SISTEM KOLOID
KOMPETENSI DASAR
3.15.
Menganalisis
peran
koloid
dalam
kehidupan berdasarkan sifat-sifatnya. 4.15.Mengajukan ide/gagasan untuk memodifikasi pembuatan pembu atan koloi koloid d berda berdasarka sarkan n penga pengalaman laman membuat beberapa jenis koloid.
PETA KONSEP
Flashback Ketika di SMP, kalian telah mempelajari mengenai campuran (dispersi). Campuran dapat dibedakan menjadi dispersi homogen (larutan) dan dispersi heterogen (suspensi dan koloid). Contoh dispersi adalah larutan garam (oralit), larutan gula, dan lumpur. Di sekitar kita, terdapat berbagai macam campuran dua zat atau lebih ang bercampur secara homogen tetapi tidak saling melarutkan, misalna es krim, susu, agar!agar,cat, asap, a"an, dan kabut. Dari beberapa contoh di atas, kita tidak bisa menggolongkan ke dalam kelompok campuran (suspensi) atau suatu larutan. Campuran ang seperti apa dan bagaimana si#atna$ %pakah termasuk campuran homogen seperti larutan oralit$ %taukah termasuk campuran heterogen seperti lumpur$. &ntuk mengetahuina, akan dibahas dalam materi ini.
1. SISTEM DISPERSI/CAMPURAN
Perhatikan hal!hal berikut' () %pa ang terjadi bila gula dilarutkan dalam air$ agaimana keadaan campuran ang terbentuk$ %pakah partikel gula masih terlihat$ (*) %pa ang terjadi bila satu sendok susu dimasukkan dalam air kemudian diaduk$ agaimana keadaan campuran ang terbentuk$ %pakah partikel susu bercampur dengan air$ (+) %pa ang terjadi bila kopi dicampur dengan air kemudian diaduk$ agaimana keadaan campuran ang terbentuk$ %pakah kopi bercampur dengan air$ %pabila suatu zat dicampurkan dengan zat lain, maka akan terjadi penebaran secara merata dari suatu zat ke dalam zat lain ang disebut sistem dispersi atau campuran. at ang didispersikan disebut #ase terdispersi, sedangkan medium ang digunakan untuk mendispersikan disebut medium pendispersi. Contoh' susu bubuk dimasukkan ke dalam air hangat membentuk sistem dispersi, air sebagai medium pendispersi, dan susu bubuk sebagai zat terdispersi. (%nalogikan dengan larutan, ada zat terlarut dan medium pelarut).
Perhatikan gambar ukuran partikel dari larutan, koloid dan campuran berikut ini'
erdasarkan ukuran partikelna, sistem dispersi (campuran) dibedakan menjadi tiga kelompok, aitu'
-arutan (dispersi molekuler)
-arutan merupakan sistem dispersi ang ukuran diameter partikel zat
!0
terdispersina sangat kecil (/ cm atau nm), sehingga tidak dapat dibedakan antara partikel pendispersi dengan partikel terdispersi. Contoh' -arutan gula, larutan garam, udara bersih
Koloid Koloid merupakan sistem dispersi ang ukuran diameter partikel zat
!0
!1
terdispersina / ! / cm ( 2 // nm), secara makroskopis tampak homogen, tetapi sebenarna heterogen (dengan mikroskop ultra dapat dibedakan antara partikel pendispersi dengan partikel terdispersi). Contoh' susu cair, asap, dan kabut.
Suspensi Suspensi merupakan sistem dispersi ang ukuran diameter partikel zat terdispersina relati# besar (3 /
!1
cm atau 3 // nm) dan
tersebar merata dalam medium pendispersina. Pada umumna suspensi merupakan campuran heterogen. Contoh : pasir ang dicampur dengan air, air sungai, dan air kopi. Dalam sistem dispersi, partikel terdispersi dapat diamati dengan mikroskop biasa atau dengan mata telanjang. Perbedaan antara ketiga sistem dispersi itu disebabkan oleh besarna partikel ang berlainan. 4ni mengakibatkan si#at!si#at terhadap cahaa dan kertas saring menjadi berlainan pula. %dapun perbedaan si#at itu sebagai berikut'
2. SISTEM KOLOID
5elah dibahas bah"a asap, dan kabut merupakan koloid. %pa ang membedakan kedua zat tersebut sehingga masing!masing mempunai si#at ang berbeda pula$ Pada saat "ajah anda terkena asap, "ajah anda akan berdebu, sedangkan pada saat "ajah anda tersapu kabut, "ajah akan terasa lembab, mengapa demikian$.
%sap adalah zat padat (debu) ang terdispersi dalam udara (gas) sehingga bila terkena asap, "ajah akan merasakan keberadaan debu. Kabut adalah zat cair (air) ang terdispersi dalam udara (gas) sehingga bila terkena kabut, kita akan merasakan keberadaan air (lembab). 6adi, perbedaan koloid terletak pada jenis #ase terdispersi dan medium pendispersina.
Sistem koloid tersusun atas #ase terdispersi ang tersebar merata pada medium pendispersi. 7ase terdispersi maupun medium pendispersi dapat berupa gas, cair, atau padat. %kan tetapi, campuran gas dengan gas tidak membentuk sistem koloid, sebab semua gas akan bercampur homogen dalam segala perbandingan. 6adi campuran gas dengan gas merupakan larutan. Sistem koloid dapat dibedakan menjadi +, aitu' a. %erosol adalah koloid ang medium pendispersina gas. b. Sol aitu koloid ang mempunai #ase terdispersi padat. Sol terdiri atas sol padat, sol (sol cair), dan sol gas (aerosol padat). c. 8mulsi aitu koloid ang mempunai #ase cair. 8mulsi dapat dibedakan menjadi emulsi emulsi padat, emulsi cair (emulsi), dan emulsi gas (aerosol cair). 8mulsi terbentuk karena pengaruh suatu pengemulsi (emulgator). Contohna adalah sabun ang dapat mengemulsikan minak ke dalam air. 6ika campuran minak dengan air dikocok, maka akan diperoleh suatu campuran ang segera memisah jika didiamkan. %kan tetapi, jika sebelum dikocok ditambahkan sabun atau detergen, maka diperoleh campuran ang stabil ang disebut emulsi.
d. uih aitu koloid ang #ase terdispersina gas, dibedakan menjadi buih padat dan buih cair (buih). 9el adalah koloid setengah kaku (antara padat dan cair). 9el terbentuk dari sol ang #ase:zat terdispersina mengadsorpsi medium pendispersina. Contoh' agar!agar, lem kanji, selai, gelatin, gel sabun, dan gel silika. 9el dapat terbentuk dari suatu sol ang zat terdispersina mengadsorpsi medium dispersina, sehingga terjadi koloid ang agak padat
Tabel 1.2 Jenis-jenis sistem koloid Medium Fase Terdispe pendispersi Padat
Padat
Cair
Padat
Nama
Contoh
Sol
Cat, lem kanji, tinta, tanah liat, sol emas, semir cair
Sol padat
9elas ber"arna, intan hitam, mutiara, paduan logam (allo),
Padat
9as
%erosol padat
Cair
9as
%erosol cair
stainless steel, perunggu %sap, debu di udara, buangan knalpot, cat semprot Kabut, a"an, par#um, hairspra, obat namuk semprot
Cair
Cair
8mulsi
Susu, santan, maonaisse, minak ikan, lotion
Cair
Padat
8mulsi padat
9as
Cair
uih
9as
Padat
uih padat
%gar!agar, keju, mentega, margarin, nasi, lateks, selai, mutiara usa sabun, krim kocok, putih telur Karet busa, batu apung, gabus, roti, kerupuk
3.
SIFAT-SIFAT KOLOID
Chema;s corner Pada hari minggu ang indah dan berkabut, si chema dengan penuh semangat memacu motorna menuju rumah 8"id. 5ak lupa chema memakai helm dan menalakan lampu motorna. Ketika berkas cahaa lampu motorna menembus kabut, berkas cahaa tampak jelas. Mengapa bisa demikian$ Chema menuju rumah 8"id mele"ati hutan ang penuh pepohonan ang rindang serindang hati chema. erkas sinar matahari ang mele"ati celah daun pepohonan tampak jelas. Mengapa demikian$ ioskop saat itu akan memutar #ilm <-askar Pelangi=. Pada pintu ruang bioskop, tertempel sebuah peringatan %?9 M8>@K@K=. Chema memberitahu 8"id bah"a asap rokok dapat mengganggu pemutaran #ilm. Mengapa bisa demikian$
eberapa si#at khas koloid ang membedakan dengan campuran ang lain aitu' (1) !ek T"ndall Si#at e#ek tndall ini ditemukan oleh 6ohn 5ndall. Penampilan sistem koloid pada umumna keruh, tapi beberapa koloid tampak bening dan sukar dibedakan dengan larutan sejati. Salah satu cara ang sangat sederhana untuk mengenali koloid aitu dengan mele"atkan seberkas sinar kepada obek ang diamati. Perhatikan gambar diba"ah ini'
-arutan sejati akan meneruskan cahaa (transparan), sedangkan koloid akan menghamburkan cahaa tetapi partikel terdispersina tidak tampak. Suspensi akan menghamburkan cahaa, tetapi partikel terdispersina tampak. 6adi, e#ek tndall adalah peristi"a penghamburan cahaa oleh partikel koloid. Contoh peristi"a e#ek tndall dalam kehidupan sehari!hari aitu pancaran sinar matahari, sorot lampu pada malam hari terlihat jelas jika
ada partikel debu,asap atau kabut dan sorot lampu proektor dalam gedung bioskop ang berasap (2) #erak $ro%n
Si#at ini ditemukan oleh >obert ro"n. %pabila susu didiamkan untuk beberapa lama, kita tidak akan mendapatkan endapan susu. Mengapa demikian$ Aal ini dikarenakan adana gerak ro"n. Perhatikan gambar gerak bro"n berikut ini'
#erak $ro%n adalah gerak acak (gerak tak beraturanB patah!patahB zig! zag) partikel koloid dalam medium pendispersina. 9erak ro"n dapat diamati menggunakan mikroskop ultra. Pada dasarna, partikel!partikel dalam zat selalu bergerak. 9erak ro"n terjadi sebagai akibat adana tumbukan dari molekul!molekul pendispersi terhadap partikel terdispersi, sehingga partikel terdispersi akan terlontar. -ontaran tersebut akan mengakibatkan partikel terdispersi menumbuk partikel terdispersi ang lain dan akibatna partikel ang tertumbuk akan terlontar. Peristi"a ini terjadi terus menerus ang diakibatkan karena ukuran partikel ang terdispersi relati# besar dibandingkan medium pendispersina.
9erak ro"n dipengaruh oleh ukuran partikel dan suhu. Dalam suspensi tidak terjadi gerak ro"n, karena ukuran partikel cukup besar sehingga tumbukan ang dialamina setimbang. Partikel zat terlarut juga mengalami gerak ro"n akan tetapi tidak dapat diamati. 9erak ro"n merupakan salah satu #aktor ang menstabilkan koloid. Partikel!partikel koloid relati# stabil, karena partikelna bergerak terus!menerus, maka gaa graitasi dapat diimbangi sehingga tidak terjadi sedimentasi (pengendapan). (&) Muatan 'oloid Muatan koloid juga merupakan #aktor ang menstabilkan koloid, di samping gerak ro"n. Semua partikel koloid mempunai muatan sejenis (positi# atau negati#). @leh karena bermuatan sejenis maka partikel!partikel koloid saling tolak!menolak, sehingga terhindar dari pengelompokan
antarsesama partikel koloid itu (jika partikel!partikel koloid saling bertumbukan dan kemudian bersatu, maka lama!kelamaan dapat terbentuk partikel ang cukup besar dan akhirna mengendap). agaimana partikel koloid memiliki muatan$ Partikel koloid dapat memiliki muatan karena adana proses adsorpsi dan proses ionisasi gugus permukaan partikel koloid. eberapa si#at elektrik koloid antara lain' a. dsorpsi agaimanakah partikel koloid mendapatkan muatan listrik$ Partikel koloid memiliki kemampuan menerap ion atau muatan listrik pada permukaanna. @leh karena itu, partikel koloid menjadi bermuatan listrik. Penerapan pada permukaan ini disebut adsorpsi (jika penerapan sampai ke ba"ah permukaan disebut absorpsi). Perhatikan gambar proses adsorpsi berikut ini '
%dsorpsi adalah proses penerapan suatu zat di permukaan zat lain. Sebagai contoh, penerapan air oleh kapur tulis). Perhatikan gambar berikut ini'
Sol 7e(@A)+ dalam air mengadsorpsi ion positi# sehingga bermuatan positi#, sedangkan sol %s*S+ mengadsorpsi ion negati# sehingga bermuatan negati#. Contoh peman#aatan si#at adsorpsi koloid aitu' proses pemutihan gula tebu, proses penembuhan sakit perut dengan obat norit ang dapat menerap gas atau zat racun dalam usus, dan proses penjernihan air dengan menggunakan ta"as akan menghasilkan
sol %l(@A)+ ang dapat menerap kotoran air ang akan mengalami penggumpalan, lalu mengalami pengendapan sehingga akan diperoleh air ang jernih. b. lektro!oresis 8lektro#oresis adalah pergerakan partikel koloid dalam medan listrik. Perhatikan gambar berikut ini'
%pabila ke dalam sistem koloid dimasukkan dua batang elektrode, kemudian dihubungkan dengan sumber arus searah, maka partikel koloid akan bergerak ke salah satu elektrode bergantung pada jenis muatanna. Koloid bermuatan negati# akan bergerak ke anode (elektrode positi#), sedangkan koloid ang bermuatan positi# bergerak ke katode (elektrode negati#). Dengan demikian, elektro#oresis dapat digunakan untuk menentukan jenis muatan koloid. c. Koagulasi Koagulasi atau penggumpalan adalah peristi"a pengendapan partikel!partikel koloid sehingga #ase terdispersi terpisah dari medium pendispersina. Koagulasi disebabkan oleh kestabilan untuk mempertahankan partikel!partikel agar tetap tersebar dalam medium pendispersina. Koagulasi dapat diakukan dengan cara mekanik (misal pemanasan, pendinginan, dan pengadukan) dan dengan cara kimia"i, misal penetralan silang (pencampuran dua jenis koloid ang bermuatan berla"anan) atau penghilangan muatan elektrolisis, dan penambahan elektrolit (pengkoagulasian karet alam:lateks dengan asam asetat). Contoh proses!proses ang meman#aatkan si#at koagulasi aitu proses pengolahan karet, penjernihan air dengan ta"as, proses terjadina delta pada muara, proses penggumpalan debu atau asap pabrik dengan pesa"at Cottrel. d. ialisis
Dialisis adalah cara mengurangi ion!ion pengganggu ang terdapat dalam sistem koloid denan menggunakan selaput semi permeabel. Dalam proses ini, sistem koloid dimasukkan ke dalam suatu kantong koloid, lalu kantong koloid itu dimasukkan ke dalam bejana ang berisi air mengalir. Kantong koloid terbuat dari selaput semipermiabel, aitu selaput ang dapat mele"atkan partikelpartikel kecil, seperti ion!ion atau molekul sederhana, tetapi menahan koloid. Dengan demikian, ion! ion keluar dari kantong dan hanut bersama air. Prinsip dialisis digunakan pada proses cuci darah bagi penderita ginjal (blood dialsis).
Carana koloid dimasukkan dialisator, bagian luar terus!menerus dialiri air, zat ang terdapat koloid misal ion!ion dan molekul dapat me! nembus membran semipermeabel sehingga dalam dialisator tinggal koloidna saja.
e. .
