BAB 1
PENDAHULUAN
1.1. Latar belakang
Sistem koloid merupakan suatu bentuk campuran (sistem dispersi) dua atau lebih zat yang bersifat homogen namun memiliki ukuran partikel terdispersi yang cukup besar (1 - 100 nm), sehingga terkena efek Tyndall. Bersifat homogen berarti partikel terdispersi tidak terpengaruh oleh gayagravitasi 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.
Ada kehidupan sehari-hari ini, sering kita temui beberapa produk yang merupakan campuran dari beberapa zat, tetapi zat tersebut dapat bercampur secara merata/homogen. Misalnya saja saat ibu membuatkan susu untuk adik, serbuk/tepung susu bercampur secara merata dengan air panas. Produk-produk seperti itu adalah sistem koloid.
Keadaan koloid atau sistem koloid atau suspensi koloid atau larutan koloid atau suatu koloid adalah suatu campuran berfasa dua yaitu fasa terdispersi dan fasa pendispersi dengan ukuran partikel terdispersi berkisar antara 10-7 sampai dengan 10-4 cm. Besaran partikel yang terdispersi, tidak menjelaskan keadaan partikel tersebut. Partikel dapat terdiri atas atom, molekul kecil atau molekul yang sangat besar. Koloid emas terdiri atas partikel-partikel dengan bebagai ukuran, yang masing-masing mengandung jutaan atom emas atau lebih. Koloid belerang terdiri atas partikel-partikel yang mengandung sekitar seribu molekul S8. Suatu contoh molekul yang sangat besar (disebut juga molekul makro) ialah haemoglobin. Berat molekul dari molekul ini 66800 s.m.a dan mempunyai diameter sekitar 6 x 10-7.
1.2. Maksud dan Tujuan
Makalah ini ditujukan agar pembaca dapat mengetahui system koloid yang terdapat dalam kehidupan sehari-hari, mengetahui apa itu arti koloid, penerapan koloid, dan pemaparan lainnya tentang koloid.
BAB 2
PEMBAHASAN
2.1. Tinjauan Pustaka
Koloid adalah suatu campuran zat heterogen (dua fase) antara dua zat atau lebih di mana partikel-partikel zat yang berukuran koloid (fase terdispersi/yang dipecah) tersebar secara merata di dalam zat lain (medium pendispersi/ pemecah). Ukuran partikel koloid berkisar antara 1-100 nm. Ukuran yang dimaksud dapat berupa diameter, panjang, lebar, maupun tebal dari suatu partikel.
2.2. Pengertian
Kata koloid berasal dari bahasa Yunani kolla yang berarti lem, karena dahulu koloid dianggap mirip lem. Klasifikasi koloid yang pertama diajukan oleh Von Weimar dan Ostwald, istilah sistem terdispersi diperkenalkan, dan ukuran partikel digunakan sebagai faktor utama dalam klasifikasi dan karakterisasi koloid.
Koloid adalah zat yang terdiri atas medium homogen dan partikel yang terdispersi di dalamnya. Namun, tidak semua sistem terdispersi merupakan koloid.
Menurut Lumière dan Staudinger, semua koloid dapat digolongkan menjadi koloid molekuler dan koloid asosiasi (miselar). Partikel koloid molekuler adalah makromolekul tunggal, dan strukturnya kurang lebih sama dengan struktur molekul kecil, yaitu atom-atom terikat oleh ikatan kimia sejati. Contoh: tepung, polyvinyl chloride (PVC), spherocolloids seperti glikogen, albumin, dan sebagainya.
Struktur koloid asosiasi agak berbeda. Partikel koloid miselar bukan molekul besar tetapi agregat dari banyak molekul kecil atau kelompok atom yang terikat oleh ikatan sekunder, seperti kohesi atau gaya van der Waals.
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.
