콜로이드 (colloid) ★

콜로이드. colloid

 

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▶ 참고: 계면 과학

[ https://ywpop.tistory.com/29 ]

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[1] 유래

▶ 19C, 영국, Graham. (그레이엄의 확산 법칙으로 유명한데),

(어떤 물질을 물에 용해시켜 만든) 수용액의 확산 속도 비교 실험,

모든 물질을 두 집단으로 분류.

① 확산 속도 빠른 물질 → 결정화 잘되더라 → crystalloid(결정질)

② 확산 속도 느린 물질 → 결정화 잘 안되더라 → colloid(콜로이드). 여기서 유래.

 

 

 

[참고] 반투막(semipermeable membrane)을 통과하나? 못하나?

설탕, 소금과 같은 crystalloid는

물에 용해시키면, 맑고 투명한 용액이 되며, 반투막을 통과한다.

반면에, 전분, 단백질과 같은 colloid는 반투막을 통과하지 못한다.

 

 

 

 

[2] 콜로이드의 정의

▶ 1 nm ~ 1 μm 크기의 물질

( 또는 1 nm ~ 1000 nm 또는 10 Å ~ 10000 Å )

> 원자 1개의 크기를 대략 2Å(탄소 1.5Å)으로 보면,

원자 5~5,000개 정도가 뭉쳐있는 크기

 

 

 

지금 우리의 관심 분야는 inter-phase이므로,

콜로이드 자체만으론 더 이상 얘기할 건 없고,

또 하나의 다른 상이 필요하다.

짜잔, 콜로이드 분산계.

 

 

 

 

[3] 분산계

▶ 분산계 = 분산질(분산상) + 분산매(연속상)

 

▶ 2가지 이상의 상으로 이루어져 있는 계.

> 용액계와 유사. 분산질≡용질, 분산매≡용매.

( 용액계 = 용질 + 용매. 2가지 이상 물질의 균일 혼합물. )

( 참고 https://ywpop.tistory.com/40 )

 

▶ 분산계란 미세한 입자성 용질(콜로이드)이 용매 중에 흩어져 있는 계.

> 용질의 크기: 1 ~ 10Å (원자, 분자, 이온 크기)

 

 

 

 

[4] 현탁액

▶ [분산질=고체, 분산매=액체] → 현탁액 (emulsion)

 

▶ 현탁액은 물리적 상태에 따라 졸-겔로 구분

 

 

 

a. 졸(sol), 또는 솔

> 분산매가 액체이므로, 유동성을 가진다.

> 분산매 = 물 → hydrosol

> 분산매 = 유기용매 → organosol

> 분산매 = 고분자 → latex

 

 

 

b. 겔(gel), 또는 젤

> 졸 상태에서 콜로이드의 입자 수 증가

→ 콜로이드끼리 결합, 유동성 감소

> 분산질이 분산매와 함께 고체화된 상태. 예) 두부.

 

> 두부와 같은 상태에서 분산매인 액체를 건조시켜 제거한 겔

→ xerogel, 건겔. 예) 실리카겔

 

 

 

[유화액과 현탁액]

 

 

→ 둘 다 영문 표기는 emulsion (에멀션).

 

 

 

 

[5] 콜로이드 분산계의 특징

▶ 면적/부피 비, 즉 표면적이 큰 입자가 inter-phase하고 있다.

 

▶ 입자가 작아지면, 특이한 표면 현상이 나타난다.

예) 못은 불에 넣으면 잘 안타지만, 금속성 수세미는 잘 탄다.

→ 공기와 접촉하는 표면적이 커서, 산화 속도가 증가.

 

▶ 표면의 성질이 물질 전체의 성질을 지배한다.

 

▶ 크기와 표면적 사이의 관계

 

 

 

 

 

[6] 친액성 콜로이드, 소액성 콜로이드

① 친액성 콜로이드: 콜로이드랑 분산매랑 궁합(친화력) good.

② 소액성 콜로이드: 콜로이드랑 분산매랑 궁합(친화력) bad.

 

▶ 분산매가 물일 경우, 친수성/소수성 콜로이드라는 용어 사용.

 

▶ 2가지 성질을 동시에 갖고 있는 콜로이드도 있다. 예) 지방산

 

▶ 궁합 정도를 과학적으로(정량적으로) 나타낼 수 있다.

→ 표면(또는 계면) 장력(γ)

 

 

 

 

[ 관련 글 https://ywpop.tistory.com/1922 ] 콜로이드

 

[ 관련 글 https://chem.libretexts.org ] examples of colloids

 

[ 관련 글 https://byjus.com/chemistry/examples-of-colloids/ ] 콜로이드의 종류

 

 

 

[키워드] 콜로이드 기준문서, 치즈, 버터는 콜로이드, cheese, butter, 콜로이드 사전