12.13
소금을 물에 첨가하면 용해되어 용액을 형성합니다. 반대로 모래를 물에 넣고 저으면 모래 입자들이 액체 전체에 퍼져 현탁액을 형성하고 나중에 바닥에 가라앉습니다. 하지만 밀가루를 물에 첨가하면 물은 흐려집니다.
밀가루와 물이 콜로이드 분산계나 콜로이드를 형성하기 때문입니다. 콜로이드는 용질 상태의 물질의 입자들이 용매와 같은 매개체에 미세하게 분산되어 있는 혼합물입니다. 흩어진 입자와 흩어지는 매개체는 오팔과 같은 고체 액체 결합, 우유와 같은 액체 액체 결합, 휘프드 크림과 같은 액체 기체 결합일 수 있지만 둘 다 기체가 될 수는 없습니다.
콜로이드의 특성은 현탁액과 용액의 특성 간의 중간 특성을 가집니다. 콜로이드는 동질의 용액과는 대조적으로 현탁액과 같은 이질적인 혼합입니다. 5~1000나노미터 크기의 콜로이드 입자는 1나노미터 이하의 일반적인 용질 분자보다 훨씬 크고 10, 000 나노미터 이상의 부유 입자보다는 작습니다.
용액을 통과하는 레이저 빔은 보이지 않지만 콜로이드 현탁엑에서는 쉽게 볼 수 있습니다. 이것은 콜로이드 입자가 빛을 산란시킬 만큼 큰 반면 용질 입자는 빛을 산란하기에는 너무 작기 때문입니다. 콜로이드 입자에 의한 빛의 산란을 틴들 효과라고 합니다.
콜로이드 입자는 다른 분자와 충돌하고 무작위 경로로 끊임없이 이동함으로써 매개체 전체에 안정적으로 분산되어 있을 수 있습니다. 이 이동을 브라운 운동이라고 합니다. 현탁액과 용액, 콜로이드를 원심분리하면 현탁액만 분리됩니다.
수성 콜로이드는 물을 좋아하는 친수성일 수도 있고 물을 싫어하는 소수성일 수도 있습니다. 예를 들어 해초 추출물인 한천을 뜨거운 물에 넣으면 친수성 콜로이드를 형성합니다. 기름과 식초와 같은 소수성 콜로이드들은 물에서 불안정하고 물과 분리되는 경향이 있습니다.
이러한 콜로이드 분산은 콜로이드 입자 표면에 부착되는 다른 물질을 첨가함으로써 안정화시킬 수 있습니다. 이러한 첨가제로는 인접한 콜로이드 입자의 다른 이온을 밀어내어 산란 상태를 유지하는 이온이 될 수 있습니다. 콜로이드 입자 표면을 친수성 그룹으로 덮을 수 있는 다른 첨가제도 있습니다.
예를 들어 비누의 일종인 스테아르산 나트륨은 지방산의 극성 머리부분과 긴 비극성 꼬리 부분과 함께 나트륨 이온을 가지고 있습니다. 물 속에서 비누 분자들은 소수성 꼬리가 안쪽으로 향하고 전하를 띤 친수성 머리가 바깥을 항햐도록 구형으로 모입니다. 이 구형 구조를 마이셀이라고 불립니다.
소수성 꼬리는 외부의 친수성이 물과 상호작용하는 동안 무극성 기름을 마이셀 안에 가두어 놓습니다. 이것은 비누를 물로 씻고 기름을 제거했을 때 나타나는 현상을 설명합니다.
놀고 있는 아이들은 종종 진흙과 물, 밀가루와 물의 혼합물이나 템페라 페인트로 알려진 물에 고체 안료를 섞은 현탁액을 만듭니다. 이러한 현탁액은 육안으로 보이거나 돋보기로 볼 수 있는 비교적 큰 입자로 구성된 불균일 혼합물입니다. 그것들은 흐리고, 부유 입자들은 혼합…