SISTEM KOLOID, XI - IPA2

Latar Belakang

            Dalam kehidupan sehari-hari kita sering bahkan selalu menggunakan bahan-bahan kimia, seperti sabun, minyak wangi, pasta gigi, dan lain-lain. Bahan-bahan kimia tersebut tidak dalam bentuk padatan maupun larutan, tetapi dalam bentuk antara padatan dan larutan yang disebut koloid. Sistem koloid perlu kita pelajari karena 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, dan berbagai jenis obat, bahan kosmetik, tanah pertanian juga merupakan sistem koloid.

Rumusan Masalah

a)      Apa yang dimaksud dengan sistem koloid?

b)      Jelaskan macam-macam sistem koloid!

c)      Bagaimana Sifat Koloid?

d)     Bagaimana proses pembuatan sistem koloid?

e)      Apa saja komponen sistem koloid, bentuk partikel dan kegunaannya dalam kehidupan sehari-hari?

Tujuan

1.      Agar pembaca dapat mengetahui sistem koloid.

2.      Agar pembaca mengetahui macam-macam sistem koloid.

3.      Agar pembaca mengetahui sifat-sifat koloid.

4.      Agar pembaca mengetahui proses pembuatan sistem koloid.

5.      Agar pembaca mengetahui komponen sistem koloid, bentuk partikel dan kegunaannya dalam kehidupan sehari-hari.

PEMBAHASAN

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), sehingga terkena Efek Tyndall. Bersifat homogen berarti partikel terdispersi tidak terpengaruh oleh gaya gravitasi atau 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 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 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 dari fase zat pendispersi dan zat terdispersinya.

Beberapa jenis koloid:

1.      Aerosol

Areosol 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).

2.      Emulsi (fase terdispersi cair)

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 (fase terdispersi padat)

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

Gel/Jel adalah koloid liofil setengah kaku.

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

5.      Buih (fase terdispersi gas)

a.       Buih padat adalah buih dalam medium pendispersi padat
Contoh: Batu apung, marshmallow, karet busa, Styrofoam

b.      Buih cair adalah buih dalam medium pendispersi cair
Contoh: putih telur yang dikocok, busa sabun.
Untuk pengelompokan buih, jika fase terdispersi dan medium pendispersi sama-sama berupa gas, campurannya tergolong larutan.

C. Sifat-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.

D. Proses 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.

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:

ü  sol NiS dengan menambahkan H₂S.

ü  karet dipeptisasi oleh bensin.

ü  agar-agar dipeptisasi oleh air.

ü  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.

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

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.