소개글
"콜로이드"에 대한 내용입니다.
목차
1. 콜로이드 용액의 정의와 성질
1.1. 콜로이드 용액의 정의
1.2. 콜로이드 용액의 특성
1.2.1. 입자 크기에 의한 성질
1.2.2. 입자의 전기성에 의한 성질
1.2.3. 용매 분자와의 충돌에 의한 성질
2. 용액과 콜로이드 분산액
2.1. 실험 목적
2.2. 실험 이론 및 원리
2.2.1. 콜로이드 용액의 정의
2.2.2. 콜로이드 분산액의 종류
2.3. 실험 방법
2.4. 실험 결과
3. 은 나노 입자 합성 및 콜로이드 분산 형성
3.1. 이론적 배경
3.1.1. 나노 입자
3.1.2. 콜로이드
3.1.3. 표면 플라즈몬 공명
3.2. 나노 입자의 합성 방법
3.2.1. Top-down 기술
3.2.2. Bottom-up 방식
3.3. 나노 입자의 색 결정 요인
3.4. 나노 입자의 응집 억제 방법
3.5. PVP의 역할
3.6. FWHM의 정의 및 은 나노 입자와의 관계
3.7. 실험 방법
3.8. 실험 결과
4. 참고 문헌
본문내용
1. 콜로이드 용액의 정의와 성질
1.1. 콜로이드 용액의 정의
콜로이드 용액(Colloidal solution)은 크기가 1~1000nm인 불용성 물질(분산질)이 다른 물질(분산매)에 분산된 용액이다. 콜로이드 용액은 상태에 따라 다양한 종류로 나뉘며, 대표적인 예로는 잉크, 혈액, 휘핑크림, 젤라틴, 마요네즈, 핸드크림, 담배 연기 등이 있다. 콜로이드 용액은 용질 알맹이의 반지름이 대부분 10^-5 -10^-7 ㎝ 정도인 것을 의미한다. 이처럼 콜로이드 용액은 용질 입자의 크기가 매우 작아 용매 속에 균일하게 분산된 형태를 가진다.
1.2. 콜로이드 용액의 특성
1.2.1. 입자 크기에 의한 성질
콜로이드 용액의 입자 크기에 의한 성질은 다음과 같다.
첫째, 틴들(Tyndall) 현상이다. 콜로이드 용액에 강한 빛을 쬐어주면 빛의 경로가 선명하게 나타나는데, 이는 콜로이드 입자가 빛을 산란시킬 수 있을 만큼 충분히 크기 때문에 일어난다. 예를 들어 창문을 통해 들어오는 햇빛의 경우 빛줄기가 관찰되는 현상을 생각해볼 수 있는데, 이는 햇빛 경로에 놓인 공기 중의 먼지 입자들이 빛의 일부를 산란시키기 때문이다. 이처럼 콜로이드 입자의 크기가 가시광선 영역의 파장보다 크기 때문에 빛을 산란시켜 빛줄기가 관찰되는 현상을 틴들 현상이라고 한다.""
둘째, 흡착이다. 콜로이드 입자는 표면적이 상대적으로 넓어 용액 속의 다른 분자나 이온을 끌어당길 수 있다. 이를 흡착(adsorption)이라 하는데, 이는 입자의 크기로부터 기인하기도 하지만 동시에 다른 분자와의 충돌에 의해 생기는 특성이기도 하다. 예를 들어 비누 거품 속 콜로이드 입자들은 때를 흡착하여 물속으로 데려가 빨래로부터 때가 빠질 수 있게 한다.""
셋째, 투석이다. 콜로이드 입자는 크기가 비교적 크므로, 다른 작은 분자나 이온과 달리 반투막을 통과하지 못한다. 따라서 콜로이드 용액을 반투막에 통과시키면 순수한 콜로이드 입자만 남게 되는데, 이를 투석(dialysis)이라 한다. 예를 들어, 신부전증 환자를 대상으로 진행되는 혈액 투석은 투석기의 반투막을 통해 노폐물을 걸러낸다.""
이처럼 콜로이드 입자의 크기는 그들의 물리화학적 특성에 큰 영향을 미치며, 이로 인해 다양한 응용 분야에서 활용되고 있다.
1.2.2. 입자의 전기성에 의한 성질
콜로이드 용액의 입자는 보통 대전된 상태로 존재하며, 같은 전기적 성질을 가진 콜로이드 입자 사이의 반발력이 콜로이드 용액이 안정하게 존재할 수 있게 한다.""
콜로이드 용액에 전극을 넣고 직류 전류를 통하면, 콜로이드 입자는 자신이 띠는 전하의 반대쪽 전극으로 이동한다. 이를 전기 이동(electrophoresis)이라 한다. 예를 들어 수산화알루미늄, 수산화철 등의 콜로이드 입자는 음극으로, 금, 은, 황 등 금속 콜로이드나 황화물, 규산 등이 분산된 콜로이드 용액에서는 입자가 양극으로 이동한다.""
