八年級(jí)數(shù)學(xué)上冊121第1課時(shí)分式及其基本性質(zhì)課件冀教版

藥物微粒分散系

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基礎(chǔ)理論..藥物微粒分散系

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基礎(chǔ)理論..1藥物微粒分散系的基礎(chǔ)理論第一節(jié)概述第二節(jié)微粒分散系的主要性質(zhì)與特點(diǎn)第三節(jié)微粒分散體系的物理穩(wěn)定性..藥物微粒分散系的基礎(chǔ)理論第一節(jié)概述..2第一節(jié)概述分散體系(dispersesystem)：一種或幾種物質(zhì)高度分散在某種介質(zhì)中所形成的體系。分散相(dispersephase)，被分散的物質(zhì)分散介質(zhì)(dispersemedium)：連續(xù)的介質(zhì)即溶媒..第一節(jié)概述分散體系(dispersesyste3分散體系按分散相粒子的直徑大小可分為：小分子真溶液(直徑＜10-9m)、膠體分散體系(直徑在10-7~10-9m范圍)粗分散體系(直徑＞10-7m)。將微粒直徑在l0-9~10-4m范圍的分散相統(tǒng)稱為微粒，由微粒構(gòu)成的分散體系則統(tǒng)稱為微粒分散體系。..分散體系按分散相粒子的直徑大小可分為：..4在藥劑學(xué)中，微粒分散體系被發(fā)展成為微粒給藥系統(tǒng)。粗分散體系的微粒給藥系統(tǒng)主要包括：混懸劑、乳劑、微囊、微球等，粒徑在500nm~100μm范圍內(nèi)；膠體分散體系的微粒給藥系統(tǒng)主要包括：納米微乳、脂質(zhì)體、納米粒、納米囊、納米膠束等，粒徑全都小于1000nm。..在藥劑學(xué)中，微粒分散體系被發(fā)展成為微粒給藥系統(tǒng)。..5微粒分散體系特殊的性能：①微粒分散體系是多相體系，分散相與分散介質(zhì)之間存在著相界面，因而會(huì)出現(xiàn)大量的表面現(xiàn)象；②隨分散相微粒直徑的減少，微粒比表面積顯著增大，使微粒具有相對(duì)較高的表面自由能，所以它是熱力學(xué)不穩(wěn)定體系，因此，微粒分散體系具有容易絮凝、聚結(jié)、沉降的趨勢；③粒徑更小的分散體系還具有明顯的布朗運(yùn)動(dòng)、丁鐸爾現(xiàn)象、電泳等性質(zhì)。..微粒分散體系特殊的性能：..6

微粒分散體系的重要意義：①由于粒徑小，有助于提高藥物的溶解速度及溶解度，有利于提高難溶性藥物的生物利用度；②有利于提高藥物微粒在分散介質(zhì)中的分散性與穩(wěn)定性；③具有不同大小的微粒分散體系在體內(nèi)分布上具有一定的選擇性，如一定大小的微粒給藥后容易被單核吞噬細(xì)胞系統(tǒng)吞噬；..微粒分散體系的重要意義：..7④微囊、微球等微粒分散體系一般具有明顯的緩釋作用，可以延長藥物在體內(nèi)的作用時(shí)間，減少劑量，降低毒副作用；⑤還可以改善藥物在體內(nèi)外的穩(wěn)定性等等。在本章節(jié)中，以微粒分散系的物理穩(wěn)定性為中心，介紹基本性質(zhì)及有關(guān)穩(wěn)定性的基本理論..