12.8. Ângulo de Contato

O formato que uma gota de líquido assume em contato com uma superfície sólida depende do ângulo que a gota de líquido faz com a superfície sólida (Figura 12.g). O líquido molhará completamente a superfície quando porque a nova superfície criada possui energia de superfície menor do que a superfície original sólido-gás (isto é, ). No outro extremo, a ausência completa de molhamento ocorre quando . O molhamento parcial existe no intervalo de ângulos de contato compreendidos entre . A Figura 12.h apresenta fotos de gotas de água e mercúrio sobre superfície de aço inoxidável e sobre a superfície de uma seção transversal de osso bovino tratado. A água molha a maioria dos sólidos enquanto o Hg molha muito pouco.
O molhamento de um sólido por um líquido ocorre quando a interação entre as moléculas do líquido com a interface sólida é maior do que a interação das moléculas entre si. Em geral, as energias são menores do que as correspondentes e porque numa interface Sólido-Líquido(SL) quase todas as ligações atômicas e moleculares são completadas.
Esta compatibilidade existe quando compostos ou ligas são formados na interface. O cobre (Cu) líquido molha o níquel (Ni) sólido porque forma solução sólida com o Cu. O chumbo (Pb) líquido, por outro lado, é imiscível no ferro (Fe) líquido e sólido. A introdução de um terceiro elemento metálico como o estanho (Sn) ou o antimônio (Sb), que forma compostos com o Fe, promove o molhamento.
O molhamento (ou não-molhamento) é severamente alterado pela presença de contaminantes adsorvidos (Veja Tópico 12.9) na superfície sólida. De fato, uma das maiores dificuldades na medida de ângulo de contato é a obtenção de superfícies limpas e homogêneas. As superfícies sólidas diferem das superfícies líquidas pelo alto grau de heterogeneidade mesmo após os mais cuidadosos procedimentos de polimento. O valor do ângulo também dependerá se o líquido está avançando molhando uma superfície seca ou se está recuando de uma superfície já molhada. O grau de vibração a que é submetido o sistema também afetará a medida do ângulo de contato. A Figura 12.i mostra um dispositivo para se medir o ângulo de contato (angulometro).

Figura 12.h- Fotos de gotas de mercúrio (Hg) e água sobre a superfície de: (a) uma placa de aço; (b) um osso bovino tratado.

Figura 12.i – Foto de um dispositivo para medida de ângulo de contato.