2.3 Jenis - Jenis Koloid
Sistem koloid tersusun dari fase terdispersi yang tersebar merata dalam medium pendispersi. Fase terdispersi dan medium pendispersi dapat berupa zat padat, cair, dan gas. Berdasarkan fase terdispersinya, sistem koloid dapat dikelompokkan menjadi 3, yaitu :
1. Sol (fase terdispersi padat)
a. Sol padat adalah sol dalam medium pendispersi padat
Contoh: paduan logam, gelas warna, intan hitam
b. Sol cair adalah sol dalam medium pendispersi cair
Contoh: cat, tinta, tepung dalam air, tanah liat
c. Sol gas adalah sol dalam medium pendispersi gas
Contoh: debu di udara, asap pembakaran
2. Emulsi (fase terdispersi cair)
a. Emulsi padat adalah emulsi dalam medium pendispersi padat
Contoh: Jelly, keju, mentega, nasi
b. Emulsi cair adalah emulsi dalam medium pendispersi cair
Contoh: susu, mayones, krim tangan
c. Emulsi gas adalah emulsi dalam medium pendispersi gas
Contoh: hairspray dan obat nyamuk
3. 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.
2.4 Sifat – Sifat Koloid
I. Efek Tyndall
Salah satu cara menentukan koloid yaitu dengan menjatuhkan seberkas cahaya kepada obyek. Larutan bersifat meneruskan cahaya sedangkan koloid bersifat menghamburkan cahaya. Berkas cahaya yang melalui koloid dapat diamati dari arah samping walaupun partikel koloidnya tidak tampak. Jika partikel terdispersinya kelihatan maka sistem disebut suspensi. Efek Tyndall adalah peristiwa penghamburan cahaya oleh partikel-partikel koloid. Contoh peristiwa efek Tyndall adalah sorot lampu pada malam yang berkabut, sorot lampu proyektor di ruangan yang berasap, dan berkas sinar matahari melalui celah daun pohon pada pagi yang berkabut.
II. Gerak Brown
Gerak zig-zag partikel koloid secara terus-menerus disebut gerak Brown. Gerak Brown menunjukkan kebenaran teori kinetik molekul yang menyatakan bahwa molekul-molekul dalam zat cair selalu bergerak cepat. Gerak Brown terjadi akibat tumbukan yang tidak seimbang dari molekul-molekul medium terhadap partikel koloid. Semakin tinggi suhu, semakin cepat gerak berlangsung karena energi kinetik molekul medium meningkat sehingga menghasilkan tumbukan yang lebih kuat. Gerak inilah yang menyebabkan patikel-partikel koloid tidak mengendap karena dapat mengatasi gaya gravitasi.
III. Elektroforesis
Partikel koloid dapat bergerak dalam medan listrik dan mempunyai muatan. Pergerakan partikel koloid dalam medan listrik disebut elektroforesis. Bila partikel koloid menyerap ion pada permukaannya, 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 bila mengadsorpsi anion, misalnya As2S3, belerang, sol logam, kanji, dan sebagainya.
Jika sepasang elektroda yang dialiri arus listrik dicelupkan ke dalam dispersi koloid, maka partikel koloid bermuatan positif akan bergerak menuju katoda dan partikel kolid bermuatan negatif 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.
IV. Adsorpsi
Partikel koloid mempunyai kemampuan untuk menyerap molekul atau ion pada permukaannya sehingga memiliki muatan listrik yang disebut adsorpsi. Sol Fe(OH)3 dalam air mengadsorpsi ion positif hingga bermuatan positif, sedangakan sol As2S3 dalam air mengadsorpsi ion 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 sistem koloid untuk mengadsorpsi gas atau zat racun.
· Proses pewarnaan kain.
· Pemutihan gula tebu. Gula yang masih berwarna dilarutkan dalam air kemudian dialirkan melalui tanah diatomae dan arang tulang sehingga zat warna dalam gula akan diadsorpsi dan gula 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.
V. Koagulasi
Koagulasi adalah peristiwa penggumpalan partikel-partikel koloid karena adanya suatu elektrolit dengan muatan yang berlawanan. Apabila muatan koloid dilucuti maka kestabilan akan berkurang dan menyebabkan penggumpalan. Pelucutan muatan koloid terjadi pada sel elektroforesis atau jika elektrolit ditambahkan ke dalam sistem koloid. Apabila arus listrik dialirkan cukup lama ke dalam sel elektroforesis maka partikel akan digumpalkan ketika mencapai elektroda. Makin besar muatan ion makin kuat daya tariknya dengan partikel koloid sehingga makin cepat terjadi koagulasi.
Beberapa contoh koagulasi:
· pada pengolahan karet, partikel-partikel karet dalam lateks digumpalkan dengan penambahan asam asetat atau asam format sehingga karet dapat dipisahkan dari lateksnya.
