107年:藥學三(第2次)

膠體質粒的電位分別以甲( Zeta 電位)、乙(表面電位)與丙(電性雙層界限電位)表示之,則三者大小關係何者正確?

A甲>乙>丙
B甲>丙>乙
C乙>丙>甲
D乙>甲>丙

詳細解析

本題觀念:

膠體質粒(colloidal particle)在溶液中帶電,其周圍形成電性雙層(electrical double layer, EDL)。從粒子表面向外,依次存在三種電位:表面電位(surface potential)、Stern 電位(Stern potential)、以及 Zeta 電位(zeta potential)。本題以甲、乙、丙分別代表 Zeta 電位、表面電位、電性雙層界限電位(Stern 電位),考查三者大小關係。

電性雙層結構與各電位定義

從帶電膠體質粒表面由內向外分層說明:

  1. 粒子表面(Particle Surface)→ 乙(表面電位,surface potential) 電位在粒子最表面處達到最大值,稱為表面電位(ψ0\psi_0)。這是整個雙電層中電位最高的點。

  2. Stern 層 → 丙(電性雙層界限電位,Stern potential) 緊鄰粒子表面的反離子(counter ions)因靜電吸引緊密排列,形成 Stern 層(固定層,fixed layer)。Stern 層外緣的電位稱為 Stern 電位ψd\psi_d)。電位從表面電位到此處有明顯下降,但仍高於 Zeta 電位。

  3. **滑動面(Slipping plane / Shear pla

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