂直法、斜射法、水滴法、涂抹法等。
垂直法是通过测量液滴与固体表面的接触角来确定液体与固体之间的相互作用力。
使用传统的垂直法接触角计算公式为:cosθ=(γ_sg−γ_sl)/γ_l其中,θ为接触角,γ_sg为固体和液体界面的面积折射率,γ_sl为固体和液体间的表面张力,γ_l为液体表面张力。
通过此公式可以计算出液体在固体表面上的接触角大小。
斜射法是通过用激光或光学显微镜测量液滴与固体表面的接触角来确定液体与固体之间的相互作用力。
这种方法适用于透明液体和不同曲率的曲面。
水滴法是通过滴一滴水或其他液体在固体表面上,记录下液滴的外形,然后通过测量外形来计算接触角的大小。
这种方法简单,易于操作,适用于大多数液体和固体表面。
涂抹法是通过用定量的胶粘剂在固体表面上涂抹,然后测量液体在固体表面上的接触角来确定胶粘剂与固体表面之间的相互作用力。
这种方法适用于胶粘剂在不同固体表面上的粘附性能测试。
二、接触角测试方法接触角测试的方法有很多种,根据具体的实验要求和胶粘剂的特性选择不同的方法。
1.垂直法:将液滴从垂直方向滴在固体表面上,通过测量液滴与固体表面的接触角来确定液体与固体之间的相互作用力。
这种方法适用于透明和不透明液体和固体表面。
2.水滴法:将液滴滴在固体表面上,通过测量液滴的外形和大小来计算接触角的大小。
这种方法适用于透明和不透明液体和不同形状的固体表面。
3.斜射法:通过激光或光学显微镜测量液滴与固体表面的接触角来确定液体与固体之间的相互作用力。
表面水与固体相接触角的计算研究
表面水与固体相接触角的计算研究表面水与固体相接触角是一个重要的物理现象,它可以影响许多自然和工业过程,例如水车轮、陶瓷和玻璃制造业、涂料和油漆等行业。
接触角指的是水或其他液体在与固体接触时与该固体表面成的角度。
当接触角小于90度时,液体会向表面展开;当接触角大于90度时,液体会凝聚成小珠,并滚落于表面。
因此,了解和计算接触角具有非常重要的意义。
计算接触角可以通过很多方法,如卡西文方程、托马斯-杨方程和万斯方程等。
本文主要探讨托马斯-杨方程(Thomas-Young equation)的计算方法。
托马斯-杨方程是一种计算固体表面张力和界面张力的方程,可用于计算接触角。
该方程的基本原理是,当水滴与固体表面相接触时,“固体表面张力+水-固体的界面张力=水的表面张力”(即γsv+γsl=γlv),其中γsv是固体表面张力,γsl是水和固体界面张力,γlv是水的表面张力。
通过将托马斯-杨方程中γsv和γlv的数值代入公式中,可以计算得出接触角。
但是,实际上,由于表面都会存在很多微观结构,例如高低不平的毛细结构和非均匀化学酸碱性,这些都会对接触角产生影响。
因此,计算接触角时需要考虑这些微观结构,这需要建立复杂的模型和借助计算机模拟技术来实现。
例如,可以使用分子动力学(MD)方法,通过模拟大量分子之间的相互作用,来计算得到接触角。
除了计算方法,材料特性也会对接触角产生影响。
不同的固体表面化学组成和形态结构都会影响到表面张力和界面张力的数值。
例如,具有相对亲水性的表面,水的界面张力将更容易克服表面张力,因此具有较小的接触角;相反,具有相对疏水性的表面,水的界面张力将更难克服表面张力,因此具有较大的接触角。
同时,环境也会对接触角产生影响。
例如,空气湿度、温度和压力都会影响水分子的行为,从而进一步影响接触角的数值。
总之,表面水与固体相接触角的计算研究是一个重要的领域,在许多工业和科学领域具有广泛的应用和重要的意义。
接触角实验报告
一、实验目的1. 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。
2. 掌握使用JCXXC1静滴接触角/界面张力测量仪测定接触角和表面张力的方法。
3. 分析实验数据,探讨影响接触角的因素。
二、实验原理1. 润湿过程:润湿是自然界和生产过程中常见的现象,指固-气界面被固-液界面所取代的过程。