· Partikel tanah liat yang dikandung air sungai akan mengendap ketika bertemu 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 partikel albuminoid yang dikandung darah sehingga terjadi penggumpalan darah yang menutupi luka.
· Lumpur koloidal dalam air sungai dapat digumpalkan dengan menambahkan tawas. Sol tanah liat 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 dari Cottrel.
VI. Koloid Pelindung
Pada beberapa proses ketika suatu koloid harus digumpalkan, ada koloid yang perlu dijaga agar tidak menggumpal. Sistem koloid dapat distabilkan dengan penambahan suatu koloid lain yang disebut koloid pelindung (koloid protektif). Koloid pelindung ini akan membungkus partikel terdispersi sehingga tidak dapat lagi berkelompok dan menggumpal. Contoh:
· pembuatan es krim menggunakan gelatin untuk mencegah pembentukan kristal besar es atau gula.
· Cat dan tinta dapat bertahan lama karena menggunakan suatu koloid pelindung.
· Zat-zat pengemulsi seperti sabun dan detergen, juga tergolong koloid pelindung.
VII. Dialisis
Pada permukaan suatu koloid, seringkali terdapat ion-ion yang dapat mengganggu kestabilan 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 kantung koloid itu dimasukkan ke dalam bejana berisi air mengalir. Kantong koloid terbuat dari selaput semipermeabel, yang dapat melewatkan pertikel-partikel kecil, seperti ion-ion atau molekul sederhana, tetapi menahan partikel besar seperti koloid. Dengan demikian, ion-ion keluar dari kantong dan hanyut bersama air. Misalnya proses cuci darah.
VIII. 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 sehingga terbentuk selubung cairan disekeliling partikel koloid. Jika cairannya berupa air maka istilahnya adalah hidrofil. Koloid hidrofil mempunyai gugus ionik atau gugus polar di permukaannya sehingga mempunyai interaksi yang baik dengan air. Butir-butir koloid liofil atau hidrofil dapat mengadsorpsi molekul mediumnya sehingga membentuk suatu selubung. Hal tersebut disebut solvatasi atau hidratasi sehingga koloid terhindar dari agregasi. Sol hidrofil tidak akan menggumpal pada 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 dengan mediumnya sangat lemah atau tidak ada. Partikel-partikel koloid tidak mengadsropsi cairan. Jika cairannya berupa air maka disebut hidrofob. Koloid hidrofob tidak stabil dalam medium polar seperti air tanpa kehadiran zat pengemulsi atau koloid pelindung. Zat pengemulsi membungkus partikel koloid sehingga tidak terjadi koagulasi. Sol hidrofob dapat mengalami koagulasi pada penambahan sedikit elektrolit. Sekali zat terdispersi dipisahkan, tidak akan membentuk sol kembali dengan air. Contoh sol hidrofob adalah sol sulfida dan sol-sol logam.
Hidrofil
|
Hidrofob
|
mengadsorpsi medium
|
tidak mengadsorpsi medium
|
dapat dibuat dalam konsentrasi relatif besar
|
stabil pada konsentrasi kecil
|
tidak mudah menggumpal pada penambahan elektrolit
|
mudah menggumpal pada penambahan elektrolit
|
viskositas lebih besar daripada medium
|
viskositas hampir sama dengan medium
|
reversible
|
irreversible
|
efek Tyndall lemah
|
efek Tyndall lebih jelas
|
2.5 Cara Pembuatan Koloid
Ukuran partikel koloid terletak antara partikel larutan sejati dan partikel suspensi. Oleh karena itu, sistem koloid dapat dibuat dengan pengelompokkan (agregasi) partikel larutan sejati atau menghaluskan bahan dalam bentuk kasar kemudian didispersikan ke dalam medium pendispersi. Cara yang pertama disebut cara kondensasi, sedangkan yang kedua disebut cara dispersi.
2.5.1 Cara Kondensasi
Dengan cara kondensasi partikel larutan sejati (molekul atau ion) bergabung menjadi partikel koloid. Cara ini dapat dilakukan melalui reaksi-reaksi kimia, seperti reaksi redoks, hidrolisis, dan dekomposisi rangkap, atau dengan pergantian pelarut.
1. Reaksi Redoks
Reaksi redoks adalah reaksi yang disertai perubahan bilangan oksidasi.
Contoh:
· Pembuatan sol belerang dari reaksi antara hidrogen sulfida (H2S) dengan belerang dioksida (SO2), yaitu dengan mengalirkan gas H2S ke dalam SO2.
