Гидрофильные (олеофобные) материалы – лучше смачиваются
водой, чем неполярными углеводородами: кварц, силикаты, карбонаты,
оксиды и гидроксиды металлов, минералы (краевой угол меньше 90° со
стороны воды).
Гидрофобные (олеофильные) материалы – лучше смачиваются
неполярными жидкостями, чем водой: графит, уголь, сера, парафин,
тефлон.
Пример 9.1. Определите краевой угол смачивания, образованный
каплей воды на твердом теле, если поверхностное натяжение на границе
воздух твердое тело, вода-твердое тело и вода-воздух соответственно
равны: 0,057; 0,020; 0,074 Дж/м
2
. Будет ли вода смачивать данную по-
верхность?
Решение:
По закону Юнга:
22,0
073,0
020,0057,0
cos
ЖГ
ТЖТГ
cos θ < 0 и θ > 90° – данная поверхность водой не смачивается.
Флотация
Флотация относится к наиболее распространенным методам обога-
щения полезных ископаемых. Этим методом обогащается около 90%
руд цветных металлов, уголь, сера и др. природные материалы.
Флотационное обогащение (разделение) основано на различной
смачиваемости водой ценных минералов и пустой породы. В случае
пенной флотации через водную суспензию измельченной руды (пульпу)
барботируют воздух, к пузырькам которого прилипают гидрофобные
частицы ценного минерала (чистые металлы или их сульфиды), всплы-
вающие затем на поверхность воды, и с образовавшейся пеной снима-
ются механически для дальнейшей переработки. Пустая порода (кварц,
алюмосиликаты) хорошо смачивается водой и оседает во флотационных
машинах.
Пример 9.2. Порошок кварца и серы высыпали на поверхность
воды. Какое явление можно ожидать, если краевой угол смачивания для
кварца 0°, а для серы 78°.
Решение:
Так как для кварца θ = 0° – полное смачивание, то кварц будет
полностью смачиваться водой и оседать на дно емкости. Краевой угол
смачивания для серы близок к 90°, следовательно, порошок серы будет
образовывать суспензию на поверхности воды.