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。
2. 接触角:当液体与固体接触后,体系的自由能降低。
在恒温恒压下,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。
接触角是描述液体润湿程度的物理量,其值越小,表示液体在固体表面的润湿程度越高。
3. 接触角测量原理:接触角测量仪通过测量液滴在固体表面上的形状,计算出接触角的大小。
常见的测量方法有量高法、量角法等。
三、实验仪器与材料1. 仪器:JCXXC1静滴接触角/界面张力测量仪、滴管、吸球、移液器、固体样品(如玻璃板、塑料板等)、液体样品(如水、油等)。
2. 材料:实验前需准备好固体样品和液体样品,确保样品表面干净、无杂质。
四、实验步骤1. 样品准备:将固体样品清洗干净,干燥后放置在接触角测量仪的样品台上。
2. 液体滴加:使用滴管将液体样品滴加到固体样品表面,注意控制液滴大小,避免过多。
3. 数据采集:启动接触角测量仪,观察液滴在固体表面上的形状,待液滴稳定后,仪器自动测量并计算出接触角。
4. 重复实验:对同一液体和固体样品进行多次实验,取平均值作为最终结果。
5. 数据分析:分析实验数据,探讨影响接触角的因素。
五、实验结果与分析1. 实验结果:通过实验,得到不同液体在固体表面上的接触角数据。
2. 数据分析:(1)液体性质:液体表面张力、粘度、极性等因素会影响接触角的大小。
表面张力越大,接触角越小;粘度越大,接触角越大;极性相似的液体在固体表面的接触角较小。
水接触角测试标准(一)
水接触角测试标准(一)水接触角测试标准在进行物体表面润湿性测量时,我们通常会使用水接触角测试。
这种测试可用于评估固体表面上的润湿性能,从而确定涂层、材料、附着剂和表面几何结构的特性。
在进行测试时,需要遵守一些标准,以确保测试结果的准确性和可重复性。
ASTM标准ASTM是美国材料和试验协会,其制定的标准是全球范围内最为常见和接受的标准。
对于水接触角测试,ASTM的标准编号为D7334-08。
这个标准描述了测试过程的详细步骤和规范,包括:•样品的准备:样品必须干燥、干净、无油脂、无尘土和无污渍。
•测量设备的准备:使用一个光学显微镜、一个水滴装置和一个测角仪。
•测试环境的设置:在室温下进行测试,相对湿度应在50%至70%。
•测试过程的记录:对样品的特征进行记录,如颜色、形状和结构,同时记录测试时水滴和表面的温度。
ISO标准国际标准化组织(ISO)也制定了一些与水接触角测试相关的标准。
其中最为常见的是ISO 14260.1,也被称为静态润湿性测量标准。
这个标准针对使用sessile水滴方法进行润湿性测量的测试,和ASTM标准非常相似。
除了ASTM和ISO标准,还有一些其他的标准,如日本工业标准(JIS)。
测试结果的解释根据水滴与样品表面的接触角,可以得出以下几个结论:•接触角小于90度:水在表面上有很好的润湿性,表明表面是亲水性的。
•接触角等于90度:水在表面上呈平衡态,表面具有中性润湿特性。
•接触角大于90度:水不能润湿表面,表明表面是疏水性或超疏水性的。
结论在进行水接触角测试时,需要遵守相应的标准,以确保测试结果的准确性和可重复性。
测试结果可以帮助我们了解材料表面的润湿特性,帮助我们确定最适合的材料、涂层或附着剂,从而实现更有效的应用。
•遵循标准化的测试方法有助于实现测试结果的可比性和可重复性。
•不同的接触角大小对应着不同的表面润湿特性,因此测试结果能够告诉我们材料表面的性质。
•尽管水接触角测试不是唯一的表面润湿性测试方法,但它是最为常见和实用的一种方法。
液-固界面接触角的测量
液-固界面接触角的测量一、实验目的1. 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。
