DLVO理论和空间稳定性理论
dlvo理论
dlvo理论DLVO理论是描述分散系统中粒子间相互作用的一个理论模型。
它由德比和黑克斯于1954年提出，被广泛用于解释和预测胶体粒子在溶液中的相互作用及其对分散系统稳定性的影响。
DLVO理论主要考虑两个相互竞争的力，即范德华力和重合力。
范德华力是由于电子云的波动引起的瞬时偶极矩产生的吸引力。
它的大小与粒子间的距离成反比，随着距离的增加迅速减小。
应用DLVO理论时，通常用Lennard-Jones势来近似描述范德华力。
重合力是由于带电粒子之间的电荷引起的排斥力。
它的大小与电荷的平方成反比，随着电荷的增加而增大。
重合力的计算通常使用库仑势。
DLVO理论假设胶体粒子在溶液中是均匀分布的，在它们之间不存在其他相互作用力。
实际上，除了范德华力和重合力以外，还存在其他相互作用力，如静电双层作用和浸润作用等。
这些相互作用力会对DLVO理论的适用范围和预测结果产生一定影响。
DLVO理论对于胶体稳定性的研究提供了基本的框架。
根据DLVO理论，当范德华力和重合力之间达到平衡时，胶体粒子处于稳定状态。
如果范德华力大于重合力，胶体粒子会聚集在一起；如果重合力大于范德华力，胶体粒子会分散。
然而，DLVO理论并不完全适用于所有的胶体系统。
因为在实际环境中，胶体粒子可能会存在表面改性、溶解度的变化、电荷中性化等因素的影响。
因此，为了更准确地描述胶体系统，研究者们不断对DLVO理论进行改进和修正，提出了许多扩展模型，如双层电位理论、施特恩-卡丹斯基方程等。
总之，DLVO理论是描述分散系统中粒子相互作用的重要理论模型。
它为胶体稳定性的研究提供了基本框架，但其适用范围有限，需要根据具体实际情况进行修正和改进。
通过不断的实验研究和理论探索，我们可以更好地理解和预测分散系统的行为，为相关领域的应用提供理论基础。
深入理解DLVO理论对于解决胶体系统中的分散问题和稳定性控制具有重要意义，并为相关领域的发展和应用提供了理论指导。
正因如此，在过去的几十年里，人们对DLVO理论进行了大量的研究和实验验证，并取得了丰富的研究成果。
药剂学名词解释
药剂学复习资料名词解释1.药剂学：是研究药物制剂的基本理论、处方设计、制备工艺、质量控制和合理使用等内容的综合性应用技术科学。
2.剂型：是把药物加工制成适合于患者需要的给药方式。
3.制剂：根据药典和颁布标准，将药物制成适合于临床需要并符合一定质量标准的药剂。
4.首过效应：某些药物口服后在通过肠粘膜及肝脏而经受灭活代谢后，进入体循环的药量减少、药效降低效应。
5.药典：是一个国家记载药品标准、规格的法典，一般由国家药典委员会组织编撰，并由政府颁布、执行，具有法律约束力。
6.处方：指医疗和生产部门药剂调制的一种重要书面文件，有法定处方、协定处方、医师处方和秘方之分。
7.处方药：必须凭职业医师或执业助理医师的处方才可以调配、购买，并在医生的指导下使用的药物=品。
8.非处方药：不需要凭借执业医师或职业助理医师的处方，消费者可以自行判断购买和使用的药品。
9.GMP ：药品生产质量管理规范10.GLP ：药物非临床研究质量管理规范11.临界相对湿度：水溶性药物在相对湿度较低的环境下，几乎不吸湿，而当相对湿度增大到一定值时，吸湿量急剧增加，一般把这个吸湿量开始急剧增加的相对湿度叫临界相对湿度。
12.分配系数：物质在两种不相混的溶剂中平衡时的浓度比。
不同的物质在同一对溶剂中的分配系数不同，可利用该原理对物质分离纯化。
13.生物利用度：是指药物被机体吸收进入血液循环的相对量和速率，用F表示，F=（A/D）X100%。
A为进入体循环的量，D为口服剂量。
14.新药：我国未生产过的药品及已生产的药品中：（1）增加新的适应症（2）改变给药途径（3）改变剂型。
15.药品注册：是指国家食品药品监督管理局根据药品注册申请人的申请，依照法定程序，对拟上市销售的药品的安全性、有效性、质量可控性等进行审查，并决定是否同意其申请的审批过程。
