受験に化学を必要とする人へ

今回はコロイド溶液について。

「真の溶液」といわれる一般的な溶液（例えば塩化ナトリウム水溶液など）
に対して、コロイド溶液と呼ばれるものは何が違うのか。

答えは液中に溶け込んでいる粒子の大きさ。
真の溶液の中に溶け込んでいる粒子は『溶質』と呼ばれ、
それがイオンでも分子でも、周りの水分子などに代表される『溶媒』と
それほど大きさに違いがない。（１０の－８乗ｃｍ程度）

対してコロイド溶液の中に溶け込んでいる粒子は『分散質』と呼ばれ、
真の溶液の溶質粒子に比べ、１０倍～１０００倍と大きいものです。
（１０の－７乗～１０の－５乗ｃｍ程度）
ちなみにコロイドの場合は水分子を溶媒とは言わず『分散媒』と表現します。

ここで、コロイドにはその分散質の種類によっていろいろな呼び名がついています。
親水コロイド,疏水コロイド,分子コロイド,会合コロイド,分散コロイド,正コロイド,負コロイド・・・。
それぞれ一つ一つの代表的なコロイド粒子をいくつかずつ覚えていくと
同じコロイド粒子でいくつもの呼び方があることに気が付きます。
例えば「タンパク質」は親水コロイドで、分子コロイドで、
また酸性中では正コロイド、塩基性中では負コロイドというのが一般的です。

色々な分類上の名前を３つのグループにまとめましょう。

まず「親水・疏水」コロイド。
これは水に対するコロイド粒子のなじみやすさでの分類です。
タンパク質やデンプンなどはアミド結合や水酸基など水分子を引き付ける構造を多く持つ分子なので
その分子の周りに水分子を多数引き付けており、（この状態を水和という）親水コロイドに分類されます。
また水酸化鉄（Ⅲ）や硫黄や粘土などのコロイドは、ほとんど水和水を持たず、
自らの電荷の反発で水中に分散しています。このようなものを疏水コロイドといいます。

次に「正・負」コロイド。
これらはコロイド粒子がどの電荷に帯電しているかで分類した言葉です。
代表例としては正コロイドが水酸化鉄（Ⅲ）、負コロイドが硫黄や粘土。
一般には水和水を持たない疏水コロイドに対してこの分類を当てはめることが多いようです。
しかし、タンパク質は先述したとおり、ｐＨによって
正コロイドにも負コロイドにも変化することも知っておきましょう。
（理由はアミノ酸の単元で学ぶはずです。）

最後に「分子・会合・分散」コロイド３つの分類。
これはコロイド粒子１個の中がどのような構成になっているのかで分類した言葉です。
コロイド粒子を構成している粒子の大きさと集合数による分類、と言い換えてもいいでしょう。
「分子コロイド」は１つの分子だけで、すでにコロイド粒子の大きさになっているもの。
代表例としてタンパク質やデンプンといった高分子化合物が挙げられます。
高分子は１万以上の分子量を持ち、多数の原子が連なった状態なので、それ１分子で
コロイド粒子の大きさとなるのです。
「会合コロイド」はミセルコロイドとも言われ、５０～１００個の分子が集合することで
１つのコロイド粒子の大きさとなっているもの。
代表例はセッケン分子ですね。
「分散コロイド」は会合コロイド以上にものすごく多数の粒子が集まって
１つのコロイド粒子となっているもの。
代表例は水酸化鉄（Ⅲ）や硫黄や粘土です。

特にこの分散コロイドは計算問題になったとき
「コロイド粒子の数」を求めているのか、
「コロイド粒子１個の中の構成粒子数」を求めているのかを
しっかりとイメージできるかが大切です。

以下のように数字をおおざっぱにした
例題でみてみると頭の整理がしやすいですよ。

〈例題〉
鉄（Ⅲ）イオンが２０ｍｏｌあったとして、
熱水中で水酸化鉄（Ⅲ）のコロイドを生成したとします。
このコロイド溶液の浸透圧などの情報からコロイド粒子の
数が５ｍｏｌと分かったとすると、
水酸化鉄（Ⅲ）のコロイド粒子１つの中に鉄イオンは？

上記のような問いは２０ｍｏｌの物がいくつかずつ集合して１つ１つの
コロイド粒子の大きさになっているというイメージがあるなら、難しくないでしょう。
２０÷５＝４ということで、
コロイド粒子１つの中には鉄イオンが４個入っているとわかるわけです。

文章だけで伝えるのは大変ですが、最後まで読んでくれたあなたはもっと大変でしたね。
どうもありがとうございます。