Sistem koloid

DEFINISI
Koloid adalah suatu campuran zat heterogen antara dua zat atau lebih di mana partikel-partikel zat yang berukuran koloid tersebar merata dalam zat lain. Ukuran koloid berkisar antara 1-100 nm ( 10-7 – 10-5 cm ).
Contoh:


Mayones dan cat, mayones adalah campuran homogen di air dan minyak dan cat adalah campuran homogen zat padat dan zat cair.
Perbedaan larutan sejati, sistem koloid, dan suspensi kasar.
Keterangan:1. Larutan sejati
2. Sistem koloid
3. Suspensi Kasar
Jumlah fase
1. 1
2. 2
3. 2
Distribusi partikel
1. Homogen
2. Heterogen
3. Heterogen
Ukuran partikel
1. <10-7>10-5cm
Penyaringan
1. Tidak dapat disaring
2. Tidak dapat disaring, kecuali dengan penyaring ultra
3. Dapat disaring
Kestabilan
1. Stabil, tidak memisah
2. Stabil, tidak memisah
3. Tidak stabil, memisah
Contoh
1. Larutan gula, larutan garam, Udara bersih
2. Tepung kanji dalam air, Mayones, Debu di udara
3. Campuran pasir dan air, Sel darah merah dan plasma putih dalam plasma darah.
Jenis -jenis koloid
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
Koloid Sol
SIFAT-SIFAT KOLOID SOL
a. Efek Tyndall
Sifat pengahamburan cahaya oleh koloid di temukan oleh John Tyndall, oleh karena itu sifat ini dinamakan Tyndall. Efek dari Tyndall digunakan untuk membedakan system koloid dari larutan sejati, contoh dalam kehidupan sehari – hari dapat diamati dari langit yang tampak berwarna biru atau terkandang merah/oranye.
Selain itu contoh lainnya adalah pada koloid kanji dan larutan Na2Cr2O7, maka sinar dihamburkan oleh system koloid tetapi tidak dihamburkan oleh larutan sejati hal ini dapat dilihat terdapat berkas sinar pada larutan. Larutan koloid kanji memiliki partikel-partikel koloid relatif besar untuk dapat menhamburkan sinar dan sebaliknya Na2Cr2O7 memiliki partikel-partikel yang relatif kecil sehingga hamburan yang terjadi sedikit kecil dan sulit diamati.
b. Gerak Brown
Dibawah mikroskop ultra, partikel koloid akan tampak sebagai titik cahaya. Jika pergerakan titik cahaya atau partikel tersebut diikuti, partikel itu bergerak terus-menerus dengan gerakan zigzag. Hal ini pertama kali diamati oleh Robert Brown (1773-1858), seorang ahli botani inggris pada tahun 1827. Ia sedang mengamati butiran sari tumbuhan pada permukaan air dean mikroskop. Partikel koloid dalam medium pendispersinya disebut gerak brown.
c. Adsorpsi koloid
Partikel sol padat ditempatkan dalam zat cair atau gas, maka partikel zat cair atau gas akan terakumulasi. Fenomena disebut adsorpsi. Jadi sdsorpsi terkait dengan penyerapan partikel pada permukaan zat. Partikel koloid sol memiliki kemampuan untuk mengadsorpsi partikel pendispersi pada permukaanya. Daya adsorpsi partikel koloid tergolong besar Karenna partikelnya memberikan sesuatu permukaan yang luas. Sifat ini telah digunakan dalam berbagai proses seperti penjernihan air.
d. Muatan koloid sol
Sifat koloid terpenting adalah muatan partikel koloid. Semua partikel koloid memiliki muatan sejenis (positif dan negatif). Maka terdapat gaya tolak menolak antar partikel koloid. Partikel koloid tidak dapat bergabung sehingga memberikan kestabilan pada sistem koloid. Sistem koloid secara keseluruhan bersifat netral.
i. Sumber muatan koloid sol
Partikel-partikel koloid mendapat mutan listrik melalui dua cara, yaitu dengan proses adsorpsi dan proses ionisasi gugus permukaan partikelnya.
- Proses adsorpsi
Partikel koloiddapat mengadsorpsi partikel bermuatan dari fase pendispersinya. Jenis muatan tergantung dari jenis partikel yang bermuatan. Partikel sol Fel (OH)3 kemampuan untuk mengadsorpsi kation dari medium pendisperinya sehingga bermuatan positif, sedangkal partikel sol As2S3 mengadsorpsi anion dari medium pendispersinya sehingga bermuatan negatif.
