Jumat, 23 November 2012

koloid kimia



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