108年:藥學三(第1次)

已知⽔的表⾯張⼒是 72 dyne/cm ,加入界⾯活性劑開始出現微膠粒的濃度是 0.232 (w/v ),此時⽔的表⾯張⼒是 60 dyne/cm ,若界⾯活性劑濃度增加為原本 2倍,則⽔的表⾯張⼒為多少( dyne/cm )?

A72
B66
C60
D48

詳細解析

本題觀念:

本題考查**臨界微膠粒濃度(critical micelle concentration, CMC)表面張力(surface tension)**的關係。核心概念是:當界面活性劑(surfactant)濃度達到 CMC 時,溶液表面已被界面活性劑飽和,此後繼續增加濃度,多餘的界面活性劑分子以形成微膠粒(micelles)的方式存在於溶液主體中,表面張力不再下降,維持恆定

選項分析

題目資訊整理:

  • 純水表面張力:72 dyne/cm
  • 界面活性劑濃度 = 0.232 w/v(CMC)時,表面張力 = 60 dyne/cm
  • 問:界面活性劑濃度增加為原本 2 倍(即 0.464 w/v,> CMC),表面張力為多少?

CMC 後的表面張力行為: 當濃度超過 CMC 後,水-空氣介面已被界面活性劑分子所飽和。額外加入的界面活性劑不再增加介面的分子密度,而是在溶液中自我聚集形成微膠粒,做為界面活性劑的儲存庫(reservoir)。因此,超過 CMC 後,表面張力不再隨濃度增加而改變,維持在 CMC 時的數值

當 C>CMC 時,γγCMC=60 dyne/cm(恆定)\text{當 } C > CMC \text{ 時,} \gamma \approx \gamma_{CMC} = 60 \text{ dyne/cm(恆定)}

**(A) 72

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