Sistem Koloid:my chemistry assignment

SISTEM KOLOID

Disusun oleh :

Yanty

XI-IPA 3/30

SMA GONZAGA

Jl. Pejaten Raya no. 10 A

Jakarta Selatan

April 2008

SISTEM DISPERSI

Sistem dispersi adalah sistem dimana suatu zat tersebar merata (fase terdispersi) di dalam zat lain (fase pendispersi atau medium). Fase terdispersi bersifat diskontinu (terputu-putus) sedangkan medium disperse bersifat kontinu. 3 jenis sistem disperse yaitu ;

1. Larutan

Larutan adalah keadaan dimana zat terlarut (molekul, atom, ion) terdispersi secara homogen dalam zat pelarut. Larutan bersifat stabil dan tak dapat disaring. Diameter partikel zat terlarut lebih kecil dari 10^-7 cm. Contoh : larutan gula, larutan garam

2. Suspensi

Suspensi adalah keadaan dimana zat terlarut terdipersi secara heterogendalam zat pelarut, sehingga partikel-partikel zat terlarut cenderung mengendap dan dapat dibedakan dari zat pelarutnya.. Suspensi bersifat diskontinu, dapat disaring dan merupakan sistem 2 fase. Diameter partikel zat terlarut lebih besar dari 10^-5 cm. Contoh: air kopi, air kapur

3. Koloid

Koloid adalah suatu campuran yang keadaannya berada diantara larutan dan suspensi/larutan kasar. Koloid terlihat sebagai campuran homogen, namun digolongkan sebagai campuran heterogen secara mikrokopis. Koloid umumnya bersifat tidak stabil dan tidak dapat disaring. Diameter zat terlarut antar 10^-7-10^-5 cm.

Perbandingan Sifat Larutan, Koloid dan Suspensi.

Larutan (Dispersi Molekuler)	Koloid (Dispersi Koloid)	Suspensi (Dispersi Kasar)
Contoh : larutan gula	Contoh : susu	Contoh : air kopi
Homogen, tak dapat dibedakan walaupun menggunakan mikroskop ultra Diameter partikel lebih kecil dari 10-7 cm. Satu fase Stabil Tak dapat disaring dan tak memisah ketika didiamkan Jernih Bersifat transparan dan meneruskan cahaya	Secara makroskopis bersifat homogen tetapi heterogen jika diamati dengan mikroskop ultra (campuran antara homogen dan heterogen) Diameter partikel antara 10-7 sampai 10-5 cm. Dua fase pada umumnya stabil tidak dapat disaring kecuali dengan penyaring ultra dan tak memisah ketika didiamkan Tidak jernih	Heterogen (Campuran) Diameter partikel lebih besar dari 10-5 cm Dua fase Tidak stabil Dapat disaring dan memisah ketika didiamkan Tidak jernih Dapat menghamburkan cahaya

PENTINGNYA KIMIA KOLOID

Pada umumnya zat yang ditemukan pada kehidupan sehari-hari nerada dalam keadaan koloid sehingga semua cabang ilmu kimia sangat berkepentingan dengan kimia koloid, diantaranya sebagai berikut :

• Semua jaringan bersifat koloidal
• Tanah terdiri dari bagian-bagian yang bersifat koloid sehingga ilmu tanah, pertanian dan sebagainya harus mencakup penerapan kimia koloid pada tanah
• Pengetahuan tentang koloid sangat diperlukan dalam industri cat, keramik,plastik, tekstil, kertas, lem, tinta, semen, karet, kulit, penyedap, mentega, keju, susu dan makanan lain, pelumas, sabun, obat semprot pertanian dan insektisida, gel, selai dan lain-lain.

JENIS-JENIS KOLOID

Penggolongan sistem koloid didasarkan pada jenis fase pendispersi dan fase terdispersi.

1. Aerosol

Sistem koloid dari partikel padat atau cair yang terdispersi dalam gas disebut aerosol. Jika zat yang terdispersi berupa zat padat disebut aerosol padat. Contoh aerosol padat : debu buangan knalpot. Sedangkan zat yang terdispersi berupa zat cair disebut aerosol cair. Contoh aerosol cair : hairspray dan obat semprot.

Untuk menghasilkan aerosol diperlukan suatu bahan pendorong (propelan aerosol). Contoh propelan aerosol yang banyak digunakan yaitu CFC dan CO₂.

2. Sol

Sistem koloid dari partikel padat yang terdispersi dalam zat cair disebut sol. Contoh sol : putih telur, air lumpur, tinta, cat dan lain-lain. Sistem koloid dari partikel padat yang terdispersi dalam zat padat disebut sol padat. Contoh sol padat : perunggu, kuningan, permata (gem).

3. Emulsi

Sistem koloid dari zat cair yang terdispersi dalam zat cair lain disebut emulsi. Sedangkan sistem koloid dari zat cair yang terdispersi dalam zat padat disebut emulsi padat dan sistem koloid dari zat cair yang terdispersi dalam gas disebut emulsi gas. Syarat terjadinya emulsi yaitu kedua zat cair tidak saling melarutkan. Emulsi digolongkan ke dalam 2 bagian yaitu emulsi minyak dalam air dan emulsi air dalam minyak.. Contoh emulsi minyak dalam air : santan, susu, lateks. Contoh emulsi air dalam minyak : mayonnaise, minyak ikan, minyak bumi. Contoh emulsi padat : jelly, mutiara, opal.

Emulsi terbentuk karena pengaruh suatu pengemulsi (emulgator). Misalnya sabun dicampurkan kedalam campuran minyak dan air, maka akan diproleh campuran stabil yang disebut emulsi.

4. Buih

Sistem koloid dari gas yang terdispersi dalam zat cair disebut buih, sedangkan sistem koloid dari gas yang terdispersi dalam zat padat disebut buih padat.Buih digunakan dalam proses pengolahan biji logam dan alat pemadam kebakarn. Contoh buih cair : krim kocok (whipped cream), busa sabun. Contoh buih padat : lava, biskuit.

Buih dapat dibuat dengan mengalirkan suatu gas ke dalam zat yang mengandung pembuih dan distabilkan oleh pembuih seperti sabun dan protein. Ketika buih tidak dikehendaki, maka buih dapat dipecah oleh zat-zat seperti eter, isoamil dan alkohol.

5. Gel

Sistem koloid dari zat cair yang terdispersi dalam zat padat dan bersifat setengah kaku disebut gel. Gel dapat terbentuk dari suatu sol yang zat terdispersinya mengadsropsi medium dispersinya sehingga terjadi koloid yang agak padat. Contoh gel : agar-agar, semir sepatu, mutiara, mentega.

Campuran gas dengan gas tidak membentuk sistem koloid tetapi suatu larutan sebab semua gas bercampur baik secara homogen dalam segala perbandingan.

SIFAT-SIFAT KOLOID

1. EFEK TYNDALL

Salah satu mengenali koloid yaitu 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. Maka, egek Tyndall adalah peristiwa penghamburan cahaya oleh partikel-partikel koloid. Contoh peristiwa efek Tyndall : 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.

2. GERAK BROWN

Gerak zig-zag partikel koloid secara terus-menerus disebut Gerak Brown. Gerak Brown menunjukkan kebenaran teori kinteik 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 Brown berlangsung karenan energi kinetik molekul medium meningkat sehingga menghasilkan tumbukan yang lebih kuat.Gerak inilah yang menyebabkan atikel-partikel koloid tidak mengendap karena dapat mengatasi gaya gravitasi.

3. ADSORPSI

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 lain-lain. Senaliknya partikel koloid akan bermuatan negatif bila mengadsorpsi anion, misalnya As₂S₃, belerang, sol logam, kanji dan lain-lain.

Jika sepasang elektrode yang dialiri arus listrik dicelupkan ke dalam dispersi koloid, maka partikel koloid bermuatan positif akan bergerak menuju katode dan partikel kolid bermuatan negatif akan bergerak menuju anode.

Kegunaan Elektroforesis :

• Untuk menentukan muatan suatu partikel koloid
• Untuk mengurangi zat-zat pencemar udara yang dikeluarkan dari cerobong asap pabrik.

4. ADSORPSI

Partikel koloid mempunyai kemampuan untuk menyerap molekul atau ion pada permukaannya sehingga memiliki muatan listrik disebut adsorpsi. Sol Fe(OH)₃ dalam air mengadsorpsi ion positif hingga bermuatan positif, sedangakn sol As₂S₃ dalam air mengadsorpsi ion negatif sehingga bermuatan negatif.

Sifat adsorpsi dari koloid digunakan dalam berbagai proses, di antaranya :

• Penyembuhan sakit perut oleh serbuk karbon (norit), didalam usus membentuk sistem koloid yang dapat menadsorpsi 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.

5. 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/koagulasi. Peulucutan muatan koloid terjadi pada sel elektroforesis atau jika elektrolit ditambahkan ke dalam sistem koloid. Apabila arus listrik dialirkan cukup lkama ke dalam sel elektroforesis maka partikel akan digumpalkan ketika mencapai elektrode. Maskin besar muatan ion makin kuat daya tarik menariknya denga partikel kolod sehingga makin cepat terjadinya koagulasi.

Beberapa contoh koagulasi adalah sebagai berikut :

1. Pada pengolahan karet, partikel-partikel karet dalam lateks digumpalkan dengan penambahan asam asetat atau asam format sehingga karet dapat dipisahkan dari lateksnya.

2. Partikel tanah liat yang dikandung air sungai akan mengendap tatkala berjumpa dengan air laut yang mengandung banyak elektrolit sehingga terjadilah delta di muara sungai.

3. Jika bagian tubuh mengalami luka maka ion Al³⁺ atau Fe³⁺ segera menetralkan partikel albuminoid yang dikandung darah sehingga terjadi penggumpalan darah yang menutupi luka.

4. 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)

5. Asap atau debu dari pabrik/industri dapat digumpalkan dengan alat koagulasi listrik dari Cottrel.

6. KOLOID PELINDUNG

Pada beberapa proses suatu koloid harus digumpalkan, di lain pihak 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 menggumpalkan. Contoh :

• Pada pembuatan es krim digunakan 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

7. 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 semipermeable, 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. Contoh : proses cuci darah.

8. 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 anatar 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 gugu ionik atau gugus polar di permukaannya sehingga mempunyai interaksi yang baik dengan air. Butir-butir koloid liofil/hidrofil dapat mengadsorpsi molekul mediumnya sehingga membentuk suatu selubung. Hal tersebut disebut solvatasi/hidratasi sehingga kolid terhindar dari agregasi (pegelompokkan). Sol hidrofil tidak akan menggumpal pada penambahan sedikit elektrolit. Zat padat yang dipisahkan dari sol hidrofil dicampurkan kembali dengan air maka dapat membentuk kembali sol hidrofil, atau dengan kata lain bersifat reversible. Contoh sol hidrofil : 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 caoran. Jikan cairannya berupa air maka disebut hidrofob. Koloid hidrofob tidak akan 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 : sol sulfida dan sol-sol logam.

Perbedaan sol hidrofil dan sol hidrofob

Sol Hidrofil	Sol hidrofob
Mengadsorpsi mediumnya Dapat dibuat dengan konsentrasi yang relatif besar Tidak mudah digumpalkan dengan penambahan elektrolit Viskositas lebih besar daripada mediumnya Bersifat reversibel Efek Tyndall lemah	Tidak mengadsorpsi mediumnya hanya stabil pada konsntrasi kecil mudah menggumpal dengan penambahan elektrolit Viskositas hampir sama dengan mediumnya tidak reversible Efek Tyndall lebih jelas

PEMBUATAN KOLOID

Oleh karena ukuran partikel koloid terletak antara partikel suspensi dan partikel larutan, maka terdapat 2 cara pembuatan sistem koloid.

1. Cara Dispersi

Pada dasarnya, diperoleh partikel koloid dengan menghaluskan partikel-partikel kasar.

· Cara mekanik

Ø Penggerusan.penggilingan untuk zat padat

Ø Pengadukan/pengocokan untuk zat cair

· Cara kimia (peptisasi)

Cara peptisasi adalah pembuatan koloid dari butir-butir kasar atau dari suatu endapan dengan bantuan suatu zat pememptisasi (pemecah). Zat pememptisasi memecahkan butir-butir kasar menjadi butir-butir koloid atau dengan penambahan elektrolit yang mengandung ion sejenis.

· Elektrodispersi(metode busur Bredig)

Cara busur bredig digunakan untuk membuat sol-sol logam. 2 kawat logam yang berfungsi sebagai elektrode dicelupkan ke dalam air, kemudian di antara kedua kawat diberi loncatan listrik. Sebagian logam akan mendebu ke dalam air dan terbentuklah sistem koloid.. Contoh : pembuatan sol Au. Ag, Pt dan Cu.

2. Cara Kondensasi

Partikel-partikel halus (ion, atom atau molkeul) digumpalkan menjadi partikel berukuran koloid.

· Cara fisika

Ø Pendinginan

Ø Penggantian pelarut

Ø Pengembunan

· Cara kimia

Ø Reaksi pengendapan

Metode ini umumnya digunakan untuk membuat sol-sol logam yang kelarutannya rendah. Contoh : AgNO₃ + NaCl→ AgCl + NaNO₃

Ø Dekomposisi rangkap

Contoh : Sol As2S3 dapat dibuat dari reaksi antara latutan H2AsO3 dengan larutan H2S.

2H₃AsO₃(aq) + 3H₂S(aq)→ As₂S₃(koloid) + 6H₂O(l)

· Reaksi Redoks

Sol logam seperti emas dalam air dapat diperoleh dengan mereduksi larutan garamnya, menggunakan reduktor non-elektrolit seperti formaldehida, glukosa dan lain-lain.

2AuCl₃ + 3HCHO + 3H₂O→ 2Au + 6HCl + 3HCOOH

· Reaksi Hidrolisis

Sol-sol hidroksida logam seperti Fe(OH)3,All(OH)3 dan Sn(OH)2 diperoleh dengan menambahkan garam kloridanya ke dalam air mendidih dan garam itu mengalami hidrolisis menjadi hidroksida yang berukuran koloid.

FeCl₃ + 3H₂O→ Fe(OH)₃ + 3HCl

· Penggantian pelarut

3. Koloid Asosiasi

Koloid asosiasi adalah sistem koloid yang terbentuk ketika partikel atau molekul terdispersi mengadakan asosiasi dengan medium pendispersinya.

4. Koloid dan Polusi

Kabut merupakan dispersi partikel air dalam udara. Kabut terjadi jika udara panas yang mengandung uap air tiba-tiba mengalami pendinginan sehingga sebagian uap air mengalami kondensasi. Jika asap bergabung dengan kabut maka terbentuklah asbut (asap kabut/smog). Asbut berbagai jenis gas yang terbentuk dari serentetan reaksi fotokimia, diantaranya ozon, aldehida dan peroksiasetil nitrat (PAN=CH₃-COOONO₂).