Bab KOLOID
I. Pengertian
Kata koloid berasal dari bahasa Yunani kola yang berarti lem, karena dahulu
koloiddianggap mirip lem. Klasifikasi koloid yang pertama diajukan oleh Von
Weimar dan Ostwald, istilahsistem terdispersi diperkenalkan, dan ukuran
partikel digunakan sebagai faktor utama dalamklasifikasi dan karakterisasi
koloid.
Koloid adalah zat yang terdiri atas medium homogen dan partikel
yang terdispersi didalamnya. Namun, tidak semua sistem terdispersi merupakan
koloid.
Menurut Lumière dan Staudinger, semua koloid dapat digolongkan
menjadi koloidmolekuler dan koloid asosiasi (miselar). Partikel koloid
molekuler adalah makromolekul tunggal,dan strukturnya kurang lebih sama dengan
struktur molekul kecil, yaitu atom-atom terikat olehikatan kimia sejati.
Contoh: tepung, polyvinyl chloride (PVC), spherocolloids seperti glikogen,albumin, dan sebagainya.
Struktur koloid asosiasi agak berbeda. Partikel koloid miselar
bukan molekul besar tetapiagregat dari banyak molekul kecil atau kelompok atom
yang terikat oleh ikatan sekunder, sepertikohesi atau gaya van der Waals.
II. Jenis-Jenis Koloid
Penggolongan sistem koloid berdasarkan jenis fase pendispersi dan
fase terdispersi dibagimenjadi lima.
·
Aerosol
Sistem koloid dari partikel padat atau cair yang terdispersi dalam
gas disebut aerosol. Jikazat yang terdispersi berupa zat padat disebut aerosol
padat. Contoh aerosol padat adalah debubuangan knalpot. Sedangkan bila zat yang
terdispersi berupa zat cair disebut aerosol cair.Contohnya ialah hairspray dan obat semprot.
Untuk menghasilkan aerosol diperlukan suatu bahan pendorong
(propelan aerosol).Propelan aerosol yang banyak digunakan yaitu
CFC(cholofluorocarbon) dan CO2.
·
Sol
Sol adalah sistem koloid dari partikel padat yang terdispersi
dalam zat cair. Contoh: putihtelur, air lumpur, tinta, cat, dan lain-lain.
Sistem koloid dari partikel padat yang terdispersidalam zat padat disebut sol
padat. Contoh: perunggu, kuningan, permata (gem).
·
Emulsi
Sistem koloid dari zat cair yang terdispersi dalam zat cair lain
disebut emulsi, dengansyarat kedua zat cair tidak saling melarutkan.Sistem
koloid dari zat cair yang terdispersi dalamzat padat disebut emulsi padat,
seperti jeli, mutiara, serta opal, dansistem koloid dari zat cairyang
terdispersi dalam gas disebut emulsi gas.
Emulsi digolongkan ke dalam 2 bagian, yaitu emulsi minyak dalam
air dan emulsi air dalamminyak.. Contoh emulsi minyak dalam air adalah santan,
susu, serta lateks. Contoh emulsi airdalam minyak adalah mayonnaise, minyak
ikan, serta minyak bumi.
Emulsi terbentuk karena pengaruh suatu pengemulsi
(emulgator). Misal sabun yangdicampurkan kedalam campuran minyak
dan air, akan membentuk campuran stabil yangdisebut emulsi.
·
Buih
Sistem koloid dari gas yang terdispersi dalam zat cair disebut
buih, sedangkan sistemkoloid dari gas yang terdispersi dalam zat padat disebut
buih padat.Buih digunakan dalamproses pengolahan bijih logam dan alat pemadam
kebakaran. Contoh buih cair adalah krim kocok ( whipped cream ) dan busa sabun, sementarabuih
padat misalnya lava dan biskuit.
Buih dapat dibuat dengan mengalirkan suatu gas ke dalam zat yang
mengandung pembuihdan distabilkan oleh pembuih seperti sabun dan protein.
Ketika tidak diinginkan, buih dapat dipecah oleh eter, isoamil, atau
alkohol.
·
Gel
Sistem koloid dari zat cair yang terdispersi dalam zat padat dan
bersifat setengah kakudisebut gel. Gel dapat terbentuk dari suatu sol yang zat
terdispersinya mengadsorpsi mediumdispersi sehingga terjadi koloid yang agak
padat. Contoh: agar-agar, semir sepatu, mutiara, dan mentega.
Campuran gas dengan gas tidak membentuk sistem koloid tetapi suatu
larutan sebabsemua gas bercampur baik secara homogen dalam segala perbandingan.
III. Pentingnya Koloid dalam Kehidupan
Pada kehidupan sehari-hari kita dapat menemukan banyak zat dalam
keadaan koloidsehingga sangat perlu diadakan pembelajaran mengenai koloid.
Peranan koloid dapat tampak pada:
·
sel dan jaringan
tubuh mengandung sitoplasma yang bersifat koloid, sehingga ilmu
tentangkoloid sangat diperlukan dalam penerapan biologi.