Sol AgCI dalam medium pendispersi dengan kation Ag+ berlebihan akan mengadsorpsi Ag+ sehingga bermuatan positif. Jika anion CI- berlebih, maka sol AgCI akan mengadsorpsi ion CI- sehingga bermuatan positif.
ii. Kestabilan koloid
Muatan partikel koloid adalah sejenis cenderung karena sering tolak-monolak.
iii.Lapisan bermutar ganda
Permukaan partikel Koloid mendapat muatan bahwa partikel-partikel. lapisan bermuatan listrik ini selanjutnya akan menarik ion-ion dengan
Bagaimana sebenarnya struktur dari lapisan bermuatan ganda ini?
Permukaan lapisan ganda ini mengikuti model Helmoslzt. Sekarang model yang lebih akurat adalah :
Lapisan padat : koloid menarik ion-ion dengan muatan yang berlawanan.
Lapisandifusi : merupakan lapisan dimana muatan berlawanan dari medium pendispersi difusi
iv.Elektroforesis :
Partikel koloid sol bermuatan listrik, maka partikel ini akan bergerak dalm medan listrik. Pergerakan partikel koloid dalam medan listrik disebut elektrofesis.
Femonema elektroforesis dapat digunakan untuk menentukan jenis muatan partikel koloid.
e. Koagulasi
Partikel-partikel koloid yang bersifat stabil karena memiliki muatan listrik sejenis. Apabila muatan listrik itu hilang , maka partikel koloid tersebut akan bergabung membentuk gumpalan. Proses penggumpalan partikel koloid dan pengendapannya disebut Koagulasi.
Penghilangan muatan listrik pada partikel koloid ini dapat dilakukan empat cara yaitu :
i. Menggunakan prinsip elektroforesis
Proses elektroforesis adaalh pergerakan partikel koloid yang bermuatan ke electrode dengan muatan berlawanan. Ketika partikel mencapai electrode, maka partikel akan kehilangan muatannya.

ii. Penambahan koloid lain dengan muatan berlawanan
Sistem koloid bermuatan positif dicampur dengan sistem koloid lain yang bermuatan negatif, kedua koloid tersebut akan saling mengadsorpsi menjadi netral maka terbentuk kogulasi.
iii.Penambahan elektrolit
Elektrolit ditambahkan kedalam sistem koloid maka partikel koloid yang bermuatan negatif akan menarik ion positif dari elektrolit. Partikel koloid yang bermuatan positif akan menarik ion negatif dari elektrolit. Menyebabkan partikel koloid tersebut dikelilingi lapisan kedua yang memiliki muatan berlawanan.
iv.Pendidihan
Kenaikan suhu sistem koloid menyebabkan jumlah tumbukan antara partikel-partikel sol dengan molekul-molekul air bertambah banyak. Menyebabkan lepasnya elekrolit yang teradsorpsi pada permukaan koloid.
f. Koloid pelindung
- Sistem koloid dimana partikel terdisperesinya mempunyai daya adsorpsi yang relatif besar disebut koloid liofil.
- Sistem koloid dimana partikel terdisperesinya mempunyai daya adsorpsi yang relatif kecil disebut koloid liofob.
- Koloid lioil bersifat stabil, sedangkan koloid liofob kurang stabil. Koloid liofil yang berfungsi sebagai koloid pelindung.
PEMBUATAN KOLOID SOL
Ukuran partikel koloid berada di antara partikel larutan dan suspensi, karena itu cara pembuatannya dapat dilakukan dengan memperbesar partikel larutan atau memperkecil partikel suspensi. Maka dari itu, ada dua metode dasar dalam pembuatan iystem koloid sol, yaitu:
- Metode kondensasi yang merupakan metode bergabungnya partikel-partikel kecil larutan sejati yang membentuk partikel-partikel berukuran koloid.
- Metode dispersi yang merupakan metode dipecahnya partikel-partikel besar sehingga menjadi partikel-partikel berukuran koloid.
1. Metode Kondensasi
Pembuatan koloid sol dengan metode ini pada umumnya dilakukan dengan cara kimia (dekomposisi rangkap, hidrolisis, dan redoks) atau dengan penggatian pelarut. Cara kimia tersebut bekerja dengan menggabungkan partikel-partikel larutan (atom, ion, atau molekul) menjadi pertikel-partikel berukuran koloid.
2. Metode Dispersi
Metode ini melibatkan pemecahan partikel-partikel kasar menjadi berukuran koloid yang kemudian akan didispersikan dalam medium pendispersinya. Ada 3 cara dalam metode ini, yaitu:
* Cara Mekanik
Cara mekanik adalah penghalusan partikel-partikel kasar zat padat dengan proses penggilingan untuk dapat membentuk partikel-partikel berukuran koloid. Alat yang digunakan untuk cara ini biasa disebut penggilingan koloid, yang biasa digunakan dalam:
- industri makanan untuk membuat jus buah, selai, krim, es krim,dsb.