2H2S (g) + SO2 (aq) ® 2H2O (l) + 3S (koloidal)
· Pembuatan sol emas dari reaksi antara larutan HAuCl4 dengan larutan K2CO3 dan HCHO (formaldehida).
2HAuCl4 (aq) + 6K2CO3 (aq) + 3HCHO (aq) ® 2Au (koloidal) + 5CO2 (g) + 8KCl(aq) + 3HCOOK (aq) + KHCO3 (aq) + 2H2O (l)
2. Hidrolisis
Hidrolisis adalah reaksi suatu zat dengan air.
Contoh:
· Pembuatan sol Fe(OH)3 dari hidrolisis FeCl3. Apabila ke dalam air mendidih ditambahkan larutan FeCl3 akan terbentuk sol Fe(OH)3.
FeCl3 (aq) + 3H2O (l) ® Fe(OH)3 (koloid) + 3HCl (aq)
3. Dekomposisi Rangkap
Contoh:
· Sol As2S3 dapat dibuat dari reaksi antara larutan H3AsO3 dengan larutan H2S.
2H3AsO3 (aq) + 3H2S (aq) ® As2S3 (koloid) + 6H2O (l)
· Sol AgCl dapat dibuat dengan mencampurkan larutan perak nitrat encer dengan larutan HCl encer.
AgNO3 (aq) + HCl (aq) ® AgCl (koloid) + HNO3 (aq)
4. Penggantian Pelarut
Contoh:
· Larutan jenuh kalsium asetat dicampur dengan alkohol akan terbentuk suatu koloid berupa gel.
2.5.2 Cara Dispersi
1. Cara Mekanik
Butir-butir kasar digerus dengan lumpang atau penggiling koloid sampai diperoleh tingkat kehalusan tertentu, kemudian diaduk dengan medium dispersi.
Contoh:
· Sol belerang dapat dibuat dengan menggerus serbuk belerang bersama-sama dengan suatu zat inert (seperti gula pasir), kemudian mencampur serbuk halus itu dengan air.
2. Cara Peptisasi
Cara peptisasi adalah pembuatan koloid dari butir-butir kasar atau dari suatu endapan dengan bantuan suatu zat pemeptisasi (pemecah).Zat pemeptisasi memecahkan butir-butir kasar menjadi butir-butir koloid. Istilah peptisasi dikaitkan dengan peptonisasi, yaitu proses pemecahan protein (polipeptida) yang dikatalisis oleh enzim pepsin.
Contoh:
· Agar-agar dipeptisasi oleh air, nitroselulosa oleh aseton, karet oleh bensin.
Endapan NiS dipeptisasi oleh H2S dan endapan Al(OH)3 oleh AlCl3.
2.5.3 Cara Busur Bredig
Cara busur Bredig digunakan untuk membuat sol-sol logam. Logam yang akan dijadikan koloid digunakan sebagai elektroda yang dicelupkan dalam medium dispersi, kemudian diberi loncatan listrik di antara kedua ujungnya. Mula-mula atom-atom logam akan terlempar ke dalam air, lalu atom-atom tersebut mengalami kondensasi sehingga membentuk partikel koloid. Jadi, cara busur ini merupakan gabungan cara kondensasi dan cara dispersi.
2.6 Penggunaan Koloid dalam Kehidupan
Sistem koloid banyak digunakan pada kehidupan sehari-hari, terutama dalam kehidupan sehari-hari. Hal ini disebabkan sifat karakteristik koloid yang penting, yaitu dapat digunakan untuk mencampur zat-zat yang tidak dapat saling melarutkan secara homogen dan bersifat stabil untuk produksi dalam skala besar.
Berikut adalah aplikasi koloid :
Jenis industri
|
Contoh aplikasi
|
Industri makanan
|
Keju, mentega, susu, saus salad
|
Industri kosmetika dan perawatan tubuh
|
Krim, pasta gigi, sabun
|
Industri cat
|
Cat
|
Industri kebutuhan rumah tangga
|
Sabun, deterjen
|
Industri pertanian
|
Peptisida dan insektisida
|
Industri farmasi
|
Minyak ikan, pensilin untuk suntikan
|
Berikut adalah penjelasan mengenai aplikasi koloid :
1. Pemutihan Gula
Gula tebu yang masih berwarna dapat diputihkan. Dengan melarutkan gula ke dalam air, kemudian larutan dialirkan melalui sistem koloid tanah diatomae atau karbon. Partikel koloid akan mengadsorpsi zat warna tersebut. Partikel-partikel koloid tersebut mengadsorpsi zat warna dari gula tebu sehingga gula dapat berwarna putih.