④微囊、微球等微粒分散體系一般具有明顯的緩釋作用，可以延長藥8第二節(jié)微粒分散系的主要性質(zhì)與特點(diǎn)微粒分散體系的性質(zhì)包括其熱力學(xué)性質(zhì)、動(dòng)力學(xué)性質(zhì)、光學(xué)性質(zhì)和電學(xué)性質(zhì)等。首先介紹粒徑大小和物理穩(wěn)定性有關(guān)的基本性質(zhì)。一、微粒大小與測定方法；二、微粒大小與體內(nèi)分布；三、微粒的動(dòng)力學(xué)性質(zhì)；四、微粒的光學(xué)性質(zhì)；五、微粒的電學(xué)性質(zhì)。..第二節(jié)微粒分散系的主要性質(zhì)與特點(diǎn)微粒分散體系的性質(zhì)包括其9一、微粒大小與測定方法主要介紹測定納米級(jí)粒子大小的方法。1．電子顯微鏡法測定原理為：電子束射到樣品上，如果能量足夠大就能穿過樣品而無相互作用，形成透射電子，用于透射電鏡(TEM)的成像和衍射；當(dāng)入射電子穿透到離核很近的地方被反射，而沒有能量損失，則在任何方向都有散射，即形成背景散射；如果入射電子撞擊樣品表面原子外層電子，把它激發(fā)出來，就形成低能量的二次電子，在電場的作用下它可呈曲線運(yùn)動(dòng)，翻越障礙進(jìn)入檢測器，因而使表面凸凹的各個(gè)部分都能清晰成像。..一、微粒大小與測定方法主要介紹測定納米級(jí)粒子大小的方法。.102．激光散射法當(dāng)一束單色、相干的激光沿入射方向照射到無吸收的溶液時(shí)，分子的電子云在電磁波的作用下極化，形成誘導(dǎo)偶極子，其隨著電磁波的振動(dòng)，向各個(gè)方向輻射出電磁波，形成二次光源，這就是散射光的來源。..2．激光散射法..11對(duì)于溶液，散射光強(qiáng)度與溶液的性質(zhì)、溶質(zhì)分子量、分子尺寸及分子形態(tài)、入射光的波長等有關(guān)，對(duì)于直徑很小的微粒，存在瑞利散射公式：I~散射光強(qiáng)度；I0~入射光的強(qiáng)度；n~分散相的折射率；no~分散介質(zhì)的折射率；λ~入射光波長；V~單個(gè)粒子的體積；υ~單位體積溶液中粒子數(shù)目I∝V2，利用這一特性可以測定粒子大小及分布..對(duì)于溶液，散射光強(qiáng)度與溶液的性質(zhì)、溶質(zhì)分子量、分子尺寸及分子12二、微粒大小與體內(nèi)分布不同大小的微粒分散體系在體內(nèi)具有不同的分布特征。＜50nm的微粒能夠穿透肝臟內(nèi)皮，通過毛細(xì)血管末梢或通過淋巴傳遞進(jìn)入骨髓組織。靜脈注射、腹腔注射o.1~3.0μm的微粒分散體系能很快被單核吞噬細(xì)胞系統(tǒng)的巨噬細(xì)胞所吞噬，最終多數(shù)藥物微粒濃集于巨噬細(xì)胞豐富的肝臟和脾臟等部位，血液中的微粒逐漸被清除。＞50μm的微粒至腸系膜動(dòng)脈、門靜脈、肝動(dòng)脈或腎動(dòng)脈，可使微粒分別被截留在腸、肝、腎等相應(yīng)部位。..二、微粒大小與體內(nèi)分布不同大小的微粒分散體系在體內(nèi)具有不同13三、微粒的動(dòng)力學(xué)性質(zhì)布朗運(yùn)動(dòng)是微粒擴(kuò)散的微觀基礎(chǔ)，而擴(kuò)散現(xiàn)象又是布朗運(yùn)動(dòng)的宏觀表現(xiàn)。正是由于布朗運(yùn)動(dòng)使很小的微粒具有了動(dòng)力學(xué)的穩(wěn)定性。