ABSTRAK Sistem koloid merupakan suatu bentuk campuran (sistem dispersi) dua atau lebih zat yang bersifat homogen, namun memiliki ukuran partikel terdispersi yang cukup besar (1 - 100 nm), sehingga terkena efek Tyndall. Bersifat homogen berarti partikel terdispersi tidak terpengaruh oleh gaya gravitasi atau gaya lain yang dikenakan kepadanya, sehingga tidak terjadi pengendapan. Pada percobaan sol liofil ini bertujuan untuk menentukan pH,massa jenis dan juga nilai viskositas serta mengetahui sifat-sifat sol liofil dari beberapa jenis larutan yang digunakan seperti akuades, asam sitrat, dan juga gelatin. Dalam percobaan sol liofil menggunakan metode viskometer Ostwald. Kata Kunci: Gelatin,Asam sitrat,viskometer Ostwald,Sol liofil.
BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Sistem koloid sangat berkaitan erat dengan hidup dan kehidupan kita seharihari. Cairan tubuh, seperti darah adalah sistem koloid, bahan makanan seperti susu, keju, nasi, dan roti adalah sistem koloid. Cat, berbagai jenis obat, bahan kosmetik, tanah pertanian juga merupakan 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. Keadaan koloid bukan ciri dari zat tertentu karena semua zat, baik padat, cair, maupun gas, dapat dibuat dalam keadaan koloid. Titik isoelektrik dicapai ketika pH pada muatan negatif dan muatan positifnya setimbang yaitu pada viskositas minimum. Penentuan titik isoelektrik dilakukan melalui pengamatan viskositas. Titik isoelektrik diperoleh dari grafik hubungan antara pH dengan viskositas. Titik Isoelektrik adalah derajat keasaman atau pH ketika suatu makromolekul bermuatan nol akibat bertambahnya proton atau kehilangan muatan oleh reaksi asam-basa. Pada koloid, jika pH sama dengan titik isoelektrik, maka sebagian atau semua muatan pada partikelnya akan hilang selama proses ionisasi terjadi. Jika pH berada pada kondisi di bawah titik isoelektrik, maka matan partikel koloid akan bermuatan positif. Sebaliknya jika pH berada di atas titik isoelektrik maka muatan koloid akan berubah menjadi netral atau bahkan menjadi negatif. 1.2 Tujuan 1. Mempelajari sifat sol liofil dan menentukan titik isoelektriknya melalui pengamatan viskositas. 2. Menentukan pH, viskositas, dan rapat masaa sol liofil. 1.3 Prinsip
Penentuan viskositas dan rapat massa sol liofil ini menggunakan viskometer Ostwald. Titik isoelektriknya dapat dihitung melalui viskositas dengan memperhatikan sistem koloid yang terbentuk dari gelatin apabila sistem koloidnya kental, maka viskositasnya akan semakin besar. Dalam percobaan ini fase terdispersi yaitu gelatin sedangkan fase pendispersinya yaitu Na2HPO4 dan asam sitrat. Adapun rumus molekul dari protein adalah HOOC – R - NH2 dan protein bersifat amfoter sehingga dalam asam akan bermuatan positif dan dalam basa bermuatan negatif. Asam: HOOC – R - NH2 + H+ HOOC – R - NH3. Basa: HOOC – R - NH2 + OH- HOOC – R - NH2 + H2O.
