수질환경기사 계면화학 반응 — 콜로이드와 응집

콜로이드는 표면 전하로 안정화된다. 제타전위는 입자 표면과 확산층 경계의 전위차이며, 그 크기가 클수록 입자 사이의 정전기적 반발력이 커져 응집이 어려워진다. 응집을 유도하려면 전해질을 넣어 이중층을 압축하고 제타전위를 낮추어야 한다. 제타전위가 클수록 응집하기 쉽다는 설명은 안정성과 응집의 관계를 뒤집은 것이다.

Schulze-Hardy 법칙은 콜로이드 입자와 반대 부호의 전하를 가진 이온이 전하 수에 따라 침전 효과를 크게 높인다는 법칙이다. 전하 수가 큰 이온일수록 적은 양으로도 전하를 중화해 응집을 일으킨다.

응집 메커니즘에는 전하 중화, 이중층 압축, 고분자 가교 형성, 침전 포착이 있다. 이중층을 완화하거나 분산시키는 것은 응집과 반대 방향이며, 중력에 따른 전단력은 응집 메커니즘으로 보지 않는다. 응집은 입자 사이의 반발력을 낮추어 인력이 우세하게 만드는 과정이다.

콜로이드 입자는 분산매 분자와 충돌해 불규칙하게 움직이는 브라운 운동을 하고, 큰 표면적 때문에 흡착력이 크며, 전하를 띠어 안정화된다. 빛을 산란시키는 틴들 효과가 있어 빛의 진로가 관찰된다. 빛의 진로를 볼 수 없게 한다는 설명은 틴들 효과와 반대이다.