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 merata dalam zat lain (medium pendispersi/ pemecah). Dimana di antara
campuran homogen dan heterogen terdapat sistem pencampuran yaitu koloid, atau
bisa juga disebut bentuk (fase) peralihan homogen menjadi heterogen. Ukuran
koloid berkisar antara 1-100 nm ( 10-7 – 10-5 cm ). Contoh dari sistem koloid
adalah adalah tinta, yang terdiri dari serbuk-serbuk warna (padat) dengan
cairan (air). Selain itu mayones, hairspray, jelly, dll.
Perbedaan larutan sejati,
sistem koloid, dan suspensi kasar.
jenis
|
Jumlah
fase
|
Distribusi
partikel
|
penyaringan
|
kestabilan
|
contoh
|
ukuran
|
Larutan
sejati
|
1
|
Homogen
|
Tidak
dapat disaring
|
Stabil,
tidak memisah
|
Larutan
gula, larutan garam, Udara bersih
|
<1
nm
|
Sistem
koloid
|
2
|
Heterogen
|
Tidak
dapat disaring, kecuali dengan penyaring ultra
|
Stabil,
tidak memisah
|
Tepung
kanji dalam air, Mayones, Debu di udara, tinta
|
1-100
nm
|
Suspensi
Kasar
|
2
|
Heterogen
|
Dapat
disaring
|
Tidak
stabil, memisah
|
Campuran
pasir dan air, Sel darah merah dan plasma putih dalam plasma darah.
|
>100
nm
|
Keadaan
koloid (sistem koloid/ suspensi 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.
Jenis – jenis koloid
Di
dalam larutan koloid secara umum, ada 2 zat yaitu Zat terdispersi (zat yang
terlarut di dalam larutan koloid) dan Zat pendispersi (zat pelarut di dalam larutan
koloid)
Berdasarkan fase terdispersinya, sistem koloid dapat dikelompokkan menjadi 3,
yaitu:
sistem koloid dapat dibagi atas tiga jenis diantaranya:
1. Sol (fase terdispersi padat) dibedakan menjadi 3 jenis
diantaranya:
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
1.
Emulsi
(fase terdispersi cair) dibedakan menjadi 3 jenis diantaranya:
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
2.
BUIH
(fase terdispersi gas) dibedakan menjadi 2 jenis diantaranya:
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
Sifat – sifat koloid
1.
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 (dinamakan gerak brown), sedangkan
pada zat padat hanya beroszillasi di tempat (tidak 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.
2.
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.
3.
Adsorpsi koloid.
Adsorpsi
ialah peristiwa penyerapan partikel atau ion atau senyawa lain pada permukaan
partikel koloid yang disebabkan oleh luasnya permukaan partikel. Dimana
partikel-partikel sol padat ditempatkan dalam zat cair atau gas, maka pertikel-partikel
zat cair atau gas tersebut akan terakumulasi pada permukaan zat padat tersebut.
Beda halnya dengan absorpsi. Absorpsi adalah fenomena menyerap semua partikel
ke dalam sol padat bukan di atas permukaannya, melainkan di dalam sol padat
tersebut.
Partikel koloid sol memiliki kemampuan untuk mengadsorpsi partikel-partikel
pada permukaannya, baik partikel netral atau bermuatan (kation atau anion)
karena mempunyai permukaan yang sangat luas. Contoh : (i) Koloid Fe(OH)3
bermuatan positif karena permukaannya menyerap ion H+. (ii) Koloid As2S3
bermuatan negatif karena permukaannya menyerap ion S2.
4. Muatan koloid sol.
Sifat
koloid terpenting adalah muatan partikel koloid. Semua partikel koloid memiliki
muatan sejenis (positif dan negatif). Maka terdapat gaya tolak menolak antar
partikel koloid. Partikel koloid tidak dapat bergabung sehingga memberikan
kestabilan pada sistem koloid. Sistem koloid secara keseluruhan bersifat
netral.
5. Koagulasi
Koagulasi
adalah penggumpalan partikel koloid dan membentuk endapan. Dengan terjadinya
koagulasi, berarti zat terdispersi tidak lagi membentuk koloid. Koloid akan
mengalami koagulasi dengan cara:
1) Mekanik.
Cara mekanik dilakukan dengan pemanasan, pendinginan atau pengadukan cepat.
2) Kimia.
Dengan penambahan elektrolit (asam, basa, atau garam).
Contoh:
susu + sirup masam —> menggumpal
lumpur +
tawas —> menggumpal
Dengan
mencampurkan 2 macam koloid dengan muatan yang berlawanan. Contoh: Fe(OH)3 yang
bermuatan positif akan menggumpal jika dicampur As2S3 yang bermuatan negatif.
6. Koloid pelindung
Koloid
pelindung ialah koloid yang mempunyai sifat dapat melindungi koloid lain dari
proses koagulasi.
7. Dialisis
Dialisis ialah
pemisahan koloid dari ion-ion pengganggu dengan cara ini disebut proses
dialisis. Yaitu dengan mengalirkan cairan yang tercampur dengan koloid melalui
membran semi permeable yang berfungsi sebagai penyaring. Membran semi permeable
ini dapat dilewati cairan tetapi tidak dapat dilewati koloid, sehingga koloid
dan cairan akan berpisah. Prinsip dialysis ini digunakan dalam proses pencucian
darah orang yang ginjalnya tidak berfungsi lagi. Dalam tubuh, ginjal berfungsi
sebagai alat dialisis darah
8.
Elektrodialisis
Pada dasarnya
proses ini adalah proses dialysis di bawah pengaruh medan listrik. Cara
kerjanya; listrik tegangan tinggi dialirkan melalui dua layer logam yang
menyokong selaput semipermiabel. Sehingga pertikel-partikel zat terlarut dalam
sistem koloid berupa ion-ion akan bergerak menuju elektrode dengan muatan
berlawanan. Adanya pengaruh medanlistrik akanmempercepat proses pemurnian
sistem koloid. Elektrodialisis hanya dapat
digunakan untuk memisahkan partikel-partikel zat terlarut elektrolit karena elektrodialisis
melibatkan arus listrik.
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. Beberapa contoh koloid
Jenis industri
|
Contoh koloid
|
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
|
Dibawah
ini merupakan kegunaan koloid diantaranya adalah:
1. Pemutihan Gula
Dengan melarutkan
gula ke dalam air, kemudian larutan dialirkan melalui sistem koloid tanah
diatomae atau karbon, partikel-partikel koloid kemudian akan mengadsorbsi zat
warna tersebut. Sehingga gula tebu yang masih berwarna dapat diputihkan.
2. Penggumpalan Darah
Darah mengandung sejumlah
kolid protein yangbermuatan negative. Jika terdapat luka kecil, maka luka
tersebut dapat doibati dengan pensil stiptik atau tawas yang mengandung ion-ion
Al+3 dan Fe+3, dimana ion-ion tersebut akan membantu menetralkan muatan-muatan
partikel koloid protein danmembnatu penggumpalan darah.
3. 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.
4. Pengambilan Endapan Pengotor
Gas atau udara yang
dialirkan ke dalam suatu proses industri seringkali mangandung zat-zat pengotor
berupa partikel-partikel koloid. Untukmemisahkan pengotor ini, digunakan alat
pengendap elektrostatik yang pelat logamnya yang bermuatan akan digunakan untuk
menarik partikel-partikel koloid.
5. 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 --> 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.