溶液、コロイド、懸濁液

化学の世界では、物質がどのように混ざり合うかを理解することは、科学的研究や日常の応用において非常に重要です。今日は、溶液、コロイド、懸濁液の3種類の混合物について探ります。それぞれのタイプには独自の特性と行動があります。これらの混合物に飛び込む前に、元素、化合物、および混合物の基本概念を最初に明確にしましょう。

元素、化合物、混合物とは？

元素は、1種類の原子のみを含む純粋な物質です。それらは、簡単な物質に分解することはできません。たとえば、酸素（_{O 2}）や金（Au）はどちらも元素です。

化合物は、2種類以上の異なる原子が化学的に結合している物質です。たとえば、水（H ₂ O）は、水素と酸素原子からなる化合物です。

混合物は、化学的に結合していない2種類以上の物質の組み合わせです。これは、個々の物質がその特性を維持することを意味します。混合物は均一または不均一に分類されます。

元素、化合物、混合物の例

元素: 風船の中のヘリウム。
化合物: 食塩（NaCl）。
混合: レタス、トマト、キュウリのサラダ。

これらの用語を理解したので、特定のタイプの混合物である溶液、コロイド、懸濁液を考えることができます。

溶液

溶液は、1つの物質（溶質）が別の物質（溶媒）に完全に溶解している均一な混合物です。溶質の粒子は非常に小さく、顕微鏡でも見ることができず、立っていても沈殿しません。

溶液の一般的な例は水に砂糖が溶けたものです。ここで、砂糖が溶質であり、水が溶媒です。

溶液の視覚例

溶液の特徴

粒子: 見えないほど小さい。
同一の構造: 溶質と溶媒は同じ相を形成する。
クリアな外観: 溶液は通常透明です。

溶液の例

お茶の中の砂糖（C ₆ H ₁₂ O ₆ 水に）。
塩水（NaCl 水に）。
空気のような気体溶液（窒素と酸素のガスの混合物）。

コロイド

コロイドは、粒子のサイズが溶液と懸濁液の中間である混合物です。粒子は完全に混合されていますが、溶解しません。コロイドは不均一な混合物であり、粒子は立っていても沈殿せず、光を散乱するのに十分な大きさです。この現象はチンダル現象として知られています。

コロイドのよく知られた例は牛乳です。牛乳の脂肪球は液体全体に分散していますが、沈殿しません。

コロイドの視覚例

コロイドの特徴

粒子: 溶液より大きいが、懸濁液より小さい。
光の散乱: チンダル現象を示す。
安定性: 粒子は沈殿しない。

コロイドの例

霧（空気中の水滴）。
ホイップクリーム（液体脂肪中の気泡）。
ゼリー（ゼラチンを含む果汁）。

懸濁液

懸濁液は粒子が裸眼で見えるほど大きく、溶媒に溶解しない不均一な混合物です。時間が経つと重力の影響でこれらの粒子が底に沈殿しますが、混合物がかき混ぜられたり揺り動かされたりしない限り、これらの粒子は沈殿します。

懸濁液の一般的な例は、砂と水の混合です。かき混ぜると、砂は水に分散しますが、最終的に底に沈殿します。

懸濁液の視覚例

懸濁液の特徴

粒子: 人間の目で見える。
沈殿: 粒子がかき混ぜられないと沈殿する。
曇った外観: 不透明または曇って見えることが多い。

懸濁液の例

泥水。
水中の小麦粉。
果肉入りオレンジジュース。