微粒作布朗運(yùn)動(dòng)時(shí)的平均位移Δ可用布朗運(yùn)動(dòng)方程表示t~時(shí)間；T~系統(tǒng)溫度；η~介質(zhì)粘度；r~微粒半徑；NA~介質(zhì)中微粒的數(shù)目..三、微粒的動(dòng)力學(xué)性質(zhì)布朗運(yùn)動(dòng)是微粒擴(kuò)散的微觀基礎(chǔ)，而擴(kuò)散現(xiàn)14四、微粒的光學(xué)性質(zhì)當(dāng)一束光照射到一個(gè)微粒分散體系時(shí)，可以出現(xiàn)光的透射、反射和散射等現(xiàn)象。光的吸收主要由微粒的化學(xué)組成與結(jié)構(gòu)所決定；光的反射與散射主要取決于微粒的大小。當(dāng)微粒大小適當(dāng)時(shí)，光的散射現(xiàn)象十分明顯。丁鐸爾現(xiàn)象正是微粒散射光的宏觀表現(xiàn)。這已經(jīng)成為判斷納米體系的一個(gè)簡單的方法。..四、微粒的光學(xué)性質(zhì)當(dāng)一束光照射到一個(gè)微粒分散體系時(shí)，可以出現(xiàn)15粗分散體系由于反射光為主，不能觀察到丁鐸爾現(xiàn)象；低分子的真溶液則是透射光為主，同樣也觀察不到乳光。在納米級(jí)大小的微粒分散體系中，即使在正常的室內(nèi)光線下，也可以觀察到明顯的乳光，即丁鐸爾現(xiàn)象。..粗分散體系由于反射光為主，不能觀察到丁鐸爾現(xiàn)象；..16五、微粒的電學(xué)性質(zhì)微粒的表面可因電離、吸附或摩擦等而帶上電荷。(—)電泳(二)微粒的雙電層結(jié)構(gòu)..五、微粒的電學(xué)性質(zhì)微粒的表面可因電離、吸附或摩擦等而帶上17(—)電泳電泳(electrophoresis)將兩個(gè)電極插入微粒分散體系的溶液中，再通以電流，則分散于溶液中的微?？上蜿帢O或陽極移動(dòng)，這種在電場作用下微粒的定向移動(dòng)就是電泳。..(—)電泳電泳(electrophoresis)..18設(shè)有一個(gè)半徑為r的球形微粒，表面電荷密度為σ，在場強(qiáng)為E的電場作用下移動(dòng)，其恒速運(yùn)動(dòng)的速度為υ，此時(shí)微粒受兩種作用力，一種是靜電力(Fe)，另一種是摩擦阻力(Fs)，而且這兩種力在恒速運(yùn)動(dòng)時(shí)大小相等故有υ∝1/r，微粒越小，移動(dòng)越快。..設(shè)有一個(gè)半徑為r的球形微粒，表面電荷密度為σ，在場強(qiáng)為E的19(二)微粒的雙電層結(jié)構(gòu)界面上的電現(xiàn)象在液體中的固體顆?；蛘吡硪环N不相混合的液滴，因?yàn)樵诮缑嫔峡赡苡幸环N過剩的同種符號(hào)的離子存在而帶電。提供電荷的離子可能就是顆粒本身的一個(gè)組分，可能是分散介質(zhì)液體中的雜質(zhì)離子，或是吸附于界面周圍的表面活性劑離子，在顆粒內(nèi)部可能有過剩的電荷，顆粒的總電荷也包括這部分電荷在內(nèi)。..(二)微粒的雙電層結(jié)構(gòu)界面上的電現(xiàn)象..20顆粒帶電產(chǎn)生了表面電位Ψ0

雙電層可設(shè)想是由兩部分組成的。第一部分是由反離子選擇性吸附所組成的固定層，其厚度如同離子的大小。此區(qū)域的電位降是Ψ0-Ψδ。第二部分稱為擴(kuò)散雙電層，此區(qū)間的電位降是Ψδ，即ζ電位。

