BAB II KAJIAN TEORITIS
3. Koloid
a. Pengertian Sistem Koloid
Campuran berdasarkan fase yang terbentuk dikelompokkan menjadi campuran homogen (larutan) dan campuran heterogen.Campuran yang kondisinya antara homogen dan heterogen disebut koloid. Jadi, koloid dapat diartikan sebagai fase peralihan dari campuran homogen menjadi campuran heterogen (Justiana & Muchtaridi, 2009, hlm. 219)
b. Komponen Penyusun Koloid
Sistem koloid tersusun atas dua komponen, yaitu fasa terdispersi dan medium dispersi atau fasa pendispersi.Fasa terdispersi bersifat diskontinu (terputus-putus), sedangkan medium dispersi bersifat kontinu. Pada campuran susu dengan air yang disebut di atas, fasa terdispersi adalah susu, sedangkan medium dispersi adalah air. Perbandingan sifat antara larutan, koloid, dan suspensi disimpulkan dalam Tabel 2.3 berikut ini (Utami, dkk. 2009, hlm. 221):
jadwal, dan penilaian
Tahap Penyelidikan Terbimbing dan Pembuatan Produk (guided inquiry and product creation)
Memfasilitasi penggunaan sumber belajar
Membantu siswa menentukan tugas dan kemajuan
Scaffolding
Mengusahakan keterampilan presentasi Tahap Kesimpulan Proyek (project conclution) Tahap pameran Melakukan assessmen Refleksi
Tabel 2.3 Perbandingan Sifat Larutan, Koloid, dan Suspensi Larutan (Dispersi Molekuler) Koloid (Dispersi Koloid) Suspensi (Dispersi Kasar) 1) Homogen, tidak dapat dibedakan walaupun menggunakan mikroskop ultra 2) Semua partikel berdimensi (panjang, lebar, atau tebal) kurang dari 1 nm 3) Satu fasa 4) Stabil 5) Tidak dapat disaring Contoh: Larutan gula, larutan garam, spiritus, alkohol 70%, larutan cuka, air laut, udara bersih, dan bensin.
1) Secara mikrokopis
bersifat homogen, tetapi heterogen jika diamati oleh mikroskop ultra 2) Partikel berdimensi antara 1 nm-100 nm 3) Dua fasa 4) Pada umumnya stabil 5) Tidak dapat disaring, kecuali dengan penyaring ultra Contoh: sabun, susu, santan, jeli, selai, mentega, dan mayones
1) Heterogen
2) Salah satu atau semua dimensi partikelnya lebih besar dari 100 nm 3) Dua fasa 4) Tidak stabil 5) Dapat disaring Contoh: air sungai yang keruh, campuran air dengan pasir, campuran kopi dengan air, dan campuran minyak dengan air
c. Jenis-jenis Koloid
Koloid yang mengandung fasa terdispersi padat disebut sol. Jadi, ada tiga jenis sol, yaitu sol padat (padat dalam padat), sol cair (padat dalam cair), dan sol gas (padat dalam gas). Istilah sol biasa digunakan untuk menyatakan sol cair, sedangkan sol gas lebih dikenal sebagai aerosol (aerosol padat). Koloid yang mengandung fasa terdispersi cair disebut emulsi.Emulsi juga ada tiga jenis, yaitu emulsi padat (cair dalam padat), emulsi cair (cair dalam cair), dan emulsi gas (cair dalam gas). Istilah emulsi biasa digunakan untuk menyatakan emulsi cair, sedangkan emulsi gas juga dikenal dengan nama aerosol (aerosol cair). Koloid yang mengandung fasa terdispersi gas disebut buih.Hanya ada dua jenis buih, yaitu buih
padat dan buih cair. Mengapa tidak ada buih gas? Istilah buih biasa digunakan untuk menyatakan buih cair. Dengan demikian ada 8 jenis koloid, seperti yang tercantum pada Tabel 2.4 (Utami, dkk. 2009, hlm. 222):
Tabel 2.4 Jenis-jenis Koloid
No. Fasa Terdispersi
Fasa
Pendispersi Nama Contoh
1. Padat Gas Aerosol Asap (smoke), debu di udara
2. Padat Cair Sol Sol emas, sol belerang, tinta, cat
3. Padat Padat Sol padat Gelas berwarna, intan hitam
4. Cair Gas Aerosol Kabut (fog)
5. Cair Cair Emulsi Susu, santan, minyak ikan
6. Cair Padat Emulsi padat Jeli, mutiara, opal
7. Gas Cair Buih Buih sabun, krim kocok
8. Gas Padat Buih padat Karet busa, batu apung
d. Koloid dalam Kehidupan Sehari-hari 1) Industri Kosmetik
Bahan kosmetik, seperti foundation, pembersih wajah, sampo, pelembap badan, deodoran umumnya berbentuk koloid yaitu emulsi.
2) Industri Tekstil
Pewarna tekstil berbentuk koloid karena mempunyai daya serap yang tinggi, sehingga dapat melekat pada tekstil.
3) Industri Farmasi
Banyak obat-obatan yang dikemas dalam bentuk koloid agar stabil atau tidak mudah rusak.
4) Industri Sabun dan Deterjen
Sabun dan detergen merupakan emulgator untuk membentuk emulsi antara kotoran (minyak) dengan air, sehingga sabun dan
detergen dapat membersihkan kotoran, terutama kotoran dari minyak.
5) Industri Makanan
Banyak makanan dikemas dalam bentuk koloid untuk kestabilan dalam jangka waktu cukup lama.
e. Sifat-Sifat Koloid 1) Efek Tyndall
Gejala pemantulan dan penghamburan cahaya oleh partikel koloid disebut efek Tyndall. Susunan partikel koloid menyebabkan berkas sinar akan dihamburkan oleh partikel-partikel kolid (Justiana & Muchtaridi, 2009, hlm. 224). Gejala ini pertama kali ditemukan oleh Micahel Faraday kemudian diselidiki lebih lanjut oleh John Tyndall (1820 - 1893), seorang ahli Fisika bangsa Inggris. Efek Tyndall dapat digunakan untuk membedakan larutan sejati dari koloid.
2) Gerak Brown
Gerak Brown adalah gerakan partikel-partikel pada koloid yang arahnya lurus tidak menentu yang disebabkan oleh tumbukan antara molekul-molekul medium pendispersi dengan fase terdispersi atau tumbukan antara partikel-partikel terdispesi (Utami, dkk. 2009, hlm. 226).
Akibat gerak Brown yang terus-menerus akan menyebabkan berkurangnya efek gaya gravitasi bumi terhadap partikel fase terdispersi sehingga partikel-partikel terdispersi tidak dapat mengendap. Gerak Brown ini pertama kali ditemukan oleh seorang sarjana Biologi bernama Robert Brown (1773 - 1859).
3) Muatan Listrik pada Partikel Koloid
a) Adsorpsi
Adsorpsi pada koloid adalah peristiwa penyerapan ion-ion oleh partikel koloid. Contohnya koloid Fe(OH)3
dalam air menyerap ion hidrogen (ion H+) sehingga partikel bermuatan positif, sedangkan koloid As2S3 menyerap ion hidroksida (ion OH–) sehingga partikel bermuatan negatif. Sifat adsorpsi dari koloid ini banyak dimanfaatkan untuk produk-produk tertentu, misalnya pemutihan garam dapur dan gula pasir.
b) Elektroforesis
Peristiwa elektroforesis adalah peristiwa bergeraknya partikel-partikel koloid menuju elektrode. Peristiwa bergeraknya partikel koloid ke dalam satu elektrode menunjukkan bahwa partikel-partikel koloid bermuatan listrik.
c) Koagulasi
Koagulasi adalah penggumpalan koloid yang disebabkan oleh penambahan larutan elektrolit yang mengandung ion positif (+) dan ion negatif (–). Ion yang efektif untuk menggumpalkan koloid ialah ion yang muatannya berlawanan dengan muatan koloid.
Koagulasi koloid yang terjadi di alam adalah terbentuknya delta di muara sungai. Air sungai yang mengandung tanah liat atau lempung merupakan koloid yang bermuatan negatif. Pada saat sampai di muara, air sungai bertemu air laut yang merupakan larutan elektrolit, maka tanah liat akan menggumpal atau terjadi koagulasi. Akibat koagulasi ini lama-lama akan terbentuk delta. Koagulasi koloid sering dimanfaatkan, dalam kehidupan sehari-hari maupun diindustri misalnya sebagai berikut.
(1) Penggumpalan karet dalam lateks dengan penambahan asam cuka.
d) Koloid Pelindung
Pada beberapa proses, suatu koloid harus dipecahkan. Misalnya, koagulasi lateks. Dilain pihak, koloid perlu dijaga supaya tidak rusak. Suatu koloid dapat distabilkan dengan menambahkan koloid lain yang disebut koloid pelindung. Koloid pelindung ini akan membungkus partikel zat terdispersi, sehingga tidak dapat lagi mengelompok.
Contoh:
(1) Pada pembuatan es krim digunakan gelatin untuk mencegah pembentukan kristal besar es atau gula. (2) Cat dan tinta dapat bertahan lama karena menggunakan
suatu koloid pelindung.
