Methode nach Oss und Good

Die Säure-Base-Methode nach Oss und Good ist eine Methode zur Berechnung der freien Oberflächenenergie eines Festkörpers aus dem Kontaktwinkel mit mehreren Flüssigkeiten. Die freie Oberflächenenergie wird dabei in einen dispersiven Anteil sowie einen Lewis-Säurenanteil und Lewis-Basenanteil aufgespaltet.

Hintergund

Gemäß der Young’schen Gleichung besteht ein Zusammenhang zwischen dem Kontaktwinkel θ, der Oberflächenspannung der Flüssigkeit σ_l, der Grenzflächenspannung σ_sl zwischen Flüssigkeit und Festkörper und der freien Oberflächenenergie σ_s des Festkörpers:

Um die freie Oberflächenenergie aus dem Kontaktwinkel berechnen zu können, muss die zweite unbekannte Größe σ_sl bestimmt werden.

Die Grenzflächenspannung σ_sl wird anhand der beiden Oberflächenspannungen σ_s und σ_l und der Wechselwirkungen zwischen den Phasen berechnet. Diese Wechselwirkungen werden als geometrischer Mittelwert eines dispersiven Anteils σ^D sowie der korrespondierenden Säurenanteile σ⁺ und Basenanteile σ^- der Oberflächenspannung bzw. freien Oberflächenenergie interpretiert.

Angelehnt an die Säure-Base-Theorie nach Lewis finden polare Wechselwirkungen statt, wenn ein Elektronenakzeptor (+) auf einen Elektronendonator (-) trifft. Entsprechend wird das geometrische Mittel aus den jeweils entgegengesetzten Anteilen gebildet.

Zur Bestimmung der freien Oberflächenenergie des Festkörpers werden mindestens drei Flüssigkeiten benötigt: eine rein dispersive Flüssigkeit und zwei Flüssigkeiten mit bekannten sauren und basischen Anteilen. Wasser als Neutralpunkt der Lewis-Skala sollte auf jeden Fall verwendet werden.

Literatur

• R. J. Good; C. J. van Oss, The Modern Theory of Contact Angles and the Hydrogen bond Components of Surface Energies. In: G. I. Loeb; M. E. Schrader (Hrg.): Modern approaches to wettability. 1992, P. 1-27.
• R. J. Good, Contact Angle, Wetting and Adhesion: a Critical Review. In: K. L. Mittal (Hrg.): Contact Angle, Wettability and Adhesion. Festschrift in Honor of Professor Robert J. Good. Utrecht 1993, P. 3-36.
• C. J. van Oss; M. K. Chaudhury; R. J. Good, Interfacial Lifschitz-van der Waals and Polar Interactions in Macroscopic Systems. In: J. Chem. Rev. 88 (1988), P. 927-941.