..顆粒帶電產(chǎn)生了表面..21在微粒分散體系的溶液中，微粒表面帶有同種離子，通過靜電引力可使與其電荷相反的離子(稱為反離子)分布于微粒周圍，微粒表面的離子與靠近表面的反離子構(gòu)成了微粒的吸附層；同時(shí)由于擴(kuò)散作用，反離子在微粒周圍呈現(xiàn)距微粒表面越遠(yuǎn)則濃度越稀的梯度分布。..在微粒分散體系的溶液中，微粒表面帶有同種離子，通過靜電引力可22....23從吸附層表面至反離子電荷為零處的電位差叫動(dòng)電位，即ζ電位。ζ電位與微粒的物理穩(wěn)定性關(guān)系密切。ζ電位除了與介質(zhì)中電解質(zhì)的濃度、反離子的水化程度等有關(guān)外，也與微粒的大小有關(guān)。根據(jù)靜電學(xué)，ζ電位與球形微粒的半徑r之間關(guān)系：σ~表面電荷密度；ε~介質(zhì)的介電常數(shù)。可見在相同條件下，微粒越小，ζ電位越高電解質(zhì)對(duì)雙電層有影響..從吸附層表面至反離子電荷為零處的電位差叫動(dòng)電位，即ζ電位。ζ24第三節(jié)微粒分散體系的物理穩(wěn)定性在宏觀上，微粒分散體系的物理穩(wěn)定性可表現(xiàn)為微粒粒徑的變化，微粒的絮凝、聚結(jié)、沉降、乳析和分層等等。本小節(jié)主要了解如下問題：1.熱力學(xué)穩(wěn)定性，2.動(dòng)力學(xué)穩(wěn)定性，3.絮凝與反絮凝，4.DLVO理論，5.空間穩(wěn)定理論，..第三節(jié)微粒分散體系的物理穩(wěn)定性在宏觀上，微粒分散體系的25一、熱力學(xué)穩(wěn)定性微粒分散體系是典型的多相分散體系，存在大量的相界面隨著微粒粒徑的變小，表面積A不斷增加，此時(shí)表面自由能的增加ΔG表示為：σ-表面張力；ΔA-表面積的增加。對(duì)于不溶性微粒的水分散體系而言，σ為正值，而且數(shù)值也比較大。..一、熱力學(xué)穩(wěn)定性微粒分散體系是典型的多相分散體系，存在大量26影響熱力學(xué)穩(wěn)定因素1．表面積增加可使表面自由能大大增加。為了降低表面積、降低表面自由能，微粒分散體系中的微粒具有強(qiáng)烈的聚結(jié)趨勢。因此，微粒分散體系是典型的熱力學(xué)不穩(wěn)定體系，而且微粒越小，聚結(jié)趨勢就越大。聚結(jié)的結(jié)果是粒徑變大，分散度下降。2．表面張力降低可以明顯降低體系的表面自由能，從而增加體系的物理穩(wěn)定性。..影響熱力學(xué)穩(wěn)定因素..27降低體系的表面自由能的方法：1.在O／W乳劑的體系中加入某些脂肪醇類表面活性劑，甚至可使表面張力σ＜0，形成熱力學(xué)穩(wěn)定的納米乳劑；2.一些穩(wěn)定劑可吸附在微粒表面形成機(jī)械性或電性保護(hù)膜，防止微粒間的相互聚結(jié)；3.增加介質(zhì)粘度也是常見的穩(wěn)定化方法。..降低體系的表面自由能的方法：..28微粒分散體系的動(dòng)力學(xué)穩(wěn)定性主要表現(xiàn)在兩個(gè)方面：1.一個(gè)是分子熱運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的布朗運(yùn)動(dòng)，2.一個(gè)是重力產(chǎn)生的沉降，1和2分別提高和降低微粒分散體系的物理穩(wěn)定性，當(dāng)微粒較小時(shí)，布朗運(yùn)動(dòng)起主要作用，當(dāng)微粒較大時(shí)，重力起主要作用。