Sistem Koloid

A. Komponen dan Pengelompokan Sistem Koloid
1. Sistem Koloid
Ada kehidupan sehari-hari ini, sering kita temui beberapa produk yang merupakan campuran dari beberapa zat, tetapi zat tersebut dapat bercampur secara merata/ homogen. Misalnya saja saat ibu membuatkan susu untuk adik, serbuk/ tepung susu bercampur secara merata dengan air panas. Produk-produk seperti itu adalah sistem koloid.
Koloid adalah suatu campuran zat heterogen (dua fase) antara dua zat atau lebih di mana partikel-partikel zat yang berukuran koloid (fase terdispersi/yang dipecah) tersebar secara merata di dalam zat lain (medium pendispersi/ pemecah). Ukuran partikel koloid berkisar antara 1-100 nm. Ukuran yang dimaksud dapat berupa diameter, panjang, lebar, maupun tebal dari suatu partikel. Contoh lain dari sistem koloid adalah adalah tinta, yang terdiri dari serbuk-serbuk warna (padat) dengan cairan (air). Selain tinta, masih terdapat banyak sistem koloid yang lain, seperti mayones, hairspray, jelly, dll.
Keadaan koloid atau sistem koloid atau suspensi koloid atau larutan koloid atau suatu koloid adalah suatu campuran berfasa dua yaitu fasa terdispersi dan fasa pendispersi dengan ukuran partikel terdispersi berkisar antara 10-7 sampai dengan 10-4 cm. Besaran partikel yang terdispersi, tidak menjelaskan keadaan partikel tersebut. Partikel dapat terdiri atas atom, molekul kecil atau molekul yang sangat besar. Koloid emas terdiri atas partikel-partikel dengan bebagai ukuran, yang masing-masing mengandung jutaan atom emas atau lebih. Koloid belerang terdiri atas partikel-partikel yang mengandung sekitar seribu molekul S8. Suatu contoh molekul yang sangat besar (disebut juga molekul makro) ialah haemoglobin. Berat molekul dari molekul ini 66800 s.m.a dan mempunyai diameter sekitar 6 x 10-7.
Perbedaan Larutan, Koloid, dan Suspensi
No. Larutan Koloid Suspensi
1. 1 fase 2 fase 2 fase
2. Jernih Keruh Keruh
3. diameter partikel:
<> diameter partikel:
1 nm <> diameter partikel:
> 100 nm
4. tidak dapat disaring tidak dapat disaring dengan penyring biasa dapat disaring
5. homogen antara homogen dengan heterogen heterogen
6. tidak memisah jika didiamkan tidak memisah jika didiamkan memisah jika didiamkan
2. Jenis-Jenis Koloid
Koloid memiliki bentuk bermacam-macam, tergantung dari fasa zat pendispersi dan zat terdispersinya. Beberapa jenis koloid:
 Aerosol yang memiliki zat pendispersi berupa gas. Aerosol yang memiliki zat terdispersi cair disebut aerosol cair (contoh: kabut) sedangkan yang memiliki zat terdispersi padat disebut aerosol padat (contoh: asap).
 Sol
 Emulsi
 Buih
 Gel
Ü 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
Ü 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
Ü 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
B. Sifat-Sifat Koloid
 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.
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.
 Gerak Brown
Gerak Brown ialah gerakan partikel-partikel koloid yang senantiasa bergerak lurus tapi tidak menentu (gerak acak/tidak beraturan). Jika kita amati koloid dibawah mikroskop ultra, maka kita akan melihat bahwa partikel-partikel tersebut akan bergerak membentuk zigzag. Pergerakan zigzag ini dinamakan gerak Brown. Partikel-partikel suatu zat senantiasa bergerak. 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. 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.
Semakin kecil ukuran partikel koloid, semakin cepat gerak Brown terjadi. Demikian pula, semakin besar ukuran partikel koloid, semakin lambat gerak Brown yang terjadi. Hal ini menjelaskan mengapa gerak Brown sulit diamati dalam larutan dan tidak ditemukan dalam zat padat (suspensi). Gerak Brown juga dipengaruhi oleh suhu. Semakin tinggi suhu system koloid, maka semakin besar energi kinetic yang dimiliki partikel-partikel medium pendispersinya. Akibatnya, gerak Brown dari partikel-partikel fase terdispersinya semakin cepat. Demikian pula sebaliknya, semakin rendah suhu system koloid, maka gerak Brown semakin lambat.
 Absorpsi
Absorpsi ialah peristiwa penyerapan partikel atau ion atau senyawa lain pada permukaan partikel koloid yang disebabkan oleh luasnya permukaan partikel. (Catatan : Absorpsi harus dibedakan dengan absorpsi yang artinya penyerapan yang terjadi di dalam suatu partikel). Contoh : (i) Koloid Fe(OH)3 bermuatan positif karena permukaannya menyerap ion H+. (ii) Koloid As2S3 bermuatan negatif karena permukaannya menyerap ion S2.
 Muatan koloid
Dikenal dua macam koloid, yaitu koloid bermuatan positif dan koloid bermuatan negatif.
 Koagulasi koloid
Koagulasi adalah penggumpalan partikel koloid dan membentuk endapan. Dengan terjadinya koagulasi, berarti zat terdispersi tidak lagi membentuk koloid. Koagulasi dapat terjadi secara fisik seperti pemanasan, pendinginan dan pengadukan atau secara kimia seperti penambahan elektrolit, pencampuran koloid yang berbeda muatan.
 Koloid pelindung
Koloid pelindung ialah koloid yang mempunyai sifat dapat melindungi koloid lain dari proses koagulasi.
 Dialisis
Dialisis ialah pemisahan koloid dari ion-ion pengganggu dengan cara ini disebut proses dialisis.
 Elektroforesis
Elektroferesis ialah peristiwa pemisahan partikel koloid yang bermuatan dengan menggunakan arus listrik.
C. Pembuatan Sistem Koloid
1. Cara Kondensasi
Cara kondensasi adalah cara pembuatan koloid dari partikel kecil ( larutan ) menjadi partikel koloid. Cara kondensasi ini merupakan cara kimia, yaitu melalui reaksi erdoks, reaksi hidrolisis, dekomposisi rangkap, dan pergantian pelarut.
2. Cara Dispersi
Cara Dispersi adalah pembuatan partikel koloid dari partikel kasar ( suspensi ) menjadi partikel koloid. Cara Dispersi ini di antaranya cara mekanik, peptisasi, busur bredig, dan ultrasonik.
 Cara Mekanik
Cara ini adalah dengan penggerusan atau penggilingan untuk zat padat, serta dengan pengadukan atau pengocokan untuk zat cair. Setelah diperoleh partikel yang kehalusannya sesuai koloid, lalu didispersikan ke dalam medium (pendispersinya). Contoh: pembuatan sol belerang.
 Cara Peptisasi
Cara ini adalah menggunakan zat kimia untuk memecah partikel besar menjadi partikel koloid. Partikel kasar dipecah-pecah menjadi partikel koloid dengan penambahan suatu zat elektrolit.
Contoh:
1) Pencernaan makanan dengan enzim
2) Pembuatan sol belerang dari endapan nikel sulfide (NiS)dengan mengalirkan gas H2S
 Cara Busur Bredig
Cara busur bredig ialah pemecahan zat padatan logam menjadi partikel koloid dengan menggunakan arus listrik tegangan tinggi. Cara ini adalah dengan membuat logam yang hendak dibuat solnya menjadi dua kawat yang berfungsi sebagai elektrode yang dicelupkan ke dalam air, kemudian diberi loncatan listrik di antara kedua ujung kawat. Logam sebagian akan luntur (mendebu) ke dalam air sehingga terbentuk sol logam.
 Cara Ultrasonik
Cara ini hampir sama dengan cara busur bredig, yaitu sama-sama untuk pembuatan sol logam. Kalau busur bredig menggunakan arus listrik tegangan tinggi. Maka cara ultrasonik menggunakan energi bunyi dengan frekuensi sangat tinggi, yaitu di atas 20.000 Hz
D. Kegunaan Koloid
Sistem koloid banyak digunakan pada kehidupan sehari-hari, terutama dalam kehidupan sehari-hari. Hal ini disebabkan sifat karakteristik koloid yang penting, yaitu dapat digunakan untuk mencampur zat-zat yang tidak dapat saling melarutkan secara homogen dan bersifat stabil untuk produksi dalam skala besar.
Berikut ini adalah tabel aplikasi koloid:
Jenis industri Contoh aplikasi
Industri makanan Keju, mentega, susu, saus salad
Industri kosmetika dan perawatan tubuh Krim, pasta gigi, sabun
Industri cat Cat
Industri kebutuhan rumah tangga Sabun, deterjen
Industri pertanian Peptisida dan insektisida
Industri farmasi Minyak ikan, pensilin untuk suntikan
Berikut ini adalah penjelasan mengenai aplikasi koloid:
1. Pemutihan Gula
Gula tebu yang masih berwarna dapat diputihkan. Dengan melarutkan gula ke dalam air, kemudian larutan dialirkan melalui sistem koloid tanah diatomae atau karbon. Partikel koloid akan mengadsorpsi zat warna tersebut. Partikel-partikel koloid tersebut mengadsorpsi zat warna dari gula tebu sehingga gula dapat berwarna putih.
2. Penggumpalan Darah
Darah mengandung sejumlah koloid protein yang bermuatan negatif. Jika terjadi luka, maka luka tersebut dapat diobati dengan pensil stiptik atau tawas yang mengandung ion-ion Al3+ dan Fe3+. Ion-ion tersebut membantu agar partikel koloid di protein bersifat netral sehingga proses penggumpalan darah dapat lebih mudah dilakukan.
3. Penjernihan Air
Air keran (PDAM) yang ada saat ini mengandung partikel-partikel koloid tanah liat,lumpur, dan berbagai partikel lainnya yang bermuatan negatif. Oleh karena itu, untuk menjadikannya layak untuk diminum, harus dilakukan beberapa langkah agar partikel koloid tersebut dapat dipisahkan. Hal itu dilakukan dengan cara menambahkan tawas (Al2SO4)3.Ion Al3+ yang terdapat pada tawas tersebut akan terhidroslisis membentuk partikel koloid Al(OH)3 yang bermuatan positif melalui reaksi:
Al3+ + 3H2O à Al(OH)3 + 3H+
Setelah itu, Al(OH)3 menghilangkan muatan-muatan negatif dari partikel koloid tanah liat/lumpur dan terjadi koagulasi pada lumpur. Lumpur tersebut kemudian mengendap bersama tawas yang juga mengendap karena pengaruh gravitasi.
E. KESIMPULAN
 Partikel koloid dapat menghamburkan cahaya sehingga berkas cahaya yang melalui sistem koloid. Dapat diamati dari samping sifat partikel koloid ini disebut efek Tyndall.
 Jika diamati dengan mikroskop ultra ternyata partikel koloid senantiasa bergerak dengan gerak patah-patah yang disebut gerak Brown. Gerak Brown terjadi karena tumbukan tak simetris antara molekul medium dengan partikel koloid.
 Koloid dapat mengadsorpsi ion atau zat lainpada permukaannya, dan oleh karena luas permukaannya yang relatif besar, maka koloid mempunyai daya adsorpsi yang besar.
 Adsorpsi ion-ion oleh partikel koloid membuat partikel koloid menjadi bermuatan listrik. Muatan koloid menyebabkan gaya tolak-menolak di antara partikel koloid, sehingga menjadi stabil (tidak mengalami sedimentasi).
 Muatan partikel koloid dapat ditunjukkan dengan elektroforesis, yaitu pergerakan partikel koloid dalam medan listrik.
 Penggumpalan partikel koloid disebut koagulasi. Koagulasi dapat terjadi karena berbagai hal, misalnya pada penambahan elektrolit. Penambahan elekrolit akan menetralkan muatan koloid, sehingga faktor yang menstabilkannya hilang.
 Campuran koloid dapat dipisahkan dari ion-ion atau partikel terlarut lainnya melalui dialisis.
 Koloid yang medium dispersinya berupa cairan dibedakan atas koloid liofil dan koloid liofob. Koloid liofil mempunyai interaksi yang kuat dengan mediumnya; sebaliknya, pada koloid liofob interaksinya tersebut tidak ada atau sangat lemah.
 Banyak sekali produk industri dalam bentuk koloid, terutama karena dengan bentuk koloid, maka zat-zat yang tidak saling melarutkan dapat disajikan homogen secara makroskopis.
 Pengolahan air bersih memanfaatkan sifat koloid, yaitu adsorpsi dan koagulasi. Pada pengolahan air bersih digunakan tawas (alumunium sulfat), kaporit (klorin) dan kapur.
 Koloid dapat dibuat dengan cara dispersi atau kondensasi. Pada cara dispersi, bahan kasar dihaluskan kemudian didispersikan ke dalam medium dispersinya. Pada cara kondensasi, koloid dibuat dari larutan di mana atom atau molekul mengalami agregasi (pengelompokan), sehingga menjadi partikel koloid.
 Sabun dan detergen bekerja sebagai bahan aktif permukaan yang fungsinya mengelmusikan lemak ke dalam air.
 Asbut adalah suatu bentuk pencemaran yang merupakan sistem koloid