- Industri kimia rumah tangga untuk membuat pasta gigi, semir sepatu, deterjen, dsb.
- Industri kimia untuk membuat pelumas padat, cat dan zat pewarna.
- Industri-industri lainnya seperti industri plastik, farmasi, tekstil, dan kertas.
Sistem kerja alat penggilingan koloid:
Alat ini memiliki 2 pelat baja dengan arah rotasi yang berlawanan. Partikel-partikel yang kasar akan digiling melalui ruang antara kedua pelat baja tersebut. Kemudian, terbentuklah partikel-partikel berukuran koloid yang kemudian didispersikan dalam medium pendispersinya untuk membentuk sistem koloid. Contoh kolid yang dibuat adalah; pelumas, tinta cetak, dsb.

* Cara peptisasi
Cara peptisasi adalah pembuatan koloid / sistem koloid dari butir-butir kasar atau dari suatu endapan / proses pendispersi endapan dengan bantuan suatu zat pemeptisasi (pemecah). Zat pemecah tersebut dapat berupa elektrolit khususnya yang mengandung ion sejenis ataupun pelarut tertentu.
Contoh:
- Agar-agar dipeptisasi oleh air ; karet oleh bensin.
- Endapan NiS dipeptisasi oleh H2S ; endapan Al(OH) 3 oleh AlCl3.
- Sol Fe(OH) 3 diperoleh dengan mengaduk endapan Fe(OH) 33 yang baru terbentuk dengan sedikit FeCl3. Sol Fe(OH) 3 kemudian dikelilingi Fe+3 sehingga bermuatan positif
- Beberapa zat mudah terdispersi dalam pelarut tertentu dan membnetuk sistem kolid. Contohnya; gelatin dalam air.
* Cara Busur Bredig
Cara busur Bredig ini biasanya digunakan untuk membuat sol-sol logam, sperti Ag, Au, dan Pt. Dalam cara ini, logam yang akan diubah menjadi partikel-partikel kolid akan digunakan sebagai elektrode. Kemudian kedua logam dicelupkan ke dalam medium pendispersinya (air suling dingin) sampai kedua ujungnya saling berdekatan. Kemudian, kedua elektrode akan diberi loncatan listrik. Panas yang timbul akan menyebabkan logam menguap, uapnya kemudian akan terkondensasi dalam medium pendispersi dingin, sehingga hasil kondensasi tersebut berupa pertikel-pertikel kolid. Karena logam diubah jadi partikel kolid dengan proses uap logam, maka metode ini dikategorikan sebagai metode dispersi.
PEMURNIAN KOLOID SOL
Seringkali terdapat zat-zat terlarut yang tidak diinginkan dalam suatu pembuatan suatu sistem koloid. Partikel-partikel tersebut haruslah dihilangkan atau dimurnikan guna menjaga kestabilan kolid. Ada beberapa metode pemurnian yang dapat digunakan, yaitu:

Dialisis
Dialisis adalah proses pemurnian partikel koloid dari muatan-muatan yang menempel pada permukaannya. Pada proses dialisis ini digunakan selaput semipermeabel. Pergerakan ion-ion dan molekul-molekul kecil melalui selaput semipermiabel disebut dialysis. Suatu koloid biasanya bercampur dengan ion-ion pengganggu, karena pertikel koloid memiliki sifat mengadsorbsi. Pemisahan ion penggangu dapat dilakukan dengan memasukkan koloid ke dalam kertas/membran semipermiabel (selofan), baru kemudian akan dialiri air yang mengalir. Karena diameter ion pengganggu jauh lebih kecil daripada kolid, ion pengganggu akan merembes melewati pori-pori kertas selofan, sedangkan partikel kolid akan tertinggal.
Proses dialisis untuk pemisahan partikel-partikel koloid dan zat terlarut dijadikan dasar bagi pengembangan dialisator. Salah satu aplikasi dialisator adalah sebagai mesin pencuci darah untuk penderita gagal ginjal. Jaringan ginjal bersifat semipermiabel, selaput ginjal hanya dapat dilewati oleh air dan molekul sederhana seperti urea, tetapi menahan partikel-partikel kolid seperti sel-sel darah merah.
Elektrodialisis
Pada dasarnya proses ini adalah proses dialysis di bawah pengaruh medan listrik. Cara kerjanya; listrik tegangan tinggi dialirkan melalui dua layer logam yang menyokong selaput semipermiabel. Sehingga pertikel-partikel zat terlarut dalam sistem koloid berupa ion-ion akan bergerak menuju elektrode dengan muatan berlawanan. Adanya pengaruh medanlistrik akanmempercepat proses pemurnian sistem koloid.