2. Penggumpalan Darah
Darah mengandung sejumlah koloid protein yang bermuatan negatif. Jika terjadi luka, maka luka tersebut dapat diobati dengan pensil stiptik atau tawas yang mengandung ion-ion Al3+ dan Fe3+. Ion-ion tersebut membantu agar partikel koloid di protein bersifat netral sehingga proses penggumpalan darah dapat lebih mudah dilakukan.
3. Penjernihan Air
Air keran (PDAM) yang ada saat ini mengandung partikel-partikel koloid tanah liat,lumpur, dan berbagai partikel lainnya yang bermuatan negatif. Oleh karena itu, untuk menjadikannya layak untuk diminum, harus dilakukan beberapa langkah agar partikel koloid tersebut dapat dipisahkan. Hal itu dilakukan dengan cara menambahkan tawas (Al2SO4)3.Ion Al3+ yang terdapat pada tawas tersebut akan terhidroslisis membentuk partikel koloid Al(OH)3 yang bermuatan positif melalui reaksi:
Al3+ + 3H2O à Al(OH)3 + 3H+
Setelah itu, Al(OH)3 menghilangkan muatan-muatan negatif dari partikel koloid tanah liat/lumpur dan terjadi koagulasi pada lumpur. Lumpur tersebut kemudian mengendap bersama tawas yang juga mengendap karena pengaruh gravitasi.
2.7 Perbandingan Sifat Koloid, Larutan dan Suspensi
Sifat
|
Larutan (Dispersi Molekuler)
|
Koloid
|
Suspensi (Dispersi Kasar)
|
Sifat
|
homogen (tak dapat dibedakan) meski menggunakan mikroskop ultra
|
secara makroskopis homogen, tetapi heterogen jika diamati dengan mikroskop ultra
|
heterogen (campuran)
|
Diameter Partikel
|
<10-9 m
|
10-9-10-7 m
|
>10-7 m
|
Fase
|
satu fase
|
dua fase
|
dua fase
|
Kestabilan
|
stabil
|
umumnya stabil
|
tidak stabil
|
Penyaringan dan Pemisahan
|
tidak dapat disaring dan tidak memisah ketika didiamkan
|
dapat disaring hanya dengan penyaring ultra dan tak memisah ketika didiamkan
|
dapat disaring dan memisah ketika didiamkan
|
Penampakan
|
jernih, meneruskan cahaya
|
tidak jernih
|
menghamburkan cahaya
|
Contoh
|
larutan gula
|
susu
|
air kopi
|
BAB 3
SIMPULAN DAN SARAN
3.1. Simpulan
Berdasarkan dari pembahasan yang telah dijelaskan sebelumnya, penulis dapat memberikan simpulan sebagai berikut :
1. Koloid adalah suatu campuran zat heterogen (dua fase) antara dua zat atau lebih di mana partikel-partikel zat yang berukuran koloid (fase terdispersi/yang dipecah) tersebar secara merata di dalam zat lain (medium pendispersi/ pemecah).
2. Sistem koloid tersusun dari fase terdispersi yang tersebar merata dalam medium pendispersi. Fase terdispersi dan medium pendispersi dapat berupa zat padat, cair, dan gas.
3. Sifat koloid secara makroskopis homogen, tetapi heterogen jika diamati dengan mikroskop ultra.
3.2. Saran
Harapan penulis dari simpulan tersebut yaitu, penulis dapat merumuskan beberapa saran, diantaranya :
1. Diharapkan agar pembaca dapat mengetahui koloid apa saja yang terdapat dalam kehidupan sehari-hari.
2. Diharapkan agar pembaca dapat menguasai materi koloid tidak hanya pada makalah ini, lebih baik dari berbagai sumber lainnya.
DAFTAR PUSTAKA
http://www.chem-is-try.org/materi_kimia/kimia-smk/kelas_x/koloid/
http://id.wikipedia.org/wiki/Sistem_koloid
http://sistemkoloid.tripod.com/sifat.htm
http://www.scribd.com/doc/34446217/Koloid