16.表面活性剂：指那些具有很强的表面活性、能使液体的表面张力显著下降的物质。
17.临界胶束浓度（CMC）他：表面活性剂分子缔合形成胶束的最低浓度。
第五章胶体的稳定性
64 n KT 2 0 2 k) d 0exp( k
式5-10
exp( Ze KT ) 1 0/2 0 exp( Ze KT ) 1 0/2
R 表示两平板质点的双电层在单位面积上的相互排斥能（斥力位能）。
当 0 很高时，Ze 0 >>1，则 0 →1， R 与 0 无关
§5-1 电解质的聚沉作用
一、聚沉与老化
聚沉：胶粒聚集变大而沉淀的过程，与沉淀反应不同， 因聚沉电解质的量远少于沉淀量，其间不存在当量关系。
老化：由于小颗粒具有大的溶解度，静止时，溶液中的 小颗粒溶解，大颗粒长大，直到形成分散度较单一的大颗粒 ，这一过程称为老化。
二、聚沉值及其测定方法
聚沉值：在指定条件下，使溶胶聚沉所需电解质的最 低浓度，以mol/L表示。
一、胶粒间的范德华吸引能
a、永久偶极之间 1、分子间的范德华吸引能
对于同种分子
b、色散吸引能 c、诱导偶极与永久偶极之间
6 x 分
式5-1 （六次律）
式中： 分 ：分子间总的范德华引力
2 2 3 2 2 hv 3 KT 4
式5-2
x：分子间距离 α ：分子的极化度
对斥能峰的高低有较大影响。 ② s 的影响 ， A与 0无关，而 0 随 A 上升而增加，所以 R 2 0 与A相同时，势垒能 s 增加而上升。 泥浆不抗盐是因为电解质对双电层的压缩，使 s下降 ，势垒下降。
R 2 ，所以A与 不变时， ③ 的影响 A与 无关， 0 越小，双电层越厚，势垒越高。
1 1 1 ∶ ∶ 1 2 3
6
6
6
聚沉值与离子价数的6次方成反比，即schulze-hardy 规则。除了反离子外，同号离子的性质、大小均对聚沉值 有影响。
溶胶的经典稳定理论——DLVO理论
溶胶的聚沉
(a)聚沉作用
(b)保护作用
高分子化合物对溶胶聚沉和保护作用示意图
若在溶胶中加入较多的高分子化合物, 许多个高分子化合 物的一端吸附在同一个分散相粒子的表面上, 或者是许多个高 分子线团环绕在胶体粒子周围, 形成水化外壳, 将分散相粒子 完全包围起来, 对溶胶则起保护作用.
E 斥 力 0 吸 力
c1 c3 c2
x
从电解质对胶体粒子势 能的影响看, 当电解质的浓度 或价数增加使溶胶发生聚沉 时, 所必须克服的势垒高度和 位置皆发生变化, 势垒高度随 电解质浓度增大而降低.
7
电解质浓度对胶粒势能的影响 00-8-1
溶胶的聚沉
聚沉值: 使溶胶发生明显的聚沉所需电解质的最小浓度. 聚沉能力: 聚沉值的倒数定义 为聚沉能力. 舒尔采(Schulze)-哈迪(Hardy)价数规则: 电解质中能使溶胶 发生聚沉的离子是反离子, 反离子的价数愈高, 聚沉能力愈强. 如对带负电的As2S3 溶胶起聚沉作用的是电解质的阳离子, KCl, MgCl2, AlCl3的聚沉值分别为49.5, 0.7, 0.093molm-3, 若以 K+为比较标准, 其聚沉值有如下关系: Me+ : Me2+ : Me3+ = 1 : 70.7 : 532 一般可近似表示为反离子价数的 6 次方之比, 即 Me+ : Me2+ : Me3+ = 16 : 26 : 36 = 1 : 64 : 729 也有许多反常现象, 如H+虽为一价, 却有很强的聚沉能力.
4
斥力势能, 吸力势能及总势能曲线
00-8-1
溶胶的经典稳定理论——DLVO理论
除胶粒带电外, 溶剂化作用也是使溶胶稳定的重要原 因. 水化外壳的存在势必增加溶胶聚合的机械阻力. 如前所述, 分散相粒子的布朗运动是胶体粒子受重力 影响而不下沉的原因. 当布朗运动足够强时, 粒子热运动 能够克服重力场的作用而不下沉, 溶胶的这种性质, 称为 动力稳定性. 综上所述, 分散相粒子的带电, 溶剂化作用及布朗运动 是溶胶三个重要的稳定原因.