BAB II TINJAUAN PUSTAKA Thomas Graham (1805-1809) dalam penyelidikannya mengenai difusi larutan melalui membran telah membedakan koloid dengan kristaloid. Dari pengamatannya ternyata partikel zat dalam larutan ada yang berfungsi cepat dan lambat. Zat-zat yang mudah terdifusi umumnya membentuk kristal dalam keadaan padat, sehingga ia menyebutnya kristaloid, contohnya NaCl dalam air. Sedangkan zat-zat yang yang sukar berdifusi seperti lem, agar-agar, putih telur, dinamakan kolid (Bahasa Yunani kolla = perekat) (Bird, 1997). Dalam sistem koloid zat terdispersi maupun pendispersi dapat berupa gas, cairan, maupun padatan. Oleh sebab itu, ada delapan macam sistem koloid seperti disajikan tabel berikut ini (Elaine, 2006):
Zat Terdispersi
Medium Pendispersi
Wujud Koloid
Contoh
Gas
Cair
Busa
Busa,Sabun,Krim kocok
Gas
Padat
Busa Padat
Batu apung,karet busa
Cair
Gas
Aeorosol Cair
Kabut,awan,aerosol,spray
Cair
Cair
Emulsi
Cair
Padat
Emulsi Padat
Keju, mentega, jeli
Padat
Gas
Aerosol Padat
Asap, debu
Padat
Cair
Sol
Cat, selai, gelatin
Padat
Padat
Sol Padat
Kaca rubi, obat-obatan
Susu cair, cokelat cair ,saus
Gel cincau hijau adalah sejenis hidrokoloid yang memiliki sifat fisik seperti agaragar, namun secara kimia gel cincau merupakan koloid jenis sol seperti halnya CMC (Cetil Methyl Cellosa) yang biasa digunakan sebagai bahan pengikat pada
tablet. Selain itu butir-butir gel sol cincau termasuk golongan hidrofil seperti halnya CMC (Nonaka, 2007). Kestabilan koloid dapat juga disebabkan adanya adsorpsi molekul atau koloid yang lain (koloid protektif/pelindung). Misalnya gelatin sebagai penstabil es krim. Secara fisika koagulasi dapat terjadi karena pemanasan atau pendinginan. Misalnya telur atau santan kelapa muda dapat menggumpal jika dipanaskan . Es lilin bisa menjadi keras karena didinginkan (Keenan, dkk, 1992). Viskositas adalah ukuran yang menyatakan kekentalan suatu cairan atau fluida. Kekentalan merupakan sifat cairan yang berhubungan erat dengan hambatan untuk mengalir. Beberapa cairan ada yang dapat mengalir cepat, sedangkan lainnya mengalir secara lambat. Jadi, viskositas tidak lain menentukan kecepatan mengalirnya suatu cairan (Yazid, 2005). Makromolekul akan memperoleh muatan jika didespersikan dalam air. Ciri-ciri penting dari protein dan makromolekul alam lainnya adalah muatan keseluruhannya bergantung pada pH medium, misalnya dalam lingkungan asam, proton menempel pada gugus fasa dan muatan neto makro molekul itu positif. Pada titik isoelektrik, pH nya sedemikian sehingga pada makromolekul tidak ada muatan netto (Atkins, 1996).
BAB III METODOLOGI 3.1 Alat dan Bahan 3.1.1
Alat Alat-alat yang digunakan pada percobaan sol liofil ini yaitu batang pengaduk, botol semprot, gelas kimia 150 ml, labu takar 50 ml, 250 ml, piknometer 25 ml, viskometer Ostwald, statif, pH meter, pipet volume, bulp, dan penangas air.
3.1.2
Bahan Bahan-bahan yang digunakan pada percobaan sol liofil yaitu akuades, asam sitrat (C6H8O7), dinatrium hidrogen fosfat (Na2HPO4) dan gelatin.
3.2 Prosedur Kerja Na2HPO4 -
Dibuat
larutan
dengan
pH
berturut-turut
2,2;3,0;4,4;5,0;6,0;7,0 sebanyak 50 ml Asam sitrat 0,1 M
-
Ditambahkan
-
Dilarutkan
-
Dipanaskan
-
Dipindahkan ke labu ukur 50 ml
-
Ditepatkan dengan
-
Ditentukan pH larutan dengan pH meter
-
Ditentukan viskositas, rapat massa
Hasil
0,5 gr gelatin
akuades
menjadi 50 ml
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1
Hasil Pengamatan t (s)
pH
m pikno kosong(g)
m pikno isi(g)
m larutan(g) (y – x)
Air
29,61
29,20
29,16
16,1421
25,82
9,6779
2,3
52,90
55,39
53,20
16,1421
25,86
9,7179
2,6
42,59
42,84
43,80
16,1421
25,85
9,7079
2,8
40,13
40,68
40,48
16,1421
25,86
9,7179
3,0
40,87
41,06
41,39
16,1421
25,86
9,7179
3,2
38,44
39,18
39,03
16,1421
25,86
9,7179
3,8
35,74
36,28
37,79
16,1421
25,89
9,7479
4.2
Pembahasan
4.2.1
Analisis Prosedur 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. Dimana di antara campuran homogen dan heterogen terdapat sistem pencampuran yaitu koloid, atau bisa juga disebut bentuk (fase) peralihan homogen menjadi heterogen. Campuran homogen adalah campuran yang memiliki sifat sama pada setiap bagian campuran tersebut, contohnya larutan gula dan hujan. Sedangkan campuran heterogen sendiri adalah campuran yeng memiliki sifat tidak sama pada setiap bagian campuran, contohnya air dan minyak. Seperti yang telah dijelaskan, sol merupakan jenis koloid dimana fase terdispersinya merupakan zat padat. Berdasarkan medium pendispersinya, sol dapat dibagi menjadi: Sol padat Sol cair (sol)
Sol gas (aerosol padat) Sol liofil adalah sol yang zat terdispersinya akan menarik dan mengadsorpsi molekul mediumnya. Bila sol tersebut menggunakan air sebagai mediumnya, maka disebut hidrofil.. Contoh sol hidrofil adalah kanji, protein, sabun, agar-agar, detergen, dan gelatin. Sifat-sifat dari sol liofil yaitu: Efek Tyndall Gerak Brown Adsorpsi koloid Muatan Koloid Sol Pada percobaan sol liofil ini, ditentukan penentuan titik isoelektrik dengan menggunakan pengamatan viskositas dimana dalam percobaan ini, pembuatan sol liofil dilakukan dengan gelatin sebagai fasa terdispersi dan sebagai fasa pendispersinya adalah larutan dinatrium hidrogen fosfat dan larutan asam sitrat. Sol biasanya dibentuk dengan pemecahan padatan menjadi partikelpartikel kecil berdimensi koloid dan partikel-partikel tersebut terdispersi dalam fasa cairan. Sol juga dapat dibentuk oleh pembuatan partikel koloid dari agregat molekul (Sastrohamidjojo, 2001). Menurut (Yazid, 2005) sistem koloid merupakan suatu sistem dispersi yang terdiri dari dua fasa yaitu, fasa terdispersi berupa zat padat dan fasa pendispersi berupa cairan. Sol liofil merupakan sol yang partikel-partikel padatnya akan menyerap molekul cairan atau dengan kata lain sol yang suka pelarut. Gelatin dicampurkan ke dalam larutan dinatrium hidrogen fosfat (Na2HPO4) 0,2 M dan larutan asam sitrat (C6H8O7) 0,1 M dengan variasi pH yang berbeda-beda. Gelatin adalah zat kimia padat, tembus cahaya, tak berwarna, rapuh (jika kering), dan tak berasa, yang didapatkan dari kolagen yang berasal dari berbagai produk sampingan hewan, gelatin merupakan campuran antara peptida
dengan protein yang diperoleh dari hidrolisis kolagen yang secara alami terdapat pada tulang atau kulit binatang. Protein (asal kata protos dari bahasa Yunani yang berarti "yang paling utama") adalah senyawa organik kompleks berbobot molekul tinggi yang merupakan polimer dari monomer-monomer asam amino yang dihubungkan satu sama lain dengan ikatan peptida. Gelatin adalah protein yang bersifat amfoter yaitu dapat bereaksi pada suasana asam dan basa kemudian gelatin ini merupakan suatu protein zwitter ion yang dapat terinisasi membentuk ion positif (+) pada suasanan asam dan ion negatif (-) pada suasana basa. Pada gelatin yang menjadi penyebab bermuatan (+) dan (-) adalah gugus amina (NH3). Pada larutan asam suatu protein terionisasi, sesuai reaksi berikut: HOOC – R – NH2 + H+ HOOC – R – NH3+ Sedangkan pada larutan yang bersifat basa reaksinya adalah: HOOC – R – NH2 + OH- -OOC – R – NH2 + H2O Setelah pengukuran gelatin, kemudian dilakukan pengukuran terhadap pH, pengukuran pH ini menggunakan pH meter dimana penggunaaan dalam pengukuran pH ini harus dilakukan kalibrasi terhadap pH meter agar hasil pH yang didapatkan tidak berubah-berubah. Pada percobaan sol liofil ini menggunakan viskometer Ostwald untuk menentukan rapat massa. Viskometer merupakan sebuah alat yang digunakan untuk mengukur viskositas suatu cairan, dimana viskositas sendiri yaitu tahanan aliran fluida yang merupakan gesekan antara molekul-molekul yang satu dengan yang lainnya. Viskometer Ostwald yaitu dengan cara mengukur waktu yang dibutuhkan bagi cairan dalam melewati 2 tanda ketika mengalir karena gravitasi melalui viskometer Ostwald.Untuk mengkalibrasi viskometer Ostwald adalah dengan air yang sudah diketahui tingkat viskositasnya. Cara kerja viskometer Ostwald: 1) Sebelum digunakan , viskometer hendaknya di bersihkan terlebih dahulu.
2) Letakkan viskometer pada posisi vertical. 3)
Pipet cairan yang akan ditentukan kekentalannya dimasukkan kedalam reservoir a sampai melewati garis reservoirnya (kira-kira setengahnya).
4) Biarkan viskometer beberapa menit dalam thermostat untuk menyeimbangkan atau mencapai suhu yang di kehendaki. 5) Cairan dihisap melalui pipa b sampai melewati garis m.reservoirnya. 6) Cairan dibiarkan turun sampai garis n. 7) Catat waktu yang dibutuhkan cairan untuk mengalir dari garis m ke n. Titik Isoelektrik adalah derajat keasaman atau
pH ketika suatu
makromolekul bermuatan nol akibat bertambahnya proton atau kehilangan muatan oleh reaksi asam-basa. Pada koloid, jika pH sama dengan titik isoelektrik, maka sebagian atau semua muatan pada partikelnya akan hilang selama proses ionisasi terjadi. Jika pH berada pada kondisi di bawah titik isoelektrik, maka muatan partikel koloid akan bermuatan positif. Sebaliknya jika pH berada di atas titik isoelektrik maka muatan koloid akan berubah menjadi netral atau bahkan menjadi negatif. Perbedaan titik isoelektrik pada protein didasarkan atas perbedaan asam amino penyusunnya. Setiap asam amino memiliki karakteristik tersendiri yang membedakan antara yang satu dengan yang lainnya. Asam-asam amino ada yang bermuatan positif, negatif, ataupun netral ketika beberapa asam amino bergabung membentuk protein maka setiap muatan asam amino akan berkontribusi pada muatan total protein yang disusunnya. Pada titik isoelektriknya, asam-asam amino yang menyusun suatu protein berada dalam keadaan sebagai ion zwitter-tidak bermuatan atau memiliki jumlah muatan positif dan negatif yang sama. Dalam percobaan ini penentuan titik isoelektrik didasarkan atas perhitungan pH dan nilai viskositas air dengan nilai viskositas dari tiap pH. 4.2.2
