為什麼說試管洗凈的標準是不聚成液滴?

想知道是什麼原理,水滴的形成又是為什麼呢?


。邀謝

放假回家課本不在手邊上,靠記憶和百度先寫一點,回去翻物化課本補充更詳細的。
另外,我的膠體與界面化學62分擦彈通過,萬一哪裡寫錯了,噴輕點,我怕疼_(:3」∠)_
首先,要從為什麼水會浸濕玻璃(而水銀不會)開始講起。物理化學中,衡量液體是否浸潤固體的標準叫做接觸角,一圖流解釋它的概念。

這三個箭頭代表固-氣界面、液-氣界面和固-液界面的界面張力,顯然,左邊代表接觸角小於90時的浸潤現象,右邊是接觸角大於90時的不浸潤現象。

實驗室里的試管一般是用硅酸鹽玻璃或者石英玻璃製成的,主要成分都是二氧化硅,它以硅氧四面體的形式存在,大概是這樣的:

在玻璃表面處,硅氧四面體中的氧就暴露在外面,由於沒有對應的原子與其連接,這些氧就具有額外的能量——表面能。然而,這些氧原子與水之間有氫鍵等各種各樣較強的分子間作用力,一旦有水沾上,那麼氧原子與水結合後就把水「抓」在了固體表面,因為暴露而額外增加的表面能受與水之間的作用力影響在一定程度上得到了補償——固液界面的界面能比固體的表面能更小啦。回到上面那個圖,稍有高中數學常識的人都能根據矢量運算規則從那個圖裡看出表面化學中很重要的楊氏方程:gamma_{s-g} -gamma_{s-l} =gamma_{l-g}	imes cos(	heta )當液-固界面的界面能——γ(sl)減小,那接觸角自然就減小,也就是浸潤,這就是玻璃能被水浸潤的原理。

當然,如果玻璃的表面粘著什麼髒東西,這些髒東西顯然會把水分子和玻璃的表面原子隔開,這樣一來玻璃表面的氧原子就抓不住水啦,如果髒東西也抓不住水——一般都是抓不住的,各種油啊有機物啊什麼的——那自然也就沒法浸潤,水就在表面張力之下自發聚集成了水滴(水:我在玻璃上鋪展有利於降低體系能量,在你表面上鋪展反而浪費能量,老娘還不如自己玩去╰( ′? ω ? 『)╯)

另外,洗試管的時候如果使用了洗滌劑,髒東西洗乾淨了,但是洗滌劑沒洗乾淨的話,也會發生水的聚集成滴現象——還記得表面活性劑的結構嗎?

親水基團雖然叫做「親水」,但不光是親水,由於是極性基團,與玻璃表面的氧也會有作用力,於是沒沖乾淨的洗滌劑會在玻璃表面排排坐吃果果,啊呸,排成親水基向里、親油基向外的形式——親油基嘛,也是抓不住水的!自然水也就會在其表面滾來滾去,聚集成滴啦。。的理道有沒是不準標個這,以所


反對Yannis的答案。題主問的是「聚集成滴」,和摩擦力貌似沒啥關係。液體在表面是否聚集,完全取決於液體在該表面的浸潤性,和液體以及表面性質有關(待展開討論)。一般我們說的洗試管,其中一個方面就是洗掉油污,油污會造成表面疏水,促進形成液滴。因此,水不聚集成滴就表明疏水類已經被洗掉。


水滴的形成是由於接觸角無誤了。我作為一個小本科生,純粹是簡單的說說我的想法……形成水滴說明接觸角小啊,一般乾淨的試管得表面是能讓水成膜附著的,既然成水滴存在說明有別的物質存在,改變了試管表面和和水形成的接觸角,就是不幹凈咯……
……分割線……
一樓大神說的很對,也很形象生動,但是我一看長篇學術性論文就得歇幾回才能看完……此篇答案獻給和我一樣小白的……


接觸角,接觸角越小,東西越乾淨,接觸角小到一定程度,就不會形成水滴了


簡言之就是乾淨玻璃親水 髒東西疏水 疏水就會形成水珠


簡單的講,就像刷碗,怎麼算刷的乾淨,當然是裡面沒有油滴了


只依稀記得當初刷管子就是拿個毛刷使勁刷……乾淨的標準好像是不掛水~


很簡單的解釋:玻璃是親水的,親水的意思就是,水會貼著玻璃,所以乾淨(純玻璃,表面無雜質)玻璃表面不會有水滴。題主細心可以發現,洗乾淨的玻璃表面上不斷滴水,水會均勻分布,而不幹凈的玻璃表面滴水會感覺有些地方水「不願意去」。至於原理就是表面張力的原理了。


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