Blogroll

Senin, 29 Februari 2016

SISTEM KOLOID



Sistem koloid dipelajari karena berkaitan erat dengan kehidupan kita sehari-hari. Cairan tubuh, susu, dan berbagai produk kosmetik adalah contoh koloid.
a.      Pengertian koloid
Istilah koloid berasal dari bahasa yunani yaitu “kolla” yang berarti lem dan “oid” yang berarti seperti. Dalam hal ini yang berkaitan dengan lem adalah sifat difusinya, karena koloid mempunyai nilai difusi yang rendah seperti lem.
Sistem koloid merupakan suatu bentuk campuran yang keadaanya terletak antara larutan dan suspensi (campuran kasar). Sistem koloid ini mempunyai sifat-sifat khas yang berbeda dari sifat larutan maupun suspensi. Secara makroskopis, koloid tampak homogen, namun secara mikroskopis kolid bersifat heterogen. Perbandingan larutan, koloid dan suspensi dapat dilihat pada Tabel 16.
Tabel 16. Perbandingan sifat larutan, koloid dan suspensi
Larutan
(dispersi molekuler)
Koloid
(dispersi koloid)
Suspensi
(dispersi kasar)
Contoh: larutan gula dalam      air
Contoh: campuran susu dalam air
Contoh: campuran tepung terigu dengan air
1.   Homogen,tak dapat dibedakan walaupun mengunakan miskroskop ultra
2.   Partikel berukuran   kurang  dari 1 nm
3.   Satu fase
4.   Stabil
5.   Tidak dapat disaring
1.      Secara makroskopis bersifat homogen tetapi heterogen jika diamati dengan mikroskop ultra.
2.      Partikel berukuran antara 1 nm sampai 100 nm
3.      Dua fase
4.      Pada umumnya stabil
5.      Tidak dapat disaring kecuali dengan penyaring ultra
1.      Heterogen




2.      Partikel berukuran lebih besar dari 100 nm
3.      Dua fase
4.      Tidak stabil
5.      Dapat disaring

b. Jenis-jenis koloid
Pengolongan suatu sistem koloid terdiri dua fase yaitu, fase terdispersi dan fase/medium  pendispersi tersebut. Baik fase terdispersi maupun fase/medium pendispersi dapat berupa gas, cair dan padat. Zat yang didispersikan disebut fase terdispersi sedangkan medium yang digunakan untuk mendispersikan disebut medium pendispersi. Contohnya pada saat kita membuat susu (misalnya susu instan) dengan  mencampurkannya dengan air, fase terdispersinya adalah lemak sedangkan medium pendispersinya adalah air.
Berdasarkan fase terdispersinya, koloid dapat dikelompokkan menjadi 8 macam (dalam hal ini, gas dengan gas tidak dapat membentuk sistem koloid karena pencampuran gas selalu homogen).
   Tabel 17. Jenis-Jenis Koloid.
No
Fasa terdispersi
Fasa pendispersi
Nama
Contoh
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
Padat
Padat
Padat
Cair
Cair
Cair
Gas
Gas
Gas
Cair
Padat
Gas
Cair
Padat
Cair
Padat
Aerosol padat
Sol
Sol padat
Aerosol Cair
Emulsi
Emulsi padat
Buih
Buih padat
Asap, debu di udara
Cat , tinta
Gelas berwarna, intan hitam
Kabut , awan
Susu, santan, minyak ikan
Jelli, mutiara, opal
Buih sabun, krim kocok
Karet busa, batu apung

a.    Aerosol
Sistem koloid dari partikel padat atau cair yang terdispersi dalam gas disebut aerosol. Jika zat yang terdispersi berupa zat padat, disebut aerosol padat
Contoh : asap yang keluar dari knalpot mobil dan cerobong industri
Jika zat yang terdispersi berupa zat cair, disebut aerosol cair
Contoh : kabut di daerah pengunungan, hair spray, parfum, dan cat semprot.
b.    Sol
Sol adalah sistem koloid dari partikel padat yang terdispersi dalam zat cair.
Contoh: kanji dalam air, agar-agar dalam air, lempung (tanah liat) dalam air, tawas atau Al(OH)3 dalam air, deterjen, tinta dan cat.