또한 콜로이드 용액에 전해질을 가하면, 콜로이드 입자가 반대 전하를 띤 이온과 모여 서로 엉켜 침전되는 현상인 엉김(coagulation)이 일어난다. 엉김 효과는 전하량이 클수록 큰 것으로 알려져 있다. 예를 들어 엉김은 물이나 백반액 등의 탁함을 제거하는 데 이용되는 것으로 알려져 있다.""
한편 콜로이드 입자는 얇은 물 막(수막)으로 덮여 있는데, 여기에 전해질을 가해주면 전해질이 물 분자를 끌어당겨 콜로이드 입자를 덮고 있던 수막을 소실시킨다. 이에 따라 콜로이드 입자는 침전하게 되는데, 이를 염석(salting out)이라 한다. 예를 들어 비눗물에 많은 양의 식염을 첨가하면 비누가 석출되는 현상, 단백질 수용액에 황산암모늄을 가했을 때 단백질이 침전하는 현상 등은 염석에 의한 것이다.""
1.2.3. 용매 분자와의 충돌에 의한 성질
콜로이드 용액에서 용매 분자와의 충돌에 의한 성질은 브라운 운동이다. 브라운 운동이란 콜로이드 입자가 용매 분자와 충돌하여 불규칙적으로 움직이는 현상을 말한다.
콜로이드 용액을 현미경으로 관찰하면 콜로이드 입자가 불규칙적인 직선 운동을 하는 것을 볼 수 있는데, 이것이 바로 브라운 운동이다. 브라운 운동은 콜로이드 입자가 용매(또는 다른) 분자와 충돌하기 때문에 발생하며, 콜로이드 입자의 크기가 작을수록 더 격렬해진다.
예를 들어 물에 잉크를 떨어뜨렸을 때 잉크가 뒤엉키며 섞이는 현상이나, 연기가 공기 중으로 퍼져나가는 현상 등에서 브라운 운동을 관찰할 수 있다.
따라서 콜로이드 용액에서 용매 분자와의 충돌은 콜로이드 입자의 브라운 운동을 발생시키며, 이는 콜로이드 용액의 특성 중 하나라고 할 수 있다.
2. 용액과 콜로이드 분산액
2.1. 실험 목적
물, KCl(aq), 녹말 분산액의 투명도, 균일성, 안정성, 빛의 산란 정도를 관찰하여 용액과 콜로이드 분산액의 공통점과 차이점을 살펴보고, 물리적/광학적인 성질을 이용하여 콜로이드의 특성을 좌우하는 인자를 분석하는 것이다.
2.2. 실험 이론 및 원리
2.2.1. 콜로이드 용액의 정의
콜로이드 용액(Colloidal solution)은 크기가 1~1000nm인 불용성 물질(분산질)이 다른 물질(분산매)에 분산된 용액이다. 즉, 콜...
참고 자료
Newton 편집부. 과학용어사전. 뉴턴사이언스, 2015.
“콜로이드.” 화학백과. 2020년 12월 4일 접속,
https://terms.naver.com/entry.nhn?docId=5662765&cid=62802&categoryId=62802
“콜로이드.” 두산백과, 2020년 12월 5일 접속,
https://terms.naver.com/entry.nhn?docId=1150508&cid=40942&categoryId=32251
“콜로이드 용액.” 지식백과(통합논술 개념어 사전). 2020년 12월 5일 접속,
https://terms.naver.com/entry.nhn?docId=2117706&cid=47337&categoryId=47337
“콜로이드.” 블로그(좋은습관). 2012년 9월 14일 수정, 2020년 12월 4일 접속,
https://terms.naver.com/entry.nhn?docId=5663135&cid=62802&categoryId=62802
“콜로이드의 성질.” 서울대학교 공학 프런티어 캠프, 2004년 7월 12일 수정, 2020년 12월 5일 접속, http://hosting01.snu.ac.kr/~lee496/?mid=previousInterview&sort_index=readed_count&order_type=asc&page=4&document_srl=47033
일반화학실험, 화학교재 연구회, 사이플러스, 2017.03.01., p..59～62
일반화학실험, 경상대학교 화학교재편찬연구회, 녹문당, 2007, p.159
일반화학, kenneth W. whitten, Raymond E. Davis,M. Larry Peck, 대한화학교재연구회, 삼경문화사, 2004, p.529～535
현택환. (2005). 특별기획 : 화학적 방법을 이용한 나노입자의 합성. NICE (News & Information for Chemical Engineers), 23(2), 138-139 외