Elektrodialisis hanya dapat digunakan untuk memisahkan partikel-partikel zat terlarut elektrolit karena elektrodialisis melibatkan arus listrik.
Penyaring Ultra
Partikel-partikel kolid tidak dapat disaring biasa seperti kertas saring, karena pori-pori kertas saring terlalu besar dibandingkan ukuran partikel-partikel tersebut. Tetapi, bila kertas saring tersebut diresapi dengan selulosa seperti selofan, maka ukuran pori-pori kertas akan sering berkurang. Kertas saring yang dimodifikasi tersebut disebut penyaring ultra.
Proses pemurnian dengan menggunakan penyaring ultra ini termasuklambat, jadi tekanan harus dinaikkan untuk mempercepat proses ini. Terakhir, partikel-pertikel koloid akan teringgal di kertas saring. Partikel-partikel kolid akan dapat dipisahkan berdasarkan ukurannya, dengan menggunakan penyaring ultra bertahap.
KOLOID BUIH
Buih adalah koolid dengan fase terdisperasi gas dan medium pendisperasi zat cair atau zat padat. Baerdasarkan medium pendisperasinya, buih dikelompokkan menjadi dua, yaitu:
Buih Cair (Buih)
Buih cair adalah sistem koloid dengan fase terdisperasi gas dan dengan medium pendisperasi zat cair. Fase terdisperasi gas pada umumnya berupa udara atao karbondioksida yang terbetuk dari fermentasi. Kestabilan buih dapat diperoleh dari adanya zat pembuih (surfaktan). Zat ini teradsorbsi ke daerah antar-fase dan mengikat gelembung-gelembung gas sehingga diperoleh suatu kestabilan.
Ukuran kolid buih bukanlah ukuran gelembung gas seperti pada sistem kolid umumnya, tetapi adalah ketebalan film (lapisan tipis) pada daerah antar-fase dimana zat pembuih teradsorbsi, ukuran kolid berkisar 0,0000010 cm. Buih cair memiliki struktur yang tidak beraturan. Strukturnya ditentukan oleh kandungan zat cairnya, bukan oleh komposisi kimia atau ukuran buih rata-rata. Jika fraksi zat cair lebih dari 5%, gelembung gas akan mempunyai bentuk hamper seperti bola. Jika kurang dari 5%, maka bentuk gelembung gas adalah polihedral.
Beberapa sifat buih cair yang penting:
Struktur buih cair dapat berubah dengan waktu, karena:
- pemisahan medium pendispersi (zat cair) atau drainase, karena kerapatan gas dan zat cair yang jauh berbeda,
- terjadinya difusi gelembung gas yang kecil ke gelembung gas yang besar akibat tegangan permukaan, sehingga ukuran gelembung gas menjadi lebih besar,
- rusaknya film antara dua gelembung gas.
Struktur buih cair dapat berubah jika diberi gaya dari luar. Bila gaya yang diberikan kecil, maka struktur buih akan kembali ke bentuk awal setelah gaya tersebut ditiadakan. Jika gaya yang diberikan cukup besar, maka akan terjadi deformasi.
Contoh buih cair:
- Buih hasil kocokan putih telur
Karen audara di sekitar putih telur akan teraduk dan menggunakan zat pembuih, yaitu p[rotein dan glikoprotein yang berasal dari putih telur itu sendiri untukmembentuk buih yang relative stabil. Sehingga putih telur yang dikocok akan mengembang.
- Buih hasil akibat pemadam kebakaran
Alat pemadam kebakaran mengandung campuran air, natrium bikarbonat, aluminium sulfat, serta suatu zat pembuih. Karbondioksida yang dilepas akan membentuk buih dengan bamtuam zat pembuih tersebut.
Buih Padat
Buih padat adalah sistem kolid dengan fase terdisperasi gas dan denganmedium pendisperasi zat padat. Kestabilan buih ini dapat diperoleh dari zat pembuih juga (surfaktan). Contoh-contoh buih padatyang mungkin kita ketahui:
- Roti
Proses peragian yang melepas gas karbondioksida terlibat dalam proses pembuatan roti. Zat pembuih protein gluten dari tepung kemudian akan membentuk lapisan tipis mengelilimgi gelembung-gelembung karbondioksida untuk membentuk buih padat.
- Batu apung
Dari proses solidifikasi gelas vulkanik, maka terbentuklah batu apung.
- Styrofoam
Styrofoam memiliki fase terdisperasi karbondioksida dan udara, serta medium pendisperasi polistirena.