Makalah KIMIA
KOLOID
A.
Sistem koloid
Sistem koloid (selanjutnya
disingkat "koloid" saja) merupakan suatu bentuk campuran (sistem dispersi)
dua atau lebih zat yang bersifat homogen namun memiliki ukuran partikel
terdispersi yang cukup besar (1 - 100 nm),
sehingga terkena efek Tyndall.
Bersifat homogen berarti partikel terdispersi tidak terpengaruh oleh gaya gravitasiatau gaya lain yang dikenakan
kepadanya; sehingga tidak terjadi pengendapan, misalnya. Sifat homogen ini juga
dimiliki oleh larutan, namun
tidak dimiliki oleh campuran biasa (suspensi).
Koloid mudah dijumpai di mana-mana: susu, agar-agar,tinta, sampo,
serta awan merupakan contoh-contoh koloid
yang dapat dijumpai sehari-hari. Sitoplasma dalam sel juga merupakan sistem
koloid. Kimia koloid menjadi
kajian tersendiri dalam kimia industri
karena kepentingannya.
Di dalam larutan koloid secara umum, ada 2 zat sebagai
berikut :
-Zat terdispersi, yakni zat yang terlarut didalam larutan
koloid
-Zat pendispersi, yakni zat pelarut didalam larutan koloid
Berdasarkan fase terdispersi maupun fase pendispersi suatu
koloid dibagi sebagai berikut:
Terdispersi
|
Pendispersi
|
Nama koloid
|
Contoh
|
Gas
|
Gas
|
Bukan koloid karena gas bercampur secara homogeny
|
|
Gas
|
Cair
|
Busa
|
Buih, Sabun, Ombak, Krim kocok
|
Gas
|
Padat
|
Busa Padat
|
Batu apung, Kasur busa
|
Cair
|
Gas
|
Aerosol cair
|
Obat semprot, Kabut, Hair Spray di udara
|
Cair
|
Cair
|
Emulsi
|
Air santan, air susu, mayones
|
Cair
|
Padat
|
Gel
|
Mentega, Agar-agar
|
Padat
|
Gas
|
Aerosol Padat
|
Debu, Gas knalpot, Asap
|
Padat
|
Cair
|
Sol
|
Cat, Tinta
|
Padat
|
Padat
|
Sol Padat
|
Tanah, Kaca, Lumpur
|
B.
Macam-macam koloid
Koloid memiliki bentuk bermacam-macam, tergantung darifase zat
pendispersi dan zat terdispersinya. Beberapa jenis koloid:
Aerosol yang memiliki zat
pendispersi berupa gas. Aerosol yang memiliki zat terdispersi cair disebut
aerosol cair (contoh: kabut dan awan) sedangkan yang memiliki zat terdispersi
padat disebut aerosol padat (contoh: asap dan debu dalam udara).
Sistem koloid dari partikel padat
yang terdispersi dalam zat cair. (Contoh: Air sungai, sol sabun, sol detergen
dan tinta).
Sistem Koloid dari gas yang
terdispersi dalam zat cair. (Contoh: pada pengolahan bijih logam, alat pemadam
kebakaran, kosmetik dan lainnya).
1.
Buih Cair (Buih)
Buih
cair adalah sistem koloid dengan fase terdisperasi gas dan dengan medium
pendisperasi zat cair. Fase terdisperasi gas pada umumnya berupa udara atao
karbondioksida yang terbetuk dari fermentasi. Kestabilan buih dapat diperoleh
dari adanya zat pembuih (surfaktan). Zat ini teradsorbsi ke daerah antar-fase
dan mengikat gelembung-gelembung gas sehingga diperoleh suatu kestabilan.
Ukuran
kolid buih bukanlah ukuran gelembung gas seperti pada sistem kolid umumnya,
tetapi adalah ketebalan film (lapisan tipis) pada daerah antar-fase dimana zat
pembuih teradsorbsi, ukuran kolid berkisar 0,0000010 cm. Buih cair memiliki
struktur yang tidak beraturan. Strukturnya ditentukan oleh kandungan zat
cairnya, bukan oleh komposisi kimia atau ukuran buih rata-rata. Jika fraksi zat
cair lebih dari 5%, gelembung gas akan mempunyai bentuk hamper seperti bola.
Jika kurang dari 5%, maka bentuk gelembung gas adalah polihedral.
Beberapa sifat buih cair yang
penting:
Struktur buih cair dapat berubah dengan waktu,
karena: pemisahan medium pendispersi (zat cair) atau drainase, karena kerapatan
gas dan zat cair yang jauh berbeda,
Terjadinya
difusi gelembung gas yang kecil ke gelembung gas yang besar akibat tegangan
permukaan, sehingga ukuran gelembung gas menjadi lebih besar, rusaknya film
antara dua gelembung gas.
Struktur
buih cair dapat berubah jika diberi gaya dari luar. Bila gaya yang diberikan
kecil, maka struktur buih akan kembali ke bentuk awal setelah gaya tersebut
ditiadakan. Jika gaya yang diberikan cukup besar, maka akan terjadi deformasi.
Contoh buih cair:
·
Buih hasil kocokan putih telur
Karena
udara di sekitar putih telur akan teraduk dan menggunakan zat pembuih, yaitu
protein dan glikoprotein yang berasal dari putih telur itu sendiri
untukmembentuk buih yang relative stabil. Sehingga putih telur yang dikocok
akan mengembang.
·
Buih hasil akibat pemadam kebakaran
Alat
pemadam kebakaran mengandung campuran air, natrium bikarbonat, aluminium
sulfat, serta suatu zat pembuih. Karbondioksida yang dilepas akan membentuk
buih dengan bamtuam zat pembuih tersebut.
2.
Buih Padat
Buih
padat adalah sistem kolid dengan fase terdisperasi gas dan denganmedium
pendisperasi zat padat. Kestabilan buih ini dapat diperoleh dari zat pembuih
juga (surfaktan). Contoh-contoh buih padatyang mungkin kita ketahui:
·
Roti
Proses
peragian yang melepas gas karbondioksida terlibat dalam proses pembuatan roti.
Zat pembuih protein gluten dari tepung kemudian akan membentuk lapisan tipis
mengelilimgi gelembung-gelembung karbondioksida untuk membentuk buih padat.
·
Batu apung.
Dari
proses solidifikasi gelas vulkanik, maka terbentuklah batu apung
·
Styrofoam
Styrofoam
memiliki fase terdisperasi karbondioksida dan udara, serta medium pendisperasi
polistirena.
3.
Gel
Gel merupakan sistem koloid kaku atau setengah padat dan
setengah cair. (Contoh: agar-agar, Lem).
C.
Sifat-sifat Koloid
a. Efek
Tyndall
Efek
Tyndall ialah gejala penghamburan
berkas sinar (cahaya) oleh partikel-partikel koloid. Hal ini disebabkan karena
ukuran molekul koloid yang cukup besar. Efek tyndall ini ditemukan oleh John Tyndall (1820-1893), seorang ahli
fisika Inggris. Oleh karena itu sifat itu disebut efek tyndall.Efek tyndall
adalah efek yang terjadi jika suatu larutan terkena sinar. Pada saat larutan
sejati disinari dengan cahaya, maka larutan tersebut tidak akan menghamburkan
cahaya, sedangkan pada sistem koloid, cahaya akan dihamburkan. hal itu terjadi
karena partikel-partikel koloid mempunyai partikel-partikel yang relatif besar
untuk dapat menghamburkan sinar tersebut. Sebaliknya, pada larutan sejati,
partikel-partikelnya relatif kecil sehingga hamburan yang terjadi hanya sedikit
dan sangat sulit diamati.
b. Gerak
Brown
Gerak
Brown ialah gerakan partikel-partikel koloid yang senantiasa
bergerak lurus tapi tidak menentu (gerak acak/tidak beraturan). Jika kita amati
koloid dibawah mikroskop ultra, maka kita akan melihat bahwa partikel-partikel
tersebut akan bergerak membentuk zigzag. Pergerakan zigzag ini dinamakan gerak
Brown. Partikel-partikel suatu zat senantiasa bergerak. Gerakan tersebut dapat
bersifat acak seperti pada zat cair dan gas( dinamakan gerak brown), sedangkan
pada zat padat hanya beroszillasi di tempat ( tidak termasuk
gerak brown ). Untuk koloid dengan medium pendispersi zat cair atau gas,
pergerakan partikel-partikel akan menghasilkan tumbukan dengan
partikel-partikel koloid itu sendiri. Tumbukan tersebut berlangsung dari segala
arah. Oleh karena ukuran partikel cukup kecil, maka tumbukan yang terjadi
cenderung tidak seimbang.
Sehingga
terdapat suatu resultan tumbukan yang menyebabkan perubahan arah gerak partikel
sehingga terjadi gerak zigzag atau gerak Brown. Semakin kecil ukuran partikel
koloid, semakin cepat gerak Brown yang terjadi. Demikian pula, semakin besar
ukuran partikel koloid, semakin lambat gerak Brown yang terjadi. Hal ini
menjelaskan mengapa gerak Brown sulit diamati dalam larutan dan tidak ditemukan
dalam campuran heterogen zat cair dengan zat padat (suspensi). Gerak Brown juga
dipengaruhi oleh suhu.
Semakin
tinggi suhu sistem koloid, maka semakin besar energi kinetik yang dimiliki
partikel-partikel medium pendispersinya. Akibatnya, gerak Brown dari
partikel-partikel fase terdispersinya semakin cepat. Demikian pula sebaliknya,
semakin rendah suhu sistem koloid, maka gerak Brown semakin lambat.
c. Adsorpsi
Adsorpsi ialah
peristiwa penyerapan partikel atau ion atau senyawa lain pada permukaan
partikel koloid yang disebabkan oleh luasnya permukaan partikel.
(Catatan : Adsorpsi harus dibedakan dengan absorpsi yang artinya
penyerapan yang terjadi di dalam suatu partikel).
Sifat
adsorbs digunakan dalam proses :
1.
Pemutihan gula tebu
2.
Norit
3.
Penjernihan air
Contoh:
koloid antara obat diare dan cairan
dalam usus yang akan menyerap kuman penyebab diare.
Koloid Fe(OH)3 akan
mengadsorbsi ion H+ sehingga menjadi bermuatan +. Adanya muatan
senama maka koloid Fe(OH), akan tolak-menolak sesamanya sehingga
partikel-partikel koloid tidak akan saling menggerombol.
Koloid As2S3 akan
mengadsorbsi ion OH- dalam larutan sehingga akan
bermuatan - dan tolak-menolak dengan sesamanya, maka koloid As2S3 tidak
akan menggerombol.
Koagulasi
koloid
Koagulasi adalah penggumpalan
partikel koloid dan membentuk endapan. Dengan terjadinya koagulasi, berarti zat
terdispersi tidak lagi membentuk koloid. Koagulasi dapat terjadi secara fisik
seperti pemanasan, pendinginan dan pengadukan atau secara kimia seperti
penambahan elektrolit, pencampuran koloid yang berbeda muatan.
Koagulasi
koloid merupakan penggumpalan koloid karena elektrolit yang muatannya
berlawanan.
Contoh: kotoran pada air yang digumpalkan oleh tawas
sehingga air menjadi jernih.
Faktor-faktor yang menyebabkan
koagulasi:
Perubahan suhu.
Pengadukan.
Penambahan ion dengan muatan besar
(contoh: tawas).
Pencampuran koloid positif dan
koloid negatif.
Koloid akan mengalami koagulasi dengan cara:
1. Mekanik
Cara mekanik dilakukan dengan pemanasan, pendinginan atau
pengadukan cepat.
2. Kimia
Dengan penambahan elektrolit (asam, basa, atau garam).
Contoh:
susu + sirup
masam —> menggumpal
lumpur +
tawas —> menggumpal
Dengan mencampurkan 2 macam koloid dengan muatan yang
berlawanan.
§ Koloid pelindung
Koloid pelindung ialah koloid yang
mempunyai sifat dapat melindungi koloid lain dari proses koagulasi.
