Grenzflächenphänomene - Praktikum Physikalische Chemie - page 95

Abb. 2.16 Phasengrenzen
lüssig
gasförmig
Grenzlächen
fest
aus deren Eigenschaften ergeben. Üblicherweise wird der Begriff Grenzfläche für
die Phasengrenze zwischen kondensierten (d. h. flüssigen und/oder festen) Phasen
verwendet, während die Berührungsfläche zwischen einer Flüssigkeit bzw. einem
Festkörper und einem Gas Oberfläche heißt (Abb. 2.16 ) .
Bringt man nun auf eine feste Phase einen Flüssigkeitstropfen auf, so lassen
sich aus dessen Form und dem sich ergebenden Kontaktwinkel ‚ Aussagen zur
Benetzbarkeit der Oberfläche treffen (Abb. 2.17 ) . Bei einer gegebenen 3-Phasen-
Kombination (fest/flüssig/gasförmig) hat der sich einstellende Kontaktwinkel unter
der Voraussetzung, dass die Oberfläche ideal ist - d. h. eben und energetisch homo-
gen - immer dieselbe Größe.
Als Kontaktwinkel (oder auch Randwinkel) ‚ wird dabei derjenige Winkel be-
zeichnet, der sich durch eine Tangente an die Tropfenkontur im Dreiphasenpunkt
zur Festkörperoberfläche bildet.
Innerhalb der Flüssigkeit wirken zwischen den Molekülen zwischenmolekulare
Wechselwirkungskräfte, die Van-der-Waals-Kräfte. Dies können Wechselwirkun-
gen zwischen Molekülen mit permanentem Dipol, zwischen Molekülen mit per-
manentem und induziertem Dipol sowie Wechselwirkungen zwischen dipolfreien
Molekülen (London'sche Dispersionskräfte) sein. Letztere sind immer zugegen, da
sie auf der Bewegung der Elektronen beruhen, die ja in allen Molekülen vorhanden
sind. Die Van-der-Waals-Kräfte sorgen für den Zusammenhalt der Flüssigkeit als
makroskopisches Ganzes.
Ein Molekül innerhalb der Flüssigkeit erfährt Anziehungskräfte aus allen Rich-
tungen. Es besteht ein Kräftegleichgewicht. Befindet sich ein Molekül jedoch an der
Flüssigkeitsoberfläche, besitzt es nur noch in Richtung Flüssigkeitsinneres gleiche