유화액(乳化液, emulsion)은 원래는 섞이지 않는 두 액체가 콜로이드 형태로 섞인 물질을 말한다. 물과 기름은 원래 섞이지 않지만 비누 같은 계면활성제를 이용해서 섞을 수 있는데, 이 혼합물은 유화액이 된다.
유화액의 대표적인 예로는 우유[1], 마요네즈[2], 비네그레트(Vinegrette)[3]가 있으며, 일부 유화액은 금속을 절단하는 액체에도 사용된다.
유화액의 재료는 두 종류라고 쳐도 기본이 되는 용매(연속매)와 용매 안에 섞이는 용질이 다를 경우 다른 것으로 간주한다. 예를 들면 기름 속에 물이 들어간 유화액과 물 속에 기름이 들어간 유화액은 다른 물질로 간주된다.
유화액의 형태와 성질[편집 | 원본 편집]
유화액은 원래 섞이지 않은 두 액체가 콜로이드 형태로 섞인 물질이므로 농도가 낮은 유화액은 강한 빛이 통과하면 빛을 산란시키는 틴들 효과를 일으킨다. 고농도의 유화액은 아예 빛을 산란시키면서 반사시키므로 하얀색을 띠게 되며, 투명도가 낮아진다.
다만 유화액 중 입자가 극단적으로 작은 경우(0.1μm 이하)[4] 빛을 산란시키지 못하고 진용액(眞溶液)처럼 투명하게 된다.
주의할 점은 마이크로에멀전과 나노에멀전(Nanoemulsion)은 엄밀히 말해서는 다른 것이다. 나노에멀젼은 유화제를 이용해 화학적으로 유화액을 만드는 것인 반면 마이크로에멀전은 물리적으로 용질 입자가 작아서 안정적인 상태를 말한다.
보통 유화액은 원래 섞이지 않은 두 액체를 억지로 섞은 것이기에 절대로 자연스럽게 형성되지는 않는다. 보통은 친수성 부분과 친유성 부분을 동시에 가지고 있는 유화제의 도움을 받아 친수성 물질과 친유성 물질이 섞이게 된다. 유화제의 도움 없이 물리적으로 섞은 유화액 상태는 화학적으로 불안정한 형태이기 때문에 용매가 줄거나 하는 화학적 변화가 생길 경우 작은 입자로 섞여들어간 용질이 서서히 분리되는 일이 많다.
유화액의 용질이 서로 뭉쳐서 큰 입자를 형성하거나 용질과 용매의 밀도 차이로 인해 위 아래에 용질의 농도가 불균형해지면 유화액의 용질과 용매가 분리된다. 이것은 유화액이 불안정하기 때문이다.
유화제[편집 | 원본 편집]
유화제(乳化劑, Emulsifier)는 서로 섞이지 않은 두 액체를 섞어서 유화액을 만들기 위해 사용되는 물질을 말한다.
유화제로는 보통 달걀 노른자(레시틴), 양겨자, 콩 속의 레시틴, 피커링 안정작용을 일으키는 특정한 물질, 인산나트륨, 세제 등의 계면활성제가 있다.
유화제는 액체의 표면장력을 약화시키거나 용질 주변에 둘러싸면서 용질의 반발력을 만들어 용질을 잘개 분산시킨다.
유화액의 용도[편집 | 원본 편집]
물 속에 기름이 들어간 유화액의 예로 에스프레소 커피의 크림, 마요네즈, 우유, 비네그레트가 있다. 반대로 액체 버터는 기름 속에 물이 들어간 유화액에 된다.
그밖에도 염색약이나 보습제 등의 화장품, 연고 등에서도 물과 기름이 섞인 유화액을 사용한다. 백신 중에서 지용성 화학물질은 기름을 물에 넣은 형태의 유화액의 형태로 집어넣는다.
기름에 의한 화재는 물을 사용해서 불을 끌 수 없다. 하지만 기름이 들어간 유화액을 소화재로료 사용할 경우 불에 닿으면 물이 증발하면서 기름 성분이 산소 공급을 차단하기에 불을 끌 수 있다.