高等教育：胶体的稳定性
感胶离子序：
相同价态的各种离子在聚沉能力上的差异的排序 H＋＞Cs+ > Rb+ > K+ >Na+ >Li+
F－＞C1－＞Br－＞NO3－＞I－＞SCN－＞OH－ 通常认为水化离子半径越大，削弱了静电引力，聚沉作用 减弱。
Li H 2O 0.231nm Na H 2O 0.176nm K H 2O 0.119nm Rb H 2O 0.113nm
k Tr6
Debye相互作用：
UD
122
212
r6
London相互作用：
UL
3 2
h r6
1 2 1 2
12
特点：a.全是负值，表现为吸引力 b.都与r6成反比，为近程相互作用 c.虽然可能同时存在，但普遍存在的只有色散力，且 占绝对优势
两个相同的分子：
UA
UK
5、搭桥作用
Fleer-Lykloma实验：胶体溶液与高分子溶液的 混合方式不同导致稳定情况不同
平躺的多点吸附
链轨：吸附在表面上的部分 链环：伸向溶液中的部分，成环的链 链尾：伸向溶液中的部分，不成环的链
高分子吸附的特点： 1、不可逆性：吸附/脱附速率比为1：2 ×10－6 2、平衡时间：大的高分子需很长时间才能达到吸附平衡
2、胶体稳定机制的理论考虑
高分子稳定胶体的理论必须考虑如下因素：
1)高分子与颗粒表面的相互作用； 2)高分子与分散介质的相互作用； 3)高分子与高分子的相互作用； 4)高分子在表面的各种形态，如队列、环形、尾形
4、胶粒间的总相互作用能
综合考虑颗粒间的范德华引 力和静电斥力，可以解释静 电稳定胶体的稳定机制。总 位能为：
胶体稳定性的DLVO 理论
65胶体稳定性的DLVO 理论胶体(憎液溶胶)是一个高度分散的系统，它有很大的表面自由能，且具有自发降低表面自由能的倾向，这就是说，在本质上，憎液溶液胶属于热力学不稳定系统。
某些物理条件的改变，特别是电解质的加入，会显著地影响它的稳定性，使它聚集而沉淀。
早在一个世纪前，Schulze(舒尔茨)和Hardy(哈迪)就经验发现，异号离子的电荷数对溶胶的聚沉影响很大。
电荷数(价数)愈高，聚沉能力愈大。
如果将使溶胶聚沉的电解质最低浓度称为聚沉值，则一价、二价和三价异号离子的聚沉值之比约为66)31(:)21(:1，这个规律称为Schulze —Hardy 规则。
怎样解释这个规则，就成了胶体稳定性理论必须面对的首要任务。
直到上个世纪的四十年代，这个问题才被两位前苏联学者Дерягин(杰里亚金)、Ландау(朗道)和两位荷兰学者Verwey(弗威)和Overbeek(奥弗比克)所解决，因此，称为DLVO 理论。
本专题就专门来介绍这个理论。
鉴于理论是建立在数学解析的基础上，下面的介绍只取推导的结果，而将介绍的重心放在物理意义上。
1．DLVO 理论这个理论完全着眼于溶胶粒子的作用势能与粒子间距的关系。
认为粒子间存在着两个相互制约的作用力，一是van der Waals 引力，它要使粒子兼并而聚沉。
另一是扩散双电层重迭所引起的静电斥力，它是维护溶胶稳定的原因。
因此，溶胶是否能够相对地稳定就取决于这两种力谁占据优势，DLVO 理论的首要任务便是分别计算粒子之间的引力和斥力势能与粒子间距的定量关系。
(1) 粒子间的van der Waals 引力势能如所周知，分子之间是存在短程的van der Waals 引力的，这种力的大小与分子间距的7次方成反比。
它包括分子间的偶极—偶极作用，偶极与诱导偶极的作用和分子间的色散作用。
后者亦称London 力，在胶体中常常起着主要的作用，量子力学算得，London 力的引力势能与分子间距的关系可由下式表示662A 43−−−=−=x x h V βνα (65-1) 式中h 为Planck 常数, ν为分子的特征振动频率，α为分子的极化率，x 为分子间距，负号表示吸引。
11-药剂学-药物微粒分散系的基础理论
2.高分子聚合物在固体微粒表面上的吸附构型 高分子在溶液中具有一定的挠曲性和一定数量 的活性基团，这些活性基团能吸附在固体微粒 表面上而使吸附的高分子具有一定形状。 其吸附的高分子构型取决于固体微粒和高分子 聚合物的性质以及它们之间的相互作用。如固 体微粒表面吸附点的数目、高分子聚合物的链 长与活性基团的数目和位置、高分子聚合物在 溶剂中的溶解度等都是影响其吸附构型的重要 因素。 这样可将吸附高分子聚合物的构型分成六种形 式。
