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コロイド粒子の大きさ ろ紙は通るが 半透膜は通らない 粒子のサイズも物質の性質に影響する。.

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1 コロイド粒子の大きさ ろ紙は通るが 半透膜は通らない 粒子のサイズも物質の性質に影響する。

2 コロイド ●分散粒子の大きさ: ろ紙は通る; 半透膜は通らない ●食物での例: バター、マヨネーズ、牛乳 ●人体での例: 血液、リンパ液
●分散粒子の大きさ: ろ紙は通る; 半透膜は通らない ●食物での例: バター、マヨネーズ、牛乳 ●人体での例: 血液、リンパ液 ● 親水コロイド: 水和で安定化 ● 疎水コロイド: 水和していない ● 保護コロイド: 親水コロイドに囲まれた疎水コロイド;  墨汁(炭素粒子をニカワが包む)

3 コロイドの分類 別の分類: 高分子コロイド(分子コロイド) ミセルコロイド(会合コロイド) 粒子コロイド 分散媒 分散質 一般名 例 気体
コロイドの分類  分散させているもの      分散しているもの 分散媒 分散質 一般名 気体 液体 煙霧質(エアロゾル) 霧、雲、湯気 固体 煙、塵 シェービングフォーム 乳濁液(エマルション). 牛乳、乳液、クリーム、マヨネーズ 懸濁液(サスペンション) 泥水、墨汁、ペンキ ゲル スポンジ、海綿、プラスティクフォーム 豆腐、寒天、ゼラチン 色ガラス、鋼、冷凍食品 別の分類: 高分子コロイド(分子コロイド)   ミセルコロイド(会合コロイド) 粒子コロイド

4 チンダル現象 光の進路が見える 光の進路が見えない 真の溶液 コロイド溶液

5 空の青 朝日・夕日の赤 ① コロイドにより、短波長の光(紫、青)は散乱される ⇒ 反射光が青色⇒ 青空
空の青 朝日・夕日の赤 ① コロイドにより、短波長の光(紫、青)は散乱される ⇒ 反射光が青色⇒ 青空 ② 光が通る空気層が厚いと波長の長い光(赤)が残る⇒ 透過光が赤 ⇒ 赤い太陽 太陽光 空の青(反射光) 長波長の光は通過 朝日、夕日の赤 (透過光) 地球 空気の層 短波長の光は反射

6 太陽光が通る空気層の長さ 内田 6

7 青空と夕焼けをつくる 反射光 透過光 (夕日) (夕焼け) (青空)
(夕焼け) (青空) ①ペットボトルに水を満たす。②牛乳を十数滴入れる(量を変えてテスト)。 ➂部屋を暗くする。 ④LED懐中電灯で底から照らす。 内田 7

8 ブラウン運動 (コロイド粒子の運動) 水上の花粉の運動など:   溶媒分子のコロイド粒子への衝突

9 コロイド粒子の帯電 ● コロイド粒子は同符号に帯電 ⇒ 反発のため凝集しにくい ● 正コロイド: + に帯電
● コロイド粒子は同符号に帯電 ⇒ 反発のため凝集しにくい ● 正コロイド: + に帯電 ● 負コロイド: ー に帯電; 粘土、タンパク質、核酸 ● 電気泳動: 正コロイドは陰極へ; 負コロイドは陽極へ ● 帯電量が違う ⇒ 電界から受ける力が違う  ⇒ 粒子の移動速度が異なる  ⇒ タンパク質や核酸の分離 ● X精子はY精子より負の電気量が多い ⇒ X精子とY精子の分離 ⇒ 雄と雌の産み分け ● 電気泳動塗装: p.39

10 電気泳動 正極へ移動 負極へ移動 (+に帯電) (ー に帯電)

11 透析 ⇒ 食塩が除かれる コロイド粒子を残したまま、小さな分子やイオン(不純物)を除ける

12 透析 ● 透析: 半透膜は小さな分子やイオンは通すがコロイドは通さない ⇒ コロイドの精製
● 透析: 半透膜は小さな分子やイオンは通すがコロイドは通さない ⇒ コロイドの精製 ● 人工透析: 血液から老廃物(小さな分子やイオン)を除く ● 腎臓:   ℓ /日の水を処理  ⇒ 殆どが再吸収 ⇒  1.5 ℓ 程度を尿として排泄

13 沈降しにくい ● 疎水コロイド: 同じ符号に帯電荷 ⇒ 静電反発 ● 親水コロイド: 水和して水分子で保護
● 疎水コロイド: 同じ符号に帯電荷 ⇒ 静電反発 ● 親水コロイド: 水和して水分子で保護 ● コロイド粒子の沈降: 凝集が必要 ● 水和している水分子を除く ● 帯電を中和 ⇒ 塩類の添加で可能    (河口の三角州、凝析、塩析) ●下水処理場   硫酸アルミニウム(Al3+の作用)   高分子凝集剤(ポリアミンなど)

