화학2 - 콜로이드

[류명한]

【7】 콜로이드의 성질

[1] 콜로이드 상태

1. 콜로이드의 뜻

입자가 보통의 용액(참용액)보다 크고, 쉽게 가라앉지 않고, 거름종이는 통과하나 반투막은 통과하지 못하는, 직경이 인 입자가 물 속에 분산되어 있는 상태

콜로이드 = 분산매 + 분산질

2. 콜로이드의 종류

          

       표 1) 여러 가지 콜로이드의 종류와 상태

종류	분산매	분산질	예
콜로이드	고체	고체 액체 기체	색유리, 루비 버터 숯, 실리카겔, 스펀지
졸	액체	고체 액체 기체	비눗물, 페인트, 잉크 마요네즈, 크림, 우유, 혈액 거품
겔	액체	고체	젤리, 한천, 두부
에어졸	기체	고체 액체	연기, 먼지 안개, 스프레이, 스모그

[2] 콜로이드의 성질

1. 투석(다이알리시스)

반투막을 이용하여 콜로이드 입자와 보통 용질을 입자의 크기를 이용하여 분리하는 것

보통의 용질 입자는 반투막을 통과하나 콜로이드 입자는 입자가 크기 때문에 반투막을 통과하지 못한다.

예) 아미노산 용액에서 전해질의 분리

녹말에서 소금의 분리

2. 틴들 현상

콜로이드 용액에 강한 빛을 비치면 빛이 지나가는 자리가 밝게 보이는 현상

참용액의 입자는 작기 때문에 빛의 진로가 보이지 않으나, 콜로이드 입자의 크기는 가시광선의 파장과 비슷하기 때문에 빛의 산란이 일어나 빛의 진로가 보인다.

한외 현미경 : 틴들 현상을 이용하여 입자의 운동 상태를 관찰하는 현미경

3. 브라운 운동

콜로이드 입자가 끓임 없이 불규칙적으로 움직이는 운동

콜로이드 입자는 분산매의 입자보다 훨씬 크기 때문에 콜로이드 입자에 분산매 입자의 불규칙적인 충돌이 일어나기 때문이다.

4. 전기 이동

콜로이드 용액에 전압을 걸어주면 콜로이드가 한쪽 전극으로 이동하는 현상

콜로이드는 입자가 전기를 띠고 있기 때문에 (+)콜로이드는 (-)극으로, (-)콜로이드는 (+)극으로 이동한다.

(+)콜로이드 : 금속수산화물의 콜로이드

              

(-)콜로이드 : 금, 은, 구리 등과 금속 황화물의 콜로이드

   

그림 1) 전기 이동의 모형

콜로이드는 전기를 띠고 있어 (+)콜로이드는 (-)극으로, (-)콜로이드는 (+)으로 이동한다.

전기이동의 응용 : 공장 매연 집진기

5. 흡착

고체의 표면에서 액체나 기체의 농도가 증가하는 현상

콜로이드는 질량에 비해 표면적이 대단히 크기 때문에 기체나 액체가 달라붙는다.

예) 실리카겔( )의 물분자 흡착, 4g의 표면적이 수십 이 된다.

    냉장고 탈취제, 활성탄의 잉크 흡착

의 불순물 흡착

6. 엉김과 염석

(1) 엉김

콜로이드는 같은 종류의 전기를 띠기 때문에 반발력으로 인하여 가라앉지 않고 떠있게 된다. 수소 콜로이드¹⁾에 소량의 전해질을 넣으면 콜로이드 입자가 반대 부호인 이온을 흡착하여 중성이 된다. 그 결과 반발력을 잃고 뭉쳐서 가라앉는 현상.

예) 흐린 물에 백반을 넣어 맑게 하는 현상

    삼각주를 만드는 현상

(2) 염석

친수 콜로이드²⁾가 다량의 전해질에 의해 가라앉는 현상

예) 비누를 만드는 과정에서 소금을 넣어 비누를 가라앉히는 현상

(3) 엉김의 효과가 큰 것

(+), (-)의 이온의 하전량이 클수록 엉김력이 크다.

      

그림 2) 엉김

(A) 입자들이 같은 부호의 전하를 띠고 있기 때문에 서로 반발하여 안정하다.

(B) 반대 부호의 이온 때문에 전하를 잃어 콜로이드가 엉긴다.

[3] 기타 콜로이드

1. 서스펜션

   고체 분산질 중에서 보통의 콜로이드 입자보다 크지만 콜로이드의 성질이 있는 것

2. 보호콜로이드

   소수 콜로이드에 친수 콜로이드를 가해주면 친수 콜로이드가 소수 콜로이드 입자를 둘러싸서 안정화된 콜로이드로 소량의 전해질로 엉김이 일어나지 않는다.

3. 유화재

   기름과 식초에 계란 노른자를 넣고 저어주면 안정한 콜로이드가 형성된다. 이 때 노른자를 유화제라 한다.

4. 회합콜로이드

   여러 개의 입자가 모여 이루어진 콜로이드  예) 비누, 염료

5. 분산 콜로이드

   덩어리로 된 콜로이드 예) 먹물

6. 에멀션

   액체가 액체에 분산된 콜로이드