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表界面的概念,接觸角測(cè)量?jī)x在表界面的應(yīng)用
一般可按物質(zhì)三態(tài)——固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)一將界面劃分為下列五種類(lèi)型：
液—氣， 液—液， 固—氣， 固—液， 固—固。
在上述分類(lèi)中，其中至少有一相是凝聚相。氣、液、固三態(tài)，則上述五種界面性質(zhì)不同的兩種液體或固體相接觸，產(chǎn)生接觸角。在許多不同的物理化學(xué)或界面化學(xué)的著作或文獻(xiàn)中，常常把兩體相之間的界面稱(chēng)作表面，實(shí)質(zhì)上它們是同義的。只是在習(xí)慣上，往往把凝聚相之間的邊界層稱(chēng)為界面，而把固／氣或液／氣的邊界層稱(chēng)為固體或液體的表面。然而在某些場(chǎng)合，“表面”一 詞，僅表示一個(gè)幾何面，而界面則用以描述接觸兩相之間的二維薄層，稱(chēng)為表面層或界面層。這種界面層的厚度極薄，可以是單分子層或幾個(gè)分子層厚。這類(lèi)學(xué)科在實(shí)際應(yīng)用中其實(shí)非常普遍，要測(cè)試出標(biāo)準(zhǔn)的接觸角，需要用到接觸角測(cè)量?jī)x。
應(yīng)該指出，并非所有相界面都是穩(wěn)定的，兩相間能存在穩(wěn)定界面的先決條件是界面的生成白由焓為正值。若為負(fù)值，僅有偶然的起伏因素就可導(dǎo)致界面層不斷擴(kuò)大，zui后使一種物質(zhì)*均勻分散在另一種物質(zhì)之中，例如，兩種氣體的混合一般并無(wú)界面存在，而是不同分子的均勻混和；兩種互溶的液體或固體在液體中溶解的情況亦復(fù)如此。通達(dá)我們的研究還可以看到，即使是互不混溶的液體只要有適量的表面活性劑存在，就能顯著影響界面自由值而導(dǎo)致自動(dòng)乳化。
界面層的性質(zhì)雖與相鄰兩體相有關(guān)，但又有所差異，這主要表現(xiàn)在界面層存在著與體相不同的作用力，例如，表面張力、表面壓、界面電性質(zhì)、界面粕度、彈性等。界面化學(xué)就是研究各類(lèi)相界面上因存在與體相不同的作用力而產(chǎn)生的種種現(xiàn)象與性質(zhì)的學(xué)科。這涉及一個(gè)十分廣泛的領(lǐng)域，下表列出一些常見(jiàn)的全部或部分由于界面作用力引起的界面現(xiàn)象。
界面 | 由界面作用力引起的現(xiàn)象 |
液/氣 | 表界面張力，泡沫，霧，蒸發(fā)，蒸餾，冷凝，吸收，泡沫分離技術(shù) |
液/液 | 乳狀液，萃取，液膜分離，乳液聚合，懸浮聚合 |
固/氣 | 氣體的吸附，催化，氣-固反應(yīng)，塵煙（氣溶膠），固體分解得到固體與氣體的過(guò)程 |
固/液 | 催化，電極過(guò)程，膠體溶液，動(dòng)電現(xiàn)象，固體在溶液中吸附溶質(zhì)，微晶的溶解，潤(rùn)濕作用，防水，焊接，結(jié)晶 |
固/固 | 固相反應(yīng)，粘附，摩擦 |
由上表不難看出，對(duì)化學(xué)工業(yè)與工程密切有關(guān)的有以下一些方面：
(1)相變化過(guò)程(例如蒸餾、革職、吸收、冷凝、結(jié)晶、溶解等)；
(2)界面化學(xué)反應(yīng)，惶化作用(例如多相催化作用，膠束催化 作用與相轉(zhuǎn)移催化作用)；
(3)界面電性質(zhì)、動(dòng)電現(xiàn)象、電極過(guò)程與相應(yīng)的工程技術(shù)；
(4)膠體系統(tǒng)(溶膠、懸浮體、乳狀液、泡沫、煙、男、塵等)的穩(wěn)定與破壞，以及與之有關(guān)的工藝、技術(shù)。
(5)潤(rùn)濕作用(例如鋪展、拈附或涂布，浮選，浸濕，防水，焊 接，去污等；
(6)呼附作用，如氣體吸附，毛細(xì)凝聚、溶液吸附與有關(guān)的工藝技術(shù)(例如泡沫情餾，離子浮選等)。
由此可見(jiàn)，界面化學(xué)所研究的兩相接觸界面的范圍是很廣的。小至膠體分散，大至湖泊、海洋的表面都可以包括在內(nèi)；這兩相界面即可以一開(kāi)始就同時(shí)存在，也可以從一顆小“萌芽”新生出另一相而產(chǎn)生界面，這就是物理化學(xué)放科書(shū)中提到的“新相生成”，它是介穩(wěn)狀態(tài)存在的重要原因。此外，有些復(fù)雜的系統(tǒng)是一個(gè)多相共存的系統(tǒng)，例如，液滴粘附在固體表面上，就涉及氣／液，氣／固．液／固三種界面，在篩板塔幣以液體吸收氣體也涉及好幾種界面。但是應(yīng)予指出的是直接接觸的只可能是兩相界面，不存在三相同時(shí)接觸的界面，然而三相直接接觸的界線還是存在的，潤(rùn)濕方程就是研究作用在三相界線上的表面張力與接觸角之間關(guān)系。
zui后應(yīng)該指出的是，在眾多的界面現(xiàn)象中均涉及到表(界)面張力，它是一個(gè)zui基本的重要性質(zhì)，所以它的測(cè)定以及有關(guān)的實(shí)驗(yàn)技術(shù)是晟鼎精密儀器的工程技術(shù)人員都關(guān)心的課題。不僅為表面張力的測(cè)定提供了理論依招，也為研究各類(lèi)界面現(xiàn)象提供了有效指導(dǎo)。表面張力作為界面熱力學(xué)性質(zhì)，綜合運(yùn)用它們將有助于解決化學(xué)工業(yè)與工程上遇到的各種界面化學(xué)議題．