主な違い – コロイド vs 溶液
コロイドと溶液の主な違いは、その粒子の大きさです。
溶液中の粒子は、コロイドのそれよりも小さいです。
溶質の粒子は光学顕微鏡で見ることができませんが、コロイドの粒子は光学顕微鏡で見ることができます。
この記事で説明します。
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コロイドとは何か？
– 定義、性質、例 -
溶液とは？
– 定義、性質、例 -
溶液からコロイドを分離する方法とは？
– 遠心分離、限外濾過、透析
コロイドとは
コロイドとは、特定の物質が1～200nmの粒径を持つ状態のことです。
これらは、懸濁液になるほどの大きさではなく、溶液から分離することはありません。
コロイド系は、分散媒中に分散しているコロイド粒子から構成されています。
コロイド溶液は、大きな粒子によって光が散乱されるため、しばしば不透明に見えることがあります。
この現象はティンダル効果として知られています。
コロイドシステムの種類と例
| 分散相 | 分散媒 | コロイドシステム | 例 |
| 固体｜固体｜固体ゾル｜鉱物・宝石・ガラスなど | |||
| 固体｜液体｜ゾル｜泥水、水中澱粉、細胞液｜など | |||
| 固体｜気体｜固体のエアロゾル｜砂嵐、煙 | |||
| 液体｜エマルジョン｜薬、牛乳、シャンプーなど | |||
| 液体・固形物・ゲル・バター・ゼリー | |||
| 液体、気体、液体エアゾール、霧、ミスト | |||
| 気体・固形・発泡体・石・発泡ゴム | |||
| 気体 液体 発泡体 ソーダ水 ホイップクリーム |
In the above systems, the dispersed phase always contains particles with sizes ranging from 1-200 nm; hence, these particles are colloids. The dispersion medium is where these particles are dispersed.
ソリューションとは
溶液とは、溶媒と溶質粒子の組み合わせです。
溶質粒子は溶媒に溶けており、大きさは1nm以下です。
この溶質粒子は肉眼では見えず、濾紙で濾過することもできない。
イオン、単分子、晶質であり、溶媒中に均一に分散しています。
砂糖の水溶液や塩の水溶液がその例としてあげられる。
溶液は常に均質であり、静置しても沈殿しない。
光は散乱することなく溶液を通過する。
溶媒は主に液体です。
水は溶媒の一例です。
有機溶媒も多く存在する。
溶質粒子の溶解は極性に依存する。
極性溶質は極性溶媒にのみ溶解し、非極性溶質は非極性溶媒に溶解する。
以下にいくつかの例を示します。
水（極性溶媒）＋塩（極性溶質）
液体臭素（無極性溶媒）＋固体ヨウ素（無極性溶媒）
溶液からコロイドを分離する方法
コロイドは、溶液から簡単に分離することができません。
そのため、遠心分離、限外ろ過、透析などの方法を用いて分離する必要があります。
遠心分離
コロイドやその他の不純物を含む溶液に遠心力を加えて、コロイドを沈殿させることができる。
遠心分離後の溶液には、密度が低く、小さい粒子が残る傾向があります。
このような場合、溶液を除去し、コロイド粒子を回収することができます。
限外ろ過
コロイドはその大きさゆえに特定の膜を通過することができないことを利用した方法です。
孔径が1nm以下の特殊なフィルターを使用することができる。
ウルトラフィルターは、コロイド粒子を保持し、溶液中の小さな粒子を通過させる。
通常の濾紙をゼラチンやコロジオンで処理し、細孔径を狭くしたものです。
透析
透析は、コロイドをより小さな寸法の溶質粒子から分離するプロセスです。
このプロセスは、1861年に化学者のThomas Grahamによって発見されました。
透析は、コロイドと溶質粒子（イオン、分子、結晶質）の半透膜を通過する際の透過性の違いにより起こります。
この方法は、腎臓病の治療などの医療行為によく利用されています。
コロイドと溶液の違い
粒子径
コロイドの粒子径は1～200nmです。
溶液の粒子径は1nm以下です。
自然
コロイドは不均質です。
溶液は均質です。
透磁率
コロイドは限外濾過紙のみを透過する。
溶液はほとんどの膜を透過する。
ティンダル効果
光はコロイド中の大きな粒子によって散乱される。
光は溶液を通過する。
システムの外観
コロイドは半透明です。
溶液は透明です。
溶質分子もコロイドも溶媒と化学結合していないので、物理的に回収することができる。
“コロイド溶液、真溶液、懸濁液｜化学の学習” Colloidal Solution, True Solution and Suspension｜Chemistry Learning. N.p., n.d. Web. 26 Jan. 2017.
G、Ellis Sidney、Stevenson Peter C、およびRca Corp. “特許 US2648636 – コロイド溶液中のコロイドの分離のための方法および装置”. Google Books. N.p., n.d. Web. 26 Jan. 2017.
Gimbert, Laura J., et al. “Comparison of centrifugation and filtration techniques for the size fractionation of colloidal material in soil suspension using sedimentation field-flow fractionation.”（遠心分離とろ過による土壌懸濁液のコロイド物質のサイズ分画の比較）。
環境科学・技術 39.6 (2005): 1731-1735.
Law , Jimmy. “コロイド.” Chemistry LibreTexts. Libretexts, 09 Jan. 2017. Web. 26 Jan. 2017.
Raymond, Kenneth W. General Organic and Biological Chemistry. John Wiley & Sons, 2009.
“学習教材、化学、表面化学、コロイド溶液の精製”. Purification Of Colloids, Dialysis, ElectroDialysis, Ultra filtration, Chemistry Study Material @eMedicalprep.Com. “コロイドの精製、透析、電気透析、限外ろ過、化学の学習教材。
“Spoon Sugar Solution with Glass” By APN MJM – Own work (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia
“Milk – olly claxton” By Pingpongwill at English Wikipedia (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia
