Sistem Koloid

SISTEM KOLOID

A.      Komponen dan Pengelompokkan Sistem Koloid

1.       Komponen Koloid

Campuran antara air dan gula disebut larutan/suspensi molekuler, artinya suatu campuran yang molekul zat terlarutnya (gula) menyebar merata dalam molekul pelarut (air). Campuran ini sering disebut campuran homogen. Contoh lain alkohol, air laut, cuka, sirop, dan lain – lain.

Campuran air dan susu disebut koloid, yaitu antara campuran homogen dan campuran heterogen. Contoh lain kabut, tinta, asap, dan lain – lain. Campuran pasir dan air disebut suspensi kasar, yaitu campuran yang terdiri dari dua bagian yaitu endapan dan filtrat (campuran heterogen).

Setiap campuran memiliki ciri – ciri tersendiri sehingga campuran dapat digolongkan menjadi tiga, yaitu larutan, koloid, dan suspensi. Perbedaan masing – masing golongan tersebut terdiri dari homogenitas, kejernihan,fase,ukuran, dan kestabilan. Berikut tabel ciri – ciri larutan, koloid, dan suspensi.

Larutan	Koloid	Suspensi
-      Homogen, tidak dapat dibedakan dengan mikroskop ultra -      Jernih -      Satu fase -      Tidak dapat disaring -       Tidak memisah (stabil) -       Diameter partikel < 10-7 cm	-       Tampak homogen, dengan mikroskop ultra tampak heterogen -       Tidak jernih -       Dua fase -       Dapat disaring kertas saring ultra -       Umumnya stabil -       Diameter partikel 10-7 – 10-5 cm	-      Heterogen -         Tidak jernih -         Dua fase -         Dapat disaring kertas saring ultra -         Tidak stabil -         Diameter partikel > 10_5 cm

2.    Sistem Koloid

Sistem koloid dibagi menjadi dua bagian yaitu fase terdispersi (zat terlarut) dan medium pendispersi (pelarut). Keduanya terdri dari tiga fasw/wujud yaitu padat, cair, dan gas yang bersatu. Namun antara fase gas dengan gas tidak mebentuk sistem koloid karena bercampur homogen, melainkan larutan.

No	Fase Terdispersi	Medium Pendispersi	Nama Koloid	Contoh
1 2 3 4 5 6 7 8	Padat Padat Padat Cair Cair Cair Gas Gas	Padat Cair Gas Padat Cair Gas Padat Cair	Sol Padat Sol Aerosol Padat Emulsi Padat Emulsi Cair Aerosol Cair Busa Padat Busa/buih	Perunggu, baja Cat, tinta, lotion Asap, debu di udara Keju, mentega, jeli Susu, santan Kabut, awan Batu apung, busa, jok Buih sabun/sampo

B.      Pembuatan Sistem Koloid dengan Cara Kondensasi dan Dispersi

1.       Cara Kondensasi

Pembuatan koloid dengan cara kondensasi adalah dengan mengubah partikel – partikel larutan yang terdiri dari molekul – molekul atau ion – ion menjadi partikel koloid. Cara kondensasi ini merupakan cara kimia.

2.       Cara Dispersi

Cara dispersi yaitu pembuatan koloid dari suspensi kasar. Cara dispersi dibedakan menjadi empat sebagai berikut :

a.       Cara Mekanika

Pembuatan koloid dengan cara penggerusan/penggilingan untuk zat padat, cara pengadukan/pengocokan untuk zat cair, kemudian dibersihkan ke dalam medium (pendispersi).

Contoh : belerang halus + air → sol belerang

b.      Cara Peptisasi

Pembuatan koloid dengan cara memecah molekul besar menjadi molekul yang lebih kecil dengan menghilangkan ion elektrolit penyebab gumpalan, misalnya endapan Al(OH)_3.

c.       Cara Busur Bredig (Elektrodispersi)

Pembuatan koloid dengan loncatan bunga api listrik. Cara ini bisa untuk membuat sol logam.

d.      Cara Homogenisasi

       Pembuatan koloid dengan cara membuat suatu zat menjadi homogen dan berukuran         koloid. Cara ini sering digunakan pada pengolahan susu.

C.      Sifat – sifat Koloid dan Penerapannya

1.       Efek Tyndall dan Gerak Brown

Efek tyndall adalah penghamburan cahaya oleh partikel koloid. Peristiwa ini ditemukan oleh John Tyndall. Partikel dalam sistem koloid berupa molekul atau ion yang berukuran cukup besar dapat menghamburkan cahaya ke segala arah, meskipun partikel koloidnya tidak tampak. Sebaliknya, jika ukuran partikel terlalu kecil tidak mampu memantulkan cahaya. Contoh efek Tyndall adalah sorot lampu mobil pada malam hari saat ada debu,asap, atau kabut, sinar matahari yang melalui celah daun, terjadinya warna biru pada siang hari dan warna merah/jingga di langit saat matahari terbenam.

Partikel – partikel koloid selalu bergerak terus menerus dan secara acak. Gerakan ini dinamakan dengan gerak Brown, yang ditemukan Robert Brown. Gerak acak/Brown ini terjadi karena benturan partikel pendispersi dari segala arah. Gerakan ini akan semakin cepat jika terjadi ukran partikel koloid semakin kecil. Adanya gerak Brown dalam sistem kolod menyebabkan partkel – partikel kolid tersebar merata dalam medium pendispersinya dan tidak memisah meskipun didiamkan.