Analisis Hasil Pada percobaan sol liofil ini hubungan antara pH dengan viskositas adalah
berbanding terbalik begitu juga dengan hubungan antara pH dan massa jenis adalah berbanding terbalik. Hubungan berbanding terbalik antara pH dan viskositas ini karena dalam percobaan yang kami lakukan jika nilai pH semakin
besar maka nilai viskositas yang didapatkan semakin kecil. Adapun nilai viskositas yang diperoleh adalah: PH (x)
ᶯ (y)
2,3
1,4079
2,6
1,176
2,8
1,1047
3,0
1,1230
3,2
1,0624
3,8
1,003
Dari tabel dapat dilihat pada pH 2,3 terjadi peningkatan pH, namun pada pH 2,8 terjadi penurunan nilai viskositas. Secara teori pada pH dimana terjadi penurunan viskositas yaitu memiliki viskositas minimum, hal ini terjadi titik isoelektrik dimana muatan negatif (-) sama dengan muatan positif (+), sehingga molekulmolekul protein dalam keadaan yang maksimal mengikat H+ dan OH- pada asam sitrat maupun Na2HPO4. Sedangkan setelah melalui titik isoelektrik viskositasnya naik kembali akibat molekul protein yang berperan mengikat OH- mengalami kelebihan muatan OH- sehingga dapat disebut mengalami overload. Oleh karena itulah viskositasnya meningkat kembali (Atkins, 1999). Pada grafik, penentuan titik isoelektriknya dengan menghubungkan antara viskositas dengan pH. Penentuan titik isoelektrik ini yaitu dengan melihat titik pH yang paling rendah, di percobaan ini didapatkanlah nilai viskositas terendah yaitu berada pada pH 2,8. Pada grafik yang dihasilkan dapat dilihat pengaruh pH terhadap viskositas cairan tersebut.
BAB V PENUTUP
5.1 Kesimpulan 1. Nilai pH,viskositas, dan massa jenis: pH
ᶯ
Massa jenis
2,3
1,4079
0,97179
2,6
1,176
0,97079
2,8
1,1047
0,97179
3,0
1,1230
0,97179
3,2
1,0624
0,97175
3,8
1,003
0,97475
2. Titik isoelektrik pada PH 2,8. 5.2 saran Pada percobaan selanjutnya gelatin dalam percobaan sol liofil dapat diganti dengan bahan lainnya mislanya pati atau jeli. Daftar Pustaka Atkins, P.W. 1996. “Kimia Fisika”, Edisi 4. Jilid 2. Alih bahasa: Irma I. Erlangga. Jakarta. Bird, Tony. 1987. Kimia Fisika untuk Universitas. Erlangga: Jakarta. Daintith, J. 1994. ”Kamus Lengkap Kimia Oxford”. Alih bahasa: Suminar Achmadi. Erlangga. Jakarta. Elaine.
2006.
Pengertian
dan
Jenis-jenis
Koloid.
[online].
Tersedia:
http//elaine.Niala.blogspot.com Keenan, C.W,Kleinfelter, D.C, dan Wood, J.H. 1992. “Ilmu Kimia untuk Universitas” Jilid 1. Edisi 6. Alih bahasa: AH. Pudjaatmaka. Erlangga. Jakarta. Kusuma, S., 1983, “Pengetahuan Bahn-Bahan”, Edisi ke-7, Erlanga, Jakarta.
Myers, D. 2006. Surfatant Science and Technology. Third Edition. New Jersey: John Wiley and Sons, Inc. Nonaka, H.H. 1997. Plant Carbohydrate-Derived Poducts as Fat Replacers and Calorie Reducers. Cercal Foods Worlds, 42:227-328. Sastrohamidjojo,H.,2001,”Kimia Dasar”,UGM-Press,Yogyakarta. Suharsini,Maria.2005.Kimia dan Kecakapan Hidup.Jakarta: Ganesa Exact. Sukardjo. 1990. “Kimia Fisika”. Rineka Cipta. Jakarta. Wiryaatmaka,S. 1988. “Kimia Fisika 1”. Departemen P dan K. Jakarta. Yazid, E., 2005, “Kimia Fisik untuk Paramedis”, Andi Offsei, Yogyakarta.