2. 掌握用JC2000C1静滴接触角/界面张力测量仪测定接触角和表面张力的方法。
二、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-气界面被固-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。
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全浸入液体之中,则称为浸湿。
上述各种类型示于图1。
图1 各种类型的润湿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。
图2 接触角假定不同的界面间力可用作用在界面方向的界面张力来表示,则当液滴在固体平面上处于平衡位置时,这些界面张力在水平方向上的分力之和应等于零,这个平衡关系就是著名的Young方程,即γSG- γSL= γLG·cosθ(1)式中γSG,γLG,γSL分别为固-气、液-气和固-液界面张力;θ是在固、气、液三相交界处,自固体界面经液体内部到气液界面的夹角,称为接触角,在0o-180o之间。
接触角是反应物质与液体润湿性关系的重要尺度。
在恒温恒压下,粘附润湿、铺展润湿过程发生的热力学条件分别是:粘附润湿W a=γSG - γSL + γLG≥0 (2)铺展润湿S=γSG-γSL-γLG≥0 (3) 式中W a,S分别为粘附润湿、铺展润湿过程的粘附功、铺展系数。
若将(1)式代入公式(2)、(3),得到下面结果:W a=γSG+γLG-γSL=γLG(1+cosθ) (4)S=γSG-γSL-γLG=γLG(cosθ-1) (5)以上方程说明,只要测定了液体的表面张力和接触角,便可以计算出粘附功、铺展系数,进而可以据此来判断各种润湿现象。
液固界面接触角的测量实验报告
液固界面接触角的测量实验报告液固界面接触角是表征液体在固体表面上的展开能力的重要参数。
它的大小取决于液体与固体之间相互作用力的强度和方向。
通过测量液固界面接触角,可以了解不同液体在不同固体表面上的展开能力,进而为工业生产和科学研究提供理论依据。
本次实验旨在通过测量液固界面接触角来探究液体在不同固体表面上的展开能力,并分析影响接触角大小的因素。
实验材料与方法实验所需材料包括:苯酚、甲苯、正己烷、玻璃片、毛细管、滴定管、天平、显微镜等。
实验步骤如下:1. 准备工作:将玻璃片用去离子水清洗干净,晾干备用。
2. 测量苯酚、甲苯、正己烷的密度:将苯酚、甲苯、正己烷分别称取一定质量,放入已经称好的干燥瓶中,然后用天平称量瓶中液体的质量,计算得出液体的密度。
3. 测量液固界面接触角:用毛细管吸取液体,滴在清洁干燥的玻璃片上,用显微镜观察液滴形成后的形态,并测量液滴的直径和高度,然后根据Young-Laplace方程计算液固界面的接触角。
实验结果与分析实验测得不同液体在玻璃片上的接触角数据如下表所示:液体接触角/°苯酚 42.6甲苯 39.2正己烷 11.7从实验结果可以看出,不同液体在玻璃片上的接触角存在差异,其中苯酚的接触角最大,正己烷的接触角最小,甲苯的接触角处于中间水平。
接下来,我们分析影响接触角大小的因素。
首先是液体的表面张力,表面张力越大,液滴在固体表面上的展开能力越强,接触角就越小;反之亦然。
其次是固体表面的亲疏水性,固体表面越亲水,液滴在其表面上的展开能力就越强,接触角就越小;反之亦然。
最后是固体表面的粗糙程度,固体表面越粗糙,液滴在其表面上的展开能力就越弱,接触角就越大;反之亦然。
结论通过本次实验,我们了解了液固界面接触角的测量方法和影响接触角大小的因素。
实验结果表明,不同液体在不同固体表面上的展开能力存在差异,这与液体的表面张力、固体表面的亲疏水性和粗糙程度有关。
在工业生产和科学研究中,液固界面接触角的测量具有重要意义,可以为液体在固体表面上的应用提供理论依据。