專技高考-藥師(一)藥劑學(包括生物藥劑學)106 年第 16 題單選題
Bismuth subnitrate懸液劑,當加入之monobasic potassium phosphate量愈多時,下列敘述何者錯誤?
A若不添加monobasic potassium phosphate時,該懸液劑易沉澱且結塊
Bbismuth subnitrate粒子之apparent zeta potential正值愈大者,沉澱較少傾向於結塊
Cbismuth subnitrate粒子之apparent zeta potential負值愈大者,沉澱較少傾向於不結塊正確答案
Dbismuth subnitrate粒子之apparent zeta potential為零時,沉澱較多但不結塊
C正確答案
磷酸二氫鉀逐漸吸附於次硝酸鉍粒子表面,可使其表觀 zeta 電位由較大的正值降至零,再轉為負值。zeta 電位絕對值大時粒子呈去絮狀化:分散、沉降較慢,但最終沉積緊密而易結塊;zeta 電位接近零時呈絮狀化:絮團較大、沉降較快、沉澱層鬆散且不易結塊。因此,負 zeta 電位絕對值變大後仍應傾向結塊,選項 C 錯誤。
為什麼答案是 C
加入過量磷酸二氫鉀後,粒子可轉為負表觀 zeta 電位;負值的絕對值愈大,仍表示粒子間排斥力愈強,系統再度呈去絮狀化。故其沉降可較慢、在相同時間內沉澱較少,但最終沉積仍偏緊密,應傾向結塊而非不結塊。選項 C 錯在把「負 zeta 電位大」誤當成「不結塊」;zeta 電位正負不是重點,絕對值大才是造成去絮狀化與結塊傾向的關鍵。
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完整詳解
Pro · 無限重點 磷酸二氫鉀逐漸吸附於次硝酸鉍粒子表面,可使其表觀 zeta 電位由較大的正值降至零,再轉為負值。zeta 電位絕對值大時粒子呈去絮狀化:分散、沉降較慢,但最終沉積緊密而易結塊;zeta 電位接近零時呈絮狀化:絮團較大、沉降較快、沉澱層鬆散且不易結塊。因此,負 zeta 電位絕對值變大後仍應傾向結塊,選項 C 錯誤。
判斷核心是看 zeta 電位的「絕對值」而非正負號。正值大或負值大,均代表同電性粒子間排斥較強、去絮狀化,最後易形成緊密 cake;zeta 電位為零附近,粒子形成鬆散絮團,雖沉降較快、沉澱層較大,卻不易結塊。故 C 將「負值愈大」錯誤連結為「不結塊」。
逐選項分析
A✕
未加入磷酸二氫鉀時,次硝酸鉍粒子原本具有較大的正表觀 zeta 電位,粒子彼此排斥而呈去絮狀化。此時粒子單獨分散、沉降較慢;但經放置後,沉積粒子會緊密堆積,形成體積較小且難再分散的沉澱,容易結塊。故 A 正確。
B✕
表觀 zeta 電位正值愈大,表示粒子間靜電排斥愈強,越傾向去絮狀化。去絮狀化粒子在懸液中通常沉降較慢,因此在相同放置時間內可見沉澱較少;但最終沉積層緊密,容易形成結塊。要區分「沉降較慢、短時間沉澱較少」與「最終沉積體積小而緊密」兩個概念。故 B 正確。
C✓ 正確
加入過量磷酸二氫鉀後,粒子可轉為負表觀 zeta 電位;負值的絕對值愈大,仍表示粒子間排斥力愈強,系統再度呈去絮狀化。故其沉降可較慢、在相同時間內沉澱較少,但最終沉積仍偏緊密,應傾向結塊而非不結塊。選項 C 錯在把「負 zeta 電位大」誤當成「不結塊」;zeta 電位正負不是重點,絕對值大才是造成去絮狀化與結塊傾向的關鍵。
D✕
當表觀 zeta 電位接近零時,粒子間的靜電排斥最弱,範德華吸引力使粒子形成鬆散絮團。絮團粒徑較大,因此沉降較快;在相同時間內可形成較多可見沉澱。其沉積層具有鬆散網狀結構,最終沉澱體積(floc volume)較大且容易重新分散,不易形成 cake。故 D 正確。
次硝酸鉍懸液劑的 zeta 電位、絮狀化與沉澱特性
| 表觀 zeta 電位狀態 | 分散狀態 | 沉降行為 | 最終沉積層特性 | 結塊傾向 |
|---|
| 正值大或負值大(|zeta| 大) | 去絮狀化;粒子間排斥強 | 粒子個別沉降,通常較慢;相同時間內可見沉澱較少 | 緊密堆積,沉積體積較小,難再分散 | 易結塊(caking) |
| 接近零(等電點附近) | 絮狀化;粒子形成鬆散絮團 | 絮團較大,通常較快沉降;相同時間內可見沉澱較多 | 鬆散多孔,沉積體積較大,易再分散 | 不易結塊 |
| 磷酸二氫鉀由少至多 | 正 zeta 電位下降至零,再轉為負值 | 由去絮狀化轉為絮狀化,再可能回到去絮狀化 | 由緊密沉積轉為鬆散沉積,再轉為緊密沉積 | 易結塊→不易結塊→易結塊 |
負 zeta 電位不等於不結塊;只要 zeta 電位絕對值大,不論帶正電或負電,粒子均因強排斥而去絮狀化,最終容易緊密沉積並結塊。另外,「沉降較慢、某時間內沉澱較少」是沉降動力學概念;「最終沉澱體積較小」則是沉積層緊密程度。絮狀化時反而是沉降較快且最終沉積體積較大。