令和5年度技術士第一次試験問題［基礎科目］　問Ⅰ-4-2　コロイドに関する記述

### 問題の検討

「コロイドに関する次の記述のうち、最も不適切なものはどれか。」

#### 選択肢を確認：

1. コロイド溶液に少量の電解質を加えると、疎水コロイドの粒子が集合して沈殿する現象を凝析という。
2. 半透膜を用いてコロイド粒子と小さい分子を分離する操作を透析という。
3. コロイド溶液に強い光線をあてたとき、光の通路が明るく見える現象をチンダル現象という。
4. コロイド溶液に直流電圧をかけたとき、電荷をもったコロイド粒子が移動する現象を電気泳動という。
5. 流動性のない固体状態のコロイドをゾルという。

### 各選択肢の検討

1. **コロイド溶液に少量の電解質を加えると、疎水コロイドの粒子が集合して沈殿する現象を凝析という。**
– 正しい。凝析（コアグレーション）はコロイド粒子が電解質によって中和され、集合して沈殿する現象です。

2. **半透膜を用いてコロイド粒子と小さい分子を分離する操作を透析という。**
– 正しい。透析（ダイアリシス）は半透膜を使ってコロイド粒子と小さい分子を分離する方法です。

3. **コロイド溶液に強い光線をあてたとき、光の通路が明るく見える現象をチンダル現象という。**
– 正しい。チンダル現象（Tyndall effect）はコロイド溶液に光を当てると、光の通路が散乱によって見える現象です。

4. **コロイド溶液に直流電圧をかけたとき、電荷をもったコロイド粒子が移動する現象を電気泳動という。**
– 正しい。電気泳動（エレクトロフォレシス）は電場によって荷電粒子が移動する現象です。

5. **流動性のない固体状態のコロイドをゾルという。**
– 不正確。ゾル（sol）は流動性を持つコロイド溶液です。流動性のない固体状態のコロイドはゲル（gel）と呼ばれます。

### 結論

最も不適切な記述は：

\[ \boxed{5} \]

流動性のない固体状態のコロイドをゾルという記述は誤りです。正しくは、流動性のない固体状態のコロイドはゲルと呼ばれます。

[解答]⑤

参考：

コロイドとは何ですか？

コロイドとは
コロイドは、微小な粒子が液体または気体中に均一に分散している混合物のことを指します。コロイド粒子のサイズは一般的に1ナノメートル（nm）から1マイクロメートル（μm）の範囲にあります。これらの粒子は非常に小さいため、通常の顕微鏡では見えませんが、光学顕微鏡や電子顕微鏡で観察することができます。

コロイドの特徴
チンダル現象:

コロイド溶液に光を当てると、光の通路が明るく見える現象です。これは光がコロイド粒子に散乱されるためです。
ブラウン運動:

コロイド粒子が液体や気体中で不規則に動く現象です。これは粒子が周囲の分子との衝突によって運動するためです。
電気泳動:

コロイド溶液に直流電圧をかけると、荷電したコロイド粒子が移動する現象です。これは電場の影響を受けて粒子が動くためです。
凝析:

コロイド溶液に電解質を加えると、コロイド粒子が集合して沈殿する現象です。電解質によってコロイド粒子が中和され、凝集するためです。
コロイドの分類
コロイドは分散媒と分散相の状態によって以下のように分類されます：

ゾル（Sol）:

固体粒子が液体中に分散している状態。例えば、インクやペイントなど。
エマルション（Emulsion）:

液体粒子が他の液体中に分散している状態。例えば、牛乳やマヨネーズなど。
フォーム（Foam）:

気体が液体中に分散している状態。例えば、ビールの泡やシャンプーの泡など。
エアロゾル（Aerosol）:

固体または液体の微粒子が気体中に分散している状態。例えば、煙やスプレーなど。
ゲル（Gel）:

流動性のない固体状態のコロイド。例えば、ゼリーや寒天など。
コロイドの応用例
コロイドは多くの分野で重要な役割を果たしています。例えば：

医学: 薬物送達システムや診断技術において使用されます。
化粧品: クリームやローションなどの製品に使用されます。
食品: ソースやドレッシングなどの製品に使用されます。
コロイドはその特性により、さまざまな産業で広く応用されています。

溶接ヒュームなどもコロイドですか？

溶接ヒュームもコロイドの一種と考えることができます。以下に溶接ヒュームの特徴とそれがコロイドとどう関連するかを説明します。

溶接ヒュームとは
溶接ヒュームは、溶接プロセス中に生成される非常に微細な固体粒子とガスの混合物です。これらの粒子は、金属の蒸発や溶接材料の燃焼によって生成され、空気中に分散します。溶接ヒュームの粒子サイズは非常に小さく、通常1ミクロン以下です。

溶接ヒュームとコロイドの関係
コロイドは、微小な粒子が均一に分散している混合物を指します。この定義に基づくと、溶接ヒュームは次の理由でコロイドと見なすことができます。

粒子サイズ:

コロイド粒子のサイズは1ナノメートルから1マイクロメートルの範囲にあります。溶接ヒュームの粒子もこのサイズ範囲内にあります。
分散状態:

コロイドは分散媒の中に均一に分散した粒子で構成されています。溶接ヒュームの粒子も空気中に均一に分散します。
性質:

コロイド粒子はチンダル現象やブラウン運動などの特性を持ちます。溶接ヒュームの粒子も光を散乱し、空気中で不規則に運動します。
結論
はい、溶接ヒュームもコロイドの一種と考えることができます。溶接ヒュームの微細な固体粒子が空気中に分散している状態は、コロイドの定義に合致します。したがって、溶接ヒュームはコロイドの一例として分類することができます。

安全性と対策
溶接ヒュームは健康に有害な物質を含むことが多いため、適切な対策が必要です。一般的な対策としては、以下のようなものがあります：

適切な換気: 作業場に十分な換気を設けることで、ヒュームの濃度を下げる。
個人用保護具（PPE）の使用: マスクや呼吸保護具を着用することで、ヒュームの吸入を防ぐ。
作業方法の改善: 溶接方法を改善することで、ヒュームの発生量を減少させる。
これらの対策を講じることで、溶接ヒュームによる健康リスクを低減することができます。

 

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