c.       Emulsi
Emulsi adalah sistem koloid dari zat cair yang terdispersi dalam zat cair. Suatu emulsi terjadi bila terdapat dua jenis zat cair yang tidak saling melarutkan, seperti minyak dan air. Dalam hal ini, minyak diartikan sebagai semua zat cair yang tidak dapat bercampur dengan air sehingga emulsi dapat digolongkan menjadi dua bagian, yaitu:
a)    Emulsi minyak dalam air (M/A)
 Contoh : susu, santan, lateks
b)   Emulsi air dalam minyak (A/M)
Contoh : minyak ikan dan mayonais
Emulsi terbentuk karena pengaruh suatu pengemulsi (emulgator). Contohnya adalah sabun yang dapat mengemulsikan minyak ke dalam air. Jika campuran minyak dengan air dikocok, maka akan diperoleh suatu campuran yang segera memisah jika didiamkan. Akan tetapi, jika sebelum dikocok ditambahkan sabun atau detergen, maka diperoleh campuran yanag stabil yang kita sebut emulsi.
Contoh lainnya adalah kasein dalam susu dan kuning telur  dalam mayonaise.  
d.    Buih
Sistem koloid dari gas yang terdispersi dalam zat cair disebut buih. Seperti halnya dengan emulsi, untuk menstabilkan buih diperlukan zat pembuih, misalnya sabun, deterjen dan protein. Buih dapat dibuat dengan mengalirkan suatu gas ke dalam zat cair yang mengandung pembuih.  
Buih digunakan pada berbagai proses, misalnya, pada pengolahan bijih logam, pada alat pemadam kebakaran dan lain-lain.
e.     Gel
Koloid setengah kaku (antara padat dan cair) disebut Gel. Gel dapat terbentuk dari suatu sol yang zat terdispersinya mengadsorpsi medium pendispersinya sehingga terbentuk koloid yang agak padat. Contoh : agar-agar dan kanji (jika dipadatkan), lem, gelatin, selai, dan gel sabun
SIFAT-SIFAT KOLOID
 1Efek Tyndall          
Efek Tyndall ini ditemukan oleh John Tyndall (1820-1893), seorang ahli fisika Inggris. Oleh karena itu disebut efek Tyndall. Efek Tyndall adalah efek yang terjadi  jika suatu campuran disinari.
Pada 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  sehingga cahaya dipantulkan tidak teratur kesegala arah  yang mengakibatkan terjadinya penghamburan sinar . Sebaliknya, pada larutan sejati, partikel-partikelnya relatif kecil sehingga tidak terjadi penghamburan cahaya.
2.  Gerak Brown
Gerak Brown ditemukan oleh  Robert Brown berkebangsaan Inggris, sehingga pergerakan partikel koloid dinamakan Gerak Brown. Jika kita amati sistem koloid dibawah mikroskop ultra, maka kita akan melihat bahwa partikel-partikel tersebut akan bergerak membentuk zigzag. Pergerakan zigzag ini dinamakan gerak Brown. Pergerakan tersebut dijelaskan pada penjelasan berikut: Partikel-partikel suatu zat senantiasa bergerak. Gerakan tersebut dapat bersifat acak seperti pada zat cair dan gas. Gerak Brown terjadi akibat tumbukan tidak seimbang dari molekul-molekul medium terhadap partikel koloid.  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 zig-zag atau gerak Brown.
Semakin kecil ukuran partikel koloid, semakin cepat gerak Brown 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 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.
3Muatan Koloid 
§ Elektroforesis
 Elektroforesis merupakan proses pergerakan partikel koloid dalam medan listrik. Elektroforesis berfungsi sebagai pemisahan partikel koloid bermuatan . Pemisahan ini dapat dilakukan dengan memberikan arus searah pada elektroda yang dicelupkan dalam koloid.
Sesuai dengan ketentuan bahwa partikel yang bermuatan listrik positif akan  tertarik ke partikel yang bermuatan listrik  negatif dan sebaliknya. Misalnya, wadah yang berisi campuran dua macam koloid (  Fe(OH)3  dan As2S3) dialiri arus searah. Akibatnya, koloid yang bermuatan positif {Fe(OH)3} akan tertarik ke elektrode negatif dan koloid yang bermuatan negatif {As2S3} akan tertarik ke elektrode yang bermuatan positif. Dengan demikian koloid tersebut akan terpisah.
§  Adsorpsi
 Partikel koloid memiliki kemampuan menyerap ion atau muatan listrik fase pendispersi pada permukaannya mengakibatkan  partikel koloid menjadi bermuatan listrik. Penyerapan pada permukaan ini disebut adsorpsi (partikel-partikel koloid bermuatan listrik). Sehingga partikel koloid menjadi bermuatan.
Jenis muatannya tergantung pada jenis partikel bermuatan yang diserap apakah anion atau kation.  Sebagai contoh, partikel sol Fe(OH)3 (bermuatan positif) mengadsorpsi kation dari medium pendispersinya sehingga sol Fe(OH)3 bermuatan positif, sedangkan partikel sol As2S3 (bermuatan negatif) mengadsorpsi anion dari medium pendispersinya sehingga bermuatan negatif.
 Partikel koloid sol tersebut tidak selalu mengadsorpsi ion yang sama. Hal itu tergantung pada muatan yang berlebih dari medium pendispersinya. Misalnya, jika sol AgCl terdapat pada medium pendispersi dengan kation Ag+ berlebih, maka AgCl akan bermuatan positif. Sedangkan jika AgCl terdapat pada medium pendispersi dengan anion Cl- berlebih, maka sol AgCl akan bermuatan negatif.  
Sifat koloid yang terpenting adalah muatan partikel koloid. Partikel-partikel koloid ialah bermuatan sejenis. Maka terjadi gaya tolak-menolak yang mencegah partikel-partikel koloid bergabung dan mengendap akibat gaya gravitasi. Oleh karena itu, selain gerak Brown, muatan koloid juga berperan besar dalam menjaga kestabilan koloid.