Dialisis
Dialisis ialah pemisahan koloid dari
ion-ion pengganggu dengan cara ini disebut proses dialisis. Yaitu dengan
mengalirkan cairan yang tercampur dengan koloid melalui membran semi permeable
yang berfungsi sebagai penyaring. Membran semi permeable ini dapat dilewati
cairan tetapi tidak dapat dilewati koloid, sehingga koloid dan cairan akan
berpisah.
Koloid liofol dan liofob
Berdasarkan sifat adsorpsi dari partikel koloid terhadap
medium pendispersinya, kita mengenal dua macam koloid :
Koloid liofil yaitu koloid yang ”senang cairan” (bahasa Yunani : liyo = cairan; philia = senang). Partikel koloid akan mengadsorpsi molekul cairan, sehingga terbentuk selubung di sekeliling partikel koloid itu. Contoh koloid liofil adalah kanji, protein, dan agar-agar.
Koloid liofob yaitu koloid yang ”benci cairan” (phobia = benci). Partikel koloid tidak mengadsorpsi molekul cairan. Contoh koloid liofob adalah sol sulfida dan sol logam.
Koloid liofil yaitu koloid yang ”senang cairan” (bahasa Yunani : liyo = cairan; philia = senang). Partikel koloid akan mengadsorpsi molekul cairan, sehingga terbentuk selubung di sekeliling partikel koloid itu. Contoh koloid liofil adalah kanji, protein, dan agar-agar.
Koloid liofob yaitu koloid yang ”benci cairan” (phobia = benci). Partikel koloid tidak mengadsorpsi molekul cairan. Contoh koloid liofob adalah sol sulfida dan sol logam.
Ciri – cirinya:
1. Sol
Liofil
·
Dapat dibuat langsung dengan mencampurkan fase terdispersi dengan medium
terdispersinya
·
Mempunyai muatan yang kecil atau tidak bermuatan
·
Partikel-partikel sol liofil mengadsorpsi medium pendispersinya. Terdapat
proses solvasi/ hidrasi, yaitu terbentuknya lapisan medium pendispersi yang
teradsorpsi di sekeliling partikel sehingga menyebabkan partikel sol liofil
tidak saling bergabung
·
Viskositas sol liofil > viskositas medium pendispersi
·
Tidak mudah menggumpal dengan penambahan elektrolit
·
Reversibel, artinya fase terdispersi sol liofil dapat dipisahkan dengan
koagulasi, kemudian dapat diubah kembali menjadi sol dengan penambahan medium
pendispersinya.
·
Memberikan efek Tyndall yang lemah
·
Dapat bermigrasi ke anode, katode, atau tidak bermigrasi sama sekali
2. Sol
Liofob
· Tidak dapat dibuat hanya dengan mencampur fase
terdispersi dan medium pendisperinya
· Memiliki muatan positif atau negative
· Partikel-partikel sol liofob tidak mengadsorpsi
medium pendispersinya. Muatan partikel diperoleh dari adsorpsi
partikel-partikel ion yang bermuatan listrik
· Viskositas sol hidrofob hampir sama dengan viskositas
medium pendispersi
· Mudah menggumpal dengan penambahan elektrolit karena
mempunyai muatan
· Irreversibel artinya sol liofob yang telah
menggumpal tidak dapat diubah menjadi sol
· Memberikan efek Tyndall yang jelas
· Akan bergerak ke anode atau katode, tergantung jenis
muatan partikel
Elektroforesis
Elektroferesis ialah peristiwa
pemisahan partikel koloid yang bermuatan dengan menggunakan arus listrik.
D.Pembuatan Sistem Koloid
1.
Cara Kondensasi
Pembuatan
sistem koloid dengan cara kondensasi dilakukan dengan cara penggumpalan
partikel yang sangat kecil. Penggumpalan partikel ini dapat dilakukan dengan
cara sebagai berikut:
a. Reaksi Pengendapan
Pembuatan sistem koloid dengan cara
ini dilakukan dengan mencampurkan larutan elektrolit sehingga menghasilkan
endapan.
Contoh: AgNO3 +
NaCl —> AgCl(s) + NaNO3
b. Reaksi Hidrolisis
Reaksi
hidrolisis adalah reaksi suatu zat dengan air. Sistem koloid dapat dibuat
dengan mereaksikan suatu zat dengan air.