14 凝集の概念図

15 乾燥ゲルと膨潤 ●ゾル: 液体状のコロイド; 湯に溶かしたゼラチンや寒天 ●ゲル: 固体状のコロイド; 冷やして固めたゼラチンや寒天
●ゾル: 液体状のコロイド; 湯に溶かしたゼラチンや寒天 ●ゲル: 固体状のコロイド; 冷やして固めたゼラチンや寒天 ●乾燥ゲル: ゲルが水などを失い固くなったもの; 寒天、ゼラチン、繊維類、木材、穀物 ●膨潤: 乾燥ゲルが水を吸って膨れる現象; 昆布、わかめ、豆など ● 正倉院の校倉造り ⇒ 宝物が乾燥状態 ●湿度が低いと空気が通る ●湿度が高いと空気が遮断される 壁が▲形の木材

16 チキソトロピー(ゲルーゾル転移) ●粒子の形: 棒状、板状 ●静置で結合して網状構造 ⇒ ゲル 振動で網状構造が破壊 ⇒ 液体化
●粒子の形: 棒状、板状 ●静置で結合して網状構造 ⇒ ゲル  振動で網状構造が破壊 ⇒ 液体化 ●例: ケチャップ、油性ペンキ、ボ-ルペン、  泥沼の浮島、白ろう病、脳振とう、 鞭打ち症、地震での土壌液状化

17 ボールペンの先端 ボールの回転により、インクは固体のゲルから液体のゾルに変わる (チキソトロピー) 17

18 濡れた砂浜は乾いた砂浜よりも走りやすい。
ダイラタンシー(ゾルーゲル転移) 流動性 固い 濡れた砂浜は乾いた砂浜よりも走りやすい。

19 浸透現象と浸透圧 ● 半透膜: 小さい溶媒分子は通すが大きい粒子は通さない ● 浸透: 溶媒が膜を通過して溶液を薄めようとする現象

20 浸透現象の例 ●細胞膜などの生体膜: 半透性
●細胞膜などの生体膜: 半透性 ●細胞膜での浸透現象 ● ナメクジに塩   ●青菜に塩    ●漬物 ● 根が水分を吸い上げる ⇒ 木に水が上る ● 濃い肥料をやると植物が枯れる ● 魚は塩をふってから焼く  → ① 形崩れ防止、 ② 肉汁の流出防止 (塩類はタンパク質の変性を促進)

21 溶液の浸透圧 溶液 浸透圧(atm) 1%砂糖水 0.7 血液 6.7 生理的食塩水 海水 24 飽和食塩水 260
● 生理的食塩水(0.9%食塩水): 浸透圧=体液の浸透圧 ● 血管に注入する食塩水:  濃過ぎると原形質分離。薄過ぎると溶血

22 梅酒はなぜ氷砂糖で造るのか 低浸透圧 高浸透圧 低浸透圧 高浸透圧 ● 煮豆: 水煮 ⇒ 砂糖を数回に分けて加える
エタノール 高浸透圧 低浸透圧 氷砂糖がゆっくり溶ける エタノールに溶けた エキス分 低浸透圧 梅の実 高浸透圧 有機物はエタノールに溶けやすい ● 煮豆: 水煮 ⇒ 砂糖を数回に分けて加える ● 砂糖を一度に加える ⇒ 水分が抜け固い豆 ● 漬物: 塩分による細胞膜の破壊 ⇒ 漬物の風味

23 逆浸透圧法による海水淡水化 圧力 海水 淡水 Π(浸透圧)=CRT(海水では25気圧) 半透膜
H2Oだけ 少ないエネルギーで海水から淡水 ⇒淡水化の ホープ Na+ Cl- 海水 淡水 Na+, Cl- は水和して大きな粒子のような性質を示す

24 水ビジネスでの膜の利用 逆浸透圧法(RO)での脱塩率は 99.7% 日本政策銀行

25 世界の水ビジネス 110兆円規模 25年には世界人口の2/3が水不足に直面 経産省08

26 高吸水性樹脂 吸水してイオンの濃度差を小さくしようとする 水 ●濃度差がある(高エネルギー) ⇒ 均一な濃度(低エネルギー)
ポリアクリル酸ナトリウム ●濃度差がある(高エネルギー) ⇒ 均一な濃度(低エネルギー) ●共有結合で網目構造 ⇒ 膨れ方に限界 ⇒ 浸透現象と同じ

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