·
Tanah terdiri dari
bagian-bagian yang bersifat koloid sehingga ilmu tanah dan pertanianmembutuhkan
penerapan kimia koloid pada tanah.
·
Pengolahan makanan dan
teknologi pangan juga menerapkan sifat koloid, misalnya mentega,keju,
susu, selai, agar-agar, dan seterusnya.
·
Pengetahuan tentang koloid
sangat diperlukan dalam industri cat, keramik,plastik, tekstil,kertas, lem,
tinta, semen, karet, kulit, penyedap, pelumas, sabun, obat semprot pertanian
daninsektisida, gel, dan lain-lain.
IV. Efek Tyndall
Salah satu cara menentukan koloid yaitu dengan menjatuhkan
seberkas cahaya kepadaobyek. Larutan bersifat meneruskan cahaya sedangkan
koloid bersifat menghamburkan cahaya.Berkas cahaya yang melalui koloid dapat
diamati dari arah samping walaupun partikel koloidnyatidak tampak. Jika
partikel terdispersinya kelihatan maka sistem disebut suspensi. Efek
Tyndalladalah peristiwa penghamburan cahaya oleh partikel-partikel koloid.
Contoh peristiwa efek Tyndall adalah sorot lampu pada malam yang berkabut,
sorot lampu proyektor di ruangan yangberasap, dan berkas sinar matahari melalui
celah daun pohon pada pagi yang berkabut.
V. Gerak Brown
Gerak zig-zag partikel koloid secara terus-menerus disebut gerak
Brown. Gerak Brownmenunjukkan kebenaran teori kinetik molekul yang menyatakan
bahwa molekul-molekul dalamzat cair selalu bergerak cepat. Gerak Brown terjadi
akibat tumbukan yang tidak seimbang darimolekul-molekul medium terhadap
partikel koloid. Semakin tinggi suhu, semakin cepat gerak berlangsung
karena energi kinetik molekul medium meningkat sehingga menghasilkan
tumbukanyang lebih kuat. Gerak inilah yang menyebabkan patikel-partikel koloid
tidak mengendap karenadapat mengatasi gaya gravitasi.
VI. Elektroforesis
Partikel koloid dapat bergerak dalam medan listrik dan mempunyai
muatan. Pergerakanpartikel koloid dalam medan listrik disebut elektroforesis.
Bila partikel koloid menyerap ion padapermukaannya, maka partikel koloid
akan bermuatan listrik.Partikel koloid bermuatan positif bila mengadsorpsi
kation, misalnya Al(OH)3, Fe(OH)3, protein dalam asam,
dan sebagainya.
Sebaliknya, partikel koloid
akan bermuatan negatif bilamengadsorpsi anion, misalnya As2S3,
belerang, sol logam, kanji, dan sebagainya.
Jika sepasang elektroda yang dialiri arus listrik dicelupkan ke
dalam dispersi koloid, makapartikel koloid bermuatan positif akan bergerak
menuju katoda dan partikel kolid bermuatannegatif akan bergerak menuju anoda.
Elektroforesis bermanfaat untuk menentukan muatan suatu partikel
koloid dan dapat diterapkan untuk mengurangi zat-zat pencemar udara yang
dikeluarkan dari cerobong asap pabrik.
VII. Adsorpsi
Partikel koloid mempunyai kemampuan untuk menyerap molekul atau
ion padapermukaannya sehingga memiliki muatan listrik yang disebut adsorpsi.Sol
Fe(OH)3
dalam airmengadsorpsi ion positif
hingga bermuatan positif, sedangakan sol As2S3
dalam air mengadsorpsiion
negatif sehingga bermuatan negatif.
Sifat adsorpsi dari koloid digunakan dalam berbagai proses, misal:
·
Penyembuhan sakit perut oleh
serbuk karbon (norit), yang di dalam usus membentuk sistemkoloid untuk
mengadsorpsi gas atau zat racun.
·
Proses pewarnaan kain.
·
Pemutihan gula tebu. Gula yang
masih berwarna dilarutkan dalam air kemudian dialirkanmelalui tanah
diatomae dan arang tulang sehingga zat warna dalam gula akan diadsorpsi dangula
menjadi putih bersih.
·
Proses penjernihan air. Air ditambahkan
alumunium sulfat sehingga terhidrolisis membentuk Al(OH)3 yang
berupa koloid yang dapat mengadsorpsi zat warna dan pencemar dalam air.
VIII.
Koagulasi
Koagulasi adalah peristiwa
penggumpalan partikel-partikel koloid karena adanya suatuelektrolit dengan
muatan yang berlawanan. Apabila muatan koloid dilucuti maka kestabilan
akanberkurang dan menyebabkan penggumpalan. Pelucutan muatan koloid terjadi
pada selelektroforesis atau jika elektrolit ditambahkan ke dalam sistem koloid.
Apabila arus listrik dialirkancukup lama ke dalam sel elektroforesis maka
partikel akan digumpalkan ketika mencapaielektroda. Makin besar muatan ion
makin kuat daya tariknya dengan partikel koloid sehinggamakin cepat terjadi
koagulasi.