二、動(dòng)力學(xué)穩(wěn)定性..微粒分散體系的動(dòng)力學(xué)穩(wěn)定性主要表現(xiàn)在兩個(gè)方面：二、動(dòng)力學(xué)穩(wěn)29粒徑較大的微粒受重力作用，靜置時(shí)會(huì)自然沉降，其沉降速度服從Stokes定律：V~微粒沉降速度，cm／s；r~微粒半徑，cm；ρ1、ρ2~分別為微粒和分散介質(zhì)的密度g/cm3；η~分散介質(zhì)的粘度，P(泊)(1P＝0.1Pa·s)；g~重力加速度常數(shù)，cm／s2。根據(jù)Stokes定律，可以得到如下結(jié)果..粒徑較大的微粒受重力作用，靜置時(shí)會(huì)自然沉降，其沉降速度服從S30Stokes公式可知：沉降速度V∝微粒半徑r2成正比，所以減小粒徑是防止微粒沉降的最法；V∝粘度η成反比，即增加介質(zhì)的粘度η，可降低微粒的沉降速度；微粒與分散介質(zhì)的密度差(ρ1－ρ2)成正比，提高微粒粒徑的均勻性、防止晶型的轉(zhuǎn)變、控制溫度等都可在一定程度上阻止微粒的沉降。沉降速度V可用來評(píng)價(jià)粗分散體系的動(dòng)力學(xué)穩(wěn)定性，V越小說明體系越穩(wěn)定，反之不穩(wěn)定。..Stokes公式可知：..31三、絮凝與反絮凝微粒表面的電學(xué)特性也會(huì)影響其物理穩(wěn)定性。微粒表面具有擴(kuò)散雙電層（第二節(jié)學(xué)到），使微粒表面帶有同種電荷，在一定條件下因相互排斥而穩(wěn)定。雙電層的厚度越大，則相互排斥的作用力就越大，微粒就越穩(wěn)定。如在體系中加入一定量的某種電解質(zhì)，可能中和微粒表面的電荷，降低雙電層的厚度，降低表面電荷的電量，使微粒間的斥力下降，從而使微粒的物理穩(wěn)定性下降..三、絮凝與反絮凝微粒表面的電學(xué)特性也會(huì)影響其物理穩(wěn)定性。微粒32絮凝作用：在體系中加入一定量的某種電解質(zhì)，能中和微粒表面的電荷，降低雙電層的厚度，降低表面電荷的電量，使微粒間的斥力下降，從而使微粒的物理穩(wěn)定性下降，出現(xiàn)絮凝狀態(tài)，即微粒呈絮狀，形成疏松的纖維狀結(jié)構(gòu)，但振搖可重新分散均勻。這種作用叫做絮凝作用，加入的電解質(zhì)叫絮凝劑。..絮凝作用：在體系中加入一定量的某種電解質(zhì)，能中和微粒表面的電33影響雙電層厚度的因素：擴(kuò)散雙電層產(chǎn)生的斥力，離子的強(qiáng)度，離子價(jià)數(shù)，離子半徑以上因素都會(huì)對(duì)微粒的帶電量及雙電層厚度產(chǎn)生影響。..影響雙電層厚度的因素：..34引起絮凝現(xiàn)象的主要物質(zhì)(1)電解質(zhì)類向混懸液中加入適量無機(jī)電解質(zhì)，能改變分散粒子的ζ電位，如果ζ電位降至一定程度(控制在20~25mV)，則產(chǎn)生絮凝；一般離子價(jià)數(shù)越高，絮凝作用越強(qiáng)，如化合價(jià)為2、3價(jià)的離子，其絮凝作用分別為l價(jià)離子的大約10倍與l00倍。在藥劑中常用絮凝劑有醋酸鹽、磷酸鹽、枸櫞酸、酒石酸鹽，—般用其鈉鹽。..引起絮凝現(xiàn)象的主要物質(zhì)..35