当微粒的半径大于1μm后，微粒的平均 位移只有0.656μm/s，已不显著，在分散 介质中受重力场作用而匀速运动，此时 应按Stoke′s定律，其沉降或上浮的速 度u以下式表示：
2a (ρ − ρ ) g u= 9η
2 0
式中，a——微粒的半径；g——重力加 速度；η——分散介质的粘度；ρ和 ρ0——微粒和分散介质的密度。
吸附高分子的构型
（二）高分子化合物的稳定作用 高分子化合物对微粒分散系的稳定作用主要体 现在以下几方面：高分子吸附层存在，产生一 种 新 的 斥 力 势 能 ─ 空 间 斥 力 势 能 (Steric Repulsive Energy)；高分子的存在减小微粒 间的Hamaker常数，因而也就减少了范德华引 力势能；带电高分子被吸附会增加微粒间的静 电斥力势能。 总的势能VT： VT= VA + VR + VS 中， VA—— 吸 引 势 能 ， VR—— 静 电 斥 力 势 能 ， VS——空间斥力势能。
当微粒半径a>1μm后，则微粒就要沉降 或上浮，动力稳定性较差。因此为了减 小微粒沉降或上浮的速度，则通过增加 分散介质的粘度，加入增稠剂，调节微 粒与分散介质的密度差，使ρ≈ρ0。这 样可提高此微粒分散制剂的稳定性。 但最主要的是减小微粒的半径，当微粒 半径a从 10μm减小为 1μm时，其沉降 速度从4.36×102μm/s降低为 4.36μm/s，相差100倍。
胶体溶液稳定存在的DLVO理论
69胶体溶液，从本质上讲，是一个热力学不稳定的溶液系统。
这是因为胶体溶液本身是一个高度分散的溶液系统，表面的自由势能很大，因此其在存在的过程中，胶体溶液的表面自由能有自发减少的倾向，通过改变自身的物理及化学状况以达到总自由能最小的稳定状态。
如果胶体溶液的存在条件发生改变，就会对其的稳定性有显著的影响，甚至使其发生沉降和凝聚，从而变得不稳定。
因此，稳定性是胶体溶液的一个值得人们研究的性质。
其中DLVO理论是胶体理论中较为完善的理论基础。
DLVO理论所阐述的是胶体溶液中粒子之间的相互作用势能随着粒子之间的间距的变化曲线关系。
稳定存在的胶体溶液中的粒子之间，主要是由以下两个作用力相互制约：vander Waals引力和静电斥力。
前者趋向使胶体粒子吸引靠近并最终聚沉；而后者则是驱使胶体溶液稳定的最主要因素。
两种相互作用力的相对大小，是胶液是否稳定的决定性因素。
一、 vander Waals引力势能胶体溶液中，胶粒之间的vander Waals引力指的是两个相互作用的胶粒上任意两个分子之间的引力势能之和。
其表达式如下：12Ar V H=−（1-1）v a n d e r W a a l s 引力势能表达式（1-1）只适用于H << r的情况，其中：H为两个胶粒之间的最短距离，r为胶体溶液中粒子的半径。
式中的A称为Hamaker常数，在胶体溶液中，其数值的确定要相应的考虑分散介质对其的影响。
我们假设B为溶胶的分散介质，C代表胶体溶液中的粒子，则其聚沉的发生过程可用以下通式表达：BC BC BB CC+→+在这个聚沉的过程中，势能也同时发生了相应的变化：V = V 11+V 22-2V 12 （1-2）假设胶体溶液中的胶体粒子和分散介质，其自身相互之间的几何大小及物理条件是一致的，即H和r的值是相同的，则（1-2）也可写作下式：2121122122A A A A =+− （1-3）式（1-3）中的A212是考虑了分散介质影响后的常数，即有效Hamaker常数，其中下标中的2代表溶液中的胶体粒子，1代表胶体溶液所使用的分散介质，212所表示的意思是两个胶体粒子被分散介质隔开。
药物微粒分散体系的基础理论
注：溶胶粒子表面电荷旳起源
电离作用：胶粒旳基团解离；硅胶粒子表面旳SiO2分子与 水生成H2SiO3，若解离生成SiO32-，使硅溶胶带负电，介质 具有H+离子而带正电。
吸附作用：胶粒优先吸附与本身有相同成份旳离子。如 AgNO3与KI→AgI，可吸附Ag+或I-带电。
¨ 当一束光线在暗室经过胶粒分散系，在其侧面可 看到明显旳乳光，即Tyndall现象。丁铎尔现象是 （胶体）微粒散射光旳宏观体现。
¨ 低分子溶液—透射光；粗分散体系—反射光； ¨ 胶体分散系—散射光。
丁达尔现象
• 丁达尔现象（Tyndall phenomena）
• 在暗室中，将一束光经过溶胶时，在侧面 可看到一种发亮旳光柱，称为乳光，即丁 达尔（Tyndall）现象。
又是布朗运动旳宏观体现。