Sifat  adsorpsi dari koloid ini digunakan dalam berbagai proses, antara lain sebagai berikut :
a.       Pemutihan Gula Tebu
b.      Norit
c.       Penjernihan Air
4 . Koagulasi
Partikel-partikel koloid bersifat stabil karena memiliki muatan yang sejenis. Apabila muatan  tersebut hilang, maka partikel-partikel koloid akan bergabung membentuk gumpalan. Gumpalan ini akan mengendap akibat gaya gravitasi. Proses ini disebut koagulasi.
Proses koagulasi  dapat terjadi apabila ke dalam koloid ditambahkan zat dengan muatan yang berbeda dengan partikel koloid, akibatnya partikel koloid ini  akan bergabung membentuk molekul besar.
Koagulasi dalam koloid banyak dimanfaatkan dalam kehidupan sehari-hari, seperti proses penjernihan air, menjernihkan larutan gula,  asap atau debu dari pabrik/industri dapat digumpalkan dengan alat koagulasi listrik dari Cottrel.
5 .  Koloid  Pelindung
Pada beberapa proses, suatu kolid harus dipecahkan, tetapi dilain pihak koloid perlu dijaga supaya tidak rusak. Suatu koloid dapat distabilkan dengan menambahkan koloid lain yang disebut koloid pelindung. Koloid pelindung ini akan membungkus partikel zat terdispersi sehingga tidak dapat lagi menggelompok.
Contoh :
a.       Pada pembuatan es krim digunakan gelatin untuk mencegah pembentukan kristal besar es atau gula
b.      Cat atau tinta dapat bertahan lama karena menggunakan koloid pelindung
c.       Zat-zat pegemulsi, seperti sabun dan deterjen, juga tergolong koloid pelindung.
Pemurnian koloid
Pada pembuatan suatu koloid, seringkali terdapat ion-ion yang dapat mengganggu kestabilan koloid tersebut. Ion-ion pengganggu ini dapat dihilangkan dengan suatu proses yang  disebut Dialisis.
Dalam proses ini, sistem koloid dimasukkan ke dalam suatu kantong koloid yang terbuat dari selaput semipermiabel, yaitu  selaput yang dapat melewatkan partikel-partikel kecil, seperti ion-molekul sederhana, tetapi menahan koloid. Lalu kantong koloid itu dimasukkan ke dalam bejana yang berisi air mengalir. Dengan demikian, ion-ion keluar dari kantong dan hanyut bersama air.
Proses pemisahan hasil-hasil metabolisme dari darah oleh ginjal juga merupakan proses dialisis. Jaringan ginjal bersifat sebagai selaput semipermiablel yang dapat dilewati oleh air dan molekul sederhana seperti urea, tetapi menahan butir-butir darah yang merupakan koloid. Orang menderita gagal ginjal dapat “cuci darah”,dimana fungsi ginjal diganti oleh suatu mesin dialisator.
Koloid Liofil dan Koloid Liofob
Koloid yang memiliki medium dipersi cair dibedakan atas koloid liofil dan liofob. Suatu koloi dikatan liofil apabila terdapat gaya tarik menarik yang cukup besar antara zat terdispersi dengan medium pendispersi. Liofil berarti suka cairan. Disebut koloid liofob jika gaya tarik menarik tersebut tidak ada atau lemah. Liofab berarti takut air.  
Contoh :
Koloid Hidrofil  : protein, sabun, detergen, agar-agar, kanji dan gelatin
Koloid Hidrofob: susu, mayonaise, sol belerang, sol Fe(OH)3, sol sulfida dan sol logam
Koloid hidrofil mempunyai gugus ionik atau gugus polar di permukaannya, sehingga mempunyai interaksi yang baik dengan air. Butir-butir koloid liofil/hidrofil dapat mengadsorpsi molekul mediumnya sehingga membentuk suatu selubung atau jaket. Hal ini disebut solvatasi/hidratasi. Dengan cara itu butir-butir koloid tersebut terhindar dari agregasi (pengelompokkan).
Sol hidrofil tidak akan mengumpal pada penambahan sedikit elektrolit. Zat  terdispersi dari sol hidrofil dapat dipisahkan dengan pengendapan atau penguapan. Apabila zat padat tersebut dicampurkan kembali dengan air maka dapat membentuk kembali sol hidrofil. Dengan kata lain, sol hidrofil bersifat reversibel.
Koloid hidrofob tidak akan stabil dalam medium polar (seperti air) tanpa kehadiran zat pengemulsi atau koloid pelindung. Zat pengemulsi membungkus partikel hidrofob  sehingga terhindar dari koagulasi. Susu (emulsi lemak dalam air)  distabilkan oleh sejenis protein susu yaitu kasein, sedangkan mayonaise (emulsi minyak nabati dalam air) distabilkan oleh kuning telur.
Sol hidrofob dapat mengalami koagulasi pada penambahan sedikit elektrolit. Sekali zat terdispersi telah dipisahkan, tidak akan membentuk sol jika dihancurkan kembali dengan air. Perbedaan sol hidrofil den sol hidrofob dapat disimpulkan sebagai berikut:
Tabel 18. Perbedaan Koloid Liofil dan Koloid Liofob.
Koloid liofil
Koloid liofob
a.       Mengadsorpsi mediumnya
b.      Dapat dibuat dengan konsentrasi yang relatif besar
c.       Tidak mudah digumpalkan dengan penambahan elektrolit
d.      Viskositas lebih besar daripada mediumnya
e.       Bersifat reversibel
f.       Efek Tyndalnya lemah
a.             Tidak mengadsorpsi mediumnya
b.            Hanya stabil pada konsentrasi kecil
c.             Mudah mengumpal dengan penambahan elektrolit
d.            Viskositas hampir sama dengan mediumnya
e.             Tidak bersifat reversible
f.             Efek Tyndalnya lebih jelas

Koloid dalam kehidupan sehari-hari
Dalam lingkungan di sekitar kita, banyak ditemukan sistem koloid, baik yang berasal dari alam  maupun yang dibuat manusia. Beberapa manfaat dari koloid bagi kehidupan manusia antara lain:
1.    Untuk menghilangkan kotoran
Koloid yang digunakan untuk menghilangkan kotoran adalah detergen dan sabun. Dengan sifat khas dari sabun atau deterjen yang mempunyai dua kutub, maka kotoran yang menempel pada badan, pakaian, atau peralatan lainnya dapat dihilangkan.
Pada saat  mandi atau  mencuci, kita menggunakan sabun atau detergen. Molekul-molekul sabun terdiri dari dua bagian, yaitu bagian kepala dan bagian ekor. Bagian kepala merupakan bagian yang mudah bersatu dengan air, sedangkan bagian ekor merupakan bagian yang sulit bercampur dengan air, tetapi mudah bercampur dengan lemak. Pada saat mencuci, bagian ekor akan masuk pada kotoran yang mengandung lemak, sedangkan bagian kepala akan ditarik oleh molekul-molekul air. Akibatnya kotoran-kotoran yang melekat pada badan atau pakaian akan dikelilingi oleh molekul sabun atau detergen, sehingga kotoran akan lepas dan masuk ke dalam air.