Contoh: AlCl3 +H2O —> Al(OH)3(s)
+ HCl
c. Reaksi Redoks
Pembuatan koloid dapat terbentuk
dari hasil reaksi redoks.
Contoh: pada larutan emas
Reaksi: AuCl3 + HCOH —> Au
+ HCl + HCOOH
Emas formaldehid
d. Reaksi Pergeseran
Contoh:
pembuatan sol As2S3 dengan cara mengalirkan gas H2S
ke dalam laruatn H3AsO3 encer pada suhu tertentu.
Reaksi: 2 H3AsO3 +
3 H2S —> 6 H2O + As2S3
e. Reaksi Pergantian Pelarut
Contoh:
pembuatan gel kalsium asetat dengan cara menambahkan alkohol 96% ke dalam
larutan kalsium asetat jenuh.
2.Cara Dispersi
Pembuatan
sistem koloid dengan cara dispersi dilakukan dengan memperkecil partikel
suspensi yang terlalu besar menjadi partikel koloid, pemecahan
partikel-partikel kasar menjadi koloid.
a. Cara Mekanik
Ukuran partikel
suspensi diperkecil dengan cara penggilingan zat padat, dengan menghaluskan
butiran besar kemudian diaduk dalam medium pendispersi.
Contoh:
Gumpalan tawas digiling, dicampurkan ke dalam air akan membentuk koloid dengan
kotoran air.
Membuat tinta
dengan menghaluskan karbon pada penggiling koloid kemudian didispersikan dalam
air.
Membuat sol
belerang dengan menghaluskan belerang bersama gulapada lpenggiling koloid,
kemudian dilarutkan dalam air, gula akan larut dan belerang menjadi sol.
b. Cara Peptisasi
Pembuatan
koloid dengan cara peptisasi adalah pembuatan koloid dengan menambahkan ion
sejenis, sehingga partikel endapan akan dipecah.
Contoh: 1. Sol Fe(OH)3 dengan
menambahkan FeCl3.
2. Sol NiS dengan menambahkan H2S.
3. karet dipeptisasi oleh bensin.
4. agar-agar dipeptisasi oleh air.
5. endapan Al(OH)3 dipeptisasi oleh
AlCl3.
c. Cara Busur Bredia/Bredig
Pembuatan
koloid dengan cara busur Bredia/Bredig dilakukan dengan mencelupkan 2 kawat
logam (elektroda) yang dialiri listrik ke dalam air, sehingga kawat logam akan
membentuk partikel koloid berupa debu di dalam air.
d. Cara Ultrasonik
Yaitu
penghancuran butiran besar dengan ultrasonik (frekuensi > 20.000 Hz)
Campuran
heterogen
Campuran homogen disebut larutan,
contoh: larutan gula dalam air. Campuran heterogen dapat dibedakan menjadi 2
macam, yaitu: Sistem koloid termasuk dalam bentuk campuran. Campuran terbagi
menjadi 2, yaitu:
1. Suspensi,
contoh: pasir dalam air.
2. Koloid,
contoh: susu dengan air.
E. Komponen
Penyusun Koloid
1. Fase
kontinyu : medium pendispersi jumlahnya lebih banyak.
2. Fase
diskontinyu : medium terdispersi jumlahnya labih banyak.
F.
Bentuk Partikel Koloid
1. Bulatan :
misalnya virus, silika.
2. Batang :
misalnya virus.
3. Piringan
: misalnya globulin dalam darah.
4. Serat :
misalnya selulosa.
G. Penggunaan
Sistem Koloid
Sistem koloid banyak digunakan pada
kehidupan sehari-hari, terutama dalam kehidupan sehari-hari. Hal ini disebabkan
sifat karakteristik koloid yang penting, yaitu dapat digunakan untuk mencampur
zat-zat yang tidak dapat saling melarutkan secara homogen dan bersifat stabil
untuk produksi dalam skala besar.
·
Obat-obatan : salep, krim, minyak
ikan
·
Makanan : es krim, jelly, agar-agar
·
Kosmetik : hair cream, skin spray,
body lotion
·
Industry : tinta, cat
Pemutihan Gula
Dengan melarutkan gula ke dalam air,
kemudian larutan dialirkan melalui sistem koloid tanah diatomae atau karbon,
partikel-partikel koloid kemudian akan mengadsorbsi zat warna tersebut.