(3) Zat-zat pengemulsi, seperti sabun dan detergen, juga tergolong koloid pelindung.
e) Dialisis
Pada pembuatan suatu koloid, sering kali terdapat ion-ion yang dapat mengganggu kestabilan koloid tersebut. Ion-ion pengganggu ini dapat dihilangkan dengan suatu proses yang disebut dialisis. Dalam proses ini, sistem koloid dimasukkan ke dalam suatu kantong koloid, lalu kantong koloid itu dimasukkan ke dalam bejana yang berisi air mengalir. Kantong koloid terbuat dari selaput semipermiabel, yaitu selaput yang dapat melewatkan partikel-partikel kecil, seperti ion-ion atau molekul sederhana, tetapi menahan koloid. Dengan demikian, ion-ion keluar dari kantong dan hanyut bersama air.
f. Koloid Liofil dan Koloid Liofob
Koloid yang memiliki medium dispersi cair dibedakan atas koloid liofil dan koloid liofob. Suatu koloid disebut koloid liofilapabila terdapat gaya tarik-menarik yang cukup besar antara
zat terdispersi dengan mediumnya. Liofil berarti suka cairan (Yunani: lio = cairan, philia = suka). Sebaliknya, suatu koloid disebut koloid liofobjika gaya tarik-menarik tersebut tidak ada atau sangat lemah. Liofob berarti tidak suka cairan (Yunani: lio = cairan, phobia = takut atau benci). Jika medium dispersi yang dipakai adalah air, maka kedua jenis koloid di atas masing-masing disebut koloid hidrofil dan koloid hidrofob.
Contoh:
1) Koloid hidrofil: sabun, detergen, agar-agar, kanji, dan gelatin.
2) Koloid hidrofob: sol belerang, sol Fe(OH)3, sol-sol sulfida, dan sol-sol logam.
Koloid liofil/hidrofil lebih mantap dan lebih kental daripada koloid liofob/hidrofob. Butir-butir koloid liofil/hidrofil membungkus diri dengan cairan/air mediumnya. Hal ini disebut solvatasi/hidratasi. Dengan cara itu butir-butir koloid tersebut terhindar dari agregasi (pengelompokan). Hal demikian tidak terjadi pada koloid liofob/hidrofob. Koloid liofob/hidrofob mendapat kestabilan karena mengadsorpsi ion atau muatan listrik. Sebagaimana telah dijelaskan bahwa muatan koloid menstabilkan sistem koloid.
Sol hidrofil tidak akan menggumpal pada penambahan sedikit elektrolit. Zat terdispersi dari sol hidrofil dapat dipisahkan dengan pengendapan atau penguapan. Apabila zat padat tersebut dicampurkan kembali dengan air, maka dapat membentuk kembali sol hidrofil. Dengan perkataan lain, sol hidrofil bersifat reversibel. Sebaliknya, sol hidrofob dapat mengalami koagulasi pada penambahan sedikit elektrolit. Sekali zat terdispersi telah dipisahkan, tidak akan membentuk sol lagi jika dicampur kembali dengan air. Perbedaan sol hidrofil dengan sol hidrofob disimpulkan sebagai berikut (Utami, dkk. 2009, hlm. 229):
Tabel 2.5 Perbedaan Sol Hidrofil dan Sol Hidrofob No. Sol Hidrofil Sol Hidrofob
1. Mendispersi mediumnya Tidak mendispersi mediumnya 2. Dapat dibuat dengan konsentrasi yang
relatif besar Hanya stabil pada konsentrasi kecil 3. Tidak mudah digumpalkan dengan
penambahan elektrolit
Mudah digumpalkan pada penambahan elektrolit 4. Viskositas lebih besar daripada
mediumnya
Viskositas hampir sama dengan mediumnya
5. Bersifat reversibel Tidak reversibel
6. Efek Tyndall lemah Efek Tyndall lebih jelas
g. Pembuatan Koloid
Sistem koloid dapat dibuat dengan pengelompokan (agregasi) partikel larutan sejati atau menghaluskan bahan dalam bentuk kasar, kemudian diaduk dengan medium pendispersi. Cara yang pertama disebut cara kondensasi, sedangkan yang kedua disebut cara dispersi.
1. Cara Kondensasi
Dengan cara kondensasi, partikel larutan sejati (molekul atau ion) bergabung menjadi partikel koloid. Cara ini dapat dilakukan dengan reaksi-reaksi kimia, seperti reaksi redoks, hidrolisis, dan dekomposisi rangkap, atau dengan pergantian pelarut.
2. Cara Dispersi
Dengan cara dispersi, partikel kasar dipecah menjadi partikel koloid. Cara dispersi dapat dilakukan secara mekanik, peptisasi, atau dengan loncatan bunga listrik (cara busur Bredig).