Colloid   콜로이드

(2023-07-11)

진 용액, 현탁액, 졸 , 젤 , 겔 , 분산


1. 혼합물 용액의 분류

  ※ 통상, 혼합물은, 
     - 연속상인 분산매와 불연속상인 분산질로 이루어져,
     - 분산매에 있는 분산질의 입자 크기에 따라, 
     - 크게 다음 3가지로 분류함

  ㅇ 진 용액 (True Solution)  :  분산 물질 크기가 1 ㎚ 미만 
     - 용매용질이 완전히 혼합되어 단일상을 이룸 (균일 혼합물)
        . 용액용해된(녹아있는) 용질이 개별 이온 또는 분자로써 존재함
     - 입자 크기가 너무 작아, 현미경으로도 관찰 불가
     - 여과지를 그대로 통과함
     - 분자 운동
     - 例) 소금물, 설탕물, 설탕시럽, 꿀 등

  ㅇ 콜로이드 (Colloid, 교질 용액)  :  분산 물질 크기가 1 ㎚ ~ 0.1 ㎛
     - 미립자가  등에 분산되어 떠다니는 상태
        . 이 경우 미립자는, 한개의 큰 분자(단백질 등)이거나 응집물 형태
        . 응집물(Aggregate) : 분자이온집합체 (비타민 B 등)
     - 입자 크기가  파장과 비슷한 정도로, 현미경으로 만 관찰 가능
     - 여과지는 통과하나 반투막은 통과 못함
     - 브라운 운동
     - 例) 우유, 두유, 젤라틴 용액 등
           
  ㅇ 현탁액 (Suspension, 부유액)  :  분산 물질 크기가 0.1 ㎛ 이상
     - 매질에 미립자가 떠다님 (때론, 콜로이드도 현탁액의 일종)
        . 계속 젓거나 흔들지 않으면 중력에 의해 가라앉기 쉬워, 분리 가능한 혼합물 
     - 입자 크기가 커서, 눈으로 관찰 가능
     - 여과지 통과 못함
     - 중력에 의한 운동
     - 例) 전분액, 밀가루 물 등


2. 콜로이드 (Colloid) 또는 콜로이드 분산 이란?

  ㅇ 크기가 1 ~ 100 nm인 불용성(녹지않은) 물질 입자가, 분산된 상태로, 다른 물질과 섞여있는 혼합물
     - 즉, 혼합물 내 미세 입자용해되지 않은채, 분산되어 있음

  ㅇ 특징적 현상
     - 입자의 분산 
        . 진 용액 처럼, 용질 입자가 가라앉지 않음
        . 브라운 운동 중 서로 입자가 닿더라도 합쳐지지 않고, 부유 상태를 유지함
     - 여과지(거름종이)는 통과하나, 반투막(동물 식물성 막)은 통과 못함
     - 틴들 효과 (Tyndall Effect)                                ☞ 틴들 산란 참조 
        . 이 통과할 때, 그 옆에서 이 지나는 것을 볼 수 있음
           .. 例) 공기 중 분산된 먼지 입자 등이 산란시켜 광선을 볼 수 있는 등
        . 진 용액과 현탁 액을 구분하는데 사용됨
           .. 비교적 크기가 큰 콜로이드 입자산란시킴
     - 다소간 불안정성 
        . 특정 조건 만 갖추어지면 침전됨

  ㅇ 콜로이드 분산계의 형태 상의 구분
     - 분산질 (分散質 , dispersed phase)
     - 분산매 (分散媒 , dispersion medium)


3. 콜로이드의 형태별 분류에어로졸 (Aerosol)
     - (기체액체가 분산됨)  분산매 : 기체, 분산질 : 액체
        . 例) 안개, 에어로솔 분무 등
     - (기체고체가 분산됨)  분산매 : 기체, 분산질 : 고체
        . 例) 연기, 공기운반 세균 등
  ㅇ 솔,졸 (Sol) : 콜로이드 입자가 분산되고 유동성을 가지고 있는 경우
     - (액체고체가 분산됨)  분산매 : 액체, 분산질 : 고체
        . 例) 우유, 사골국, 젤라틴 용액, 그레이비 소스 등
  ㅇ 젤,겔 (Gel) : 콜로이드가, 일정 농도 이상으로 진해져서, 튼튼한 그물 조직이 형성 굳어진 것
     - (고체고체가 분산됨)  분산매 : 고체, 분산질 : 고체
        . 例) 젤리, 묵, 달갈찜 등
        . 주로, 졸(sol)을 가열했다가 냉각시키거나, 물을 증발시켜 굳힌 후에, 유동성을 잃은 상태
           .. 분산질이 분산매와 함께 고화된 상태
     * 한편, 젤라틴이, 뜨거울 때 물에 용해되어 졸을 형성, 식으면 반 고체 상태의 젤을 형성함
        . 유사 例) 한천, 전분, 두부 등
  ㅇ 유화,유제 (에멀션, Emulsion)
     - (액체액체가 분산됨 : 액체 에멀션)  분산매 : 액체, 분산질 : 액체
        . 例) 셀러드 드레싱(식초와 기름), 우유(물과 우유방울), 마요네즈 등
     - (고체액체가 분산됨 : 고체 에멀션)  분산매 : 고체, 분산질 : 액체
        . 例) 버터, 치즈 등
  ㅇ 거품
     - (액체기체가 분산됨)  분산매 : 액체, 분산질 : 기체
        . 例) 비누 커품, 거품 크림, 휘핑 크림, 맥주 등


4. 콜로이드의 안정화 및 파괴 

  ㅇ 콜로이드의 안정화 요인
     - 정전기적 반발(electrostatic repulsion)에 의함
        . 콜로이드 입자 중심은 같은 전하층, 그 외곽은 반대 전하층, 다시 그 외곽은 반대 전하층 등등
        . 각 층이 이온 층을 형성하게 됨
        . 결국, 최 외곽측끼리 서로 반발하여, 쉽게 결합 못하고, 분산 상태를 유지

  ㅇ 콜로이드의 파괴  :  응집 (Coagulation)
     - 콜로이드에, 을 가하거나, 전해질을 넣어줌으로써 발생시킴

콜로이드
   1. 콜로이드   2. 에멀션  


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