• 布朗运动使很小旳微粒具有了动力学稳定性。 • 微粒运动旳平均位移Δ可用布朗运动方程表达：
RTt
3rN A
(4-1)
t-时间；T-热力学温度；η-介质粘度；r-微粒半径；NA-介质微粒数目
★ r愈小，介质粘度愈小，温度愈高，粒子旳平均位
移愈大，布朗运动愈明显。
布朗运动：粒子永不断息旳无规则旳直线运动
布朗运动是粒子在每一瞬间受介质分子碰撞旳 合力方向不断变化旳成果。因为胶粒不断运动， 从其周围分子不断取得动能，从而可抗衡重力 作用而不发生聚沉。
（二）沉降——Stokes’定律
• 粒径较大旳微粒受重力作 用，静置时会自然沉降， 其沉降速度服从Stokes’ 定律： (4-11)
V 2r2(1 2)g 9
摩擦带电：非导体构成旳体系中，介电常数较大旳一相易带 正电，另一相带负电。如玻璃(15)在水中(81)带负电，苯中 (2)带正电。
第五章胶体的稳定性
3、胶粒间范德华引力的特点
的随分子间中度上升而很快下降，所以 分 的作用距离很小。 得多。
粒 >> 分 ①胶粒是分子的结合，所以 粒 是许多 分的总和， 1 1 ②比较5-1式、5-3式， 分 6 ， 粒 2 。即分子间
x
D
胶粒 分 随D上升， 粒 衰减要慢得多。所以 粒 的作用范围要大 ③ 粒与A成正比，A与粒子性质有关，有效Hamaker常数 与粒子与介质的亲合力有关。
对于粘土泥浆：颗粒较粗（90%>2μ m）属粗分散体系 ，引力较强，表面双电层比较压缩，所以第二极小较深。 因此，浓的粘土悬浮体易形成凝胶结构，具有明显的触变 性。
影响净势能曲线形状的因素: ①A的影响 R 与 A A，在 与 0 不变时，势垒随A的增加而下降。 A无关。
0与 （ 0 s ）有关，所以斥能与stern电势（ s ）有关，
第五章 胶体的稳定性
电解质 的聚沉作用 DLVO理论
聚沉动力学
第五章
高分子化合物 的絮凝作用
高分子化合物的稳定作用 及空间稳定理论简介
胶体粒子有很大的表面积，体系的自由能也很高，所以粒子有 自动聚集以降低表面能的倾向。粒子由小变大的过程叫聚集过程。 如果聚集的最终结果导致粒子从溶液中沉淀析出，则称为聚沉过程 。为了加速聚集，可用其它物质作聚沉剂，如电解质。从聚沉过程 得到沉淀的粒子，一般比较紧密，过程比较缓慢。如加入高分子物 质或高价异号离子，则所产生的沉淀粒子堆集比较疏松。这种沉淀 物称之为絮凝物。这种过程称为絮凝过程，絮凝物的沉淀比较迅速 ，有时几分钟即可完成，沉淀中还可能带有部分溶剂。 虽然溶胶本质上是热力学不稳定体系，但实际上它总能稳定一定 时间，有时可长达数年，数十年之久。使溶胶稳定的因素之一是它 的动力性质，显然由于粒子的布朗运动，可以保持它的动力学稳定 ，但运动不可避免地要相互发生碰撞而聚集。如果每次碰撞都有效 的话，则所有的溶胶会在几秒甚至更短的时间内聚沉。但事实并非 如此，这说明还存在着使溶胶粒子相互排斥而使它稳定的一些因素 ，这即是本章要介绍的内容。
第4章药物微粒分散系的基础理论
任何两个粒子之间都存在范德华引力，它是多个 分子的色散力、极性力和诱导偶极力之和，其大小与 粒子间距离的六次方成反比，称为六次律。
(二) 双电层的排斥作用能
静电斥力是由于微粒荷电，在微粒表面形成双电 层。
第三节 微粒分散体系的物理稳定性
(三) 微粒间总相互作用能 微粒间的势能为吸引势能VA 与相斥势能VR 之和 若令总势能为V，则 V = VA +VR
RTt 3rN A
t-时间；T-热力学温度；η -介质粘度；r-微粒半径；NA-介质微粒数目
r愈小，介质粘度愈小，温度愈高，粒子的平均位
移愈大，布朗运动愈明显。
（二）Stoke’s定律
粒径较大的微粒受重力作用，静置时会自然沉降 ，其沉降速度服从Stoke’s定律：
2r ( 1 2 ) g V 9
第二节
微粒分散系的物理化学性质
一、微粒的动力学性质 <10-7m布朗运动明显 二、微粒的光学性质 低分子---光透射 粗分散体系---光反射 交体分散体系---光散射---丁铎尔现象---粒径 四、微粒分散系的电学性质 电泳\微粒的双电层结构
（一）Brown运动
布朗运动是液体分子热运动撞击微粒的结果。 布朗运动是微粒扩散的微观基础，而扩散现象又是 布朗运动的宏观表现。 布朗运动使很小的微粒具有了动力学稳定性。 微粒运动的平均位移Δ可用布朗运动方程表示：
势能曲线的最高点恰好为零，势垒消失，体系由
稳定转为聚沉，这就是临界聚沉状态，这时的电