Sehingga gula tebu yang masih berwarna dapat diputihkan.
Penggumpalan Darah
Darah mengandung sejumlah kolid
protein yangbermuatan negative. Jika terdapat luka kecil, maka luka tersebut
dapat doibati dengan pensil stiptik atau tawas yang mengandung ion-ion Al+3 dan
Fe+3, dimana ion-ion tersebut akan membantu menetralkan muatan-muatan partikel
koloid protein danmembnatu penggumpalan darah
Pembentukan Delta di Muara Sungai
Air sungai mengandung
partikel-partikel koloid pasir dan tanah liat yang bermuatan negatif. Sedangkan
air laut mengandung ion-ion Na+, Mg+2, dan Ca+2 yang bermuatan positif. Ketika
air sungai bertemu di laut, maka ion-ion positif dari air laut akanmenetralkan
muatan pasir dan tanah liat. Sehingga, terjadi koagulasi yang akan membentuk
suatu delta.
Pengambilan Endapan Pengotor
Gas atau udara yang dialirkan ke
dalam suatu proses industri seringkali mangandung zat-zat pengotor berupa
partikel-partikel koloid. Untukmemisahkan pengotor ini, digunakan alat
pengendap elektrostatik yang pelat logamnya yang bermuatan akan digunakan untuk
menarik partikel-partikel koloid.
Penjernihan Air
Air keran (PDAM) yang ada saat ini
mengandung partikel-partikel koloid tanah liat,lumpur, dan berbagai partikel
lainnya yang bermuatan negatif. Oleh karena itu, untuk menjadikannya layak
untuk diminum, harus dilakukan beberapa langkah agar partikel koloid tersebut
dapat dipisahkan. Hal itu dilakukan dengan cara menambahkan tawas (Al2SO4)3.Ion
Al3+ yang terdapat pada tawas tersebut akan terhidroslisis membentuk partikel
koloid Al(OH)3 yang bermuatan positif melalui reaksi:
Al3+ + 3H2O Al(OH)3 + 3H+
Al3+ + 3H2O Al(OH)3 + 3H+
Setelah itu, Al(OH)3 menghilangkan
muatan-muatan negatif dari partikel koloid tanah liat/lumpur dan terjadi
koagulasi pada lumpur. Lumpur tersebut kemudian mengendap bersama tawas yang
juga mengendap karena pengaruh gravitasi.
PENUTUP
Kesimpulan
Sistem koloid adalah merupakan suatu
bentuk campuran (sistem dispersi)
dua atau lebih zat yang bersifat homogen namun memiliki ukuran partikel
terdispersi yang cukup besar. Macam-macam sistem koloid : Aerosol, sol, buih, emulsi dan gel.
Sifat-sifat sistem koloid : Efek Tyndall, Gerak Brown, muatan listrik,
kestabilan koloid, koloid liofil dan liofod. Pembuatan sistem koloid dibedakan
menjadi 2 yaitu dengan cara kondensi dan dispepersi. Komponen penyusun koloid
dibedakan menjadi 2 yaitu fase kontinyu dan fase diskontinyu. Bentuk- bentuk
sistem koloid antara lain bulatan, batang, serat dam piringan. Kegunaan sistem
koloid dalam kehidupan sehari-hari seperti dalam bidang industri, makanan,
kosmetik, obat-obatan dan sebagainya.
Saran
Dalam kehidupan sehari-hari koloid sangat bermanfaat bagi
kita. Khususnya dalam bidang kosmetik. Akan tetapi banyak jenis kosmetik yang
berbahaya bagi kesehatan karena mengandung zat kimia yang berbahaya. Oleh
karena itu, kita harus berhati-hati dalam memilih dan menggunakan kosmetik.
DAFTAR PUSTAKA
Parning, dkk. 2006. Kimia SMA Kelas
XI Semester Kedua. Jakarta : Yudhistira. Suharsini, Maria. 2005. Kimia dan
Kecakapan Hidup. Jakarta : Ganesa Exact.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar