접촉각 실험 예비 레포트

소개

접촉각 실험 예비 레포트

목차

1. 실험 제목
2. 실험 목적
3. 실험 이론
4. 참고 문헌

본문내용

접촉각은 어떠한 물질의 표면에너지를 측정 및, 그 물질의 특성을 파악하는데 중요한 역할을 한다. 본 실험을 통해 주어진 물질의 접촉각을 측정해보고, 표면에너지를 구하는 관련 이론과 공식을 통하여 표면에너지를 구하고, 결과를 분석하며, 오차의 원인을 분석해보도록 한다. 또한 접촉각이 실험 조건에 따라 어떻게 변하며 또한 각종 이물질의 혼입에 따라 어떻게 변하는가를 살펴본다.

3. 실험 이론
- 접촉각의 정의
접촉각 이란 액체가 고체 표면 위에서 열역학적으로 평형을 이룰 때 가지는 각을 말한다. 표면과 시약사이에서 이루는 접촉각의 측정은 접착, 표면처리 그리고 폴리머 표면 분석과 같은 많은 분야에서 잘 알려진 분석 기술로서, 수Å 단위의 단일층 변화에도 민감한 표면 분석 기술이다.
접촉각(θ)은 고체표면의 젖음성을 나타내는 척도로서, 대부분 고착된 물방울에 의해 측정된다. 낮은 접촉각은 높은 젖음성과 높은 표면 에너지를 나타내고 높은 접촉각은 낮은 젖음성과 낮은 표면 에너지를 나타낸다. 평평한 고체표면에 접촉한 액체의 접촉각은 액체-고체-기체 접합점에서 물방울 곡선의 끝점과 고체 표면의 접촉접에서 측정된다.

- Young`s Equation
여기서 베이스 라인(base line)인 `B`와 접선(tangent)을 이루는 `T`사이의 각인 θ는 접촉각을 나타낸다. 여기서 작용하는 힘은 각각 액체-기체, 고체-기체, 고체-액체 상호간 크기와 방향을 가지는 벡터로 계면 에너지를 나타내게 된다.
이러한 관계를 성립하게 하는 방정식이 Young의 방정식인데, Young의 방정식은 평탄하고 (smooth) 균질하며 변형되지 않는 이상적인 표면에서 유도된 식으로 하나의 안정한 접촉각을 갖는다.

그러나 실제표면에서는 표면 거칠기(surface roughness), swelling 현상, 고체 표면의 화학적 불균질성 때문에 하나 이상의 접촉각을 나타내게 된다. 그렇다고 해도 그 편차가 매우 큰 것은 아니다

참고자료

· 단위조작 (Warren L. McCabe/ 이화영·전해수·조영일 공역, McGraw-Hill, 7판)