응집 공정: 콜로이드 안정화와 불안정화 방법

응집 공정: 콜로이드 안정화와 불안정화 방법

응집 공정에서 콜로이드가 안정화되는 이유와 이를 불안정화시키는 4가지 방법을 간단히 정리했습니다. 시험 대비용으로 쉽게 읽고 외울 수 있게 구성했어요.

콜로이드가 안정적인 이유

콜로이드(물 속 작은 입자)가 왜 떠 있는지, 안정화 원인 3가지를 알아봅시다.

• 1. 전기 반발력
  • 입자 표면에 전하(주로 음전하)가 있어 서로 밀어냄.
  • 전기 이중층 때문에 반발력 강함.
  • 예: 물 속 점토 입자가 안 붙음.
• 2. 물층 보호
  • 입자 주위에 물 분자가 붙어 보호막(수화층) 만듦.
  • 입자들이 가까이 못 가게 막음.
  • 예: 물에 젤리처럼 떠 있는 느낌.
• 3. 끊임없는 움직임
  • 브라운 운동으로 입자가 계속 움직여 가라앉지 않음.
  • 크기가 작아서 침전 어려움.
  • 예: 먼지 입자가 공중에 떠 있는 것처럼.

한 줄로: "전하로 밀고, 물층으로 막고, 움직여서 안 가라앉음!"

콜로이드를 불안정하게 만드는 4가지 방법

안정적인 콜로이드를 뭉치게 하려면 안정 요인을 깨야 합니다. 4가지 방법을 살펴봅시다.

1. 전해질 넣기

• 어떻게? 소금 같은 전해질(NaCl, CaCl₂)을 넣으면 전하층이 얇아짐.
• 왜? 입자 간 반발력 줄어들어 붙기 쉬워짐.
• 예시: 황산알루미늄(Alum)을 하수에 넣음.
• 키워드: "전하 압축 → 붙어!"

2. pH 바꾸기

• 어떻게? 산(HCl)이나 염기(NaOH)로 pH를 조절해 전하를 0에 가깝게 만듦.
• 왜? 전하 없어지면 반발력도 없어짐(등전점).
• 예시: 단백질 콜로이드가 특정 pH에서 뭉침.
• 키워드: "전하 0 → 뭉쳐!"

3. 응집제 투입

• 어떻게? 알루미늄(Al³⁺)이나 철(Fe³⁺) 같은 응집제를 넣음.
• 왜? 전하를 중화하고 입자를 연결(가교)해 큰 덩어리(플록)로 만듦.
• 예시: 하수 처리에서 PAC나 PAM 사용.
• 키워드: "중화 + 연결 → 플록!"

4. 교반하기

• 어떻게? 기계로 물을 휘저어 입자 충돌 늘림.
• 왜? 자꾸 부딪히면 붙기 쉬워짐, 플록도 커짐.
• 예시: 처리 공정에서 급속 → 완속 혼합.
• 키워드: "충돌 ↑ → 응집!"

전체 요약 (외우기용)

안정 이유:

• 1. 전기 반발력
• 2. 물층 보호
• 3. 브라운 운동

불안정 방법:

• 1. 전해질 넣기 - 전하 줄임
• 2. pH 바꾸기 - 전하 없앰
• 3. 응집제 투입 - 연결 만듦
• 4. 교반하기 - 충돌 늘림

한 줄 암기: "전해질로 전하 줄이고, pH로 없애고, 응집제로 묶고, 교반으로 붙여!"