콜로이드 시스템은 물리적 및 화학적으로 이질적인 혼합물입니다. 이들은 물리적으로 균질한 시스템처럼 보이는 일반적으로 2성분 분산 시스템이지만 실제로 두 성분이 서로 분자적으로 혼합되지는 않습니다. '콜로이드'라는 용어는 직경 치수가 대략 1에서 100nm 사이인 특정 매질에 분산된 크기의 입자를 의미합니다. 예를 들어, 이들은 펩타이드, 단백질, 아밀륨 및 합성 고분자와 같은 물질의 용액입니다.
접촉 단계의 표면적은 거시적일 수 있습니다. 계면의 두께는 약 0.5~2nm이므로 콜로이드 입자는 표면층 두께의 2배 이상이어야 한다. 따라서, 콜로이드 입자 크기의 하한은 1nm이고, 상한은 100nm이다. 콜로이드 입자는 모든 차원이 콜로이드 미세도 정도인 경우 3차원일 수 있고, 2차원이 이 정도인 경우 2차원(라멜라)이거나, 한 차원이 콜로이드 미세도인 경우 1차원(실 모양)일 수 있습니다.
분산 시스템
분산 매체와 분산 물질을 포함하는 시스템입니다. 여러 유형으로 나눌 수 있습니다.
- 분산된 물질이 동일한 크기의 입자 집합인 경우 – 단분산성,
- 분산된 물질의 입자 크기가 다를 때 – 다분산성,
- 분산된 물질의 입자는 동일한 모양(예: 막대, 공, 라멜라)을 가집니다.
- 분산된 물질의 입자가 다른 모양인 경우 – 다형.
콜로이드 시스템
분산(분산)상은 연속 분산매를 구성하는 제2상의 양에 비해 소량 존재한다. 연속상(예: 용매)을 분산매라고 합니다. 분산상은 두 번째 성분에 의해 형성됩니다. 콜로이드 입자는 분자 단편화(예: 용액) 또는 기계적 단편화(현탁액)가 있는 시스템 사이에 포함됩니다. 분산상과 분산상 모두 어떤 응집 상태에도 존재할 수 있습니다. 대부분의 콜로이드 시스템의 안정화를 위한 기본 조건 중 하나는 분산상 입자의 전하입니다. 각 입자의 표면에는 다음과 같은 소위 전기적 층이 있습니다.
- 콜로이드 입자의 표면에 직접 강하게 흡착된 이온과 쌍극자로 구성된 고정층,
- 이온과 쌍극자가 특정 방식으로 배열되어 있지만 입자 표면에서 특정 거리에 위치하고 덜 결합되어 위치를 변경할 수 있는 확산층.
이러한 이온과 쌍극자의 배열로 인해 콜로이드 입자와 분산매 사이의 계면에 전위차가 생긴다. 콜로이드의 전하의 중화는 종종 응집이라고 불리는 더 큰 클러스터 형태의 분산상 분리에 의한 콜로이드 상태의 파괴로 이어집니다.
콜로이드 얻기
많은 물질은 적절한 분산매, 온도 및 작업 기술을 사용하여 콜로이드 조각화 상태로 전환될 수 있습니다. 거시적 시스템의 분산(단편화) 과정이나 원자, 이온 또는 분자가 특정 크기의 집합체(응집된 입자)로 응축되는 과정에서 얻을 수 있습니다. 기본적인 방법은 분산법과 응축법으로 나뉜다.
- 분산 방법: 기계적 분쇄(분쇄), 전기 분산, 초음파 분무, 열 분무, 콜로이드 용해, 해교 공정. 단편화는 응집력에 대항하는 작업입니다.
방법의 선택은 분산 매질과 분산 물질의 응집 상태에 따라 다릅니다. 고분자 물질의 경우 적절한 용매(예: 벤젠 의 폴리스티렌)에 물질을 용해시키는 것으로 충분합니다. 분산매가 유기 액체인 경우 고급 유기산을 첨가하여 분쇄해야 합니다.
- 응축 과정에서 원자, 이온 또는 입자는 더 큰 크기의 응집체로 형성됩니다. 용액의 응축은 화학 반응 과정이나 특정 물리적 현상과 관련이 있으며 일반적으로 용해도 감소, 환원, 산화, 교환 반응, 중합 , 가수 분해로 구성된 방법입니다. 화학 반응에서 입자는 금속, 이온 또는 공유 결합에 의해 형성되고 물리적 과정에서는 분자간 힘에 의해 형성됩니다.
예를 들어 귀금속 염 용액의 환원 반응이 있는데, 여기서 이들 금속의 하이드로졸이 얻어집니다. 환원제는과산화수소 , 포름알데히드, 하이드라진 및 철염일 수 있습니다. 금, 은, 백금의 히드라졸은 화학적 환원에 의해 얻어졌다. 분리된 금속 원자는 콜로이드 크기의 원자 클러스터로 결합됩니다. 
콜로이드 구분
- 콜로이드 상태가 되는 방식을 고려하면 다음과 같습니다.
- 연관 – 자발적으로 콜로이드 상태로 변환,
- 분산 – 분산된 물질의 강제 조각화에 의해 생성됩니다.
- 물질의 상태를 고려하여:
- 에어로졸 – 분산 매체는 가스입니다. 예: 안개, 먼지,
- 졸, 콜로이드 용액 – 분산매는 액체입니다. 예: 거품, 우유,
- 파이로졸 – 분산 매체는 고체입니다. 예를 들어 부석, 형광체 진주.
- 형태를 고려하여:
- 3차원(길이, 너비, 높이)이 모두 같은 아이소메트릭; 예: 공, 큐브,
- 치수가 서로 다른 비등축; 예를 들어 막대, 판.
- 용매에 대한 콜로이드 입자의 친화성을 고려하여:
- 친액성 – 용매에 대한 높은 친화력, 높은 내구성,
- 소액성 – 용매에 대한 친화력이 낮습니다.
콜로이드의 예
에멀젼 – 분산 매질과 분산 물질이 모두 액체 상태인 콜로이드 시스템. 액체는 서로 섞이지 않지만 하나는 작은 물방울 형태로 다른 하나에 분산됩니다. 일반적으로 물은 하나의 상이고 다른 하나는 소위 오일상입니다. 상의 구조와 부피 비율을 고려하여 에멀젼은 유중수 w/o 시스템으로 나눌 수 있습니다. 여기서 분산상은 오일이고 분산상은 물이며 유사하게 수중유 o/w. 에어로졸은 기체에 고체(연기) 또는 액체(미스트)를 분산시켜 얻습니다. 연기는 NH 3 + HCl -> NH 4 Cl과 같은 화학 반응의 결과인 가스 내 고체 조각화의 결과입니다. 미스트는 과포화 증기에 액체가 응축된 결과입니다. 예 입자 크기 10 – 1000 Å(옹스트롬), 예: 담배 연기 2 – 10 Å, 구름의 방울 40 – 100 Å. 거품은 기체 물질을 액체에 분산시켜 얻습니다. 가스 입자는 거품 골격을 형성하는 액체의 얇은 층으로 분리됩니다. 내구성은 얇은 계면활성제 필름으로 가스 입자를 분리하는 멤브레인의 강화에 달려 있습니다. 거품의 형성, 분산된 가스 입자의 크기 및 내구성은 광석 농축 공정인 부양 에서 매우 중요합니다. 미세하게 분쇄된 광석의 물 현탁액에 첨가된 계면활성제는 주입된 공기와 함께 미세한 거품 입자를 형성하며, 이는 광석과 선택적으로 상호 작용하여 맥석(폐석)에서 분리합니다.
