化学理科生活と物質

5分で分かる「コロイド粒子」チンダル現象やブラウン運動についても理系院卒ライターが解説!

よぉ、桜木建二だ。水が入ったコップの中にインクを垂らすと、インクの色が拡散されてコップ全体が均一な色になる。これを不思議に思ったことはないだろうか。実は、コロイド粒子であるインクの色素がブラウン運動によって拡散されるために起こった現象なんだ。何を言ってるか分からない人も多いだろう。 コロイド粒子というのは私たちの身近なところで活躍している。
今回の記事は「コロイド粒子」の詳細について国立大学院で修士号(農学)を取得しているライターふくろう博士と一緒に解説していくぞ。

解説/桜木建二

「ドラゴン桜」主人公の桜木建二。物語内では落ちこぼれ高校・龍山高校を進学校に立て直した手腕を持つ。学生から社会人まで幅広く、学びのナビゲート役を務める。

hamanan2014

ライター/ふくろう博士

国立理系大学院で修士(農学)を取得し、現在は民間企業の研究職に従事している典型的な理系人間。「理系好きな学生を一人でも多く増やす」をキーワードにインターネットの世界で活躍中!自身のサイトでは大学生に役立つ情報を日々提供している。

コロイド粒子って何?

image by iStockphoto

コロイド粒子ってどんなものでしょうか。あまり馴染みのない単語だと思うので、最初にそこから説明していきたいと思います。コロイド粒子の定義は、『ある物質が他の物質に混じる時、均一となって分散する粒子』のことです。水に溶ける粒子の場合、大きさはおよそ1ナノメートルから1マイクロメートル程度とされています。定義を聞いてもあまりピンとこない人も多いと思うので、具体例を挙げて次の章で説明しましょう。

身近なコロイドの例

image by iStockphoto

コロイドの例として、水の中に粒子が均一に分布している物をあげていきます。一つ目は学校給食のお供でもある牛乳です。牛乳の中には豊富なタンパク質がたくさん含まれており、それが白く見えています。牛乳を数日間放置しても、そこの方に白い成分が沈殿するようなことはありません。

飲み物以外だと、書道に使う墨汁なども当てはまりますね。 これも黒い成分が下に沈殿することなく、何時でも溶液全体が真っ黒です。一方で、味噌汁はコロイド粒子でしょうか?お椀に移した味噌汁を少し放置すると、味噌の成分が下に沈殿しているのが観察できます。つまり、味噌汁はコロイド粒子ではありません。このように、コロイド粒子か否かは『水に溶かした後沈殿するかどうか』で判別が可能です。

コロイド粒子が起こす『チンダル現象』

Forest-sun 01.JPG
日:Muramasa投稿者自身による作品, CC 表示-継承 3.0, リンクによる

上の例では水に溶けるものについてコロイド粒子か否か判断しましたが、何も水に溶けるものだけがコロイド粒子というわけではありません。実は、空気中に漂う水粒子などもコロイド粒子と判断できます。代表的な例として、雨上がりの後に雲の間から差し込む光が目に見えるあの現象です。このように、光の通路が明るく輝いて見える現象のことをチンダル現象と呼びます。 

チンダル現象はどうして起こる?

一体どうしてこのような現象が起こるのでしょうか。ヒントはコロイド粒子が光に与える影響です。光がコロイド粒子のあるところを通過するとき、コロイド粒子にぶつからない光の筋はまっすぐ進みます。一方で、コロイド粒子とぶつかった光の筋は光の屈折によって本来行くべき通路と異なる場所に進むのです。その結果、本来届かないはずだった光の筋が観測者である人の目に入ってくるためこのような現象が起きます。

no-img2″>
 <figcaption class=桜木建二

コロイド粒子に関する問題が出るとき、チンダル現象はセットで出てくる。一度頭で理解すれば一生身につくため、今回の内容でしっかりと理解しよう。

次のページを読む
1 2 3
Share:
hamanan2014