SISTEM KOLOID

SISTEM KOLOID

APAKAH KOLOID ITU ???

         Istilah koloid pertama kali diutarakan oleh seorang ilmuwan Inggris, Thomas Graham, sewaktu mempelajari sifat difusi beberapa larutan melalui membran kertas perkamen. Graham menemukan bahwa larutan natrium klorida mudah berdifusi sedangkan kanji, gelatin, dan putih telur sangat lambat atau sama sekali tidak berdifusi. Zat-zat yang sukar berdifusi tersebut disebut koloid.
           Tahun 1907,  Ostwald, mengemukakan istilah sistem terdispersi bagi zat yang terdispersi dalam medium pendispersi. Analogi dalam larutan, fase terdispersi adalah zat terlarut, sedangkan medium pendispersi adalah zat pelarut. Sistem koloid termasuk salah satu sistem dispersi. Sistem dispersi lainnya adalah larutan dan suspensi.   Larutan merupakan sistem dispersi yang ukuran partikelnya sangat kecil, sehingga tidak dapat dibedakan antara partikel dispersi dan pendispersi. Sedangkan suspensi merupakan sistem dispersi dengan partikel berukuran besar dan tersebar merata dalam medium pendispersinya . Sistem Koloid adalah suatu bentuk campuran yang keadaannya terletak antara larutan dan suspensi (campuran kasar). Secara makroskopis koloid tampak homogen, tetapi secara mikroskopis bersifat heterogen. Campuran koloid umumnya bersifat stabil dan tidak dapat disaring. Ukuran partikel koloid terletak antara 1 nm-10 nm.
           Koloid merupakan campuran 2 fase yang terdiri dari fase terdispersi dan medium pendispersi. Fase terdispersi merupakan zat yang didispersikan dan bersifat diskontinu (terputus-putus), sedangkan medium untuk mendispersikan disebut medium pendispersi dan berisfat kontinu. Adapun perbandingan sifat larutan, koloid dan suspensi adalah sebagai berikut:

Partikel koloid

      Sistem koloid ini mempunyai sifat yang berbeda dari sifat larutan atau suspensi. Keadaan koloid bukan ciri dari zat tertentu karena semua zat dapat dibuat menjadi koloid. 
untuk mendukung materi ini dapat dibuka link : 
https://www.youtube.com/watch?v=sTo9mV_hepo
Buku:
https://books.google.co.id/books?id=8alYO9n5f7wC&pg=PA298&dq=sistem+koloid+kimia&hl=en&sa=X&ei=5SGiVb6HAYq8ugTIhpegBA&ved=0CBsQ6AEwAA#v=onepage&q=sistem%20koloid%20kimia&f=false

Untuk membedakan sistem koloid dengan sistem pemcapuran lainnya, perhatikanlah tabel berikut!

LARUTAN	KOLOID	SUSPENSI
Terdiri atas satu fasa	Terdiri atas satu fasa	Terdiri atas dua fasa
Homogen	Homogen	Heterogen
Jernih	Keruh	Keruh
Tidak memisah jika didiamkan	Tidak memisah jika didiamkan	Memisah jika didiamkan
Tidak dapat disaring	Dapat disaring	Dapat disaring
Tidak dapat diamati	Dapat diamati dengan mikroskop ultra	Dapat diamati dengan mikroskop biasa
Diameter partikel < 1 nm	Diameter partikel 1nm - 100nm	Diameter partikel > 100 nm
Penulisan A (aq)	Penulisan A (s)	Penulisan A (s)

QUIS SISTEM KOLOID

SIFAT - SIFAT KOLOID

Dari tiga macam sistem dispersi tersebut, tunjukkan manakah larutan, koloid, dan suspensi??
Apa yang menyebabkan koloid memiliki sifat yang berbeda dari larutan dan suspensi??
 ------------------------------------------------------------------------------------------------

a.      Efek Tyndall
               Efek Tyndall ialah gejala penghamburan berkas sinar (cahaya) oleh partikel-partikel koloid. Hal ini disebabkan karena ukuran molekul koloid yang cukup besar. Efek tyndall ini ditemukan oleh John Tyndall (1820-1893), seorang ahli fisika Inggris. Oleh karena itu sifat itu disebut efek tyndall. Animasi efek tyndall https://www.youtube.com/watch?v=NaURE8gTXqk

