润湿作用及应用PPT学习教案

1、会计学1 润湿作用及应用润湿作用及应用 9.3 润湿作用与毛细管现象 第1页/共25页 按润湿程度深浅分类： （1）浸湿润湿 （2）铺展润湿 （3）沾附润湿 一定温度和压力下，润湿的程度可用润湿过程的吉布斯 函数改变量来衡量。吉布斯函数降低越多，越易润湿。 一. 润湿作用 （1）润湿：固体（或液体）表面上的气体被液体（或另 一种不互溶液体）取代的现象。 原因：固体与液体接触后吉布斯函数降低(G0)。 第2页/共25页 沾附润湿：液体沾附在固体表面上成为平凸透镜状 ，气-固，气-液界面消失，形成液-固界面的过程。 S-g界面 Lg界 面L S LS界 面 L S S AsglgslG)/()/(

2、)/( 当G0时，粘附过程可以自发进行。 粘附过程 农药喷雾能否有效地附着在植物枝叶上，雨滴会不 会粘在衣服上，皆与粘湿过程能否自动进行有关。 第3页/共25页 浸湿：能被液体润湿的固体完全浸入液体之中，则 称为浸湿润湿，是气-固界面完全被液-固界面取代 的过程。 固体浸润过程 gas liquid s S AsgslG)/()/( 当G (l/s)时，cos0，90产生沾附润 湿，当 = 0为铺展润湿。 (ii) (g/s) (l/s)时，cos90产生不润湿 ，当 =180为完全不润湿。 第11页/共25页 1. 增加润湿作用 2. 降低润湿作用 3. 矿物浮选 第12页/共25页 1.

3、增加润湿作用 第13页/共25页 2. 降低润湿作用 另一类也是利用表面活性剂,但作用正相反,使某些 物质本是润湿的变成不润湿去润湿作用.原理是用 表面活性物质的极性部分选择性吸附,非极性部分向外 呈憎水性.典型的就是矿石的浮选,富集矿物. 一次性抽血器中盛血的玻璃管(定量的),内壁要疏 水化,使用的是硅偶联剂,使血液在管内不残留. 第14页/共25页 3.矿物浮选基本原理就是润湿作用 16 u 把易被水润湿的表面（如矸石表面）称为亲水表面 ，把不易被水润湿的表面（如煤炭表面）称为疏水表 面。相应的矿物分别称为亲水性和疏水性矿物。 第15页/共25页 17 例：选择性吸附过程展示：气泡从疏水的

4、煤的表面排 开水层并与其粘附；气泡不能从亲水的矸石的表面排开 水层实现粘附，仍保持球形。 第16页/共25页 u矿物表面被水润湿的程度用接触角来评定 u自然界矿物接触角很少有超过90的。为了扩大矿物 之间疏水性的差异，达到有效分选，必须人为增大或 缩小特定矿物的接触角。 第17页/共25页 19 u 浮选发展的三个阶段 ： （3）泡沫浮选：利用气泡携带矿物上浮。 （1）表层浮选：根据矿物的湿润性不同，把磨细的矿粉 撒于水面。疏水性的矿物漂在水面上作为精矿；亲水性的 浸没在水中即为尾矿。 （2）多油浮选：利用矿物和脉石的亲水性和亲油性不同 ，加大油量与矿浆搅拌，然后将粘附于油层中的矿物刮 出。

5、第18页/共25页 首先将粗矿磨碎，倾入浮选池中。在池水中加入 捕集剂和起泡剂等表面活性剂。 搅拌并从池底鼓气，带有有效矿粉的气泡聚集表 面，收集并灭泡浓缩，从而达到了富集的目的。 不含矿石的泥砂、岩石留在池底，定时清除。 第19页/共25页 浮游选矿的原理图 选择合适的捕集剂， 使它的亲水基团只吸在矿 砂的表面，憎水基朝向水 。 当矿砂表面有5%被捕集 剂覆盖时，就使表面产生 憎水性，它会附在气泡上 一起升到液面，便于收集 。 矿物一般具有亲水性，为什么加入捕集剂后，矿物 变成憎水性的？ 解释：捕集剂是一种表面活性剂。表面活性剂由极 性和非极性基所构成，极性基吸附在亲水性矿物的表 面上，而非

6、极性基朝向水，于是矿物就具有憎水性。 第20页/共25页 二. 毛细管现象 将毛细管插入液面后，会发生液面沿毛细管上升( 或下降)的现象，称为毛细管现象。 毛细管现象 (b)水银在毛细管中下降 h (a)水在毛细管中上升 h P 第21页/共25页 由于p指向大气，使得管内凹液面下的液体的承受压力 小于管外水平液面下的液体所承受的压力，故液体被压 入管内，平衡时，则 注意：r 是弯曲液面的曲率半径。（不是毛细管半径） r 2 pgh 4. 毛细管现象 (a)液体在毛细管中上升 h P 产生这种现象的原因：毛细 管内的弯曲液面上存在附加压 力p ，以毛细管上升为例。 第22页/共25页 毛细管半径R与液面曲 率半径r的关系 h r R 利用下图可以得到，润湿角 与毛 细管半径R及弯曲液面的曲率半径r