理論化学

コロイド溶液について

投稿日:9月 12, 2020 更新日:

今回はコロイド溶液について解説するにゃ。この分野は気楽な気持ちで臨んでも大丈夫だにゃ。

・コロイド粒子とは?

 コロイド粒子は直径10-9~10-7m程度の大きさと非常に小さいです。このコロイド粒子が水などに分散した状態をコロイドといいます。

 コロイドには親水コロイド疎水コロイドのがあります。名前の通り親水コロイドは粒子の表面にたくさんの親水基があり多くの水分子と水和しています。反対に疎水コロイドは水との親和性が小さくほとんど水和していません。疎水コロイドの表面は同種の電荷をもっているので互いに反発しあいながら分散状態を保っています。

・コロイドの沈殿について?

 まず塩析について説明します。親水コロイドの溶液に大量の電解質を投下すると親水コロイドに水和していた水分子が電解質によって引き離されコロイド粒子どうしの反発力が弱まって沈殿が生じます。これが塩析です。

次に凝折について説明します。疎水コロイドの溶液に少量の電解質を加えると、反対符号の電荷のイオンがコロイド粒子の表面の電荷を打ち消しすことで沈殿が生じるようになります。この現象を凝折といいます。

 次に保護コロイドについて説明します。疎水コロイドに親水コロイドを加えると疎水コロイドの周りに親水コロイドが集まることで少量の電解質では疎水コロイドが沈殿しません。このように疎水コロイドが沈殿しないように保つコロイドを保護コロイドといいます。

・コロイド溶液の性質とは?

コロイド溶液には4つの重要な性質があります。

透析 不純物が含まれているコロイド溶液から半透膜を利用して不純物を取り除く操作を透析という。コロイド粒子はその大きさのため、半透膜を透過できないのでコロイド溶液をセロハンの膜に入れて水中につるすと他の分子やイオンを取り除くことができます。

電気泳動 コロイド溶液に直流電流をかけるとコロイド粒子は帯電している電荷と反対の電極に移動する。この現象を電気泳動といいます。例えば正電荷を帯びた水酸化鉄(Ⅲ)のコロイドは陰極の方へゆっくりと移動します。

水酸化鉄(Ⅲ)Fe(OH)3は疎水コロイドを形成していて水溶液中のFe3+やHが吸着されrのでこのコロイド粒子は正電荷を帯びているにゃ!

チンダル現象 コロイド溶液に強い光線を当てるとコロイド粒子が大きく光を散乱させるので光の通路がくっきりみえます。これがチンダル現象です。

ブラウン運動 コロイド溶液中でコロイド粒子は溶媒分子とぶつかって不規則に運動しています。この不規則な運動がブラウン運動です。

・コロイドの分類?

 コロイドでは粒子を分散させている物質を分散媒、粒子として分散している物質を分散媒といいます。

コロイドは分類できます。分散質が液体のコロイドのうち分散媒が液体のものをゾル、ゾルを加熱またはかたまった状態をゲルといいます。ゲルはマシュマロやゼリー、ゾルは牛乳やマヨネーズのことです。

・まとめ

  • コロイド粒子 直径10-9~10-7m程度の大きさの粒子。
  • 親水コロイド 粒子の表面に多数の親水基があり多くの水分子と水和している粒子。
  • 疎水コロイド ほとんど水和していない粒子。
  • 塩析 親水コロイドが多量の電解質によって沈殿する。
  • 凝折 疎水コロイドが少量の電解質によって沈殿する。
  • 透析 半透膜(セロハン膜など)を利用して不純物を取り除く操作。
  • 電気泳動 帯電している電荷と反対側の電極に移動。
  • チンダル現象 光が散乱され光の通路が見える現象。
  • ブラウン運動 溶媒分子との衝突による不規則名運動。

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