解质浓度即为该微粒分散体系的聚沉值。 将在第一极小处发生的聚结称为聚沉 (coagulation)，将在第二极小处发生的聚结叫絮 凝(flocculation)。
DLVO理论和空间稳定性理论
DLVO理论和空间稳定性理论的异同点(第三次作业)DLVO理论DLVO理论认为，溶胶在一定条件下是稳定存在还是聚沉，取决于粒子间的相互吸引力和静电斥力。
若斥力大于吸引力则溶胶稳定，反之则不稳定。
1粒子间的相互吸引胶粒间存在相互吸引的作用力，其本质为范德华力。
由于胶粒是许多分子的聚集体，故胶粒间的吸引力是胶粒中所有分子引力的总和。
胶粒间的吸引力与胶粒间的距离的3次方成反比，说明胶粒在比较远的距离时胶粒间仍有一定的吸引力，即有长程范德华力。
2粒子间的相互排斥溶胶粒子具有双电层结构，粒子与其扩散层是电中性的，粒子所带电荷正好为扩散层的离子氛所中和，故后者如同一“屏蔽”层，将带电的粒子屏蔽起来，以致粒子间不发生静电排斥。
可是，一旦粒子间的扩散层发生重叠时，情况便发生了变化。
重叠不仅破坏了扩散层中的电荷分布，而且也影响到双电层的静电平衡和电势，从而使粒子的屏蔽遭到破坏，彼此间产生静电斥力。
粒子间的静电斥力势能，除了与粒子和粒子间的几何因素有关外，还取决于表面电势ψ0和电解质的浓度及价型。
空间稳定理论：质点表面上大分子吸附层阻止了质点的聚结，这一类作用称为空间稳定作用。
空间稳定作用是高分子稳定水溶胶及非水溶胶的主要因素。
两粒子的高分子吸附层靠近被压缩，压缩后高分子链可能采取的构象数减少，构象熵降低，熵的降低引起自由能增加，从而产生斥力势能。
当两高分子吸附层重叠时可以相互渗透，重叠区高分子浓度增加，当溶剂为良溶剂时，因有渗透压而产生斥力势能。
当溶剂为不良溶剂时，可产生引力势能。
空间稳定理论的基本要点：1、带电聚合物被吸附以后，会影响胶粒间的静电斥力位能。
这一点同吸附简单离子相同，同样可用DLVO理论处理。
这是DLVO和空间稳定理论的相同点。
2、高聚物的存在通常会减小胶粒间的Hamaker常数，因而也减小了范德华吸引能。
3、由于聚合物的存在而产生一种新的斥力位能——空间斥力位能。
电解质的聚沉作用溶胶由于失去聚结稳定性进而失去动力稳定性的整个过程叫聚沉。
第八章 胶体分散体系的稳定性
A212 = A11 + A22
2 A11 A22 ( A11 A22 ) 2
• 结论： （8－24） • ⑴ A212永远大于零。 • ⑵ 由于A11和A22处于相同的数量级大小范围内，则必然A212既小于A22 又小于A11。 • ⑶ 如果介质与分散相物质性质相近，即A11≈A22，那么A212≈0。 2 2 • ⑷ 由于 A212 A11 A22 ＝ A22 A11 A121 ，因此当分散相物质和分散
• 3．两非极性分子间吸引位能
L h
2 1 2 6 6 x x 01 02 L 3 1 2
• 色散力存在于一切物质分子之中，而且除极性很大的分子间力外， 色散力几乎就等于范式引力。 • 因此总的范式吸引位能为上述三项之和:
第八章
胶体分散体系 的稳定性
胶体分散体系的不稳定性表现在如下几个方面：
• 1、在多分散体系中，尺寸较大的颗粒由于受布朗运动影 响较小，在重力场中自然沉降，从而和分散体系分离； • 2、在胶体分散体系的放置过程中，体积小的粒子逐渐溶 解而大粒子逐渐长大，这是一种分散相的粗化过程； • 3、分散体系中，由于布朗运动，小颗粒互相碰撞并聚集 成更大的粒子，此过程称之为絮凝。 • 小粒子的相遇是布朗运动的结果，小粒子间能否聚集在一 起取决于粒子之间的相互吸引位能和排斥位能的大小。 • 吸引位能包括两方面： • 一是由于分子间引力即Van der Waals 力引起的粒子间的 吸引位能； • 二是带不同电荷的胶粒之间的静电引力位能。
﹡三、球形粒子间的排斥位能
• 将带电球切片成一系列半径为h，厚度为dh的圆环，如果两球全这么 分割便有了一系列的对应平面，这样就可以将平板间位能函数应用 到每组圆环中去，然后对整个半径积分就可得到两球间的排斥位能：
dlvo在药剂学中的应用
dlvo在药剂学中的应用
DLVO（Derjaguin-Landau-Verwey-Overbeek）是描述胶体颗粒
间作用力的经典理论。
在药剂学中，DLVO理论常被应用于分析和解释药物胶体系统的稳定性、胶体粒子的聚集行为以及药物释放过程等现象。