Perbedaan larutan & kolid pada saat terkena cahaya

           Efek tyndall adalah efek yang terjadi jika suatu larutan terkena sinar. Pada saat larutan  sejati (gambar kiri) disinari dengan cahaya, maka larutan tersebut tidak akan menghamburkan cahaya, sedangkan pada sistem koloid (gambar kanan), cahaya akan dihamburkan. hal itu terjadi karena partikel-partikel koloid mempunyai partikel-partikel yang relatif besar untuk dapat menghamburkan sinar tersebut. Sebaliknya, pada larutan sejati, partikel-partikelnya relatif kecil sehingga hamburan yang terjadi hanya sedikit dan sangat sulit diamati.

b.   Gerak Brown
           Gerak Brown ialah gerakan partikel-partikel koloid yang senantiasa bergerak lurus tapi tidak menentu (gerak acak/tidak beraturan). Gerakan tersebut dapat bersifat acak seperti pada zat cair dan gas, atau hanya bervibrasi di tempat seperti pada zat padat. Untuk koloid dengan medium pendispersi zat cair atau gas, pergerakan partikel-partikel akan menghasilkan tumbukan dengan partikel-partikel koloid itu sendiri. ukuran partikel koloid dan semakin cepat kecepatan gerak partikel, semakin cepat gerak Brown terjadi.

Gerak Brown

Tumbukan tersebut berlangsung dari segala arah. Oleh karena ukuran partikel cukup kecil, maka tumbukan yang terjadi cenderung tidak seimbang. Sehingga terdapat suatu resultan tumbukan yang menyebabkan perubahan arah gerak partikel sehingga terjadi gerak zigzag atau gerak Brown. Animasi gerak Brown https://www.youtube.com/watch?v=gznbl9PtUd4

c. Adsorpsi

Adsorpsi  adalah peristiwa di mana suatu zat menempel pada permukaan zat lain, seperti ion H⁺ dan OH^–  dari medium pendispersi. Untuk berlangsungnya adsorpsi, minimum harus ada dua macam zat, yaitu zat yang tertarik disebut adsorbat, dan zat yang menarik disebut  adsorban. Apabila terjadi penyerapan ion ada permukaan partikel koloid maka partikel koloid dapat bermuatan listrik yang muatannya ditentukan oleh muatan ion-ion yang mengelilinginya.

Partikel koloid mempunyai kemampuan menyerap ion atau muatan listrik pada permukaannya. Oleh karena itu partikel koloid bermuatan listrik. Penyerapan pada permukaan ini disebut dengan adsorpsi. Contohnya sol Fe(OH)₃ dalam air mengadsorpsi ion positif sehingga bermuatan positif dan sol As₂S₃ mengadsorpsi ion negatif sehingga bermuatan negatif. Pemanfaatan sifat adsorpsi koloid dalam kehidupan antara lain dalam proses pemutihan gula tebu, dalam pembuatan norit (tablet yang terbuat dari karbon aktif) dan dalam proses penjernihan air dengan penambahan tawas.

d. Koagulasi Koloid

         Koagulasi adalah peristiwa pengendapan atau penggumpalan koloid. Koloid distabilkan oleh muatannya. Jika muatan koloid dilucuti atau dihilangkan, maka kestabilannya akan berkurang sehingga dapat menyebabkan koagulasi atau penggumpalan. Pelucutan muatan koloid dapat terjadi pada sel elektroforesis atau jika elektrolit ditambahakan ke dalam system koloid. Apabila arus listrik dialirkan cukup lama kedalam sel elektroforesis, maka partikel koloid akan digumpalkan ketika mencapai electrode. Koagulasi koloid karena penambahan elektrolit terjadi karena koloid bermuatan positif menarik ion negative dan koloid bermuatan negative menarik ion positif. Ion-ion tersebut akan membentuk selubung lapisan kedua. Jika selubung itu terlalu dekat, maka selubung itu akan menetralkan koloid sehingga terjadi koagulasi.

Animasi koagulasi https://www.youtube.com/watch?v=J44wh7muLC4

Beberapa contoh peristiwa koagulasi dalam kehidupan sehari-hari adalah:

1. Pembentukan delta di muara sungai karena koloid tanah liat dalam air sungai mengalami koagulasi ketika

    bercampur dengan elektrolit dalam air laut.

2. Karet dalam latek digumpalkan dengan menambahkan asam formiat

3. Lumpur koloidal dalam air sungai dapat digumpalkan dengan menambahkan tawas

4. Asap atau debu pabrik dapat digumpalkan dengan alat koagulasi listrik dari cottrel.

f. Koloid pelindung

Ada koloid yang bersifat melindungi koloid lain supaya tidak mengalami koagulasi. Koloid semacam ini disebut koloid pelindung. Koloid pelindung ini membentuk lapisan di sekeliling partikel koloid yang lain sehingga melindungi muatan koloid tersebut. Koloid pelindung ini akan membungkus partikel zat terdispersi, sehingga tidak dapat lagi mengelompok.

Contoh pemanfaatan koloid pelindung adalah sebagai berikut:

1. Pada pembuatan es krim digunakan gelatin untuk mencegah pembentukan Kristal besar atau gula
2. Cat dan tinta dapat bertahan lama karena menggunakan suatu koloid pelindung.
3.   Zat-zat pengemulsi seperti sabun dan detergen juga tergolong koloid pelindung.

g. Dialisis

            Untuk stabilitas koloid diperlukan sejumlah muatanion suatu elektrolit. Akan tetapi, jika penambahan elektrolit ke dalam sistem koloid terlalu banyak, kelebihan ini dapat mengendapkan fase terdispersi dari koloid itu. Hal ini akan mengganggu stabilitas sistem  koloid tersebut. Untuk mencegah kelebihan elektrolit, penambahan elektrolit dilakukan  dengan cara dialisis.

Dialisis merupakan proses pemurnian koloid dengan membersihkan atau menghilangkan ion-ion pengganggu menggunakan suatu kantong yang terbuat dari selaput semipermiabel.  Caranya, sistem koloid dimasukkan ke dalam kantong semipermeabel, dan diletakkan dalam air. Selaput semipermeabel ini hanya dapat dilalui oleh ion-ion, sedang partikel koloid tidak dapat melaluinya, dengan demikian akan diperoleh koloid yang murni. Ion-ion yang keluar melalui selaput semipermeabel ini kemudian larut dalam air. Dalam proses dialisis hilangnya ion-ion dari sistem koloid dapat dipercepat dengan menggunakan air yang mengalir. Peristiwa dialisis ini diaplikasikan dalam proses pencucian darah di dunia kedokteran.

h. Elektroforesis

           Partikel koloid dapat bergerak dalam medan listrik karena partikel koloid bermuatan listrik. Pergerakan partikel koloid dalam medan listrik ini disebut elektroforesis. Jika dua batang elektrode dimasukkan kedalam sistem koloid dan kemudian dihubungkan dengan sumber arus searah, maka partikel koloid akan bergerak kesalah satu elektrode tergantung pada jenis muatannya. Koloid bermuatan negatif akan bergerak ke anode (elektrode positif) sedang koloid bermuatan positif akan bergerak ke katode (elektrode negatif).

Elektroforesis dapat digunakan untuk mendeteksi muatan partikel koloid. Jika partikel koloid berkumpul dielektrode positif berarti koloid bermuatan negatif, jika partikel koloid berkumpul dielektrode negatif bearti koloid bermuatan positif. Peristiwa elektroforesis ini sering dimanfaatkan kepolisian dalam identifikasi/tes DNA pada jenazah korban pembunuhan/ jenazah tak dikenal.

Koloid Liofil dan Liofob

            Koloid liofol dan koloid liofob umumnya terjadi pada sol, dimana fase terdispersinya padatan dan mediumnya cairan sehingga lebih dikenal dengan sebutan sol liofil dan sol liofob.
             Sol liofil adalah dimana fase terdispersinya (padatan) senang akan medium pendispersinya (cairan) atau dapat dikatakan bahwa zat terdispersi mempunyai afinitas (daya tarik) yang besar terhadap medium pendispersinya.
Contoh Sol liofil: sabun, detergen, agar-agar, kanji, dan gelatin.

             Sol liofob merupakan kebalikan dari sol liofil, yaitu sol dimana fase terdispersinya (padatan) kurang senang akan medium pendispersinya (cairan) atau dapat dikatakan bahwa zat terdispersi mempunyai afinitas (daya tarik) yang kecil terhadap medium pendispersinya.
Contoh Sol liofob: sol belerang, sol Fe(OH)₃, sol-sol sulfida, dan sol-sol logam.

            Koloid liofil/hidrofil lebih mantap dan lebih kental daripada koloid liofob/ hidrofob. Butir-butir koloid liofil/hidrofil membungkus diri dengan cairan/air mediumnya. Hal ini disebut solvatasi/hidratasi. Dengan cara itu butir-butir koloid tersebut terhindar dari agregasi (pengelompokan). Hal demikian tidak terjadi pada koloid liofob/hidrofob.

         Koloid liofob/hidrofob mendapat kestabilan karena mengadsorpsi ion atau muatan listrik. Sebagaimana telah dijelaskan bahwa muatan koloid menstabilkan sistem koloid.
Sol hidrofil tidak akan menggumpal pada penambahan sedikit elektrolit. Zat terdispersi dari sol hidrofil dapat dipisahkan dengan pengendapan atau penguapan. Apabila zat padat tersebut dicampurkan kembali dengan air, maka dapat membentuk kembali sol hidrofil. Dengan perkataan lain, sol hidrofil bersifat  reversibel. Sebaliknya, sol hidrofob dapat mengalami koagulasi pada penambahan sedikit elektrolit. Sekali zat terdispersi telah dipisahkan, tidak akan membentuk sol lagi jika dicampur kembali dengan air. Perbedaan sol hidrofil dengan sol hidrofob disimpulkan sebagai berikut:

Koloid liofil

Koloid liofob

1.       Stabil pada saat yang terdispersi mempunyai konsentrasi kecil maupun besar. 2.       Koagulasi terjadi bila zat elektrolit yang ditambahkan dalam jumlah banyak. 3.       Ketika berkoagulasi berbentuk gumpalan seperti gel. 4.       Reversible, bila dikeringkan dapat membentuk koloid kembali dengan penambahan pendispersi seperti semula. 5.       Kesetabilan tidak terpengaruh dialisis. 6.       Peristiwa efek Tyndall tidak terlihat jelas 7.       Viskositas besar pada pendispersi murni, bila lama didiamkan akan menyerupai agar-agar. 8.       Tekanan permukaan pendispersi terpengaruh partikel terdispersi.

1.       Stabil hanya bila zat yang terdispersi mempunyai konsentrasi kecil. 2.       Mudah berkoagulasi (mengendap) dalam zat elektrolit. 3.       Ketika berkoagulasi bentuk gumpalan seperti mayonnaise. 4.       Tidak reversible, bila dikeringkan tidak dapat membentuk koloid kembali. 5.       Kesetabilan terpengaruh oleh dialisis. 6.       Peristiwa efek Tyndall terlihat jelas. 7.       Viskositas kecil. 8.       Tekanan permukaan pendispersi tidak terpengaruh partikel terdispersi.

JENIS - JENIS KOLOID

Jenis - jenis Koloid dan Pengelompokkannya

        Telah kita ketahui bahwa sistem koloid terdiri atas dua fasa, yaitu fasa terdispersi dan fasa pendispersi (medium dispersi).  Sistem koloid dapat dikelompokkan berdasarkan jenis fasa terdispersi dan fasa pendispersinya.

         Koloid yang mengandung fasa terdispersi padat disebut  sol. Jadi, ada tiga jenis sol, yaitu sol padat (padat dalam padat), sol cair (padat dalam cair), dan sol gas (padat dalam gas). Istilah sol biasa digunakan untuk menyatakan sol cair, sedangkan sol gas lebih dikenal sebagai  aerosol (aerosol padat). Koloid yang mengandung fasa terdispersi cair disebut emulsi. Emulsi juga ada tiga jenis, yaitu emulsi padat (cair dalam padat), emulsi cair (cair dalam cair), dan emulsi gas (cair dalam gas).  Istilah emulsi biasa digunakan untuk menyatakan emulsi cair, sedangkan emulsi gas juga dikenal dengan nama  aerosol  (aerosol cair). Koloid yang mengandung fasa terdispersi gas disebut  buih. Hanya ada dua jenis buih, yaitu buih padat dan buih cair. Mengapa tidak ada buih gas? Istilah buih biasa digunakan untuk menyatakan buih cair.

a.    Aerosol

Sistem koloid dari partikel padat atau cair yang terdispersi dalam gas disebut aerosol. Jika zat yang terdispersi berupa zat padat disebut aerosol padat, jika zat yang terdispersi berupa zat cair disebut aerosol cair. Aerosol padat contohnya: asap dan debu di udara, aerosol cair contohnya:  kabut dan awan.

Dewasa ini banyak produk dibuat dalam bentuk aerosol, seperti semprot rambut (hair spray), semprot obat nyamuk, parfum, cat semprot, dan lain-lain. Untuk menghasilkan aerosol diperlukan suatu bahan pendorong (propelan aerosol).  Contoh bahan pendorong yang banyak digunakan adalah senyawa  klorofluorokarbon  (CFC) dan karbon dioksida.

b.   Sol

Sistem koloid dari partikel padat yang terdispersi dalam zat cair disebut sol. Koloid jenis sol banyak ditemui dalam kehidupan sehari-hari contohnya: sol sabun, sol detergen, sol kanji, tinta tulis, air sungai berlumpur dan cat.

c.   Emulsi 

Sistem koloid dari zat cair yang terdispersi dalam zat cair disebut emulsi.  Syarat terjadinya emulsi ini adalah kedua zat cair tidak saling melarutkan. Emulsi dapat digolongkan menjadi dua bagian, yaitu emulsi minyak dalam air atau emulsi air dalam minyak. Contoh emulsi minyak dalam air adalah santan, susu, dan lateks. Contoh emulsi air dalam minyak adalah minyak ikan, minyak bumi.

Emulsi terbentuk karena adanya zat pengemulsi (emulgator), contoh emulgator adalah sabun yang dapat mengemulsikan minyak dalam air. Contoh emulgator lainnya adalah kasein dalam susu dan kuning telur dalam mayonaise.

d.    Buih

Sistem koloid dari gas yang terdispersi dalam zat cair disebut buih. Seperti halnya dengan emulsi, untuk menstabilkan  buih diperlukan zat pembuih, misalnya sabun, deterjen, dan protein. Buih dapat dibuat dengan mengalirkan suatu gas ke dalam zat cair yang mengandung pembuih. Buih digunakan pada berbagai proses, misalnya buih sabun pada pengolahan bijih logam, pada alat pemadam kebakaran, dan lain-lain. Adakalanya buih tidak dikehendaki. Zat-zat yang dapat memecah atau mencegah buih,antara lain eter, isoamil alkohol, dan lain-lain.

Buih mempunyai fase terdispersi gas. Buih terdiri atas:
1)buih padat dengan medium pendispersi padat, contoh batu apung, karet busa, dan styrofoam;
2)buih cair atau buih dengan medium pendispersi cair, contoh buih sabun dan putih telur.

e.  Gel

Koloid yang setengah kaku (antara padat dan cair) disebut gel. Contoh : agar-agar, lem kanji, selai, gelatin, gel sabun, gel silika. Gel dapat terbentuk dari suatu sol yang mengadsorbsi medium pendispersinya, sehingga terjadi koloid yang agak padat.

Dengan demikian ada 8 jenis koloid, seperti yangtercantum pada tabeldi bawah ini :

No.	Fase terdispersi	Fase pendispersi	Nama sistem koloid	Contoh sistem koloid
1.	Cair	Gas	Aerosol Cair	Kabut, awan
2.	Padat	Gas	Aerosol Padat	Debu, Asap
3.	Gas	Cair	Busa, buih	Buih sabun
4.	Cair	Cair	Emulsi	Susu, santan
5.	Padat	Cair	Sol	Cat, tinta, kanji
6.	Gas	Padat	Busa Padat	Batu apung, karet busa
7.	Cair	Padat	Emulsi Padat	Jeli, mutiara, keju
8.	Padat	Padat	Sol Padat	Kaca berwarna, intan hitam

PEMBUATAN KOLOID

        Jika kita atau sebuah industri akan memproduksi suatu produk berbentuk koloid, bahan bakunya adalah larutan (partikel berukuran kecil) atau suspensi (partikel berukuran besar). Didasarkan pada bahan bakunya, pembuatan koloid dapat dilakukan dengan dua cara, yaitu sebagai berikut.

a.  Cara kondensasi

Dengan cara kondensasi partikel larutan sejati bergabung menjadi partikel koloid. Cara ini dapat dilakukan melalui reaksi-reaksi kimia seperti reaksi redoks, hidrolisis, dekomposisi rangkap, atau dengan pergantian pelarut.

1)   Reaksi subtitusi

Misalnya larutan natrium tiosulfat direaksikan dengan larutan asam klorida , maka akan terbentuk belerang. Partikel belerang akan bergabung menjadi semakin besar sampai berukuran koloid sehingga terbentuk sel belerang. Seperti reaksi:

Na₂SO_3(aq) + 2HCl_(aq) →2 NaCl_(aq)+ H₂O_(l) + S_(s)

2)   Reaksi Hidrolisis

Reaksi hidrolisis adalah reaksi suatu zat dengan air. Sol Fe(OH)₃ dibuat melalui hidrolisis larutan FeCl₃, yaitu dengan memanaskan larutan FeCl₃. Hidrolisis larutan AlCl₃ akan menghasilkan koloid Al(OH)₃. Reaksinya adalah:

FeCl_3(aq) + 3H₂O_(l) → Fe(OH)_3(s) +3HCl_(aq)

AlCl_3(aq) + 3 H₂O_(l)  → Al(OH)_3(s) + 3HCl_(aq)

3)   Reaksi Redoks

Reaksi redoks adalah reaksi yang disertai perubahan bilangan oksidasi. Pembuatan sol belerang dari reaksi antara hidrogen sulfida (H₂S) dengan belerang dioksida (SO₂), yaitu dengan mengalirkan gas H₂S kedalam larutan SO_{2. reaksinya adalah:}

2H₂S_(g) + SO_2(aq) → 2H₂O_(l) + 3S _(s)

 4)   Reaksi Dekomposisi Rangkap

Contohnya adalah pembuatan sol As₂S₃ dengan mereaksikan larutan H₃AsO₃ dengan larutan H₂S. Reaksinya adalah sebagai berikut:

2H₃AsO_3(aq) + 3H₂S_(aq) → As₂S_3(s) + 6H₂O_(l)

 5)   Penggantian Pelarut

Cara ini dilakukan dengan menggnti medium pendispersi sehingga fase terdispersi yang semula larut menjadi berukuran koloid. Misalnya larutan jenuh kalsium asetat jika dicampur dengan alcohol akan terbentuk suatu koloid berupa gel.

b.  Cara dispersi

       Dengan cara dispersi partikel kasar dipecah menjadi partikel koloid. Cara dispersi dapat dilakukan secara mekanik, peptisasi, atu dengan loncatan bunga listrik(busur bredig).

1) Cara mekanik

Dengan cara ini, butir-butir kasar  digerus dengan lumpang, sampai diperoleh tingkat kehalusan tertentu, kemudian diaduk dengan medium pendispersi. Contoh pembuatan sol belerang dengan menggerus serbuk belerang bersama zat inert seperti gula pasir, kemudian mencampur dengan air.

2) Cara peptisasi

Cara peptisasi adalah pembuatan koloid dari butir-butir kasar atau dari suatu endapan dengan bantuan zat pemecah (pemeptisasi).

3) Cara busur bredig

Cara busur bredig digunakan untuk membuat sol-sol logam. Logam yang akan dijadikan koloid digunakan sebagai elktrode yang dicelupkan kedalam medium dispersi, kemudian diberi loncatan listrik dikedua ujungnya. Mula-mula atom logam akan terlempar kedalam air, lalu atom tersebut mengalami kondensasi sehingga membentuk partikel koloid. Jadi cara busur bredig ini merupakan gabungan cara disperse dan kondensasi.