(2)聚合物(高分子化合物)常用的有海藻酸鹽、纖維素類衍生物、西黃蓍膠等，這些聚合物加至混懸液中，因其具有線性分枝構(gòu)型，同時(shí)覆蓋在幾個(gè)微粒的局部表面上(即每個(gè)微粒表面還有足夠的裸露部分)，使微粒疏松聚集在一起。微粒間因架橋而產(chǎn)生的絮凝，稱為結(jié)構(gòu)絮凝。..(2)聚合物(高分子化合物)常用的有海藻酸鹽、纖維素類36(3)表面活性劑類離子型表面活性劑作絮凝劑的機(jī)理是：中和微粒上的電荷。其ζ電位降低，混懸液發(fā)生絮凝。非離子表面活性劑雖對(duì)微粒電荷密度影響小，但由于其線形構(gòu)形，能吸附在多個(gè)微粒上，形成了疏松的聚集體結(jié)構(gòu)。..(3)表面活性劑類離子型表面活性劑作絮凝劑的機(jī)理是：中和37如果在微粒體系中加入某種電解質(zhì)使微粒表面的ξ電位升高(50~60mV)，靜電排斥力阻礙了微粒之間的碰撞聚集，這個(gè)過程稱為反絮凝，加入的電解質(zhì)稱為反絮凝劑。如果出現(xiàn)反絮凝，就不能形成疏松的纖維狀結(jié)構(gòu)，微粒之間沒有支撐，沉降后易產(chǎn)生嚴(yán)重結(jié)塊，不能再分散，對(duì)物理穩(wěn)定性是不利的。..如果在微粒體系中加入某種電解質(zhì)使微粒表面的ξ電位升高(5038同一電解質(zhì)可因加入量的不同，在微粒分散體系中起絮凝作用(降低ξ電位)或反絮凝作用(升高ξ電位)。如枸櫞酸鹽或枸櫞酸的酸式鹽、酒石酸鹽或酸式酒石酸鹽、磷酸鹽和一些氯化物(如三氯化鋁)等，既可作絮凝劑又可作反絮凝劑。舉例：如向荷正電的次硝酸鉍混懸液中加入磷酸二氫鉀后，其ζ電位下降，發(fā)生絮凝。沉降物為疏松聚集體．磷酸二氫鉀為絮凝劑；若繼續(xù)加入磷酸二氫鉀，ζ電位繼續(xù)降低。然后變成負(fù)值，混懸液產(chǎn)生反絮凝，沉降物結(jié)塊難以再分散，此時(shí)磷酸二氫鉀為反絮凝劑。..同一電解質(zhì)可因加入量的不同，在微粒分散體系中起絮凝作用(降低39....40四、DLVO理論微粒之間普遍存在VanderWaals吸引作用，在相互接近時(shí)又因雙電層的重疊而產(chǎn)生排斥作用，微粒的穩(wěn)定性就取決于微粒之間吸引與排斥作用的相對(duì)大小。DLVO理論提出了關(guān)于各種形狀微粒之間的相互吸引能與雙電層排斥能的計(jì)算方法，并據(jù)此對(duì)微粒穩(wěn)定性進(jìn)行了定量分析。..四、DLVO理論微粒之間普遍存在VanderWaals吸41(一)微粒間的VanderWaals吸引能ΦA(chǔ)(二)雙電層的排斥作用能ΦR(三)微粒間總相互作用能ΦT..(一)微粒間的VanderWaals吸引能ΦA(chǔ)..42(一)微粒間的VanderWaals吸引能分子之間的VanderWaals作用：①兩個(gè)永久偶極之間的相互作用；②永久偶極與誘導(dǎo)偶極間的相互作用；③誘導(dǎo)偶極之間的色散相互作用。色散相互作用在三類作用中占支配地位。..(一)微粒間的VanderWaals吸引能..43Hamaker假設(shè)，微粒間的相互作用等于組成它們的各分子之間的相互作用的加和，對(duì)于兩個(gè)彼此平行的平板微粒，得出單位面積上的相互作用能為由ΦA(chǔ)：半徑為a的兩個(gè)球形微粒之間的相互作用能為：A—Hamaker常數(shù)它直接影響ΦA(chǔ)的大小。..Hamaker假設(shè)，微粒間的相互作用等于組成它們的各分子之間44對(duì)于分散在介質(zhì)中的微粒，A必須用有效Hamaker常數(shù)代替。