4. Смачивание, поверхностное явление, наблюдаемое при контакте жидкости с твердым телом в присут. Третьей фазы-газа (пара) или др. Жидкости. Она может эту жидкость:

• Не смачивать (вода на парафине) 180° > q0 > 90°

• Частично смачивать (вода на не зачищенном металле) 90° > q0 > 0°

• Растекаться по ней (вода на зачищенном металле) q0=(примерно)0

Степень смачивания характеризуется углом смачивания. Угол смачивания (или краевой угол смачивания) это угол, образованный касательными плоскостями к межфазным поверхностям, ограничивающим смачивающую жидкость, а вершина угла лежит на линии раздела трёх фаз.

Предельное смачивание, завершающееся прилипанием 1й пов-ти в другой называют адгезия.

Когезия- это взаимодействие частиц внутри 1й фазы. Условием смачивания является превышение работы атгезии над работой когезии.

Измерение степени смачивания весьма важно во многих отраслях промышленности (лакокрасочная, фармацевтическая, косметическая и т. д.). К примеру, на лобовые стёкла автомобилей наносят особые покрытия, которые должны быть устойчивы против разных видов загрязнений. Состав и физические свойства покрытия стёкол и контактных линз можно сделать оптимальным по результатам измерения контактного угла[2].

К примеру, популярный метод увеличения добычи нефти при помощи закачки воды в пласт исходит из того, что вода заполняет поры и выдавливает нефть. В случае мелких пор и чистой воды это далеко не так, поэтому приходится добавлять специальные ПАВ. Оценку смачиваемости горных пород при добавлении различных по составу растворов можно измерить различными приборами.

5. Кальций широко распространен, в земной коре его содержится примерно 3% по массе. В природе встречается в связанном состоянии, важнейшие соединения - карбонат кальция CaCO3 (мел, известняк, мрамор), гипс CaSO4*2H2O, силикаты.

Кальций - это твердый металл белого цвета, проявляет степень окисления +2. Свободный кальций химически активен. При нагревании легко окисляется кислородом воздуха с образованием оксида:

2Ca + O2 = 2CaO

Кальций взаимодействует со всеми неметаллами. С галогенами реакция идет уже на холоде (с иодом только в присутствии влаги):

Ca+ Cl2 = CaCl2

При нагревании кальций реагирует с серой, фосфором, углеродом, азотом. Карбид кальция является ацетиленидом и при взаимодействии с водой разлагается с выделением ацетилена:

CaC2 + 2H2O = C2H2 + Ca (OH)2

Соединяется с водородом, образуя солеобразный гидрид CaH2. С холодной водой реагирует довольно медленно, быстрее при нагревании:

Ca + 2H2O = Ca (OH)2 + H2

Кальций бурно реагирует с разбавленными кислотами с образованием солей:

Ca + 2HCl = CaCl2 + H2

Получают кальций электролизом расплава хлорида кальция либо методом алюмотермии:

3CaO + 2Al = Al2O3 + 3Ca

Применение соединений кальция

Гидрид кальция

Нагреванием кальция в атмосфере водорода получают CaH2 (гидрид кальция), используемый в металлургии (металлотермии) и при получении водорода в полевых условиях.

Оптические и лазерные материалы

Фторид кальция (флюорит) применяется в виде монокристаллов в оптике (астрономические объективы, линзы, призмы) и как лазерный материал. Вольфрамат кальция (шеелит) в виде монокристаллов применяется в лазерной технике, а также как сцинтиллятор.

Карбид кальция

Карбид кальция CaC2 широко применяется для получения ацетилена и для восстановления металлов, а также при получении цианамида кальция (нагреванием карбида кальция в азоте при 1200 °C, реакция идет экзотермически, проводится в цианамидных печах).

Химические источники тока

Кальций, а также его сплавы с алюминием и магнием используются в резервных тепловых электрических батареях в качестве анода(например кальций-хроматный элемент). Хромат кальция используется в таких батареях в качестве катода. Особенность таких батарей — чрезвычайно долгий срок хранения (десятилетия) в пригодном состоянии, возможность эксплуатации в любых условиях (космос, высокие давления), большая удельная энергия по весу и объёму. Недостаток в недолгом сроке действия. Такие батареи используются там, где необходимо на короткий срок создать колоссальную электрическую мощность (баллистические ракеты, некоторые космические аппараты и.др.).

Огнеупорные материалы

Оксид кальция, как в свободном виде, так и в составе керамических смесей, применяется в производстве огнеупорных материалов.

Строительные материалы

Использование соединений кальция в производстве строительных материалов является самым масштабным из всех применений. Окись (и гидроокись) кальция используется и как связующее, и как пигмент в производстве строительных растворов, разного рода водорастворимых красок, побелок, при получении силикатного кирпича. Соединения кальция используются в производстве цемента, стекла. В качестве наполнителей - для приготовления замазок и шпатлёвок, красок и эмалей. Широко используется также алебастр (строительный гипс), для отливки лепных украшений, статуй и горельефов. как компонент в строительных растворах. Находит применение природный минерал мрамор - для отделки фасадов зданий, внутренних помещений, полов, для изготовления элементов интерьера, столешниц, подоконников и т.д.

Металлургия

Соединения кальция (в основном карбонат или гидрокарбонат) применяются для обмазок электродов в дуговой электросварке. Соединения кальция широко применяются для приготовления флюсов для плавки и сварки металлов.