1. 药物稳定性分析：DLVO理论可以用来预测和解释药物胶体系统的稳定性。
通过计算胶体粒子表面电荷之间的相互作用力（DLVO力），可以预测胶体颗粒之间的聚集行为。
药剂学研究人员可以根据DLVO理论预测胶体系统的稳定性，并通过
调整药物配方中的电解质浓度和pH等因素来控制胶体粒子的
稳定性。
2. 胶体粒子聚集控制：DLVO理论还可以用于理解和控制药物胶体粒子的聚集行为。
根据DLVO理论计算得到的聚集势能，可以用来预测胶体粒子的聚集速率和程度。
药剂学研究人员可以通过调整药物配方中表面活性剂、缓冲剂等因素，来控制胶体粒子的聚集行为，进而影响药物的释放行为和效果。
3. 药物释放过程：DLVO理论也可以应用于解释药物释放过程中的胶体粒子间相互作用。
胶体粒子的聚集行为及其与周围介质的相互作用，会影响药物在胶体系统中的释放速率和方式。
通过DLVO理论计算胶体粒子的聚集势能和释放速率，可以
对药物释放过程进行预测和优化。
总之，DLVO理论在药剂学中的应用广泛，可以帮助研究人员
理解和控制药物胶体系统的稳定性、聚集行为和释放过程，有助于提高药物的稳定性和疗效。
药剂学--药物微粒分散系的基础理论
邻的扩散层共同构成微粒的双电层结构。
三、微粒的电学性质
（二）DLVO理论---- 微粒稳定性的理论。 1 双电层的排斥作用能（ ΦR） 2 微粒间的Vander Waals吸引能（ΦA） 3 微粒间总相互作用能（ ΦT） 4 临界聚沉浓度
1.布朗运动
提高微粒分散体系的物理稳定性
布朗运动是微粒扩散的微观基础，而扩散现象
又是布朗运动的宏观表现。 布朗运动使很小的微粒具有了动力学稳定性。
二、动力学稳定性
2.重力产生的沉降
使微粒分散体系的物理稳定性下降。
V = 2 r2( 1- 2)g / 9
三、微粒的电学性质
从吸附层表面至反离
①由于粒径小，有助于提高药物的溶解速度及溶解 度，有利于提高难溶性药物的生物利用度；
②有利于提高药物微粒在分散介质中的分散性与稳 定性；
③具有不同大小的微粒分散体系在体内分布上具有 一定的选择性，如一定大小的微粒给药后容易被 单核吞噬细胞系统吞噬；
④微囊、微球等微粒分散体系一般具有明显的缓释 作用，可以延长药物在体内的作用时间，减少剂 量，降低毒副作用；
>10-7m)。 胶体分散体系的微粒给药系统包 将微粒直径在括1纳0米-9微～乳1、0-脂4m质范体围、纳的米分粒散、 相统称
为 粒分微散粒体，系由。微纳径粒米全囊都构、小成纳于的米100胶分0n束m散等。体。它系们则的统粒 称为微
微粒分散体系的特殊性能：
①微粒分散体系首先是多相体系，分散相与
药物微粒分散系的基础理论
第一节 概述
分散体系(disperse system)是一种或几种物质 高度分散在某种介质中所形成的体系。被分
溶胶的经典稳定理论——DLVO理论
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溶胶的聚沉
聚沉: 憎液溶胶中分散相微粒互相聚结构, 颗粒变大, 进而发生 沉淀的现象. 加热, 辐射或加入电解质皆可导致溶胶的聚沉.
三种溶胶聚沉. (左)Al(OH)3; (中)Fe(OH)3; (右)Cu(OH)2
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溶胶的聚沉
(1)电解质的聚沉作用 少量电解质的存在对溶胶起稳定作用; 过量的电解质的存 在对溶胶起破坏作用(聚沉). 原因主要是: 电解质的浓度或价数增加都会压缩扩散层, 使扩散层变薄, 斥力势能降低; 若加入的反离子发生特性吸附时, 斯特恩层内的反离子数 量增加, 使胶体粒子带电量降低.
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斥力势能, 吸力势能及总势能曲线
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溶胶的经典稳定理论——DLVO理论
除胶粒带电外, 溶剂化作用也是使溶胶稳定的重要原 因. 水化外壳的存在势必增加溶胶聚合的机械阻力. 如前所述, 分散相粒子的布朗运动是胶体粒子受重力 影响而不下沉的原因. 当布朗运动足够强时, 粒子热运动 能够克服重力场的作用而不下沉, 溶胶的这种性质, 称为 动力稳定性. 综上所述, 分散相粒子的带电, 溶剂化作用及布朗运动 是溶胶三个重要的稳定原因.
