Sistem Koloid SMA

KOLOID

Standar Kompetensi

       Menjelaskan sistem dan sifat koloid serta  penerapannya   dalam kehidupan sehari-hari.

Kompetensi Dasar

• Membuat berbagai sistem koloid dengan bahan-bahan yang ada disekitarnya
• Mengelompokkan sifat-sifat koloid dan penerapannya dalam kehidupan sehari-hari

Uraian Materi

A.     Sistem Koloid

Sistem koloid adalah suatu bentuk campuran yang keadaannya terletak antara larutan dan suspensi (campuran kasar). Sistem Koloid ini mempunyai sifat-sifat khas yang berbeda dari sifat larutan atau suspensi. Bila suatu zat dicampurkan dengan zat lain, maka akan terjadi penyebaran secara merata dari suatu zat ke dalam zat lain yang disebut dengan sistem dispersi. Tepung kanji bila dimasukkan ke dalam air panas maka akan membentuk sistem dispersi, dengan air sebagai “medium pendispersi” dan tepung kanji disebut “zat terdispersi”.

Berdasarkan ukuran partikelnya, sistem dispersi dibedakan menjadi tiga kelompok, yaitu larutan, koloid, dan suspensi. Secara sepintas perbedaan antara suspensi (sering disebut suspensi kasar) dengan larutan (sering disebut larutan sejati) akan tampak jelas dari homogennitasnya, tetapi akan sulit dibedakan antara larutan dengan koloid atau antara koloid dengan suspensi kasar.

1.    Larutan

Larutan merupakan sistem dispersi yang ukuran partikel-partikelnya sangat kecil, sehingga tidak dapat dibedakan (diamati) antara partikel pendispersi dengan partikel terdispersi walaupun menggunakan mikroskop dengan tingkat pembesaran yang tinggi (mikroskop ultra).

Tingkat ukuran partikel larutan adalah molekul atau ion-ion sehingga larutan merupakan campuran yang homogen dan sukar dipisahkan dengan penyaringan dan sentrifuge.

2.    Koloid

Koloid berasal dari kata “kolia” yang dalam bahasa yunani berarti “lem”. Koloid atau disebut juga dispersi koloid atau sistem koloid sebenarnya merupakan sistem dispersi dengan ukuran partikel yang lebih besar dari larutan tetapi lebih kecil daripada suspensi. Pada umumnya koloid mempunyai ukuran partikel antara 1 nm sampai dengan 100 nm. Gambar sistem dispersi koloid :

                       

Beberapa koloid dapat terpisah bila didiamkan dalam waktu yang relatif lama meskipun tidak semuanya, misalnya koloid belerang dalam air, dan santan. Beberapa koloid lain sukar terpisah misalnya lem, cat, dan tinta.

3.    Suspensi

Suspensi merupakan sistem dispersi dengan partikel yang berukuran relatif besar tersebar merata di dalam  medium pendispersinya. Pada umumnya sistem dispersi merupakan campuran yang heteregon. Sebagai contoh adalah endapan hasil reaksi atau pasir yang dicampur dengan air. Dalam sistem dispersi tersebut partikel-partikel terdispersi dapat diamati dengan mikroskop dan bahkan dengan mata telanjang.

       Suspensi merupakan sistem dispersi yang  tidak stabil, sehingga bila tidak diaduk terus-menerus akan mengendap akibat gaya gravitasi bumi. Cepat lambatnya suspensi mengendap tergantung besar kecilnya ukuran partikel zat terdispersi. Semakin besar ukuran partikel tersuspensi semakin cepat proses pengendapan terjadi. Untuk memisahkan suspensi dapat dilakukan dengan proses penyaringan (filtrasi).

Perbandingan Larutan

 

No	Larutan	Koloid	Suspensi
1	Satu fase	2 fase	2 fase
2	Stabil	Umumnya stabil	Tidak stabil
3	Tdk dapat disaring	Tidak dapat disaring	Dapat disaring
4	Homogen	Tampak homogen	Heterogen
5	Ukuran partikel < 1 nm	Ukuran partikel 1 – 100 nm	Ukuran partikel >100 nm
6	jernih	Agak keruh	keruh
Ex	Larutan gula, larutan cuka	Sabun, susu	Campuran air dan pasir

Sistem dispersi koloid terdiri atas 2 fase, yaitu fase terdispersi dan medium pendispersi. Fase terdispersi maupun medium pendispersi dapat berupa gas, cair, maupun padat. Ditinjau dari segi fase terdispersi dan medium pendispersi, ada 8 tipe sistem dispersi koloid (sistem dispersi koloid antara 2 gas tidak dapt terjadi karena kedua gas tersebut membentuk larutan asli.

Medium pendispersi	Fase terdispersi
	Gas	Cair	Padat
Gas	(larutan asli)	Aerosol cair (awan, kabut)	Aerosol padat (debu, jelaga dalam udara)
Cair	Buih (buih air sabun, buih soda)	Emulsi (milk, krim rambut)	Sol (tinta, koloid emas)
Padat	Buih padat (gabus, batu apung)	Emulsi padat/gel (mentega, keju)	Sol padat (paduan logam)

B.  Macam-macam Koloid

Koloid yang dapat ditemukan dalam kehidupan sehari-hari, antara lain :

Ø    Sol

Sol adalah Sistem Koloid dari partikel padat yang terdispersi dalam zat cair.

     Koloid jenis sol banyak ditemukan dalam kehidupan sehari-hari maupun Industri.

            Contoh : air sungai, sol sabun, sel detergent, sol kanji, tinta tulis dan cat

Ø    Aerosol

Aerosol adalah sistem koloid zat padat atau zat cair yang terdispersi dalam gas seperti awan, kabut, debu, dan jelaga dalam udara. Untuk membersihkan debu atau asap (terutama yang mengandung partikulat beracun) yang berasal dari industri digunakan alat yang disebut cottrell.pada prinsipnya, cottrell terdiri atas lempeng yang diberi muatan listrik tegangan tinggi.

Contoh aerosol :

Ø  Emulsi

Emulsi adalah sistem koloid zat cair yang terdispersi dalam zat cair. Untuk memperoleh emulsi yang stabil, diperlukan sejumlah kecil zat pengemulsi (emulgator) yang ditambahkan pada saat pembuatan emulsi. Biasanya yang digunakan adalah sabun, detergen, atau koloid hidrofil. Contoh : emulsi minyak-air yang distabilkan oleh sabun dirusak oleh penambahan asam kuat. Asam mengubah sabun menjadi asam lemak bebas yang tidak larut.

            Sifat-sifat emulsi :

·      sering bermuatan negatif dan dapat diendapkan oleh zat elektrolit

·      menunjukkan efek Tyndall dan gerak Brown

·      emulsi dapat dirusak oleh pemanasan, pembekuan, pemutaran, dan penambahan elektrolit yang cukup benyak.

Ø Gel

Gel adalah sistem koloid zat cair yang terdispersi dalam medium padat. Contoh : sol panas gelatin yang didinginkan menjadi suatu zat yang semipadat.

Ø  Buih

Buih adalah sistem Koloid  dari gas yang terdispersi dalam zat cair, untuk menstabilkan buih diperlukan pembuih berupa sabun atau detergen. . Buih dapat dibuat dengan suatu gas kedalam zat cair yang mengandung pembuih.

C.     Sifat-sifat Koloid

Beberapa sifat koloid yaitu :

        Efek Tyndall

       Bila seberkas sinar dilewatkan pada suspensi (dispensi pasir dalam air), koloid (air teh) dan larutan (gula dalam air), dan dilihat tegak lurus dari arah datangnya cahaya maka lintasan cahaya akan terlihat jejaknya pada suspensi dan koloid, sedangkan pada larutan tidak tampak sama sekali. Terlihatnya lintasan cahaya ini disebabkan cahaya yang dihamburkan oleh partikel-partikelnya pada saat melewati suspensi atau koloid, sedangkan pada larutan tidak. Terhamburnya cahaya oleh partikel koloid disebut efek Tyndall.

           Dalam kehidupan sehari-hari efek Tyndall dijumpai pada peristiwa berikut :

a.         Terlihatnya cahaya lampu kendaraan di jalan yang berdebu

b.         Cahaya proyektor di gedung bioskop

                                                         Gambar efek Tyndall

   Gerak Brown

Apabila dispersi koloid diamati dibawah mikroskop dengan pembesaran yang tinggi maka akan tampak adanya partikel yang bergerak dengan arah yang acak (tak beraturan), gerakan-gerakan tersebut mempunyai lintasan lurus. Gerakan partikel dengan lintasan lurus dan arah yang acak disebut gerak Brown. Gerak Brown ini terjadi akibat adanya tumbukan-tumbukan partikel-partikel pendispersi terhadap partikel terdispersi, sehingga partikel terdispersi terlontar.

            Gambar gerak Brown

   Muatan Koloid

a.         Elektroferesa

  Elektroforesa, Peristiwa pergerakan partikel koloid yang bermuatan ke salah satu elektroda.  Koloid bermuatan negatif akan bergerak ke anode (elektroda positif). sedangkan koloid yang bermuatan positif bergerak ke katode (elektrode negatif) sehingga elektroforesis dapat digunakan untuk menentukan jenis muatan koloid

b.        Adsorbsi

Adsorbsi adalah peristiwa penyerapan muatan oleh permukaan-permukaan partikel koloid. Adsobsi terjadi karena adanya kemampuan partikel koloid untuk menarik (ditempeli) oleh partikel-partikel kecil.

Bila partikel-partikel koloid mengadsorbsi ion yang bermuatan positif pada permukaannya maka koloid tersebut menjadi bermuatan positif, dan begitu juga sebaliknya. Selain dari ion, partikel-partikel ion dapat menyerap muatan dari listrik statis, misalnya debu dapat menyerap muatan negatif atau positif dari adanya elektron yang bergerak di udara atau di arus listrik.

Adanya peristiwa adsorpsi partikel koloid bermutan listrik, maka jika koloid diletakkan dalam medan listrik partikelnya akan bergerak menuju kutub muatan listrik yang berlawanan dengan muatan koloid tersebut. Peristiwa bergeraknya partikel koloid dalam medan listrik disebut elektroforesis. 

   Koagulasi

Dispersi koloid dapat mengalami peristiwa pengumpalan atau koagulasi. Peristiwa koagulasi pada koloid dapat terjadi diakibatkan oleh peristiwa mekanis atau peristiwa kimia. Peristiwa mekanis misalnya pemanasan atau pendinginan. Misalnya, agar-agar akan menggumpal bila didinginkan sedangkan darah merupakan sol butir-butir darah yang terdispersidalam plasma darah, bila dipanaskan akan menggumpal.

              Peristiwa kimia yang dapat menyebabkan terjadinya koagulasi adalah :

a.       Pencampuran koloid yang berbeda muatan

b.      Adanya elektrolit

   Dialisa

Dialisa atau disebut Pemurnian koloid atau menghilangkan ion-ion pengganggu dari sitem koloid. Dialisis dilakukan dengan menempatkan kantong semi permiabel yang berisi koloid dalam air yang mengalir sehingga ion-ion pengganggu dapat melewati lapisan semi permiabel dan ikut aliran air.

   Koloid Pelindung

Suatu koloid dapat distabilkan dengan menambahkan koloid lain yang disebut koloid pelindung. Koloid pelindung ini akan membungkus partikel zat terdispersi, sehingga tidak dapat lagi mengelompok.

Contoh : pada pembuatan es krim digunakan gelatin untuk mencegah pembentukkan kristal besar es atau gula.

   Koloid Liofil dan Liofob

a. Koloid liofil

yaitu koloid yang senang cairan (bahasa Yunani lyo = cairan ; philia = senang). Partikel koloid akan mengadsorbsi molekul cairan, sehingga terbentuk selubung di sekeliling partikel koloid. Jika medium pendispersinya air maka disebut dengan hidrofil (senang air).

Contoh koloid liofil adalah sabun, detergen,kanji, protein dan agar-agar .

                                           Gambar :Agar-agar termasuk Koloid Liofil

b. Koloid liofob

    yaitu koloid yang benci cairan (phobia = benci).Partikel  koloid tidak mengadsorbsi molekul  
    cairan.Jika mediumnya air maka disebut dengan hidrofob (benci air).

 Contoh koloid hidrofob: sol belerang, sol Besi (III)  Hidroksida atau   Fe(OH)₃, dan  beberapa   
 sol logam

   Pengolahan Air Bersih

Pengolahan air bersih didasarkan pada sifat-sifat koloid, yaitu koagulasi dan adsorpsi. Bahan-bahan yang digunakan untuk pengolahan air adalah :

a.    Tawas (aluminium sulfat)

b.    pasir;

c.    Klorin atau kaporit

d.   Kapur tohor

e.    Karbon aktif..

D. Pembuatan Koloid

Ada 2 cara pembuatan koloid, yaitu :

a.    Cara dispersi

Prinsip cara ini adalah pemecahan partikel berukuran besar menjadi partikel berukuran kecil (sesuai ukuran partikel koloid). Cara dispersi dapat dilakukan dengan proses kimia maupun proses fisika.

Ø Peptisasi (proses kimia)

Peptisasi adalah suatu cara pembuatan koloid dengan penambahan elektrolit kedalam suatu endapan. Elektrolit yang digunakan disebut peptisator.

Contoh : endapan AgCl dapat diubah menjadi sol dengan menambahkan HCl.

Ø Pemintal Koloid (proses fisika)

Pemintal koloid terdiri atas 2 pelat baja yang berdekatan, berputar dengan arah berlawanan, dan berkecepatan tinggi. Partikel padat dihancurkan menjadi ukuran koloid, kemudian terdispersi dalam cairan membentuk sol. Misalnya koloid grafit (sebagai pelumas) dan tinta cat dibuang denngan cara lain.

Ø Cara Bredig (proses fisika)

Cara bredig menggunakan dua kawat logam yang diberi tegangan tinggi yang diberi tegangan tinggi saling didekatkan didalam air. Pada perlakuan ini akan tejadi panas yang dapat menguapkan logam yang selanjutnya uap logam mengalami kondensasi membentuk partikel koloid. Cara ini digunakan untuk membuat sol dari logam Ag, Au, dan Pt.

b.    Cara kondensasi

Cara kondensasi dilakukan dengan mengubah suatu larutan menjadi koloid. Proses ini umumnya melibatkan reaksi-reaksi kimia yang menghasilkan zat yang menjadi partikel-partikel terdispersi.

Ø Reaksi hidrolisis

Reaksi ini umumnya digunakan untuk membuat koloid-koloid basa dari

suatu garam yang dihidrolisis.

              Contoh :

              Pembuatan sol Fe(OH)₃ dengan cara memanaskan larutan FeCl₃

              FeCl₃(aq) + 3H₂O(l)           Fe(OH)₃(s) + 3HCl(aq)

Ø Reaksi redoks

Reaksi yang melibatkan perubahan bilangan oksidasi. Koloid yang terjadi merupakan hasil oksidasi atau reduksi.

Contoh :

Pembuatan sol belerang dengan mengalirkan gas H₂S ke dalam larutan SO₂

                   2H₂S(g) + SO₂(aq)                2H₂O(l) + 3S(s)

Ø Pertukaran ion

Reaksi pertukaran ion umumnya dilakukan untuk membuat koloid dari zat-zat yang sukar larut (endapan) yang dihasilkan pada reaksi kimia.

Contoh :

Pembuatan sol As₂S₃ dengan mengalirkan gas H₂S ke dalam larutan As₂O₃ dengan reaksi berikut : 

3H₂S(g) + As₂O₃(aq)            As₂S₃(s) + 3H₂O(l)

Selain dengan cara-cara di atas koloid ada yang terbentuk secara alamiah, misalnya lumpur, getah karet, dan getah pohon nangka.

E. Penggunaan Koloid

1.  Kosmetik : Krim, Lotion, Haircream, Gel, dan lain-lain

              

2.    Makanan : es krim, mayonase, agar-agar, susu, santan, sirup, dan lain-lain

Farmasi   : krim penyakit kulit, sirup obat, minyak ikan.

          

    EVALUASI

1. Sebutkan  macam-macam sistem koloid berdasarkan fasa terdispersi dan medium pendispersi !
2. Sebutkan perbedaan koloid liofil dan koloid liofob ?
3. Sebutkan cara pembuatan koloid ?
4. Sebutkan kegunaan koloid dalam kehidupan sehari-hari ?
5. Bagaimana proses pengolahan air bersih?

DAFTAR PUSTAKA

Harnanto, Ari dan Ruminten. 2009. Kimia 2 Untuk SMA/MA Kelas XI. Jakarta :

    Departemen Pendidikan Nasional

Purba, Michael. 2006. Kimia Untuk SMA Kelas XI. Jakarta : Erlangga  

Sudarmo, Unggul. 2004. Kimia Untuk SMA Kelas XI. Jakarta : Erlangga