계면 활성제의 콜로이드 형성과 서로 섞이지 않는 두개의 액체를 균일하게 혼합시키는 에멀젼 형성의 원리를 이해한다.
콜로이드
콜로이드란 한물질(분자상)이 다른 물질 또는 용액(연속상)에 분산 되어 있는 것을 말한 다. 안개는 콜로이드의 한 예인데 매우 작은 물방울이 공기에 분산 되어 있는 것을 말한다. 안개는 콜로이드의 한예인데 매우 작은 물방울이 공기에 분산되어 있는 것이다. 콜로이드가 용액과 다른점은 발산된 입자의 크기가 일반적인 분자보다 크다는 것이지만 이 입자들을 현미경으로 볼수는 없다. (입자들의 크기 10Å~2000Å)
에멀젼 (Emulsion)
에멀젼은 액체 속에 액체 입자가 콜로이드 입자 또는 그 보다 큰 입자로써 분산되어 젖같이 된 것을 말한다. 기름과 물을 섞어서 흔들면 일시적으로 에멀젼이 생기지만, 즉시 두 층으로 분리된다. 그러나 적당한 에멀젼화제를 가하여 흔들면 장시간동안 에멀젼으로 보존된다. 잘 섞이지 않는 두 액체가 다른 매개체에 의하여 고르게 섞인 점도가 있는 용액. 우유, 라텍스, 그리스, 버터, 크림 따위가 있다.
계면활성 (Surface Active)
액체에 녹으면 용액의 표면장력을 현저하게 감소시킬 수 있는 물질을 그 액체에 대하여 계면활성이 있는 물질이라고 한다. 역으로 표면장력을 거의 변동시키지 않거나 또는 다소 증대시키는 것은 계면 비활성이라고 한다. 표면장력을 현저하게 증가시키는 물질은 없다. 계면활성인 물질은 액면에 잘 흡착되고, 계면비활성인 것은 흡착되지 않는다.
실험 방법
실험 A : CTAB-물-톨루엔-2-프로판올 에멀젼
1) 10㎖ 실린더에 5% CTAB 수용액 3㎖와 톨루엔 1㎖를 넣는다. 물과 유기층이 확실하게 구분되면, 각 층의 부피와 혼탁정도를 기록한다.
2) 실린더에 2-프로판올 0.1㎖를 넣고 잘 흔들어주어 2분정도 기다린 후 물과 유기층이 분리되면 각 층의 부피와 요액의 혼탁도를 기록한다. 만약 층이 명확하게 구분되지 않으면 3분정도 더 기다리고 관찰사항을 기록한다.
3) 2-프로판올 0.1㎖을 더 첨가하고 다시 잘 혼합하고 관찰사항을 기록한다.
4) 실험결과에 지시한 것과 같이 2-프로판올을 첨가하면서 관찰사항을(부피와 혼탁도) 기록하고, 각 물음에 대해 답한다.
실험 B : 계면활성제가 없는 에멀젼 : 물-톨루엔-2-프로판올 에멀젼
1)10㎖ 실린더에 물 3㎖와 톨루엔 1㎖를 넣는다. 물과 유기층이 확실하게 구분되면, 각 층의 부피와 혼탁 정도를 기록한다.
2) 실린더에 2-프로판올을 1㎖를 가하고 잘 흔들어주어 2분정도 기다린 후 물과 유기층이 구분되면 각 층의 부피와 용액의 혼탁도를 기록한다. 만약 층이 명확하게 구분되지 않으면 3분 정도 더 기다리고 관찰사항을 기록한다.
3) 2-프로판올 0.5㎖을 더 첨가하고 다시 잘 혼합하고 각 층의 부피와 혼탁도를 기록한다.
4) 3)의 과정을 전체 액체가 완전히 혼합되고 많은 용액이 될 때까지 반복한다. 그러나, 첨가된 2-프로판올의 전체 부피를 6㎖를 넘으면 실험을 중단한다.
5) 실험결과의 각 물음에 대해 답한다.
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