KOLOID

Pengertian dan Jenis Sistem Koloid- 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 adalah suatu campuran heterogen antara dua zat atau lebih di mana partikel-partikel zat yang berukuran koloid (fase terdispersi) tersebar merata dalam zat lain (medium pendispersi).

Sistem koloid termasuk salah satu sistem dispersi. Sistem dispersi lainnya adalahlarutan 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 Perbedaan antara larutan sejati, sistem koloid, dan suspensi dapat dilihat pada Tabel 10.1 berikut.

Tabel 10.1 Perbedaan larutan sejati, sistem koloid dan suspensi kasar.

Pembeda	Larutan Sejati	Sistem Koloid	Suspensi Kasar
Jumlah fase	1	2	3
Distribusi partikel	Homogen	Heterogen	Heterogen
Ukuran partikel	< 10–7 cm	10–7 – 10–5 cm	> 10–5 cm
Penyaringan	TidakdapatDisaring	Tidak dapat disaring, kecuali dengan penyaring ultra	Dapat disaring
Kestabilan	Stabil, tidakMemisah	Stabil, tidak memisah	Tidak stabil, Memisah
Contoh	- Larutan gula - Larutan gula	- Tepung dalam air - Susu	Campuran pasir dalam air

Sumber: Fokus, SPM, Kimia, Hong Nguang Eng, dkk

2. Jenis-jenis koloid

Sistem koloid tersusun atas fase terdispersi yang tersebar merata pada medium pendispersi. Fase terdispersi maupun medium pendispersi dapat berupa gas, cair, atau padat. Tetapi campuran gas dengan gas tidak membentuk sistem koloid, sebab semua gas akan bercampur homogen dalam segala perbandingan. Sistem koloid dapat dibedakan menjadi 3, yaitu

a. Sol

Sol mempunyai fase terdispersi padat. Sol terdiri atas

1) sol padat dengan medium pendispersi padat, contoh paduan logam, gelas berwarna, dan intan;

2) sol cair atau sol dengan medium pendispersi cair, contoh cat, tinta, tepung dalam air, tanah liat;

3) sol gas atau aerosol padat dengan mediumpendispersi gas, contoh asap, debu di udara.

b. Emulsi

Emulsi mempunyai fase terdispersi cair. Emulsi terdiri atas

1) emulsi padat atau gel dengan medium pendispersi padat, contoh keju, mentega, agar-agar;

2) emulsi cair atau emulsi dengan medium pendispersi cair, contoh susu, mayones, dan krim tangan.

3) emulsi gas atau aerosol cair dengan medium pendispersi gas, contoh kabut, awan, dan hairspray.

c. Buih

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.

Perhatikan tabel berikut

Tabel 10.2 Penggolongan Sistem Koloid

zat Terdispersi	Medium Pendispersi	wujud Koloid	Contoh
GasGas Cair Cair Cair Padat Padat Padat	CairPadat Gas Cair Padat Gas Cair Padat	BusaBusa padat Aerosol cair Emulsi Emulsi padat Aerosol padat Sol Sol padat	Busa sabun, krim kocokBatu apung, karet busa Kabut, awan, aerosol, spray Susu cair, cokelat cair, saos Keju, mentega, jeli Asap, debu Cat, selai, gelatin, Kaca rubi, obatan-obatan

Jika ditinjau dari tabel tersebut maka sistem koloid mencakup hampir semua materi baik yang dihasilkan dari proses alam maupun yang dikembangkan oleh manusia.

a. Koloid Liofil dan Liofob

Berdasarkan tingkat kestabilannya, koloid dapat digolongkan menjadi dua macam, yaitu koloid liofob dan liofil. Koloid liofob memiliki kestabilan rendah, sedangkan koloid liofil memiliki kestabilan tinggi. Liofob berasal dari bahasa Latin yang artinya menolak pelarut, sedangkan liofil berarti menyukai pelarut. Jika medium pendispersi dalam koloid adalah air maka digunakan istilah hidrofob dan hidrofil sebagai pengganti liofob dan liofil.

Gambar 9.3 Koloid hidrofil memiliki gugus gugus polar pada permukaannya sehingga bersifat stabil dalam air.

Koloid hidrofil relatif stabil (Gambar 9.3) dan mudah dibuat, misalnya dengan cara pelarutan. Gelatin, albumin telur, dan gom arab terbentuk dari dehidrasi (penghilangan air) koloid hidrofil. Dengan menambahkan medium pendispersi, gelatin dapat terbentuk kembali menjadi koloid sebab prosesnya dapat balik (reversible). Koloid hidrofob umumnya kurang stabil dan cenderung mudah mengendap. Waktu yang diperlukan untuk mengendap sangat beragam bergantung pada kemampuan agregat (mengumpul) dari koloid tersebut. Lumpur adalah koloid jenis hidrofob. Lumpur akan mengendap dalam waktu relatif singkat. Namun, ada juga koloid hidrofob yang berumur panjang, misalnya sol emas. Sol emas dalam medium air dapat bertahan sangat lama. Sol emas yang dibuat oleh Mi hael Faraday pada 1857 sampai saat ini masih berupa sol emas dan disimpan di museum London.

Koloid hidrofob bersifat tidak dapat balik (irrerersible). Jika koloid hidrofob mengalami dehidrasi (kehilangan air), koloid tersebut tidak dapat kembali ke keadaan semula walaupun ditambahkan air. Sejumlah kecil gelatin atau koloid hidrofil sering ditambahkan ke dalam sol logam yang bertujuan untuk melindungi atau menstabilkan koloid logam tersebut. Koloid hidrofil yang dapat menstabilkan koloid hidrofob disebut koloid protektif atau koloid pelindung. Koloid protektif bertindak melindungi muatan partikel koloid dengan cara melapisinya agar terhindar dari koagulasi. Protein kasein bertindak sebagai koloid protektif dalam air susu. Gelatin digunakan sebagai koloid pelindung dalam es krim untuk menjaga agar tidak membentuk es batu.

b. Jelifikasi (Gelatinasi)

Pada kondisi tertentu, sol dari koloid liofil dapat mengalami pemekatan dan berubah menjadi material dengan massa lebih rapat, disebut jeli. roses pembentukan jeli disebut jelifikasi atau gelatinasi. Contoh dari proses ini, yaitu pada pembuatan kue dari bahan agar-agar, kanji, atau silikagel.

Pembentukan jeli terjadi akibat molekul-molekul bergabung membentuk rantai panjang. Rantai ini menyebabkan terbentuknya ruang-ruang kosong yang dapat diisi oleh cairan atau medium pendispersi sehingga cairan terjebak dalam jaringan rantai. Peristiwa medium pendispersi terjebak di antara jaringan rantai pada jeli ini dinamakan swelling. Pembentukan jeli bergantung pada suhu dan konsentrasi zat. Pada suhu tinggi, agar-agar sukar mengeras, sedangkan pada suhu rendah akan memadat. Pembentukan jeli juga menuntut konsentrasi tinggi agar seluruh pelarut dapat terjebak dalam jaringan.

Kepadatan jeli bergantung pada zat yang didispersikan. Silikagel yang mengandung medium air sekitar 95% membentuk cairan kental seperti lendir. Jika kandungan airnya lebih rendah sekitar 90% maka akan lebih padat dan dapat dipotong dengan pisau.

Jika jeli dibiarkan, volumenya akan berkurang akibat cairannya keluar. Gejala ini dinamakan sinersis. Peristiwa sinersis dapat diamati pada agar-agar yang dibiarkan lama. Jeli dapat dikeringkan sampai kerangkanya keras dan dapat membentuk kristal padat atau serbuk. Jeli seperti ini mengandung banyak pori dan memiliki kemampuan mengabsorpsi zat lain. Silikagel dibuat dengan cara dikeringkan sampai mengkristal. Silikagel digunakan sebagai pengering udara, seperti pada makanan kaleng, alat-alat elektronik, dan yang lainnya.

Soal dan Pembahasan Sistem Koloid

1. Berikut ini merupakan sifat koloid ….

A. dapat mengadsorpsi ion

B. menghamburkan cahaya

C. partikelnya terus bergerak

D. dapat bermuatan listrik

E. semua benar

Pembahasan

Sifat-sifat partikel koloid, antara lain:

1. dapat menyerap melalui permukaan (adsorpsi)

2. dapat menghamburkan cahaya (efek Tyndall)

3. dapat bergerak zig-zag (gerak Brown)

4. bermuatan (+) dan (–)

Jadi, jawabannya benar semua (E).

2. Mengapa pada siang hari di dalam rumah cukup terang padahal cahaya matahari tidak masuk ke dalam rumah?

Jawab:

Pada siang hari, sinar matahari menyinari bumi dan oleh bumi dipantulkan kembali sesuai aturan nelius (cahaya yang datang akan dipantulkan dengan sudut pantul sama dengan sudut datang). Akibat adanya partikel-partikel debu di udara sekitar rumah, sinar matahari akan dipantulkan oleh partikel debu ke segala arah. Selain itu, partikel debu bergerak secara acak, memungkinkan sinar matahari dipantulkan semakin acak. Di dalam rumah yang tidak langsung terkena cahaya matahari akan terang sebagai dampak dari pantulan cahaya matahari oleh partikel debu di udara.

3. Jika Anda berkemah di suatu tempat dan Anda menanak nasi. Sementara itu, di daerah tersebut tidak ada air jernih, hanya ada air sungai yang mengandung lumpur. Apakah yang akan Anda lakukan agar dapat menanak nasi?

Jawab:

Air sungai yang mengandung lumpur jika disaring akan membutuhkan waktu yang cukup lama. Akan tetapi, jika Anda memahami teknik dialisis maka menanak nasi menjadi mudah. Beras dimasukkan ke dalam kertas selofan dan dibungkus erat-erat hingga tidak memungkinkan lumpur masuk ke dalam beras. Selanjutnya beras dalam kertas selofan direbus dengan air dari sungai. Kertas selofan merupakan membran yang hanya dapat dilalui oleh partikel berukuran molekul seperti air, sedangkan lumpur yang ukurannya besar tidak dapat menembus membran. Jadi, selama perebusan beras dengan air sungai, lumpurnya akan tetap di luar membran, sedangkan air panas dapat menembus membran dan mematangkan beras.

4. Manakah di antara campuran berikut yang termasuk sistem koloid: (a) kecap; (b) sirup; (c) minuman soda; (d) air tajin.

Jawab:

Kecap, sirup, dan air tajin

5. Mengapa sirup obat batuk sebelum diminum harus dikocok terlebih dahulu?

Jawab:

Karena dalam sirup obat batuk mengandung koloid yang bersifat liofob (kurang stabil).

6. Manakah di antara koloid berikut yang tergolong koloid hidrofil?

(a) kecap; (b) tinta printer; (c) mentega; (d) pylox.

Jawab:

Koloid hidrofil: tinta printer dan kecap.

7. Mengapa campuran koloid umumnya memberikan warna, tidak seperti larutan yang sering tidak berwarna? Jelaskan.

Jawab:

Karena partikel-partikel koloid ukurannya lebih besar dibandingkan larutan murni. Akibatnya, cahaya yang melaluinya terhamburkan sehingga menimbulkan warna.

9. Asam amino adalah suatu molekul pembentuk protein. Asam amino ada yang bermuatan positif, negatif, dan netral pada pH tertentu. Bagaimanakah memisahkan asam-asam amino dengan cara elektroforesis?

Jawab:

Dengan cara mengatur pH larutan asam amino maka pada pH tertentu ada asam amino bermuatan negatif, positif, dan netral. Kemudian, asam-asam amino tersebut ditempatkan dalam medan listrik. Asam amino yang bermuatan positif akan menuju katode, asam amino yang bermuatan negatif akan menuju anode, sedangkan asam amino netral tidak tertarik oleh kedua elektrode.

10. Berapa lamakah sol Fe(OH)₃ dan sol As₂S₃ akan tetap sebagai koloid jika tidak ada gangguan dari luar?

Jawab:

Sampai waktu tidak terbatas.

11. Mengapa pada air susu akan terjadi endapan jika ditambahkan air jeruk? Jelaskan.

Jawab:

Sebab emulsi susu akan rusak(pecah) dengan adanya ion-ion H+ dari air jeruk.

12. Untuk membuat sayur atau kuah, bumbu dapur digerus sampai halus selanjutnya dituangkan ke dalam air mendidih, dan kuah yang terbentuk membentuk koloid. Tergolong cara apakah ini?

Jawab:

Cara mekanik (dispersi).

13. Faktor-faktor apakah yang menyebabkan uap air dapat menjadi awan di atmosfer dan kabut di daerah pegunungan tinggi?

Jawab:

Uap air berubah menjadi awan disebabkan suhu di atmosfer bumi menurun (makin tinggi di atas permukaan bumi, suhunya makin rendah). Adapun dipegunungan, selain suhunya rendah, tekanan udaranya juga rendah (makin tinggi daratan di atas permukaan laut makin rendah tekanan udaranya).

14. Jika larutan AgNO₃ dicampurkan dengan larutan NaCl akan terbentuk endapan AgCl. Persamaan kimianya:

AgNO₃(aq) + NaCl(aq)®AgCl(s) + NaNO₃(aq)

Jika NaCl yang ditambahkan berlebih terbentuk larutan berwarna putih seperti susu. Mengapa hal ini dapat terjadi? Jelaskan.

AgCl yang terbentuk akan mengendap, tetapi dengan kelebihan ion Cl^‑ , AgCl akan mengadsorpsi ion-ion

Cl^– (NaCl berlebih) sehingga terbentuk koloid.

15. Jelaskan beberapa perbedaan penting antara larutan sejati dan sistem koloid.

Jawab:

Variabel	Larutan sejati	Sistem koloid
Ukuran partikel (cm)	10–8 – 10–7	10–6 – 10–4
Tembus oleh cahaya	Transparan	Tidak Transparan
Kestabilan larutan	Sangat stabil	Bervariasi

16. Sebutkan fasa zat terdispersi dan fasa medium pendispersi pada setiap pernyataan berikut: (a) awan; (b) susu magnesia; (c) sabun; (d) zat putih telur; (e) hair spray

jawab:

a. Cair dalam gas; b. Padat dalam cair; c. Padat dalam cair; d. Cair dalam cair; e. Cair dalam gas.

17. Mengapa lumpur dapat diendapkan dengan menambahkan tawas atau kapur?

Jawab:

Lumpur adalah koloid bermuatan negatif yang kurang stabil. Penambahan tawas, KAl(SO₄)₂ atau kapur berguna untuk menetralkan muatan lumpur sehingga lumpur beragrerat dan mengendap.

18. Jelaskan bagaimana koloid dibuat dengan menggunakan cara busur listrik Bredig.

Jawab:

Arus listrik bertegangan tinggi dialirkan melalui elektrode logam (bahan terdispersi) yang dicelupkan ke dalam air. Loncatan bunga api listrik mengakibatkan bahan elektrode terurai menjadi atom-atom dan larut ke dalam medium pendispersi air membentuk sol.

18. Sol emas dapat dibuat dengan cara busur listrik bredig dan cara kondensasi. Jelaskan cara pembuatannya dan apakah perbedaan dari kedua teknik ini?

Jawab:

Cara busur listrik: Logam emas dijadikan elektrode yang dicelupkan dalam air. Ketika arus listrik dialirkan melalui elektrode, terjadi bunga api listrik sehingga atom-atom emas menguap dan larut dalam air membentuk sol emas. Sol emas ini distabilkan dengan cara mengadsorpsi ion-ion OH– dari air.

Cara kondensasi: Reduksi emas (III) klorida dengan formalin (AuCl₃ + CH₄O + 3H₂O®2Au +

6HCl + CH₄O₂). Atom-atom bebas emas ini beragrerat membentuk koloid, distabilkan oleh ion-ion OH^– yang teradsorpsi pada permukaan partikel koloid. Ion-ion OH^–berasal dari ionisasi air.

20. Coba kamu jelaskan apa yang dimaksud dengan istilah :

a. dispersi koloid b. efek tyndall

c. gerak Brown d. koagulasi

Jawab:

a. disperse koloid : pemecahan molekul besar menjadi koloid

b. efek Tyndal : efek pembauran cahaya

c. gerak Brown : gerak acak partikel

d. koagulasi : penggumpalan partikel koloid

21. Sebutkan fasa pendispersi dan terdispersi dari ;

a. busa deterjen b. hair spray

c. Cat tembok d. Pelembab kulit

jawab:

a. basa deterjen : basa pendispersi, cair fasa pendispersi gas

c. cat tembok : fasa pendispersi cair, fasa terdispersi: padat

d. pelembab kulit: fase pendispersi: cair, fasa terdispersi: padat

22. Jelaskan bagaiman proses elektroforesis dilakukan ?

Jawab:

Elektroforesis terjadi pada partikel koloid yang bermuatan mengalir menuju elektroda

23. Jelaskan mengapa dispersi koloid stabil atau tidak mudah terkoagulasi?

Jawab:

Disperssi koloid stabil atau tidak mudah terkoagulasi karena adanya gerak brown berukuran partikel koloid yang membuat gaya grafitasi tidak berpengaruh

24. Jelaskan bagaimana cara mengkoagulasi koloid!

Jawab:

Cara mengkoagulasi koloid dengan penambahan zat elektrolit atau secara mekanik