콜로이드(colloid)
콜로이드(colloid)
유래 : 19C, 영국, Graham. (그레이엄의 확산 법칙으로 유명한데),
(어떤 물질을 물에 용해시켜 만든) 수용액의 확산 속도 비교 실험,
모든 물질을 두 집단으로 분류.
① 빠른 물질 → 결정화 잘되더라 → crystalloid(결정질)
② 느린 물질 → 결정화 잘 안되더라 → colloid(콜로이드). 여기서 유래.
콜로이드의 정의 : 1 nm ~ 1 μm 크기의 물질 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.
분산계 : 용액계와 비슷. 2가지 이상의 상으로 이루어져 있는 계.
용액계 = 용질 + 용매. 2가지 이상 물질의 균일 혼합물.
* 용질의 크기 : 1 ~ 10Å (원자, 분자, 이온 크기)
분산계란 미세한 입자성 용질(콜로이드)이 용매 중에 흩어져 있는 계.
분산계 = 분산질(분산상) + 분산매(연속상)
[분산질=고체, 분산매=액체] → 현탁액(emulsion)
현탁액의 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)
* 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
* 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 나타낼 수 있다 → 표면(또는 계면) 장력(γ)