2.   Muatan Listrik pada Partikel – Partikel Koloid

Partikel – partikel koloid bermuatan listrik, baik positif maupun negatif. Adanya muatan listrik dijelaskan pada peristiwa – peristiwa berikut.

a.       Elektroforesis

Elektrofiresis adalah peristiwa pergerakan partikel koloid menuju elektroda dibawah pengaruh medan listrik. Muatan listrik ini terjadi karena penyerapan ion pada permukaan koloid. Muatan listrik ini juga memengaruhi kestabilan koloid, disamping karena gerak Brown. Manfaat elektroforesis sebagai berikut :

1.       Menerima muatan yang dimiliki suatu partikel

2.       Memproduksi barang industri yang terbuat dari karet, misalnya sarung tangan

3.       Mengurangi zat pencemar udara yang dihasilkan dunia industri dengan metode Cottrell

b.      Koagulasi

Koagulasi (penggumpalan) yaitu peristiwa pengendapan partikel – partikel koloid sehingga fase terdispersinya terpisah dari medium pendispersinya. Koagulasi disebabkan karena hilangnya kestabilan untuk mempertahankan partikel agar tetap tersebar di medium pendispersi. Koagulasi dapat dilakukan dengan penambahan zat elektrolit dan cara mekanik (pemanasan), pendinginan/pengadukan).

                Koagulasi sering digunakan untuk proses – proses sebagai berikut

1.       Penjernihan air dengan penambahan tawas (K₂SO₄.Al₂(SO₄)₃)

2.       Proses pendinginan santan

3.       Pengolahan karet dari lateks (penggumpalan lateks dengan asam cuka)

4.       Pembentukan delta di daerah muara sungai

5.       Telur rebus dan pembuatan agar – agar

c.       Adsorpsi

Adsorpsi adalah peristiwa penyerapan suatu zat sehingga partikel – partikel zat tersebut menempel pada bidang penyerapan. Hal ini terjadi  karena adanya gaya tarik malekul – molekul pada permukaan adsorban.

Adsorpsi dimanfaatkan untuk hal – hal berikut :

1.       Penggunaan norit untuk penyembuhan sakit perut

2.       Proses pemutihan gula pasir pada industri gula dengan tanah diatom dan arang tulang

3.       Pewarnaan serat sutra, wol atau kapas dalam larutan Al₂(SO₄)₃ pada industri tekstil

4.       Proses penjernihan air keruh dengan tawas

5.       Pembersihan kotoran dengan sabun

6.       Adsorpsi koloid humus oleh koloid tanah liat

3. Koloid Lofil dan Koloid Liofob

Mengapa kita harus menggunakan sabun saat mandi atau mencuci baju? Kotoran yang menempel pada pakaian atau badan berupa debu dan minyak. Karena air sedikit bermuatan listrik (berkutub) sedangakan minyak tidak bermuatan, maka keduanya tidak menyatu. Air saja tidak dapat membersihkan minyak.

Molekul  sabun memiliki dua bagian yaitu ujung berkutub yang bersifat hidrofilik (larut dalam air) dan ujung tidak berkutub (hidrofobik) yang tidak larut dalam air. Ujung hidrofobik menyerap kotoran minyak dan ujung hidrofilik melingkupi kotoran minyak dengan membentuk misel. Misel ini melayang dalam ar dan tidak melekat lagi sehingga saat dibilas, kotoran akan lenyap.

Adanya sifat adsorpsi tersebut, maka ada dua jenis sol, yaitu sol liofil dan sol liofob. Sol liofil adalah sol yang zat terdispersinya dapat menarik dan mengadsorpsi molekul mediumnya. Sol liofob adalah sol yang zat terdispersinya tidak dapat menarik dan tidak dapat mengadsorpsi molekul mediumnya. Bila sol tersebut mediumnya air, disebut sol hidrofil, contohnya kanji, protein, sabun, agar – agar, detergen, dan gelatin. Sol hidrofob contohnya sol sulfida, sol logam, dan sol belerang.

4.         Koloid dalam Penjernihan Air

Dalam kehidupan sehari – hari, kita selalu berhubungan dengan koloid ini, misalnya kita mandi menggunakan sabun sampai berbusa, mencuci baju, mengecat rumah dengan cat, menulis dengan tinta, dan sebagainya. Di dunia industri, sistem koloid ini juga banyak diterapkan, misalnya industri cat, keramik, plastik, tekstil, kertas dan sebagainya.

Dalam kehidupan sehari – hari proses pengolahan air secara sederhana dapat dilakukan melalui tiga tahap sebagai berikut :

a.         Koagulasi/Penggumpalan Kotoran

Koagulan yang digunakan adalah tawas (K₂SO₄.Al₂(SO₄)₃). Partikel ini akan mengadsorpsi tanah dan kotoran lainnya kemudian menggumpal dan mengendap.

b.      Penyaringan

Hasil dari koagulasi dipisahkan dengan cara penyaringan, hasilnya air menjadi jernih. Penyaring yang biasa digunakan adalah lapisan pasir, kerikil, dan ijuk.

c.       Disinfektan

Untuk membunuh kuman yang terdapat di dalam air digunakan kaporit (Ca(OCl)₂), tetapi efeknya air menjadi berbau. Untuk menghilangkannya digunakan arang, sedangkan untuk menaikkan pH digunakan kapur tohor.