對(duì)于同一物質(zhì)的兩個(gè)微粒有：A131：微粒在介質(zhì)中的有效Hamaker常數(shù)；A11：微粒的Hamaker常數(shù)；A33：介質(zhì)本身的Hamaker常數(shù)同物質(zhì)微粒間的VanderWaals作用永遠(yuǎn)是相互吸引，介質(zhì)的存在能減弱吸引作用，而且介質(zhì)與微粒的性質(zhì)越接近，微粒間的相互吸引就越弱。..對(duì)于分散在介質(zhì)中的微粒，A必須用有效Hamaker常數(shù)代替。45(二)雙電層的排斥作用能當(dāng)微粒彼此的雙電層尚未接觸時(shí)，兩個(gè)帶電微粒之間并不存在靜電斥力作用，只有當(dāng)微粒接近到它們的雙電層發(fā)生重疊，并改變了雙電層電勢與電荷分布時(shí)，才產(chǎn)生排斥作用，計(jì)算雙電層的排斥作用，采用Langmuir的方法,將排斥力當(dāng)作是在兩雙電層重疊之處過剩離子的滲透壓所引起，..(二)雙電層的排斥作用能..46ΦR~兩球之間的在單位面積上的排斥能；a~微粒半徑；H~兩球間最近距離；γo~與表面電荷量有關(guān)的參數(shù)；1／χ~雙電層的厚度；ηo~分散介質(zhì)的粘度；κ~波茲曼常數(shù)；T~絕對(duì)溫度。微粒之間的排斥能隨γo和a的增加而升高，隨H的增加以指數(shù)形式減少。..ΦR~兩球之間的在單位面積上的排斥能；..47(三)微粒間總相互作用能微粒間總相互作用能由ΦT＝ΦA(chǔ)十ΦR。ΦT對(duì)微粒間距離H做圖，即得總勢能曲線。..(三)微粒間總相互作用能..48當(dāng)H逐漸減小時(shí)(很近），ΦA(chǔ)（范力）的絕對(duì)值無限增加，ΦR（斥力）隨H的減小而趨于一極限值因此可以推斷，在H很小時(shí)，吸引＞排斥，ΦT為負(fù)值當(dāng)微粒距離H增大時(shí)（很遠(yuǎn)），ΦR和ΦA(chǔ)都下降，其中ΦR隨距離增加而呈指數(shù)下降，因此在H很大時(shí)，ΦT也是負(fù)值；在中間地段，即距離與雙電層厚度同數(shù)量級(jí)時(shí)，ΦR有可能超過ΦA(chǔ)，從而ΦT—H曲線出現(xiàn)峰值，即勢壘。若勢壘足夠高，則可以阻止微粒相互接近，不至于聚沉。..當(dāng)H逐漸減小時(shí)(很近），ΦA(chǔ)（范力）的絕對(duì)值無限增加，ΦR（49在距離很小與很大時(shí)各有一勢能極小值出現(xiàn)，分別稱為第一與第二極小值。在中等距離，則可能出現(xiàn)勢壘，勢壘的大小是微粒能否穩(wěn)定的關(guān)鍵。第二極小值（兩微粒相距較遠(yuǎn)，ξ電位為20~25mv）微粒產(chǎn)生絮凝；第一極小值（兩微粒相距很近，ξ電位為50~60mv）微粒產(chǎn)生反絮凝；微粒是否產(chǎn)生反絮凝則要看中等距離中出現(xiàn)勢壘是否大。..在距離很小與很大時(shí)各有一勢能極小值出現(xiàn)，分別稱為第一與第二極50....51(四)臨界聚沉濃度微粒的物理穩(wěn)定性取決于總勢能曲線上勢壘的大小，可以將勢壘當(dāng)作判斷微粒穩(wěn)定與否的標(biāo)準(zhǔn)。