2.    Pemutih gula
Gula tebu yang masih berwarna dapat diputihkan. Hal ini dilakukan dengan melarutkan gula kedalam air, kemudian larutan dialirkan melalui koloid karbon. Partikel-partikel koloid akan mengadsorpsi zat warna tersebut.
3.    Pengambilan partikel koloid asap dan debu dari gas buangan pabrik.
Contoh alat yang menggunakan prinsip elektroforesis adalah pengendap cottrell. Alat ini digunakan untuk memisahkan partikel-partikel koloid seperti asap dan debu yang terkandung dalam gas buangan pabrik. Hal ini bertujuan untuk mengurangi polusi udara.
4.    Pembentukan delta di muara sungai
Air sungai mengandung partikel-partikel koloid tanah liat yang bermuatan negatif. Sedangkan air laut mengandung ion-ion Na+,Mg+ dan Ca2+ yang bermuatan positif. Ketika air sungai bertemu dengan air laut, maka ion-ion positif dari air laut akan menetralkan muatan air sungai. Akibatnya terjadi koagulasi yang menyebabkan terbentuknya delta.
5.    Penjernih air.
Air mengandung partikel-partikel koloid tanah liat dan lainnya yang bermuatan negatif. Untuk keperluan air minum, partikel-partikel koloid ini harus dipisahkan, seperti dengan menambahkan tawas Al2(SO4)3. Tawas mengandung ion Al3+ yang cukup kecil tetapi bermuatan. Ion Al3+  akan terhidrolisis membentuk partikel koloid Al(OH)3 yang bermuatan positif
Al3+  (aq) + 3H2O (l) → Al(OH)3(aq)   +     3H+(aq)
Al(OH)3 akan menghilangkan muatan negatif dari partikel-partikel koloid lumpur sehingga terkoagulasi. Al(OH)3 akan mengendap bersama lumpur


