콜로이드
1. 개요
Colloid, 膠質
혼합물의 일종. 화학자 Wolfgang Ostwald의 정의[1]에 따르면 1 nm~100 nm(10-7~10-5㎝)의 입자가 용매에 퍼져 있는 것을 콜로이드라 한다. 또는 IUPAC의 정의[2]에 따르면 1 nm~1 µm의 입자가 용매에 퍼져있는 것이다. 일반적인 용액에 1 nm(10-7㎝) 이하의 용질이 용매에 녹아있는 것과 비교된다. 풀(glue)과 비슷한 성질이라는 뜻에서 콜로이드라는 이름이 붙여졌다. 교질이라고도 한다. 거름 종이는 투과하나 투석막은 통과하지 못하는 크기의 입자이기 때문에 이를 이용해 다양하게 활용할 수 있다.
물론 액체 내에 고체가 퍼져있는 콜로이드만 있는 것이 아니며 다양한 콜로이드가 있다.
상술하였듯 콜로이드는 용액이 아니지만 육안으로 보면 용액과 구별이 어렵기 때문에 "가짜 용액"(false solution)이라고도 부른다. 용액과 콜로이드를 쉽게 구별하는 방법은 유리 시험관에 넣고 빛을 비춰보는 것이다. 그 유명한 틴들 현상(아래 설명 참조)을 관찰할 수 있으면 콜로이드, 아니면 용액이다.
콜로이드보다 더 큰 입자가 퍼져있는 것은 현탁액(suspension)이라 부른다. 현탁액은 브라운 현상이 일어나지 않기 때문에 얼마동안 방치해두면 입자가 가라앉아 침강물을 형성하므로 쉽게 구별할 수 있다. 주의할 점은 침강물이 형성되고 남은 액체가 콜로이드일 수도 있다는 점. 예를 들어 우유에다 모래를 넣으면 모래가 밑에 가라앉겠지만 그렇다고 우유가 콜로이드가 아닌 것은 아니다.
콜로이드를 구성 성분별로 분리하려면 단순한 침강으로는 불가능하며 원심분리기, 전기영동 등 특수한 방법을 이용해야 한다. 특히 원심분리는 콜로이드의 구성 성분들을 비중에 따라 분리하는 방법으로 많이 이용된다.
2. 틴들 현상
Tyndall phenomenon
빛이 산란되어 빛의 진로가 나타나는 현상. 액체 콜로이드뿐만 아니라 안개, 구름 같은 대기 현상에서도 관측이 가능하다(안개와 구름 역시 콜로이드다). 짙게 낀 구름 사이로 햇빛이 내리쬐는 광경이나, 밤에 짙게 낀 안개 속으로 가로등 빛의 궤적을 본 적이 있을 것이다. 이 역시 틴들 현상이다. 레이저 쇼 역시 이를 이용한 것으로, 입자가 없으면 광선은 보이지 않는다.
3. 브라운 운동
Brownian motion
콜로이드 입자가 매질과 부딪쳐 불규칙하게 움직이는 현상. 자세한 내용은 해당항목 참고
[1] Die Welt der vernachlässigten Dimensionen (The world of neglected dimensions, 1914)[2] D. H. Everett, Pure Appl. Chem., 1972, Vol. 31, No. 4, pp. 577-638 http://dx.doi.org/10.1351/pac197231040577[Sol] A B [3] 녹은 유리에 미립자 형태의 금을 풀어 만드는 비싼 유리다. 루비골드, 루비글래스, 크랜베리 유리 등의 다양한 이름으로도 불리는데, 이름에 루비가 들어가지만 그 정체는 유리다. 유리를 만들 때 안에 미립자 금을 풀면 예쁜 붉은색 유리가 만들어지는데, 때문에 골드루비라는 이름이 붙은 것이다.[4] 루비의 경우 Al2O3 연속상에 Cr3+ 분산상이, (파란색) 사파이어의 경우 Co 계열이 분산되어있다. [Gel] 젤이라고도 부른다.[포말] A B 포말이라고도 부른다.[emulsion] [5] 일상에서도 자주 사용하는 화학효과로, 화장품의 분류중 하나인 에멀젼이나, 요리기술(특히 알리오 올리오는 이게 생명)에 이용한다. 주로 섞이지 않는 두 액체(주로 물과 기름)이 섞이게 하는 효과.[Aerosol] A B 연무질(煙霧質)이라고도 부른다.[6] 기체끼리는 종류에 관계없이 어떤 비율로도 완전히 혼합되기 때문에 이 경우는 용액이다.