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溶胶的聚沉
同价离子的聚沉能力也各不相同: 同价正离子, 由于正离子水化能力很强, 且离子半径愈小, 水化能力愈强, 水化层愈厚, 被吸附的能力愈小, 使其进 入斯特恩层的数量减少, 而使聚沉值增大. 同价负离子, 由于负离子水化能力很弱, 所以负离子的半 径愈小, 吸附能力愈强, 聚沉值愈小. 感胶离子序 将相同电荷的离子按聚沉能力大小排列的顺 序. H+>Cs+>Rb+>NH4+>K+>Na+>Li+ Ba 2+ > Sr 2+ >Ca 2+ >Mg 2+ F->IO3- > H2PO4-> BrO3- > Cl->ClO3-> Br->NO3- >ClO4- > I->SCN->OH- 00-8-1 9
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DLVO理论和空间稳定性理论的异同点(第三次作业)
DLVO理论
DLVO理论认为，溶胶在一定条件下是稳定存在还是聚沉，取决于粒子间的相互吸引力和静电斥力。
若斥力大于吸引力则溶胶稳定，反之则不稳定。
1粒子间的相互吸引
胶粒间存在相互吸引的作用力，其本质为范德华力。
由于胶粒是许多分子的聚集体，故胶粒间的吸引力是胶粒中所有分子引力的总和。
胶粒间的吸引力与胶粒间的距离的3次方成反比，说明胶粒在比较远的距离时胶粒间仍有一定的吸引力，即有长程范德华力。
2粒子间的相互排斥
溶胶粒子具有双电层结构，粒子与其扩散层是电中性的，粒子所带电荷正好为扩散层的离子氛所中和，故后者如同一“屏蔽”层，将带电的粒子屏蔽起来，以致粒子间不发生静电排斥。
可是，一旦粒子间的扩散层发生重叠时，情况便发生了变化。
重叠不仅破坏了扩散层中的电荷分布，而且也影响到双电层的静电平衡和电势，从而使粒子的屏蔽遭到破坏，彼此间产生静电斥力。
粒子间的静电斥力势能，除了与粒子和粒子间的几何因素有关外，还取决于表面电势ψ0和电解质的浓度及价型。
空间稳定理论：
质点表面上大分子吸附层阻止了质点的聚结，这一类作用称为空间稳定作用。
空间稳定作用是高分子稳定水溶胶及非水溶胶的主要因素。
两粒子的高分子吸附层靠近被压缩，压缩后高分子链可能采取的构象数减少，构象熵降低，熵的降低引起自由能增加，从而产生斥力势能。
当两高分子吸附层重叠时可以相互渗透，重叠区高分子浓度增加，当溶剂为良溶剂时，因有渗透压而产生斥力势能。
当溶剂为不良溶剂时，可产生引力势能。
空间稳定理论的基本要点：
1、带电聚合物被吸附以后，会影响胶粒间的静电斥力位能。
这一点同吸附简单离子相同，同样可用DLVO理论处理。
这是DLVO和空间稳定理论的相同点。
2、高聚物的存在通常会减小胶粒间的Hamaker常数，因而也减小了范德华吸引能。
3、由于聚合物的存在而产生一种新的斥力位能——空间斥力位能。
电解质的聚沉作用
溶胶由于失去聚结稳定性进而失去动力稳定性的整个过程叫聚沉。
电解质可以使溶胶发生聚沉。
因为电解质的浓度或
价数增加时，会压缩扩散层，扩散层变薄，斥力势能降低。
使溶胶的ξ电势下降，且电解质的浓度越高ξ电势下降幅度越大。
当ξ电势下降至某一数值时，溶胶就会失去聚结稳定性，发生聚沉。
不同电解质对溶胶有不同的聚沉能力，常用聚沉值来表示。
聚沉值是指能使溶胶聚沉所需的电解质最低浓度。
聚沉值越大，电解质对溶胶的聚沉能力越小。
聚沉值的大小与电解质中与溶胶所带电荷符号相反的离子的价数有关。
这种相反符号离子的价数越高，电解质的聚沉能力越大。
其符合叔采-哈迪规则：M+:M2+:M3+=(25-150):(0.5-2):(0.01-0.1)
而且电解质的反离子价数相同时，反离子的水合半径越小，聚沉能力越强。
例如：对一价阳离子,按聚沉能力排列：
H+ > Cs+ > Rb+ > NH4+ > K+ > Na+ > Li+
对一价阴离子，按聚沉能力排列：
F- > Cl- > Br- > NO3- > I-
这种将同符号、同价的离子按聚沉能力排成的顺序，通常称为感胶离子序。
相互聚沉现象
两种具有相反电荷的溶胶相互混合也能产生聚沉，这种现象称为相互聚沉现象。
作用机理：（1）电荷相反的两种胶粒电性中和；
（2）一种溶胶是具有相反电荷溶胶的高价反离子。
高分子化合物使溶胶聚沉的原因
在溶胶中加入少量高分子化合物可以使溶胶聚沉，称为絮凝作用。
在溶胶中加入足够多的高分子化合物，则会阻止溶胶的聚沉，称为空间保护作用。
当高分子的浓度很低时，高分子主要表现为对溶胶的絮凝作用。
絮凝作用是由于高分子对溶胶胶粒的“桥联”作用产生的。
“桥联”理论认为：在高分子浓度很低时，高分子的链可以同时吸附在几个胶体粒子上，通过“架桥”的方式将几个胶粒连在一起，由于高分子链段的旋转和振动，将胶体粒子聚集在一起而
产生沉降。
高分子絮凝剂的絮凝机理
1、高分子与胶粒电荷相反，则能发生相互聚沉（电荷中荷）
2、脱水效应：加入高分子水化，使原来水化稳定胶粒胶水，发生聚沉（郑忠：胶体化学导论）。
3、在低浓度下具有表面活性的高分子在胶粒表面形成第一吸附层，使憎液部分朝外，使溶胶敏化。
4、桥联机理：即高分子可同时吸附在两个或两个以上胶粒表面，通过桥联方式将胶粒聚在一起而聚沉。
使溶胶聚沉（絮凝）的高分子的特点：
1、一般要有链状结构。
2、有一最佳加入量。
约为饱和吸附量的一半。
3、分子量有明显影响。
越大则架桥能力越强，絮凝效率也越高。
4、基团性质与絮凝有关。
应具备能吸附于固体表面的基团
5、絮凝过程是否迅速彻底取决于絮团的大小和结构、混合条件、容器形状等。