試験に出る!コロイド溶液の5つの性質をわかりやすく徹底解説!

チンダル現象1

どうも受験化学コーチわたなべです。

しょうご
コロイド溶液の性質って色々あって覚えきれねー!もう試験も近いのに…!
受験化学コーチわたなべ
大丈夫! この記事でコロイド溶液の5つの重要な性質をしっかりとマスターすれば、試験も怖くないぜ!

コロイド溶液には普通の溶液にはないユニークな性質が色々あります。

今日はその中でも試験によく出るチンダル現象・ブラウン運動・透析・電気泳動・保護コロイドの5つの性質を徹底解説します!

チンダル現象とは

コロイド溶液とは、直径1.0×10-9~5.0×10-7mの大きさのコロイド粒子が均一に分散している溶液です。

コロイド溶液

普通の溶液よりも粒子の大きさがはるかに大きいので、ユニークな性質が色々とあります。

その中でも特に有名でコロイド溶液かそうでないかを見分けるためにもよく使われるのは、チンダル現象です。

チンダル現象は「光の道筋が見える現象」です。

チンダル現象2

コロイド粒子は大きいので、粒子に当たった光があちこちに反射(散乱)し、光の道筋が見えるようになるんですね。

チンダル現象1

食塩水などの普通の溶液(真の溶液)では、粒子が小さくてこの現象は起きません。つまり、光を当てて道筋が見えるかどうか=チンダル現象が起きるかどうかを調べればその溶液がコロイド溶液かどうか判ります

ちなみにチンダル現象の名前は、この現象を発見したイギリスの科学者ジョン・ティンダルに由来しています。

木漏れ日などがすじになって見えるのも「エアロゾル(気体のコロイド)」のチンダル現象です。

木漏れ日

ブラウン運動とは

コロイド溶液を限外顕微鏡という特殊な光学顕微鏡で観察すると、コロイド粒子が絶えずジグザグと「不規則な運動」をしているのが見えます。この運動をブラウン運動といいます。

ブラウン運動1

なぜコロイド粒子が不規則な運動をするかというと、熱運動している水(溶媒)の分子がコロイド粒子に不規則に衝突するからです。

ブラウン運動2

衝突している水の分子は顕微鏡では見えないので、コロイド粒子が自分で動いているように見えるんですね。

名称はこの現象を研究したイギリスの科学者ロバート・ブラウンに由来しています。

チンダル現象は肉眼で確認できますが、ブラウン運動は顕微鏡でしか確認できない現象です。

透析とは

セロハンや細胞膜のような半透膜には小さな穴がたくさん開いています。この穴は普通の分子やイオンより大きく、コロイド粒子より小さいんです。

半透膜

したがってコロイド溶液を半透膜に入れ流水中に浸すと、コロイド溶液中に含まれる不純物のイオンや分子だけが半透膜の穴から出ていきます

そして最終的に半透膜の中にはきれいになったコロイド溶液だけが残るんですね。このように「半透膜を用いてコロイド溶液を精製」する方法を透析といいます。

 

透析

私たちの腎臓は、透析作用を用いて血液中にある尿素などの不要物質を除去しています。

しかし病気などで腎機能が低下すると、半透膜を用いた装置による「人工透析」という治療が必要になります。

人工透析

透析をコロイドを含まない溶液を作るものだと考えている人がいます。

なんとなくコロイドって不純物混ざってる感ありますもんね。だけど、透析は綺麗なコロイド溶液を作るものだと理解しておいてください。

いらないイオンや分子を取り除くためにやるものです。この辺りは凝析や塩析とは異なります。凝析と塩析と透析の違いを知りたい方は「コロイド粒子の析出法「凝析」と「塩析」の違いを徹底解説!」をご覧ください。

分散コロイド

コロイド粒子の析出法「凝析」と「塩析」の違いを徹底解説!

電気泳動とは

コロイド粒子は電気を帯びています。

凝析塩析メカニズム1

このコロイド溶液に電圧をかけると、コロイド粒子は「自分の電荷と反対側の電極に移動」します。

電気泳動

この現象を電気泳動といいます。

電気分解」と似ていますが、電気泳動は移動するだけで分解しません

電気泳動は様々な科学分析や、煙に含まれる有害物質の除去などに用いられています。

煙に高い電圧をかけると有害物質の粒子(コロイド粒子)が電気泳動によって電極に引きつけられ、煙突から排出されなくなるのです。

ゴミ焼却場

保護コロイドとは

疎水コロイドは水との親和性が低いので、少量の電解質を入れただけで凝析し沈澱を生じます。

疎水コロイド

しかし疎水コロイド溶液に親水コロイドを加えると、親水コロイドが疎水コロイドのまわりを取り囲み凝析を防ぎます

保護コロイド

このように「凝析を防ぐはたらきをする親水コロイド」保護コロイドといいます。

墨汁はゼラチン(にかわ)を保護コロイドにした炭素(スス)のコロイド溶液です。

書道

このほかコロイドの種類に関して別記事でまとめました。「【総まとめ】コロイドの種類とその違いのわかりやすい覚え方を徹底伝授」をご覧ください!

分散コロイド

【総まとめ】コロイドの種類とその違いのわかりやすい覚え方を徹底伝授

覚え方:呪文

今回の内容でややこしいのは「チンダル現象」と「ブラウン運動」の区別だと思います。

どちらも「カタカナ4文字の人物名」なので、覚えにくい!

そこで「チンダル現象」は「」に関わるもの、「ブラウン運動」は「動」に関わるものというものを表すこの呪文を10回唱えて覚えましょう!

チン光ブラ運!

下ネタではないですよ。念のため!

まとめ

覚えるべし

チンダル現象:コロイド溶液中では光の道筋が見える

ブラウン運動:コロイド粒子は不規則な運動をしている

透析:半透膜を用いたコロイド溶液の精製

電気泳動:電圧をかけるとコロイド粒子は反対の電極に移動する

保護コロイド:疎水コロイドの凝析を防ぐはたらきをする親水コロイド

コロイドチェックシート(コロイドに関する正誤問題68問)作りました。意外と引っかかる問題だらけですので、自分の実力を確かめてみてください!

受験化学のコロイド溶液の性質完全制覇!正誤問題68選!