勢壘的高度隨溶液中電解質(zhì)濃度的加大而降低，當(dāng)電解質(zhì)濃度達(dá)到某一數(shù)值時(shí)，勢能曲線的最高點(diǎn)恰為零，勢壘消失，體系由穩(wěn)定轉(zhuǎn)為聚沉，這就是臨界聚沉狀態(tài)，這時(shí)的電解質(zhì)濃度即為該微粒分散體系的聚沉值..(四)臨界聚沉濃度..52....53處于臨界聚沉狀態(tài)的勢能曲線在最高處必須滿足兩個(gè)條件，與因此：C~常數(shù)；ε~介質(zhì)的介電常數(shù)；Ζ~離子的價(jià)數(shù)；聚沉值..處于臨界聚沉狀態(tài)的勢能曲線在最高處必須滿足兩個(gè)條件，聚沉值.54聚沉值具有如下特征：①在表面電勢較高時(shí)，聚沉值與反離子價(jià)數(shù)的六次方成反比，在一般情況下，視表面電勢的大小，聚沉值與反離子價(jià)數(shù)的關(guān)系應(yīng)在2-2與2-6之間變化；②聚沉值與介質(zhì)的介電常數(shù)的三次方成正比；③當(dāng)規(guī)定零勢壘為臨界聚沉條件時(shí)，聚沉值與微粒大小無關(guān)。..聚沉值具有如下特征：..55在勢壘為零或很小時(shí)聚沉才發(fā)生，微粒憑借動(dòng)能克服勢壘的障礙，一旦越過勢壘，微粒間相互作用的勢能隨彼此接近而降低，最后，在勢能曲線的第一極小處達(dá)到平衡位置。如果微粒之間的相互作用的勢能曲線有較高的勢壘，足以阻止微粒在第一極小值處聚結(jié)，但其第二極小值足以抵擋微粒的動(dòng)能，則微?？梢栽诘诙O小處聚結(jié)。第一極小處發(fā)生的聚結(jié)稱為聚沉(coagulation)在第二極小處發(fā)生的聚結(jié)叫絮凝(flocculation)..在勢壘為零或很小時(shí)聚沉才發(fā)生，微粒憑借動(dòng)能克服勢壘的障礙，一56五、空間穩(wěn)定理論在非水介質(zhì)中雙電層的排斥作用已經(jīng)相當(dāng)模糊，實(shí)驗(yàn)已證明，即使在水體系中，加入一些非離子表面活性劑或高分子能降低微粒的ξ電勢，但穩(wěn)定性反而提高了。這些事實(shí)表明，除了雙電層的靜電作用外，還有其他的穩(wěn)定因素起作用，即微粒表面上吸附的大分子從空間阻礙了微粒相互接近，進(jìn)而阻礙了它們的聚結(jié)，因此稱這一類穩(wěn)定作用為空間穩(wěn)定作用。..五、空間穩(wěn)定理論在非水介質(zhì)中雙電層的排斥作用已經(jīng)相當(dāng)模糊，實(shí)57(一)實(shí)驗(yàn)規(guī)律1．分子穩(wěn)定劑的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)高分子一方面和微粒有很強(qiáng)的親和力，以便能牢固地吸附在微粒表面上；另一方面又與溶劑有良好的親和性，以便分子鏈充分伸展，形成厚的吸附層，達(dá)到保護(hù)微粒不聚結(jié)的目的。..(一)實(shí)驗(yàn)規(guī)律..582．高分子的濃度與分子量的影響分子量越大，高分子在微粒表面上形成的吸附層越厚，穩(wěn)定效果越好。但若高分子的濃度過低，微粒表面不能被完全覆蓋，則不但不能起到保護(hù)作用，反而使膠體對(duì)電解質(zhì)的敏感性增加，由于高分子鏈起了“橋聯(lián)”作用，把鄰近微粒吸附在鏈節(jié)上，促使微粒聚集下沉，稱這種作用為敏化作用(sensitization)。..2．高分子的濃度與分子