Beberapa contoh koagulasi:
·
Pada pengolahan karet, partikel-partikel
karet dalam lateks digumpalkan dengan penambahanasam asetat atau asam format
sehingga karet dapat dipisahkan dari lateksnya.
·
Partikel tanah liat yang dikandung air sungai
akan mengendap ketikabertemu dengan air laut yang mengandung banyak
elektrolit sehingga terjadi delta di muara sungai.
·
Jika bagian tubuh mengalami luka maka ion Al3+
atau Fe3+ segera menetralkan partikelalbuminoid yang dikandung
darah sehingga terjadi penggumpalan darah yang menutupi luka.
·
Lumpur koloidal dalam air sungai dapat
digumpalkan dengan menambahkan tawas. Sol tanahliat dalam air biasanya
bermuatan negatif sehingga akan digumpalkan oleh ion Al3+ dari
tawas(aluminium sulfat).
·
Asap atau debu dari pabrik/industri dapat
digumpalkan dengan alat koagulasi listrik dariCottrel.
IX. Koloid
Pelindung
Pada beberapa proses ketika
suatu koloid harus digumpalkan, ada koloid yang perlu dijagaagar tidak
menggumpal. Sistem koloid dapat distabilkan dengan penambahan suatu koloid
lainyang disebut koloid pelindung (koloid protektif). Koloid pelindung ini akan
membungkus partikelterdispersi sehingga tidak dapat lagi berkelompok dan
menggumpal. Contoh:
·
pembuatan es krim menggunakan gelatin untuk
mencegah pembentukan kristal besar es ataugula.
·
Cat dan tinta dapat bertahan lama karena
menggunakan suatu koloid pelindung.
·
Zat-zat pengemulsi seperti sabun dan
detergen, juga tergolong koloid pelindung.
X. Dialisis
Pada permukaan suatu koloid,
seringkali terdapat ion-ion yang dapat mengganggukestabilan koloid tersebut.
Ion-ion pengganggu ini dihilangkan dengan suatu proses yang
disebut dialisis. Dalam proses ini, sistem koloid dimasukkan ke dalam
suatu kantung koloid, lalu kantungkoloid itu dimasukkan ke dalam bejana berisi
air mengalir. Kantong koloid terbuat dari selaput semipermeabel, yang
dapat melewatkan pertikel-partikel kecil, seperti ion-ion atau
molekulsederhana, tetapi menahan partikel besar seperti koloid. Dengan
demikian, ion-ion keluar darikantong dan hanyut bersama air. Misalnya proses
cuci darah.
XI. Koloid
Liofob dan Koloid Liofil
Koloid yang memiliki medium
dispersi cair dibedakan atas koloid liofil dan koloid liofob.Suatu koloid
disebut koloid liofil jika terdapat gaya tarik-menarik yang cukup besar antar
zat terdispersi dengan mediumnya. Partikel-partikel koloid dapat
mengadsorpsi cairan sehinggaterbentuk selubung cairan disekeliling partikel
koloid. Jika cairannya berupa air maka istilahnyaadalah hidrofil. Koloid
hidrofil mempunyai gugus ionik atau gugus polar di permukaannya
sehinggamempunyai interaksi yang baik dengan air. Butir-butir koloid liofil
atau hidrofil dapat mengadsorpsi molekul mediumnya sehingga membentuksuatu
selubung. Hal tersebut disebut solvatasi atau hidratasi sehingga
koloid terhindar dari agregasi. Sol hidrofil tidak akan menggumpalpada
penambahan sedikit elektrolit. Zat padat yang dipisahkan dari sol hidrofil bila
dicampurkan kembali
dengan air dapat kembali membentuk sol hidrofil, atau dengan kata lain
bersifat reversible. Contoh sol hidrofil adalah kanji, protein, dan
agar-agar.
Koloid hidrofob adalah sistem koloid yang gaya tarik-menarik antar
zat terdispersi denganmediumnya sangat lemah atau tidak ada. Partikel-partikel
koloid tidak mengadsropsi cairan. Jikacairannya berupa air maka disebut hidrofob.
Koloid hidrofob tidak stabil dalam medium polarseperti air tanpa kehadiran zat
pengemulsi atau koloid pelindung Zat pengemulsi membungkuspartikel koloid
sehingga tidak terjadi koagulasi. Sol hidrofob dapat mengalami koagulasi
padapenambahan sedikit elektrolit. Sekali zat terdispersi dipisahkan, tidak
akan membentuk solkembali dengan air. Contoh sol hidrofob adalah sol
sulfida dan sol-sol logam.
Hidrofil
|
Hidrofob
|
Mengadsorpsi medium
|
Tidak mengadsorpsi medium
|
Dapat dibuat dalam konsentrasi relative
besar
|
Stabil pada konsentrasi kecil
|
Tidak mudah menggumpal pada penambahan
elektrolit
|
Mudah menggumpal pada penambahan elektrolit
|
Viskositas lebih besar dari medium
|
Viskositas hampir sama dengan medium
|
Reversible
|
Irreversible
|
Efek tyndall lemah
|
Efek tyndall lebih jelas
|
Tidak ada komentar:
Posting Komentar