KOLOID

Koloid adalah suatu campuran zat heterogen antara dua zat atau lebih di mana partikel-partikel zat yang berukuran koloid tersebar merata dalam zat lain. Ukuran koloid berkisar antara 1-100 nm ( 10-7 – 10-5 cm ). Contoh: Mayones dan cat, mayones adalah campuran homogen di air dan minyak dan cat adalah campuran homogen zat padat dan zat cair.

Sistem koloid adalah suatu bentuk campuran yang keadaannya terletak antara larutan dan suspensi (campuran kasar). Sistem koloid ini mempunyai sifat-sifat khas yang berbeda dari sifat larutan atau suspensi.

Keadaan koloid bukan ciri dari zat tertentu karena semua zat, baik padat, cair, maupun gas, dapat dibuat dalam keadaan koloid.

Sistem koloid sangat berkaitan erat dengan hidup dan kehidupan kita sehari-hari. Cairan tubuh, seperti darah adalah sistem koloid, bahan makanan seperti susu, keju, nasi, dan roti adalah sistem koloid. Cat, berbagai jenis obat, bahan kosmetik, tanah pertanian juga merupakan sistem koloid.

Karena sistem koloid sangat berpengaruh bagi kehidupan sehari-hari, kita harus mempelajarinya lebih mendalam agar kita dapat menggunakannya dengan benar dan dapat bermanfaat untuk diri kita.

Koloid adalah suatu sistem campuran “metastabil” (seolah-olah stabil, tapi akan memisah setelah waktu tertentu). Koloid berbeda dengan larutan; larutan bersifat stabil.

Di dalam larutan koloid secara umum, ada 2 zat sebagai berikut :

– Zat terdispersi, yakni zat yang terlarut di dalam larutan koloid

– Zat pendispersi, yakni zat pelarut di dalam larutan koloid

Berdasarkan fase terdispersi maupun fase pendispersi suatu koloid dibagi sebagai berikut :

Fase Terdispersi Pendispersi Nama koloid Contoh

Gas Gas Bukan koloid, karena gas bercampur secara homogen

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

Sifat Koloid

a. Efek Tyndall

Efek Tyndall adalah penghamburan cahaya oleh larutan koloid, peristiwa di mana jalannya sinar dalam koloid dapat terlihat karena partikel koloid dapat menghamburkan sinar ke segala jurusan.

Contoh: sinar matahari yang dihamburkan partikel koloid di angkasa, hingga langit berwarna biru pada siang hari dan jingga pada sore hari ; debu dalam ruangan akan terlihat jika ada sinar masuk melalui celah.

b. Gerak Brown

Gerak Brown adalah gerak partikel koloid dalam medium pendispersi secara terus menerus, karena adanya tumbukan antara partikel zat terdispersi dan zat pendispersi. Karena gerak aktif yang terus menerus ini, partikel koloid tidak memisah jika didiamkan.

c. Adsorbsi Koloid

Adsorbsi Koloid adalah penyerapan zat atau ion pada permukaan koloid. Sifat adsorbsi 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.

d. Muatan Koloid dan Elektroforesis

Muatan Koloid ditentukan oleh muatan ion yang terserap permukaan koloid. Elektroforesis adalah gerakan partikel koloid karena pengaruh medan listrik.

Karena partikel koloid mempunyai muatan maka dapat bergerak dalam medan listrik. Jika ke dalam koloid dimasukkan arus searah melalui elektroda, maka koloid bermuatan positif akan bergerak menuju elektroda negatif dan sesampai di elektroda negatif akan terjadi penetralan muatan dan koloid akan menggumpal (koagulasi).

Contoh: cerobong pabrik yang dipasangi lempeng logam yang bermuatan listrik dengan tujuan untuk menggumpalkan debunya.

e. Koagulasi Koloid

Koagulasi koloid adalah 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.

Contoh: Fe(OH)3 yang bermuatan positif akan menggumpal jika dicampur As2S3 yang bermuatan negatif.

f. Koloid Liofil dan Koloid Liofob

– Koloid Liofil

Koloid Liofil adalah koloid yang mengadsorbsi cairan, sehingga terbentuk selubung di sekeliling koloid. Contoh: agar-agar.

– Koloid Liofob

Koloid Liofob adalah kolid yang tidak mengadsorbsi cairan. Agar muatan koloid stabil, cairan pendispersi harus bebas dari elektrolit dengan cara dialisis, yakni pemurnian medium pendispersi dari elektrolit.

g. Emulasi

Emulasi adalah kolid cairan dalam medium cair. Agar larutan kolid stabil, ke dalam koloid biasanya ditambahkan emulsifier, yaitu zat penyetabil agar koloid stabil.

Contoh: susu merupakan emulsi lemak di dalam air dengan kasein sebagai emulsifier.

h. Kestabilan Koloid

a. Banyak koloid yang harus dipertahankan dalam bentuk koloid untuk penggunaannya.

Contoh: es krim, tinta, cat.

Untuk itu digunakan koloid lain yang dapat membentuk lapisan di sekeliling koloid tersebut. Koloid lain ini disebut koloid pelindung.

Contoh: gelatin pada sol Fe(OH)3.

b. Untuk koloid yang berupa emulsi dapat digunakan emulgator yaitu zat yang dapat tertarik pada kedua cairan yang membentuk emulsi Contoh: sabun deterjen sebagai emulgator dari emulsi minyak dan air.

i. Pemurnian Koloid

Untuk memurnikan koloid yaitu menghilangkan ion-ion yang mengganggu kestabilan koloid, dapat dilakukan cara dialisis. Koloid yang akan dimurnikan dimasukkan ke kantong yang terbuat dari selaput semipermeabel yaitu selaput yang hanya dapat dilewati partikel ion saja dan tidak dapat dilewati molekul koloid.

Contoh: kertas perkamen, selopan atau kolodion.

Kantong koloid dimasukkan ke dalam bejana yang berisi air mengalir, maka ion-ion dalam koloid akan keluar dari kantong dan keluar dari bejana dan koloid tertinggal dalam kantong. Proses dialisis akan di percepat jika di dalam bejana diberikan arus listrik yang disebut elektro dialisis.

Proses pemisahan kotoran hasil metabolisme dari darah oleh ginjal termasuk proses dialisis. Maka apabila seseorang menderita gagal ginjal, orang tersebut harus menjalani “cuci darah” dengan mesin dialisator di rumah sakit. Koloid juga dapat dimurnikan dengan penyaring ultra.

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:

1. Reaksi Pengendapan

Pembuatan sistem koloid dengan cara ini dilakukan dengan mencampurkan larutan elektrolit sehingga menghasilkan endapan. Contoh: AgNO3 + NaCl —> AgCl(s) + NaNO3

2. 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

3. Reaksi Redoks

Pembuatan koloid dapat terbentuk dari hasil reaksi redoks.

Contoh: pada larutan emas

Reaksi: AuCl3 + HCOH —> Au + HCl + HCOOH

Emas formaldehid

4. 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

5. 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.

1. 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 gula (1:1) pada penggiling koloid, kemudian dilarutkan dalam air, gula akan larut dan belerang menjadi sol.

2. Cara Peptisasi

Pembuatan koloid dengan cara peptisasi adalah pembuatan koloid dengan menambahkan ion sejenis, sehingga partikel endapan akan dipecah. Contoh: sol Fe(OH)3 dengan menambahkan FeCl3.

sol NiS dengan menambahkan H2S.

karet dipeptisasi oleh bensin.

agar-agar dipeptisasi oleh air.

endapan Al(OH)3 dipeptisasi oleh AlCl3.

3. 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.

4. 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.

Komponen Penyusun Koloid

1. Fase kontinyu : medium pendispersi jumlahnya lebih banyak.

2. Fase diskontinyu : medium terdispersi jumlahnya labih banyak.

Bentuk Partikel Koloid

1. Bulatan : misalnya virus, silika.

2. Batang : misalnya virus.

3. Piringan : misalnya globulin dalam darah.

4. Serat : misalnya selulosa.

Penggunaan Sistem Koloid

1. Obat-obatan : salep, krim, minyak ikan.

2. Makanan : es krim, jelly dan agar-agar.

3. Kosmetik : hair cream, skin spray, body lotion.

4. Industri : tinta, cat.

Beberapa Macam Koloid

1. Aerosol

adalah sistem koloid di mana partikel padat atau cair terdispersi dalam gas.

Contoh: aerosol padat: debu, asap.

aerosol cair: kabut, awan.

Bahan pendingin dan pendorong yang sering digunakan adalah Kloro Fluoro Karbon (CFC).

2. Emulsi

adalah sistem koloid di mana zat terdispersi dan pendispersi adalah zat cair yang tidak dapat bercampur. Misalnya: Emulsi minyak dalam air: santan, susu, lateks, minyak ikan. Emulsi air dalam minyak: mentega, minyak rambut, minyak bumi.

Untuk membentuk emulsi digunakan zat pengemulsi atau emulgator yaitu zat yang dapat tertarik oleh kedua zat cair tersebut.

Contoh: sabun untuk mengemulsikan minyak dan air.

kasein sebagai emulgator pada susu.

3. Sol adalah suatu sistem koloid di mana partikel padat terdispersi dalam zat cair.

No. Hidrofob Hidrofil

a. Tidak menarik molekul air tetapi mengadsorbsi ion

Menarik molekul air hingga menyelubungi partikel terdispersi

b. Tidak reversible, apabila mengalami koagulasi sukar menjadi sol lagi

Reversibel, bila mengalami koagulasi akan dapat membentuk sol lagi jika ditambah lagi medium pendispersinya

c. Biasanya terdiri atas zat anorganik Biasanya terdiri atas zat organik

d. Kekentalannya rendah Kekentalannya tinggi

e. Gerak Brown terlihat jelas Gerak Brown tidak jelas

f. Mudah dikoagulasikan oleh elektrolit Sukar dikoagulasikan oleh elektrolit

g. Umumnya dibuat dengan cara kondensasi Umumnya dibuat dengan cara dispersi

h. Efek Tyndall jelas Efek Tyndall kurang jelas

i. Contoh: sol logam, sol belerang, sol Fe(OH)3, sol As2S3, sol sulfida

Contoh: sol kanji, sol protein, sol sabun, sol gelatin

4. Gel/Jel adalah koloid liofil setengah kaku.

Contoh: agar-agar, lem kanji, selai, jelly untuk menata rambut.

5. Buih adalah sistem koloid dari gas yang terdispersi dalam zat cair.

Contoh: sabun, detergen, protein.

Zat-zat yang dapat memecah/mencegah buih yaitu eter, isoamil alkohol.

SABUN/DETERGEN adalah zat yang molekulnya terdiri atas hidrofob dan sekaligus gugus hidrofil.

PENJERNIHAN AIR SUNGAI

1. Air sungai mengandung lumpur ditambah tawas –> air jernih.

2. Air jernih ditambah kaporit –> air jernih bebas kuman.

3. Air jernih bebas kuman disaring –> air bersih.

Sifat Sifat Koloid Sifat khas dari partikel koloid sesuai dengan Efek Tyndall, Gerak Brown adsorpsi, koaguasi, koloid pelindung dan dialisa.

1. Efek Tyndall

Efek Tyndall adalah efek penghamburan cahaya oleh patikel partikel debu yang terdapat dalam ruang jika seberkas cahaya yang dilewatkan pada suatu ruang yang gelap melalui suatu celah atau larutan maka berkas cahaya atau sorotan cahaya akan nampak jelas hal ini disebut dengan sistim koloid

Seorang Ahli fisika berkebangsaan Inggris yang benama John Tyndall (1820-1893) adalah orang pertama kali menerangkan bahwa jika seberkas cahaya yang diarahkan kedalam suatu medium akan terlihat suatu gejala yang mengandung partikel-partikel koloid Disamping itu dia juga berhasil mengemukakan bahwa adanya penghubung

cahaya dari daerah panjang gelombang biru yang disebabkan adanya partikel-partikel oksigen dan nitrogen diudara sehingga langit nampak berwarna biru. Satu contoh lagi yang membuktikan teriadinya efek tyndall yaitu jika kita naik motor pada malam yang gelap dimusim kemarau maka sorot lampu motor akan kelihatan nampak jelas jika ada sedikit partikel partikel debu. demikian pula sebaliknya setelah teradi hujan maka sorotan lampu motor tersebut tidak nampak jelas.

Untuk lebih jelasnya perhatikan gambar berikut tentang terjadinya sistem koloid

2. Gerak Brown

Gerak Brown adalah suatu gerak yang tidak teratur atau secara acak karena terjadi saling benturan molekul molekul zat dispersi pada partikel koloid. Partikel partikel ini dapat terlihat jelas jika kita mempergunakan mikroskop ultra.

