Bab 14 Koloid, Suspensi, dan Larutan Sejati Tujuan Pembelajaran: 1. Melalui Melalui kegiatan kegiatan melakuka melakukan n percobaan percobaan sifat-sifa sifat-sifatt larutan, larutan, siswa akan akan dapat menemukan menemukan perbedaan prinsip antara suspensi, larutan sejati, dan koloid. 2. Melalui Melalui kegiatan kegiatan analisis analisis data percobaa percobaan, n, siswa akan dapat dapat mengelompokkan senyawa yang tergolong larutan, suspensi, dan koloid 3. Dengan Dengan diberik diberikan an bebera beberapa pa literatu literaturr yang terkait terkait denga dengan n sifat-sifat sifat-sifat koloid, siswa akan dapat menyebutkan menyebutkan sifat-sifat koloid koloid 4. Dengan Dengan diberik diberikan an bebera beberapa pa literatu literaturr yang terkait terkait denga dengan n sifat-sifat sifat-sifat koloid, siswa akan dapat dapat menyebutkan kegunaan koloid koloid dalam kehidupan sehari-hari berdasarkan sifat yang dimiliki oleh koloid tersebut
Bagi anda yang berkecimpung di dunia otomotif otomotif pasti pernah merasakan merasakan pedih dan menyesakkannya asap knalpot yang keluar dari suatu kendaraan. Walaupun kita sudah memakai masker, terkadang kita masih bisa membaui asap tersebut. Terk Terkad adan ang g waja wajah h kita kita menj menjad adii hita hitam m kare karena na tert tertut utup up jela jelaga ga yang yang merupakan zat padat. Asap sebenarnya zat yang berwujud padat atau gas? Asap merupakan senyawa koloid . Dalam kehidupan sehari-hari kita sering bersinggungan dengan sistem koloid sehingga sangat penting untuk dikaji. Sebagai contoh, hampir semua bahan pangan mengandung partikel dengan ukuran koloid, seperti protein, karbohidrat, dan lemak. Emulsi seperti susu juga termasuk koloid. Dalam bidang farmasi, kebanyakan produknya juga berupa koloid, misalnya krim, dan salep yang termasuk emulsi.Dalam industri cat, semen, dan industri karet untuk membuat ban semuanya melibatkan sistem koloid. Semua bentuk seperti spray untuk serangga, cat, hair spray, dan
Kimia SMK -Koloid
1
sebagainya adalah juga koloid. Dalam bidang pertanian, tanah juga dapat digolongkan sebagai koloid. Jadi sistem koloid sangat berguna bagi kehidupan manusia.
A. PENGER PENGERTIA TIAN N KOLOID KOLOID Sistem koloid pertama kali dipelajari oleh Thomas Graham pada tahun 1861. Ia memasukkan berbagai zat seperti gula, garam,perekat,kanji dan gelati gelatin n ke dalam dalam air. air. Zat-za Zat-zatt terseb tersebut ut terleb terlebih ih dahul dahulu u dimasu dimasukka kkan n dalam kantung yang terbuat dari kulit biri-biri, kemudian kantung tersebut dimasukkan ke dalam air. Dari percobaan tersebut diperoleh hasil senyawa garam dan gula dapat menembus kantong sedangkan senyawa yang lain tidak. tidak. Graham Graham menyeb menyebut ut zat yang yang tidak tidak dapat dapat menem menembus bus kanton kantong g itu dengan koloid. koloid. Koloid berasal dari bahasa Yunani yang berarti seperti lem. Untuk Untuk memaha memahami mi lebih lebih jauh jauh tentan tentang g sistem sistem koloid koloid,, lakuka lakukan n kegiat kegiatan an percobaan di bawah ini.