PEMBUATAN KOLOID
       Ukuran koloid terletak antara partikel larutan sejati dan partikel suspensi. Oleh karena itu, partikel dapat dibuat dengan pengelompokan partikel larutan sejati atau menghaluskan bahan dalam bentuk kasar kemudian didispersikan ke dalam medium dispersi. Ada dua dasar metode pembuatan koloid sol yaitu:
 1. Cara Kondensasi
Dengan cara ini, partikel-partikel kecil larutan sejati bergabung membentuk partikel-partikel berukuran koloid. Proses ini melibatkan penggabungan partikel-partikel larutan (atom, ion). Hal ini dilakukan melalui beberapa reaksi kimia, yaitu dekomposisi rangkap, hidrolisis, redoks, dan penggantian pelarut.
a. Reaksi Redoks 
Reaksi Redoks merupakan reaksi pembentukan partikel koloid melalui mekanisme perubahan bilangan oksidasi.Contohnya pembuatan sol belerang dari reaksi antara hidrogen sulfida dengan belerang dioksida, yaitu dengan mengalirkan gas H2S ke dalam larutan SO2
2H2S(g) + SO2(aq)  2 H2O(l)  + 3S
                                                     (koloid)

b.      Reaksi Hidrolisis
Hidrolisis adalah reaksi suatu zat dengan air.
Contohnya: pembuatan sol  Fe(OH)3 dapat diperoleh dari reaksi hidrolisis garam FeCl3  dalam air mendidih
     FeCl3(aq)    +     3H2O(aq)                                 Fe(OH)3 (aq) +   3HCl(aq)
                                                               (koloid)

c.     Dekomposisi Rangkap
Sol As2S3 dapat dibuat dari reaksi antara larutan H3AsO3 dengan larutan H2S.
2H3AsO3(aq)   +     3H2S(aq)                As2S3(aq)   +  6H2O(l)
                                                                                       (koloid)   

 d.  Penggantian pelarut
Belerang sukar larut dalam air, tetapi mudah larut dalam alkohol seperti etanol. Jadi, untuk membuat sol belerang dengan medium pendispersi air, belerang dilarutkan terlebih dahulu dalam etanol sampai jenuh. Setelah larut, larutan belerang dalam etanol ini ditambahkan sedikit demi sedikit ke dalam air sambil diaduk. Belerang akan menggumpal menjadi partikel koloid akibat penurunan kelarutan belerang dalam air.
2.  Cara Dispersi
 Merupakan proses pembuatan koloid  di mana partikel-partikel besar dipecah menjadi partikel-partikel berukuran koloid yang kemudian didispersikan dalam medium pendispersinya. Caranya dapat berupa:
a.  Cara Mekanik   
Pembutan koloid dengan cara mekanik adalah penghalusan partikel-partikel kasar zat padat dengan penggilingan untuk membentuk partikel-partikel berukuran koloid. Alat yang digunakan disebut penggilingan koloid.
Alat penggilingan koloid terdiri dari 2 pelat baja dengan arah rotasi berlawanan. Partikel kasar akan dimasukkan ke ruang antara kedua pelat tersebut dan selanjutnya digiling. Partikel berukuran koloid yang terbentuk kemudian didispersikan dalam medium pendispersinya untuk membuat sistem koloid. Contoh koloid yang dibuat dalam proses ini adalah koloid grafit untuk pelumas, tinta cetak, cat, dan sol belerang.
b. Cara peptisasi
Cara peptisasi adalah proses dispersinya endapan menjadi sistem koloid dengan penambahan zat pemecah. Zat pemecah yang dimaksud adalah elektrolit, terutama yang mengandung ion sejenis, atau pelarut tertentu.
Sebagai contoh: Jika pada endapan Fe(OH)3 ditambahkan elektrolit FeCl3 (mempunyai ion Fe3+ yang sejenis) maka Fe(OH)3  maka Fe(OH)3  akan mengadsorpsi ion-ion Fe3+  tersebut. Sehingga, endapan menjadi bermuatan positif dan memisahkan diri untuk membentuk partikel-partikel koloid.      
Beberapa contoh lain :      
1)   Sol NiS dibuat dengan penambahan H2S kedalam endapan NiS
2)   Sol AgCl dibuat dengan penambahan HCl ke dalam endapan AgCl.
3)   Sol Al(OH)3 dibuat dengan penambahan AlCl3 ke dalam endapan Al(OH)3
 c. Cara Busur Bredig         
Cara busur Bredig digunakan untuk membuat sol logam seperti Ag, Au, dan Pt. Logam yang akan diubah menjadi partikel-partikel koloid digunakan sebagai elektroda. Dua elektrode logam dicelupkan ke dalam medium pendispersi (air dingin) sedemikian sehingga kedua ujungnya saling berdekatan. Kemudian kedua elektrode diberi loncatan listrik. Panas yang timbul akan menyebabkan logam menguap. Uapnya kemudian akan terkondensasi dalam medium pendispersi dingin. Hasil kondensasi ini berupa partikel-partikel koloid.







0 komentar:

Posting Komentar

About Me

Foto Saya
Idris10280
->rahasia<-
Lihat profil lengkapku