확산이중층

확산이중층이란

확산이중층은 점토 입자 표면의 음전하를 중화하는 양이온 층이다.

이 층은 입자에 단단히 붙어 있지 않고 열운동으로 흩어져 있어 확산이중층이라 부른다.

두 겹의 전하 구조

점토 입자 표면은 음(-)으로 대전되어 주변의 양이온을 끌어당긴다.

입자 가까이 붙은 양이온은 흡착층, 곧 Stern층을 이루며 강하게 고정된다.

그 바깥에서 열운동으로 흩어진 양이온이 확산층, 곧 Gouy층이다.

두 층을 합쳐 이중층이라 부른다.

두께를 정하는 요인

확산이중층의 두께는 디바이 길이로 나타내며, 그 역수가 κ이다.

두께는 이온 농도와 원자가가 클수록, 유전율이 작을수록 줄어든다.

온도는 열운동을 키우지만 유전율도 낮추므로 두께 변화는 작다.

이온 농도가 높아지면 이중층이 압축되어 얇아진다는 방향을 기억한다.

응집과 분산

칼슘 이온은 이중층을 압축해 입자를 뭉치는 응집을 일으킨다.

나트륨 이온은 두꺼운 이중층을 만들어 입자를 떨어뜨린 분산 상태를 유지한다.

같은 점토라도 간극수 이온 조성에 따라 투수성과 구조가 정반대가 된다.

헷갈리는 점

흔한 실수는 확산이중층을 흡착층, 즉 Stern층과 같은 것으로 쓰는 것이다.

확산이중층은 흡착층 바깥에서 쿨롱력으로 끌려 자유롭게 움직이는 이온층이다.

온도가 오르면 두께 변화는 작다. 두 층을 구분하지 않으면 감점이 된다.

핵심 정리

정답은 얇아진다. 이온 농도가 높으면 이중층이 압축되기 때문이다.

확산이중층은 흡착층 바깥의 자유 이온 층이며, 두께는 디바이 길이로 나타낸다.

시험에서는 농도, 원자가, 유전율의 방향과 응집·분산의 연결을 함께 쓴다.