SIFAT-SIFAT CAMPURAN
Tujuan : Mempelajari sifat beberapa campuran Alat dan Bahan: Bahan: Alat 12 buah gelas kimia 100 ml 1 buah batang pengaduk 1 buah corong 6 buah kertas saring
Bahan 1 sdt gula pasir 1 sdt tepung terigu 1 sdt susu bubuk 1 sdt Kristal urea 1 sdt sabun cair 1 sdt serbuk belerang Air suling secukupnya secukupnya
Cara Kerja: Kerja: 1. Isilah Isilah 6 gelas gelas kimia kimia dengan dengan air air suing suing masing-m masing-masing asing 50 ml 2. Tambahka Tambahkan n sebanyak sebanyak 1 sdt berturut-tu berturut-turut: rut: Gelas I : gula pasir Gelas IV : kristal urea Gelas II : tepung terigu Gelas V : sabun cair Gelas III: susu bubuk Gelas VI: serbuk belerang 3. Aduk setiap campuran dan perhatikan apakah zat yang dicampurkan larut atau tidak larut 4. Diamkan Diamkan campuran campuran tersebut tersebut,, catat pada pada tabel penga pengamatan matan apaka apakah h camp campur uran an ters terseb ebut ut memi memisa sah h (tida (tidak k stab stabil) il) atau atau tidak tidak memi memisa sah h (stabil), bening atau keruh
Kimia SMK -Koloid
2
5. Saringlah setiap campuran. Manakah yang meninggalkan residu. Apakah hasil penyaringan bening atau keruh? Hasil Pengamatan Sifat Campuran
gula
terigu
Campuran air dengan susu urea sabun
belerang
Kelarutan Kestabilan Bening/keruh Residu Filtrat bening/keruh
Jawablah pertanyaan di bawah ini: 1. Kelompokkan zaat-zat di atas yang mempunyai kemiripan sifat dalam 3 kelompok Kelompok I Kelompok II Kelompok III
2. Berdasarkan data yang anda peroleh, bandingkan dengan literature di bawah dan kelompokkan manakah zat yang termasuk kedalam larutan, koloid, dan suspensi Data Referensi Bentuk
Larutan
Homogen
Kestabilan
Stabil
Jumlah
Penyaringan
Sistem
Ukuran
fase
(kertas
Dispersi
partikel
Satu
saring) Tidak dapat
Molekule
< 1 nm
Suspensi
Heterogen
Tdk stabil
Dua
Dapat
r Padatan
Koloid
homogen
Stabil
dua
Tidak dapat
kasar Koloid
1 –100 nm
Kesimpulan Hasil Kegiatan Percobaan Berdasarkan data yang diperoleh pada kegiatan percobaan, maka dapat disimpulkan: a. zat yang tergolong larutan adalah............................................... b. zat yang tergolong suspensi adalah............................................... c. zat yang tergolong koloid adalah............................................... B. Jenis-jenis Koloid Pada Bab 9 kita sudah mempelajari tentang larutan homogen dan larutan heterogen. Partikel-partikel zat yang ada pada larutan homogen tidak dapat kita amati secara langsung karena ukurannya yang sangat
Kimia SMK -Koloid
3
kecil. Campuran yang homogen ini kita sebut dengan larutan. Dengan bantuan mikroskop elektron kita baru bisa mengamati partikel-partikel yang ada pada campuran homogen tersebut. Berbeda pada campuran heterogen, walaupun pada beberapa zat ada yang tercampur secara merata tetapi hal ini hanya bersifat temporer atau sementara. Faktanya, apabila campuran tersebut kita diamkan selama beberapa saat , maka akan terjadi pemisahan zat. Campuran yang demikian kita sebut dengan suspensi..
Gambar 14.2 Perbandingan Antara Suspensi dan Koloid
Pada beberapa campuran homogen kadang kita temui ada yang bening dan ada juga yang keruh. Campuran yang keruh sepertinya mengandung partikel padat, akan tetapi kalau kita saring filtratnya atau hasil saringannya tetap bersifat keruh. Campuran yang semacam ini kita sebut dengan koloid. Sistem koloid pada hakekatnya terdiri atas dua fase, yaitu fase terdispersi (dalam larutan disebut dengan solut atau zat yang terlarut) dan medium pendispersi. (dalam larutan disebut dengan solvent atau pelarut) .Zat yang didispersikan disebut fase terdispersi sedangkan medium yang digunakan untuk mendispersikan disebut medium pendispersi . Misalnya pada lem kanji, fase terdisperisinya adalah tepung kanji, sedangkan medium pendispersinya adalah air. Koloid memiliki jenis bermacam-macam, tergantung dari fasa zat pendispersi dan zat terdispersinya. Beberapa jenis koloid antara lain:
Kimia SMK -Koloid
4
•
Aerosol yang memiliki zat pendispersi berupa gas. Ada dua jenis aerosol yaitu aerosol cair dan aerosol padat.Aerosol yang memiliki zat terdispersi cair disebut aerosol cair (contoh: kabut dan awan) sedangkan yang memiliki zat terdispersi padat disebut aerosol padat (contoh: asap dan debu dalam udara).
•
Emulsi adalah sistem koloid dari zat cair yang terdispersi dalam zat cair lain, namun kedua zat cair itu tidak saling melarutkan. (Contoh: santan, susu, mayonaise, dan minyak ikan). Pada umumnya sistem emulsi kurang stabil sehingga diperlukan zat penstabil atau pemantap yang disebut dengan emulgator. Deterjen adalah salah satu contoh zat emulgator.
•
Gel sistem koloid kaku atau setengah padat dan setengah cair. (Contoh: agar-agar, Lem, kanji dan Gel silika).
•
Buih adalah sistem koloid dari gas yang terdispersi dalam zat cair. (Contoh: pada pengolahan bijih logam, alat pemadam kebakaran,
Gambar 14.3 Pesawat Pemadam Kebakaran Menggunakan Buih Untuk Mengatasi Kebakaran Hutan (Sbr: fanear216)
kosmetik dan lainnya). •
Sol Sistem koloid dari partikel padat yang terdispersi dalam zat cair. (Contoh: Air sungai, sol sabun, sol detergen dan tinta).
Berdasarkan sifat adsorpsi dari partikel padat terhadap cairan pendispersi, kita mengenal dua macam sol; a. Sol liofil , dimana partikel-partikel padat akan mengadsorpsi molekul cairan, sehingga terbentuk suatu selubung di sekeliling partikel padat itu. Liofil artinya “cinta cairan” (Bahasa Yunani; lio=cairan; philia=cinta). Sol liofil yang setengah padat disebut gel. Contoh gel antara lain selai dan gelatin. b. Sol
liofob ,
dimana partikel-partikel padat tidak mengadsorpsi molekul
cairan. Liofib artinya “takut cairan” (phobia=takut). Jika medium pendispersinya berupa air, kedua macam koloid di atas masing-masing disebut koloid hidrofil (cinta air) dan koloid liofob (takut
Kimia SMK -Koloid
5
air). Contoh koloid hidrofil adalah kanji, protein, lem, sabun, dan gelatin. Adapun contoh koloid hidrofob adalah sol-sol sulfida dan sol-sol logam Beberapa contoh koloid berdasarkan medium pendispersinya disajikan pada Tabel 14.1 Tabel 14.1 Jenis-jenis Koloid No 1 2 3 4 5 6 7 8
Fase terdispersi Padat Padat Paat Cair Cair Cair Gas Gas
Fase Pendispersi Gas Cair Padat Gas Cair Padat Cair padat
Nama Koloid
Contoh
Aerosol Sol Sol Padat Aerol Emulsi Emulsi padat Buih Buih padat
Asap, debu di udara Sol belerang, tinta, cat Gelas berwarna Kabut Susu, santan Jeli, mutiara, keju, mentega Buih sabun,krim Karet busa, batu apung
C. Sifat-sifat Koloid
Bagaimanakah cara mengenali sistem koloid? Sifat-sifat koloid dapat dijelaskan berdasarkan ukuran partikel-partikel penyusunnya. Berdasarkan susunan partikel dan interaksi antar molekulnya pada sistem koloid, maka ada beberapa sifat koloid yang dapat dipelajari dan selanjutnya berdasarkan sifat yang dimilikinya dapat ditentukan kegunaannya. Beberapa sifat koloid yang sudah dapat ditemukan sampai saat ini adalah efek Tyndall, gerak brown, muatan listrik pada koloid, elektroforesis, dan koagulasi koloid. 1. Efek Tyndall Efek Tyndall ialah gejala penghamburan berkas 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.
Gambar 14.3 Asap menghamburkan cahaya
Efek tyndall adalah efek yang terjadi jika suatu larutan terkena sinar. Pada saat larutan sejati disinari dengan cahaya, maka larutan tersebut tidak akan menghamburkan cahaya, sedangkan pada sistem koloid, cahaya akan dihamburkan. Hal itu terjadi karena partikel-partikel koloid mempunyai partikel-partikel yang relatif besar untuk dapat menghamburkan sinar
Kimia SMK -Koloid
6
tersebut. Sebaliknya, pada larutan sejati, partikel-partikelnya relatif kecil sehingga hamburan yang terjadi hanya sedikit dan sangat sulit diamati. Dalam kehidupan sehari-hari, efek Tyndall dapat kita amati seperti: •
Di bioskop, jika ada asap mengepul maka cahaya proyektor akan terlihat lebih terang.
•
Sinar matahari yang masuk melewati celah ke dalam ruangan berdebu, maka partikel debu akan terlihat dengan jelas.
•
Di daerah berkabut, sorot lampu mobil terlihat lebih jelas
Gambar 14.3 Pada Daerah Berkabut Sorot Lampu Akan Terlihat Lebih Jelas (Sbr: Lembang214)
2. Gerak Brown
Sistem koloid juga mempunyai sifat kinetik selain sifat optik yang telah dijelaskan diatas. Sifat kinetik ini dapat terjadi karena disebabkan oleh gerakan termal dan gravitasi. Dua hal ini menyebabkan sistem koloid dapat bergerak zig-zag. Gerakan ini pertama ditemukan oleh seorang ahli biologi yang bernama Robert Brown yang melakukan pengamatan pada serbuk sari dengan menggunakan mikroskop, sehingga dinamakan gerak
Gb 14.4 Robert Brown
Gerak Brown ialah gerakan partikelpartikel koloid yang senantiasa bergerak lurus tapi tidak menentu (gerak acak/tidak beraturan). 14.5 Gerak Koloid Jika kita amati koloid dibawah mikroskop Gambar ultra, maka kitaBrown akanPartikel melihat
bahwa partikel-partikel tersebut akan bergerak membentuk zigzag. Partikel-partikel suatu zat senantiasa bergerak. Gerakan tersebut dapat bersifat acak seperti pada zat cair dan gas( dinamakan gerak brown), sedangkan pada zat padat hanya beroszillasi di tempat ( tidak
Kimia SMK -Koloid
7
termasuk gerak brown ). 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 yang 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 campuran heterogen zat cair dengan zat padat (suspensi). Gerak Brown juga dipengaruhi oleh suhu. Semakin tinggi suhu sistem koloid, maka semakin besar energi kinetik yang dimiliki partikel-partikel medium pendispersinya. Akibatnya, gerak Brown dari partikel-partikel fase terdispersinya semakin cepat. Demikian pula sebaliknya, semakin rendah suhu sistem koloid, maka gerak Brown semakin lambat.
3. Muatan Listrik Pada Koloid Bagaimana partikel koloid mendapat muatan? Partikel-partikel koloid mendapat muatan listrik melalui dua cara, yaitu dengan proses adsorpsi dan proses ionisasi gugus permukaan partikel. a. Proses Adsorpsi Proses adsorpsi ini merupakan peristiwa dimana partikel koloid menyerap partikel bermuatan dari fase pendispersinya sehingga partikel koloid menjadi bermuatan. Jenis muatannya tergantung pada jenis partikel bermuatan yang diserap apakah anion atau kation. Sebagai contoh: partikel sol Fe(OH)3 (bermuatan positif) mempunyai kemampuan untuk mengadsorpsi kation dari medium pendispersinya sehingga sol Fe(OH) 3 bermuatan positif, sedangkan partikel sol As2S3 (bermuatan negatif) mengadsorpsi anion dari
Kimia SMK -Koloid
Gambar 14.6 Sol As 2S3 yang Bermuatan Negatif 8
medium pendispersinya sehingga bermuatan negatif. Partikel koloid sol tersebut tidak selalu mengadsorpsi ion yang sama. Hal itu tergantung pada muatan yang berlebih dari medium pendispersinya. Misalnya, jika sol AgCl terdapat pada medium pendispersi dengan kation Ag+ berlebih, maka AgCl akan bermuatan positif. Sedangkan jika AgCl terdapat pada medium pendispersi dengan anion Cl berlebih, maka sol AgCl akan bermuatan negatif. b. Proses Ionisasi Gugus Permukaan Partikel Beberapa partikel koloid memperoleh muatan dari proses ionisasi gugus yang ada pada permukaan partikel koloid. Contohnya adalah koloid protein dan koloid sabun/ deterjen. 1) Pada koloid protein: Koloid ini adalah jenis sol yang mempunyai gugus yang bersifat asam (-COOH) dan basa (-NH2). Kedua gugus ini dapat terionisasi dan memberikan muatan pada molekul-molekul protein. Pada pH rendah (konsentrasi H+ tinggi), gugus basa –NH 2 akan menerima proton (H+) dan membentuk gugus –NH3+ NH2
+
H+ → -NH3+
Pada pH tinggi, -COOH akan mendonorkan proton H + dan membentuk –COO-
gugus
COOH +
H+ → –COO-
Maka, partikel sol protein bermuatan positif pada pH rendah dan bermuatan negatif pada pH tingi. Pada titik pH isoelektrik, partikel-partikel protein bermuatan netral karena muatan -NH3+ –COO- saling meniadakan menjadi netral. 2) Pada koloid sabun / deterjen Molekul sabun dan deterjen lebih kecil daripada
molekul
koloid.
Pada
konsentrasi relatif pekat, kedua molekul ini dapat bergabung dan membentuk partikel-partikel berukuran koloid yang disebut
misel.
Lalu
zat-zat
yang
Kimia SMK -Koloid
9 Gambar 14.7 Misel
tergabung dalam suatu fase pendispersi dan
membentuk
berukuran
koloid
partikel-partikel disebut
koloid
terasosiasi. Sabun adalah garam karboksilat dengan partikel R-COO-Na+. R merupakan gugus hidrofob berupa rantai lurus alkil dan bagian hidofilnya berupa ion natrium. Di dalam air, partikel ini akan mengalami
ionisasi
R-COO-Na+ → R-COO- + Na+ Anion Anion-anion R-COO- akan bergabung membentuk misel. Gugus R- tidak larut dalam air sehingga akan terorientasi ke pusat, sedangkan COO- larut dalam air sehingga berada di permukaan yang bersentuhan dengan air. Pada saat mencuci pakaian dengan menggunakan deterjen/sabun, noda lemak akan tertarik ke bagian ekor yag bersifat hidrofob dan larut dalam air. Hal tersebut dikarenakan bagian kepalanya tertarik molekul air yang bersifat hidrofil (ingat prinsip pelarutan pada bab 7). Kotoran/ lemak
air
Ion sabun
Kotoran bersama misel
kain
Partikel koloid dapat juga mengadsorpsi zat lain yang berupa molekul netral, selain mengadsorpsi ion atau muatan listrik. Hal ini dimanfaatkan untuk proses pemutihan gula, pembuatan obat norit, dan penjernihan air yang akan dibahas lebih lanjut pada sub bab kegunaan koloid. 4. Elektroforesis Jika arus listrik dengan tegangan rendah dialirkan dalam dispersi koloid maka partikel-partikel koloid akan bergerak menuju elektrode positif
Kimia SMK -Koloid
10
atau negatif. Hal ini membuktikan bahwa partikel-partikel koloid dalam medium pendispersinya bermuatan listrik. Peristiwa pergerakan partikel koloid yang bermuatan ke salah satu elektrode disebut dengan elektroforesis. Untuk memperjelas pemahaman anda tentang proses elektroforesis, perhatikan Gambar 14.8. Pada gambar, terlihat bahwa partikelpartikel koloid bermuatan positif tersebut bergerak menuju elektrode dengan muatan berlawanan, yaitu elektrode negatif. Jika sistem koloid bermuatan negatif, maka partikel itu akan menuju elektrode positif. Gambar 14.8 Proses Elektroforesis Pada Koloid
Elektroforesis
dapat
digunakan
untuk
mendeteksi muatan koloid.
Jika partikel koloid berkumpul di elektrode positif, berarti koloid bermuatan negatif dan sebaliknya. Prinsip elektroforesis digunakan untuk memisahkan partikel dalam suatu campuran, misalnya untuk memisahkan debu hasil pembakaran di industri yang akan dibahas lebih dalam pada bagian kegunaan koloid. 5. Koagulasi koloid Koagulasi adalah penggumpalan partikel koloid dan membentuk endapan. Dengan terjadinya koagulasi, berarti zat terdispersi tidak lagi membentuk koloid, tetapi bergabung menjadi partikel yang lebih besar sehingga mengendap atau menggumpal. Koagulasi dapat terjadi secara fisik seperti pemanasan, pendinginan dan pengadukan. Koagulasi secara kimia dapat terjadi dengan yang mengandung ion-ion dengan muatan yang berlawanan dengan muatan partikel koloid. Adanya muatan yang berlawanan akan terjadi penetralan muatan koloid sehingga partikel-partikelnya tidak lagi bemuatan. Hal ini menyebabkan kestabilan koloi akan terganggu dan terjadi pengendapan. Terjadinya delta (tanah endapan berbentuk segitiga) di muara sungai dapat dijelaskan dengan ketidakstabilan koloid. Air sungai mengandung partikel-partikel koloid yang bermuatan. Ketika bertemu Kimia SMK -Koloid
11
dengan air laut yang merupakan elektrolit (mengandung ion negatig dan ion positif) akan terjadi penetralan muatan koloid dan terjadi pengendapan.Endapan inilah yang lambat laun akan membentuk delta di muara sungai. Sifat koagulasi dalam kehidupan seharihari dapat dimanfaatkan dalam proses penjernihan air. Kotoran pada air keruh yang berukuran koloid dan sukar mengendap, dapat dinetralkan muatannya dengan menambahkan tawas (yang mempunyai rumus kimia K Al(SO4)2. 12 H2O) mengandung ion Al
3+
Gambar 14.9 Tawas Digunakan Untuk Menjernihkan Air Berdasarkan Proses Koagulasi Koloid
sehingga terjadi penetralan dan mudah mengendap. Ada beberapa golongan masyarakat yang
menggunakan filter keramik untuk pengolahan air siap minum. Filter keramik ini terbuat dari tanah liat merah yang dibakar pada suhu 850 oC dan tanah liat putih yang dibakar pada suhu 1250 oC. Setelah pembakaran keramik direndam dalam 3 ml koloid perak dan 250 ml air suling. Koloid tersebut akan merembes masuk ke pori-pori sehingga dinding keramik akan berfungsi menangkap bakteri air yang melalui keramik.
Gambar 14.10 Filter Keramik yang Digunakan Untuk Mengolah Air Siap Minum (Sbr. Propeti.com)
Pengolahan air secara massal yang digunakan untuk memenuhi kebutuhan masyarakat terutama di daerah perkotaan juga menggunakan prinsip koagulasi koloid. Proses pengolahan air ini disajikan secara lengkap pada Gambar 14.11. Ventury
akselerator
Stasiun Pompa
Saringan
Kimia SMK -Koloid Konsumen
12 Reservoir
siphon
Gambar 14.11 Skema Penjernihan Air Secara Massal
Berdasarkan skema pengolahan air pada Gambar 14.10, sumber air yang akan diolah dari sungai setelh melalui proses penyaringan kotoran (sampah), maka air masuk pada tahap ventrury . Pada tahap ini, ke dalam air ditambahkan tawas untuk mengendapkan kotoran, kaporit untuk membunuh kuman dan bakteri serta karbon aktif sebagai absorben. Pada tahap akselerator terjadi proses koagulasi. Lumpur dan kotoran lain menggumpal membentuk flok-flok . Selanjutnya masuk ke tahap penyaringan (pada bak saringan pasir). Sisa-sia flok akan tertahan pada bak saringan ini. Proses selanjutnya air akan masuk pada tahap siphon. Pada tahap ini ditambahkan kapur untuk menaikkan pH dan gas kloin untuk memtaikan kuman yang tersisa. Air yang telah jernih dan bebas hama tersebut ditampung di reservoir untuk didistribusikan ke konsumen. 6. Dialisis •
Pada pembuatan kolod sering terdapat ion-ion yang dapat
mengganggu kestabilan koloid. Ion pengganggu ini dapat dipisahkan dengan cara memasukkan koloid ke dalam kertas/membran semipermiable kemudian dialiri air yang mengalir. Ion pengganggu akan merembes melalui pori-pori kertas sedangkan partikl koloid akan tertinggal. Poses ini disebut dengan dialisis. Jadi dialisis adalah suatu proses untuk menghilangkan ion-ion yang dapat menghilangkan kestabilan koloid. Kerja organ ginjal merupakan salah satu contoh proses dialisis. Darah yang mengangkut sisa metabolisme masuk ke ginjal yang berselaput semipermiabel. Molekul dan ion-ion yang kecil akan keluar bersama air dibuang melalui urine, sedangkan sel-sel darah yang Kimia SMK -Koloid
13 Gambar 14.12 Hemodialisa memanfaatkan sifat
berukuran partikel koloid tertahan di ginjal dan merupakan darah yang bersih.Prinsip dialisis juga digunakan dalam proses cuci darah bagi penderita gagal ginjal dimana fungsi ginjal digantikan oleh mesin dialisator.
SIFAT-SIFAT KOLOID
Tujuan : Mempelajari beberapa sifat koloid Alat dan Bahan : Alat 1 buah senter 8 buah tabung reaksi 1 buah rak tabung reaksi
Bahan 10 ml air + pasir 10 ml air gula 10 ml air sabun 10 ml koloid Fe2O3
10 ml sol Fe(OH)3 10 ml susu 10 ml tinta
Cara Kerja : 1. Siapkan 10 ml suspensi, larutan dan koloid, seperti yang tertera pada alat dan bahan, pada tabung reaksi yang berbeda, diaduk rata, didiamkan sebentar. Kemudian mengamati apakah zat tersebut homogen/heterogen dan stabil atau tidak selama didiamkan. 2. Sinari setiap tabung reaksi dengan menggunakan senter dan amati apakah berkas sinarnya dihamburkan atau tidak oleh larutan atau koloid 3. Saring isi masing-masing tabung reaksi , dan amati mana yang meninggalkan residu. Tabel hasil pengamatan Kelarutan No
Kestabilan
Campuran Ya
Tdk
Stabil
Tidak
Menghamburkan cahaya Ya Tidak
Residu Ada
Tidak
1 2
Kimia SMK -Koloid
14
3 4 5 6 7 8 Berdasarkan hasil pengamatan anda, campuran manakah yang menghamburkan cahaya? …………………………………………………………………………………… Mengapa demikian? ................................................................................................. ................................................................................................................................... ...................................................................................................................................
D.Pembuatan Koloid Ukuran partikel koloid (1-100 nm) berada diantara ukuran partikel larutan sejati (< 1 nm) dan ukuran partikel suspensi (>100 nm). Karena itu pembuatan sistem koloid dapat dilakukan dengan cara memperbesar ukuran partikel larutan (cara kondensasi) atau memperkecil ukuran partikel suspensi (cara dispersi). Kondensasi LARUTAN
KOLOID
Dispersi
SUSPENSI
1) Cara Kondensasi Cara kondensasi pada umumnya dilakukan melalui reaksi kimia yaitu reaksi redoks, reaksi hidrolisis, reaksi substitusi, dan reaksi penggantian pelarut. Prinsip umumnya adalah terjadinya kondensasi partikel molekular membentuk partikel koloid. a. Reaksi Redoks
Reduksi SO2 terlarut dalam air dengan dialiri gas H2S dapat menghasilkan sol belerang 2H2S(g ) + SO2(aq) → 3S(s) + 2H2O(l )
Kimia SMK -Koloid
15
b. Reaksi Hidrolisis
Hidrolisis adalah reaksi suatu zat dengan air . Sol Fe(OH)3 dibuat dengan cara hidrolisis FeCl 3 melalui proses pemanasan larutan Gambar 14.13 Pemanasan FeCl3 Untuk Membuat Sol Fe(OH)3
FeCl3 . FeCl3(aq) + 3 H2O(l ) → Fe(OH)3(s) + 3 Bagaimana cara mengetahui apakah larutan FeCl3 tersebut sudah berubah sifatnya menjadi koloid? Cara yang paling mudah dilakukan adalah dengan melihat sifat zat yang terbentuk apakah sudah mempunyai sifat koloid atau belum. Misalnya dengan menguji sifat efek tyndall dan elektroforesis.
Gambar 14.14 Efek Tyndall Pada Sol Fe(OH)3
Gambar 14.15 Sol Fe(OH) 3 mempunyai sifat elektroforesis
c. Reaksi Substitusi/Agregasi Ionik
Pembuatan sol As2S3 dilakukan dengan cara mengalirkan gas H2S pada larutan H3AsO3 2H3 AsO3(aq) + 3H2S(g ) → As2S3(s) + 6 H2O(l ) d. Penggantian Pelarut Cara ini dilakukan dengan mengganti medium pendispersi sehingga fase terdispersi yang semula larut menjadi berukuran koloid. Misalnya belerang dilarutkan dalam etanol akan menjadi larutan sejati, jika larutan ini dimasukkan dalam air, maka partikel-partikel belerang akan terkondensasi membentuk partikel koloid yaitu sol belerang. 2) Cara Dispersi
Kimia SMK -Koloid
16
Pembuatan koloid dengan cara dispersi dilakukan secara fisis yaitu dengan cara mekanik, homogenisasi, peptisasi, dan cara loncatan bunga listrik (busur bredig) a. Cara mekanik Partikel koloid dibuat dengan cara menghaluskan partikel kasar, misalnya menggunakan penggiling koloid atau penumbuk. Partikel yang telah halus didispersikan pada medium yang sesuai. Contoh pembuatan koloid melalui cara mekanik ini adalah pembuatan pelumas dari koloid grafit, pembuatan cat, dan Gambar 14.16 Cat Merupakan Koloid Yang Dibuat Dengan cara Mekanik
pembuatan tinta cetak.
