수질환경기사 물질이동 — 흡착과 물의 성질

화학흡착은 흡착제와 흡착질 사이에 화학결합이 생기는 현상이다. 결합이 강해 단분자층만 형성되고, 활성화 에너지가 필요하며, 탈착에는 높은 온도가 필요하고 비가역적이다. 다분자층이 형성되고 가역적인 것은 물리흡착의 특징이다. 화학흡착에서 다분자층을 설명한 선지는 물리흡착의 성질을 잘못 옮긴 것이다.

물은 4℃에서 밀도가 가장 크고, 얼면 수소결합으로 구조가 팽창해 밀도가 작아진다. 그래서 얼음이 물 위에 뜬다. 표면장력은 세정 효과와 관계가 있고, 융해열이 커서 온도 변화를 완만하게 만드는 성질도 물의 특징이다. 얼면 밀도가 커진다는 설명은 물의 성질과 반대이다.

흡착 등온식은 농도와 흡착량의 관계를 나타낸다. M = K × C 꼴의 선형 관계와, M = K(C1^(1/n) - C2^(1/n)) 꼴의 관계를 구분해 쓴다. 모세관 상승 높이는 h = 4σcosθ/(ρgd) 또는 h = 4σ/(ρgr)로 나타내며, 표면장력이 크고 관의 지름이 작을수록 높이 올라간다.

소수성 콜로이드는 용매와의 친화력이 낮아 표면장력이 용매보다 크고, 입자가 작아 틴들 효과가 현저하며, 전해질에 민감해 소량으로도 응집된다. 친수성 콜로이드는 수화층으로 안정한 용액 상태를 유지하며 현탁액으로 존재하지 않는다. 이 두 성질은 흡착과 응집 현상을 이해하는 바탕이 된다.