Gerak brown ini juga membuktikan adanya teori kinetik molekul gerak ini semakin hebat jika terdapat pada partkel partikel koloid yang sangat kecil

3. Muatan Koloid

Koloid yang bermuatan positif dan koloid yang bermuatan negatif Contoh :

Koloid yang bermuatan negatif ialah As2S3. karena menyerap ion ion negatif pada partikel partikel koloid dan yang bermuatan positif ialah Fe(OH)3 karena dalam air akan menyerap ion H+

4. Adsorpsi Koloid

Partikel koloid menyerap ion-ion pada bidang permukaan, yang menyebabkan partikel koloid tersebut bermuatan listrik positip atau bermuatan listrik negatif

Contoh :

Partikel koloid Fe(OH)3 air akan menyerap ion-ion H+ sehingga dapat bermuatan positif.

Sedangkan koloid pelindung adalah koloid yang dicampur dengan koloid yang lain tidak mengalami penggumpalan. Koloid pelindung ini akan melapisi partikel koloid lain sehingga dapat melindungi muatan koloid tersebut.

Misalnya: Pada tinta atau pada cat jika tidak diberi koloid pelindung akan terjadi pengendapan.

sifat-sifat adsorpsi koloid sebagai berikut:

Dapat menjernihkan air yang keruh dengan memberikan tawas K2SO4 Al2 (SO4)3 sehingga menghasilkan partikel koloid Al (OH)3 yang mampu mengendapakan kotoran

Menjernihkan larutan gula dari bentuk yang berwarna coklat menjadi putih Untuk menghilangkan bau badan digunakan sabun berlangsung berdasarkan cara adsorpsi buih sabun

menggunakan permukaan yang luas sehingga mampu mengemulsikan kotoran yang melekat Untuk mewarnai serat wol kapas atau sutera kita gunakan sistim adsorpsi serat tersebut apabila

diwamai maka dicampur dengan garam Al2(SO4)3, kemudian dicelupkan dalam larutan zat wama. Koloid Al(OH)3 terbentuk karena hidrolisa Al2(SO4)3 akan mengadopsi zat warna.

5. Koagulasi Koloid

Kaagulasi koloid ialah peristiwa terjadiya pengendapan koloid. Ada beberapa cara dalam melakukan koagulasi adalah :

Dengan cara penambahan zat elektrolit misalnya partikel-partikelkaret alam dalam lateks dikoagulasikan dengan asam asetat. Dengan cara mekanik yaitu diadakan pengadukan, pemanasan, Pendinginan Pencampuran dua jenis larutan koloid yang bermuatan berlawanan.

Misalnya : Campuran sistim koloid As2S3 yang bermuatan negatif dan sistim koloid Fe(OH) yang bermuatan positif akan mengumpul

6. Koloid Liofil dan Liofob

Koloid liofil adalah koloid sol dimana partikel-partikel koloid yang dapat mengikat atau menarik pelarutnya (cairannya).

Contoh: Agar Agar kanji, sagu, jika kita rebus akan mengembang yang tadinya satu bungkus atau satu gelas akan menjadi satu piring bahkan menjadi setengah panci.

Koloid Liofob adalah koloid sol dimana sistim koloid yang partikel – partikelnya tidak dapat menarik molckul-molekul pelarutnya

Contoh : Koloid liofob adalah sol belerang sol emas, sistem koloid AgCl. sol Ag2, sol Fe(OH)3

7. Dialisis

Dialisis adalah proses pemumian partikel-partikel koloid atau proses penyaringan koloid dengan cara kita menggunakan kertas perkamen (membran). Yang diletakkan kedalam air yang sedang mengalir dimana patikel-partikel koloid dari muatan-muatan tersebut menempel pada permukaannya. Adanya ion-ion tersebut merupakan hasil dari sisa-sisa pereaksi pada proses pembuatannya.

8. Elektro foresa

Pada partikel-partikel koloid yang bermuatan dengan bantuan arus listrik yang mengalir ke masing-masing elektroda yang muatannya berlawanan. Maka partikel-partikel elektroda yang bermuatan positif bergerak ke elektroda negatif sedangkan partikel elektroda negatif ke elektroda positif maka setelah bergerak sampai kemasing-masing elektroda biasanya partikel koloid membentuk koagulasi. Jadi pada peristiwa koloid yang bermuatan yang disebut pemisahan Elektro foresa.