b. Cara Homogenisasi Cara ini dilakukan dengan menggunakan alat atau mesin homogenisasi untuk membuat partikel yang berukuran sama. Misalnya pada pembuatan ice cream. Partikel lemak susu dilewatkan pada celah dengan lubang halus dan bertekanan tinggi sehingga partikel pada susu sesuai dengan ukuran koloid. Yang selanjutnya didispersikn pada air dan menjadi koloid. Gambar 14.17 Mesin Pembuat Ice Cream (Sumber: Indonetwork.co.id)
c. Cara Peptisasi Cara peptisasi adalah pembuatan koloid dari butir-butir kasar atau suatu endapan dengan bantuan suatu zat peptisasi (pemecah). Contoh: •
Pada pembuatan agar-agar
Kimia SMK -Koloid
17
Partikel tepung agar-agar dipeptisasi air menjadi partikel koloid agar-agar.
•
Pembuatan sol belerang
Gambar 14.18 Agar-agar dibuat dengan cara peptisasi Sbr:eldesfiera.blogspot
Endapan NiS dipeptisasi gas H2S menghasilkan belerng yang dapat membentuk sol belerang •
Pembuatan koloid Al(OH)3 Endapan Al(OH)3 dipeptisasi oleh AlCl3 menjadi koloid Al(OH)3
d. Cara Busur Bredig Busur Bredig digunakan untuk membuat sol logam, seperti sol emas, sol perak, atau sol platina dalam air dengan cara mencelupkan dua buah elektrode logam yang dialiri listrik bertegangan tinggi. Kemudian, kedua elektrode didekatkan sehingga terjadi loncatan api listrik yang menguapkan logam. Uap logam akan masuk ke dalam air dan terdispersi sebagai koloid sol logam.
E. Kegunaan Koloid Dalam kehidupan Manusia 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. Ada banyak penggunaan sistem koloid baik di dalam kehidupan sehari-hari maupun dalam berbagai industri seperti industri kosmetik, makanan, farmasi dan sebagainya.
Berikut ini adalah tabel aplikasi koloid: Jenis industry Contoh aplikasi Industri makanan Keju, mentega, susu, saus salad Industri kosmetika dan perawatan Krim, pasta gigi, sabun tubuh Industri cat Kimia SMK -Koloid
Cat 18
Industri kebutuhan rumah tangga Industri pertanian Industri farmasi
Sabun, deterjen Peptisida dan insektisida Minyak ikan, pensilin untuk suntikan
Berikut ini akan diberikan penjelasan lebih dalam 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 ionion 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. 4. Pembentukan delta di muara sungai. Air sungai mengandung partikel-partikel koloid pasir dan tanah liat yang bermuatan negatif. Sedangkan air laut mengandung ion-ion Na +, Mg+2, dan Ca+2 yang bermuatan positif. Ketika air sungai bertemu di laut, maka ion-ion positif dari air laut akanmenetralkan muatan pasir dan tanah liat. Sehingga, terjadi koagulasi yang akan membentuk suatu delta. 5. Pengambilan endapan pengotor. Gas atau udara yang dialirkan ke dalam suatu proses industri seringkali mangandung zat-zat pengotor berupa partikel-partikel koloid. Untuk memisahkan pengotor ini, digunakan alat pengendap elektrostatik yang pelat logamnya yang bermuatan akan digunakan untuk menarik partikel-partikel koloid. Arus Listrik
Kimia SMK -Koloid
19
Udara bersih
Pelat elektrode
Asap yang penuh dengan jelaga
Pelat logam ground
Partikel jelaga berkumpul disini
Rangkuman: •
Koloid merupakan campuran yang memiliki ukuran partikel antara larutan sejti dan suspense (1-100 nm). Koloid yang bersifat homogen terdiri dari dua fase yaitu fase terdispersi dan medium pendispersinya. Koloid dapat dibuat dengan cara kondensasi dan dispersi.
•
Jenis koloid dibedakan menurut fase terdispersi dan fase
Soal SISTEM KOLOID pendispersinya yaitu sol, emulsi, aerosol, dan busa. Sifat koloid SISTEM berdasarkan KOLOID
ukuran dan sifat partikelnya, yaitu efek tyndal, gerak
brown, dan adsorpsi. Partikel koloid bermuatan dapat rusak kestabilannya dengan cara elektroforesis dan koagulasi antara anion dan kationnya. •
Sistem koloid dapat dimanfaatkan dalam kehidupan sehari-hari misalnya pada bidang pangan, kosmetika, obat-obatan, eni, dan estetika.
Latihan Soal Ulangan
1. Hal-hal berikut merupakan ciri-ciri sistem koloid,kecuali… a. tidak dapat disaring d.homogen b. stabil e.menghamburkan cahaya c.terdiri dari dua fase 2. Yang bukan merupakan sisitem koloid adalah… a. lateks d. margarine b. alkohol 70% e. batu apung c. tinta gambar 3. Dispersi zat cair atau zat padat dalam gas disebut… Kimia SMK -Koloid
20
a. sol b. buih c. emulsi
d.suspensi e.aerosol
4. Buih dalam sistem dispersi terjadi pada keadaan… a. zat padat terdispersi dalam zat cair b. zat cair terdispersi dalam gas c. gas terdispersi dalam zat cair d. zat cair tedispersi dalam zat cair e. zat padat terdispersi dalam zat padat 5. Cat yang digunakan untuk finishing pada bangunan merupakan sistem koloid… a. padat dalam cair d.gas dalam cair b. cair dalam gas e.gas dalam padat c. cair dalam padat 6. Yang termasuk koloid padat dalam gas adalah… a. kabut c.buih b. embun d.batu apung
e.asap
7. Sistem berikut tergolong emulsi,kecuali… a. santan d.mayones b. minyak ikan e.alkohol 70% c. air susu 8. Penghamburan berkas sinar oleh system koloid disebut… a. gerak brown d.efek tyndall b. koagulasi e.elektroforesis c.osmosis 9. Tinta merupakan system koloid yang fasa terdispersinya dan medium pendispersinya adalah… a. tidak dapat disaring d.homogen b. stabil e.menghamburkan cahaya c. cair padat 10. Sistem koloid yang dibuat dengan mendispersikan zat padat ke dalam cairan adalah… a. aerosol d.sol b. emulsi e.gel c. buih 11. Koloid dibawah ini yang tidak dapat dibuat dengan cara kondensasi adalah… a. sol belerang d.sol emas b. sol amilum e.sol Fe(OH)3 c. sol AgCl 12. Contoh koloid yang mendium pendespersinya padat dan fase terdispersinya cair adalah… Kimia SMK -Koloid
21
a. asap b. awan c. agar-agar
d.mutiara e.batu apung
13. Gerak Brown terjadi karena… a. gaya gravitasi b. tarik menarik antra partikel koloid yang berbeda muatan c. tolak-menolak antara partikel koloid yang bermuatan sama d. tumbukan antara partikel koloid e. tumbukan molekul medium dengan partikel koloid. 14. Kelebihan elektrolitdalam suatu dispersi koloid biasanya dihilangkan dengan cara… a. elekrolisis c. dialisis e. presipitasi b. elektroforesis d. dekantasi 15. Peristiwa koagulasi dapat ditemukan pada peristiwa… a. pembuatan agar-agar d. pembuatan cat b. terjadinya delta di muara sungai e. terjadinya berkas sinar c. pembusukan air susus 16. Cara pembuatan sistem koloid dengan jalan mengubah partikel-partikel kasar menjadi partikel-partikel koloid disebut cara… a. disperse c. koagulasi e. elektrolisis b. kondensasi d. hidrolisis 17. Yang termasuk koloid hidrofob… a. amilum dalam air d. putih telur dalam air b. agar-agar dalam air e. protein dalam air c. lemak dalam air. 18. Sistem koloid yang partikel-partikelnya tidak menarik molekul pelarutnya disebut… a. liofil b. hidrofil c. liofob d. dialisis e. elektrofil 19.Bahan-bahan berikut yang merupakan dispersi koloid adalah… a. Santan, air, kecap b. Sirup, cuka dapur, air kelapa c. Mentega, selai, es krim d. Lumpur, pasir, semen e. Agar-agar, gula, santan 20. Sifat adsorpi dari koloid dimanfaatkan pada hal – hal berikut, kecuali a. peminum gula b. pengobatan rasa sakit perut c. penggumpalan karet d. pemakaian deodorant e. pencucian dengan sabun Kimia SMK -Koloid
22
21.Contoh koloid aerosol cair adalah . . . . a. busa deterjen d. mentega b. kabut e. asap c. batuan berwarna 22.Sifat koloid yang menyebabkan terbentuknya delta pada muara sungai adalah .. . a. Efek Tyndall b. Gerak Brown c. Elektroforesis d. Adsorpsi Koloid e. Koagulasi 23. Zat yang merupakan sistem koloid dari gas dalam gas ialah . . . . . a. kabut c. embun b. busa padat d. asap e.debu 24. Pemisahan koloid dengan cara penyaringan, yaitu dengan menggunakan membran yang diletakkan dalam air yang mengalir disebut proses . . . . a. Dispersi d. elektrofores b. kondensi e. Khromatografi c. dialisa 25. Koloid berikut yang fase terdispersinya berbentuk cair adalah a. Mutiara c. Debu b. Asap d. Kaca berwarna e. cat
II. Jawablah pertanyaan di bawah ini ! 1. Jelaskan bagaimana cara membuat sistem koloid! 2. Bagaimanakah mekanisme kerja sabun sebagai pembersih? 3. Sebutkan macam-macam koloid berdasarkan fase terdispersi dan medium pendispersinya! 4.
Jelaskan penggunaan koloid berdasarkan sifat yang dimilikinya dalam berbagai bidang yang anda ketahui !
Kimia SMK -Koloid
23
