kimia

SISTEM DISPERSI KOLOID

Tujuan

Untuk mengamati dan membedakan koloid dari tampilan fisik serta beberapa sifatnya secara umum.

Tinjauan Teoritis

Sistem koloid adalah suatu bentuk campuran yang keadaannya terletak antara larutan dan suspensi ( larutan kasar ). Sistem koloid ini mempunyai sifat-sifat khas yang berbeda dari sifat larutan ataupun suspensi. Keadaan koloid bukan ciri dari zat tertentu karena semua zat, baik padat, cair maupun gas, dapat dapat dibuat dalam keadaan koloid. Karena kebanyakan zat dapat berada dalam keadaan koloid, semua cabang ilmu kimia berkepentingan dengan kimia koloid dalam satu atau lain cara. Semua jaringan hidup berdifat koloidal.  

Banyak reaksi kimia yang kompleks yang perlu untuk kehidupan, harus ditafsirkan secara kimia koloid. Bagian kerak bumi yang dikatakan sebagai tanah yang bias dicangkul terdiri dari bagian-bagian yang bersifat koloid,  oleh karena itu ilmu tanah harus mencakup penerapan kimia kolois pada tanah. Dalam industri, ilmu koloid penting dalam industri cat, keramik, plastic, tekstil, kertas, dan film foto, lem, tinta, semen, karet, kulit, bumbu selada, mentega, kkeju dan makanan lain, pelumas, sabun, obat semprot pertanian dan insektisida, detergen, gel dan selai, perekat dan sejumlah besar produk lainnya.proses seperti memutihkan, menghilangkan bau, menyamak, mewarnai dan pemurnian serta pengapungan bahan galian, melibatkan adsorpsi pada permukaan materi koloid dan karena itu  berkepentingan dengan kimia koloid. Oleh karena itu sangat penting dilakukannya praktikum mengenai sistem koloid ini mengingat begitu banyak kegunaannya serta begitu erat dengan hidup dan kehidupan kita sehari-hari.

Thomas Graham banyak mempelajari tentang kecepatan difusi (gerak) partikel materi sehingga ia dapat merumuskan hukum tentang difusi. Dengan pengamatannya, ternyata gerakan partikel zat dalam larutan ada yang cepat dan lambat. Umumnya yang berdifusi cepat adalah zat yang berupa kristal sehingga disebut kristaloid, contohnya NaCl dalam air. Tetapi istilah ini tidak popular, karena ada zat yang bukan kristal berdifusi lebih cepat contohnya NaCl dalam H₂SO₄ yang lambat berdifusi disebabkan oleh partikelnya mempunyai daya tarik (perekat) satu sama lain. Dalam kehidupan sehari-hari banyak kita jumpai zat yang sukar digolongkan sebagai zat padat, zat cair, atau zat gas. Zat-zat ini dalam ilmu dinamakan koloid. Contohnya antara lain susu, tinta, cat, sabun, kanji, minyak rambut, bahkan udara berdebu termasuk system koloid.

Koloid adalah suatu bentuk campuran yang keadaannya terletak antara larutan dan campuran kasar. Meskipun secara makrokopis koloid tampak homogen, tetapi koloid digolongkan ke dalam campuran heterogen. Campuran koloid pada umumnya bersifat stabl dan tidak dapat disaring. Ukuran partikel koloid terletak antara 1 nm – 100 nm. Sistem koloid terdiri atas terdispersi dengan ukuran tertentu dalam medium pendispersi. Zat yang didispersikan disebut fase terdispersi, sedangkan medium yang digunakan untuk mendispersikan disebut medium dispersi. Fase terdispersi bersifat diskontinu ( terputus-putus ), sedangkan medium dispersi bersifat kontinu. ( Keenan, 1984 ). Dalam campuran homogen dan stabil yang disebut larutan, molekul, atom, ataupun ion disebarkan dalam suatu zat kedua. Dengan cara yang agak mirip, materi koloid dapat dihamburkan atau disebarkan dalam suatu medium sinambung, sehingga dihasilkan suatu disperse ( sebaran ) koloid atau sistem koloid. Selai, mayones, tinta cina, susu dan kabut merupakan contoh yang dikenal. Dalam sistem-sistem semacam itu, partikel koloid dirujuk sebagai zat terdispersi.

Alat Dan Bahan

Alat:

§  Lampu senter

§  Gelas kimia

§  Spatula

§  Pengaduk

§  Kertas saring (tisu)

Bahan:

·         Gula pasir

·         Susu instan

·         Pasir

Prosedur Kerja

1.      Menyiapkan tiga gelas kimia dan isilah dengan air 200 ml.

2.      Melarutkan satu spatula gula pasir ke dalam gelas kimia-1, satu spatula susu instan ke dalam gelas kimia-2, dan satu spatula pasir ke dalam gelas kimia-3.

3.      Menyorot masing-masing gelas kimia dengan senter.

4.      Mengamati jalanya sinar pada masing-masing larutan.

5.      Mencatat hasil pengamatan sebelum larutan disaring.

6.      Menyaring masing-masing larutan dengan kertas saring, dan menampung hasil penyaringan.

7.      Mengamati adakah residu yang tertinggal di kertas saring dan filtrate hasil penyaringan.

Hasil Pengamatan

Sistem Dispersi	Sebelum Disaring              ( kekeruhan, kestabilan)	Sesudah Disaring (kekeruhan dan jalannya sinar)	Penyaringan (ada tidaknya residu, kondisi filtrat)	Kestabilan (mudah mengendap atau tidak)
Larutan                  ( air + gula)	Tidak keruh              stabil/ netral	Jernih                                  cahaya beraturan	Tidak ada residu                  jernih	Tidak mengendap
Larutan                  ( air + susu)	Keruh                            tidak tembus cahaya	Keruh                                  cahaya tidak tembus	Ada residu	Mengendap
Larutan                  ( air + pasir)	Keruh                           netral	Tembus                                jernih	Ada residu	Mengendap

Pembahasan

Suatu larutan koloid fase-fasenya tidak dapat dipisahkan dengan penyaringan biasa atau dengan dibiarkan mengendap, susah untuk mengambil suatu batasan dari sistem koloid. Pengertian koloid sendiri adalah campuran dua atau lebih zat yang salah satu fasenya tersuspensi sebagai sejumlah besar partikel yang sangat kecil dalam fase kedua. Zat yang terdispersi dan medium penyangganya dapat berupa kombinasi gas, cairan atau padatan.

Sistem koloid sebagai satu gejala dan bentuk fisik suatu materi. Sistem koloid atau zat yang terpecah halusdidalam suatu medium atau pelarut disebut zat terdispersi, sedangkan pelarutya disebut zat pendispersi atau medium pendispersi. Ada 3 sistem koloid berdasarkan fase terdispersi atau medium pendispersi :

1.      Sistem Dispersi Molekuler ( Sistem larutan / larutan sejati )

Adalah partikel – partikel zat yang didispersikan lebih kecil dari 1 milimikron.

2.       Sistem Dispersi Halus

Adalah partikel – partikel zat yang didispersikan berukuran antara 1 sampai   dengan 100 milimikron.

3.      Sistem Dispersi Kasar ( Suspense )

Adalah partikel – partikel zat yang didispersikan lebih besar dari100 milimikron.

1.       Macam-macam koloid

Koloid memiliki bentuk bermacam-macam, tergantung dari fase 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 dan awan) sedangkan yang memiliki zat terdispersi padat disebut aerosol padat (contoh: asap dan debu dalam udara).
• Sol Sistem koloid dari partikel padat yang terdispersi dalam zat cair. (Contoh: Air sungai, sol sabun, sol detergen dan tinta).
• Emulsi 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).
• Buih Sistem Koloid dari gas yang terdispersi dalam zat cair. (Contoh: pada pengolahan bijih logam, alat pemadam kebakaran, kosmetik dan lainnya).
• Gel sistem koloid kaku atau setengah padat dan setengah cair. (Contoh: agar-agar, Lem).

2.      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 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 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( 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.

• Adsorpsi

Adsorpsi ialah peristiwa penyerapan partikel atau ion atau senyawa lain pada permukaan partikel koloid yang disebabkan oleh luasnya permukaan partikel. (Catatan : Adsorpsi 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. 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.

• Elektroforesis

Elektroferesis ialah peristiwa pemisahan partikel koloid yang bermuatan dengan menggunakan arus listrik.

