СМАЧИВАНИЕ — явление, возникающее при контакте жидкости или газа с поверхностью твердого тела или другой жидкости и обусловленное молекулярным взаимодействием между ними. С. играет существенную роль во многих биол. процессах: кровь и лимфа смачивают поверхность кровеносных и лимфатических сосудов, то же самое происходит при токе р-ров питательных веществ, поднимающихся из почвы к листьям растений, и др. С. имеет большое значение при пищеварении, экстрагировании лекарственных веществ из растительных и животных тканей, при обработке кожи жидкими лекарственными средствами, при дезинфекции, дезодорации и др. Кроме того, С. используется во многих технол. процессах — флотации, амальгамировании, крашении кож и тканей, стирке.

Если силы взаимодействия жидкости с поверхностью твердого тела значительно превосходят силы взаимодействия между молекулами самой жидкости, то капля жидкости, нанесенная на поверхность твердого тела, будет растекаться по этой поверхности до тех пор, пока не покроет ее всю или пока слой жидкости не станет мономолекулярным. Так ведет себя капля воды на чистой поверхности стекла, к-рую она практически полностью смачивает. Если же силы взаимодействия между молекулами жидкости значительно превышают силы взаимодействия между жидкостью и поверхностью твердого тела, то жидкость, нанесенная на поверхность твердого тела, не смачивает ее и собирается в капли, имеющие почти сферическую форму. Так ведет себя ртуть на поверхности стекла или вода на поверхности парафина.

Явление С. проявляется также в искривлении поверхности жидкости (или поверхности раздела между двумя несмешивающимися жидкостями) около стенок капилляров, т. е. в образовании выпуклых (жидкость не смачивает стенок капилляра) и вогнутых (жидкость смачивает стенки капилляра) менисков.

Схематическое изображение положения на поверхности твердого тела капли несмачивающей (а) и смачивающей (б) жидкости: ? —краевой угол.

Капля жидкости образует с поверхностью твердого тела определенный угол 0, измеряемый со стороны жидкости и называемый краевым углом (рис.). Величина краевого угла ? может быть в пределах от 0° (полное смачивание) до 180° (полное несмачивание). Измерение краевого угла производят следующим образом: каплю жидкости, нанесенную на поверхность твердого тела, с помощью параллельного пучка света проецируют на экран, контур капли очерчивают, строят касательную к ее поверхности и измеряют угол ?. За количественную меру С. принимают косинус (cos) угла ?. Если 0 меньше 90° и, следовательно, cos? больше 0, то жидкость смачивает твердую поверхность, называемую в этом случае лиофильной (при С. водой — гидрофильной), если же 0 больше 90° и cos? меньше 0, то поверхность твердого тела не смачивается жидкостью и называется лиофобной (при несмачивании водой — гидрофобной).

Природа твердой поверхности более четко проявляется при контакте с двумя несмешивающимися жидкостями с предельно различающимися полярностями, напр, с водой (жидкость с выраженными полярными свойствами) и октаном (неполярная жидкость).

Жидкость, смачивающая поверхность твердого тела более полно в присутствии другой жидкости, обнаруживает так наз. избирательное С. По избирательному С. твердые поверхности можно более точно разделить на гидрофильные и гидрофобные. При этом краевой угол 0 измеряют со стороны воды. К гидрофильным относятся поверхности кварца, стекла, сульфатов, карбонатов, оксидов металлов и др. К гидрофобным принадлежат чистые (не покрытые оксидными пленками) поверхности металлов, сульфидов, серы, талька, парафина и др.

Природу твердой поверхности можно изменить обработкой р-рами поверхностно-активных веществ — ПАВ (см.Детергенты). При этом молекулы ПАВ, адсорбируясь на гидрофильных поверхностях, ориентируются своими полярными группами к поверхности, и последняя становится гидрофобной (процесс гидрофобизации). При адсорбции на гидрофобных поверхностях молекулы ПАВ ориентируются к поверхности неполярными участками, и поверхность становится гидрофильной (процесс гидрофилизации).

На С. влияют даже ничтожные загрязнения поверхности твердого тела, особенно загрязнения органическими веществами (напр., жировые и масляные пленки), а также геометрические свойства твердой поверхности — шероховатость, форма и размеры частиц тела. Шероховатость уменьшает 0 гидрофильных поверхностей, т. е. улучшает их смачиваемость водой и увеличивает 0 гидрофобных поверхностей.

В случае порошкообразных твердых тел, для к-рых краевой угол невозможно измерить, мерой С. служит коэффициент гидрофильности (К), представляющий собой величину отношения теплоты, выделяющейся при смачивании исследуемого порошка водой QH2O =(Дж/г),к теплоте, выделяющейся при смачивании этого порошка бензолом QС6Р6. Для гидрофильных порошков величина К больше 1, для гидрофобных (олеофильных) — меньше 1.

См. такжеГидрофильность,Гидрофобность.

Библиография: Адамсон А. У. Физическая химия поверхностей, пер. с англ., М., 1979; Воюцкий С. С. Курс коллоидной химии, М., 1975.

^

Источник: Большая Медицинская Энциклопедия (БМЭ), под редакцией Петровского Б.В., 3-е изданиеузнать матрицу судьбы