Koloid dalam kehidupan sehari-hari

Sifat karakteristik kolid yang penting, yaitu sangat bermanfaat untuk mencampur zat-zat yang tidak dapat saling melarutkan secara homogen dan bersifat stabil untuk produksi skala besar. Oleh karena sifat tersebut, sistem koloid menjadi banyak kita jumpai dalam industri (aplikasi kolid untuk produksi cukup luas). Tetapi selain industri, sistem koloid juga banyak dapat kita jumpai dsalam kehidupan kita sehari-hari, contohnya saja di alam, kedokteran, pertanian, dan sebagai berikut:
1.  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.
2.  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.
3.  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.
4.  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.

Penerapan Konsep Sistem Koloid dalam Dunia Industri

Koloid merupakan satu-satunya bentuk campuran bukan larutan yang komposisinya (susunannya) merata dan stabil (tidak memisah jika didiamkan). Dari contoh-contoh koloid yang telah disebutkan, kita dapat melihat kecenderungan industri membuat produknya dalam bentuk koloid. Misalnya, industri kosmetik, industri makanan, industri farmasi, dan lain-lain. Mengapa harus koloid? Hal ini dilakukan karena koloid merupakan satu-satunya cara untuk menyajikan suatu campuran dari zat-zat yang tidak saling melarutkan secara "homogen" dan stabil (pada tingkat mikroskopis). Cat, sebagai contoh, mengandung pigmen yang tidak larut dalam air atau medium cat, tetapi dengan sistem koloid dapat dibuat suatu campuran yang "homogen" (merata) dan stabil. Koloid juga sangat diperlukan dalam industri cat, keramik, plastik, tekstil, kertas, karet, lem, semen, tinta, kulit, film foto, bumbu selada, mentega, keju, makanan, kosmetika, pelumas, sabun, obat semprot insektisida, detergen, selai, gel, perekat, dan sejumlah besar produk-produk industri lainnya.
Berbagai jenis sistem koloid diterapkan di dalam dunia industri, yaitu sebagai berikut:
1. Industri kosmetika
Bahan kosmetika seperti foundation, finishing cream dan deodorant berbentuk koloid dan umumnya sebagai emulsi.
2. Industri tekstil
Pada proses pencelupan bahan (untuk pewarnaan) yang kurang baik daya serapnya terhadap zat warna dapat menggunakan zat warna koloid karena memiliki daya serap yang tinggi sehingga melekat pada tekstil.
3. Industri sabun dan deterjen
Sabun dan deterjen merupakan emulgator untuk membentuk emulsi antara kotoran (minyak) dengan air.
4. Cotrell Pabrik Industri
Untuk mengurangi polusi udara yang disebabkan oleh pabrik-pabrik, digunakan suatu alat yang disebut cotrell. Alat ini berfungsi untuk menyerap partikel-partikel koloid yang terdapat dalam gas buangan yang keluar dari cerobong asap pabrik.
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 (Al2(SO4)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. Berikut ini adalah skema proses penjernihan air secara lengkap:
6. 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.

Kesimpulan

§  Larutan merupakan sistem dispersi yang ukuran partikelnya sangat kecil. Oleh karena itu larutan gula termasuk stabil, karena partikel zat terdispersi dengan medium pendispersinya hampir sama.

§  Koloid merupakan sistem dispersi yang ukuran partikelnya lebih besar dari pada larutan, tetapi lebih kecil dari suspensi. Maka, larutan susu termasuk ke dalam koloid. Karena koloid dapat terpisah bila didiamkan dalam waktu yang relatif lamameskipun tidak semuanya.

§  Suspensi merupakan sisitem dispersi dimana partikel yang berukuran relatif besar tersebar merata didalam medium pendispersinya. Maka, larutan pasir termasuk kedalam suspensi. Karena, sistem dispersinya tidak stabil, sehingga bila diaduk terus-menerus akan mengendap akibat gaya gravitasi bumi.

Saran

1.      Pada saat melakukan praktikum, sebaiknya para siswa lebih fokus terhadap materi yang akan dipraktekkan.

2.      Seharusnya siswa/i pada setiap kelompok harus bekerja sama dalam pelaksanaan praktikum, agar mudah menentukan hasil praktikum. 

3.      Sebaiknya jangan mudah menyimpulkan suatu penelitian, harus benar-benar diteliti terlebih dahulu.

4.      Pada saat melakukan praktikum harus lebih tertib, dan tidak ribut.

Daftar Pustaka

www.google.co.id

http://kimiaasyik//.co.id  

http://wikipedia//.co.id

Sudarmo, Unggul M.Pd. 2006. KIMIA 2 SMA dan MA untuk kelas XI. Phieta, Jakarta.