Makalah Kimia Penerapan Sistem Koloid da

18  103  Download (0)

Teks penuh

(1)

BAB I

PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Koloid adalah suatu system campuran yang berada diantara larutan dan campuran kasar (suspensi). Koloid adalah salah satu jenis campuran homogen yang memiliki sifat-sifat berbeda dengan larutan yang selama ini Anda ketahui. Perbedaan sifat ini disebabkan oleh ukuran partikel zat terlarut yang lebih besar dibandingkan dengan larutan.

Koloid memiliki aplikasi luas mencakup banyak material yang ada di alam maupun yang dikembangkan di industri, seperti kosmetik, obat-obatan, pengolahan air minum, sampai material bangunan. 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. Karena sistem koloid sangat berpengaruh bagi kehidupan sehari-hari, kita harus mempelajarinya lebih mendalam agar kita dapat menggunakannya dengan benar dan dapat bermanfaat untuk diri kita.

B. Rumusan Masalah

1. Apa saja produk sistem koloid dalam kehidupan sehari-hari?

2. Bagaimana penerapan sistem koloid dalam kehidupan sehari-hari?

C. Tujuan

1. Mengetahui produk sistem koloid dalam kehidupan sehari-hari.

2. Mengetahui penerapan sistem koloid dalam kehidupan sehari-hari.

D. Manfaat

(2)

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

A. Pengertian Sistem Koloid

Sistem koloid adalah suatu bentuk campuran yang keadaannya terletak antara larutan dan suspensi (campuran kasar). Sistem koloid sangat berkaitan erat dengan hidup dan kehidupan kita sehari-hari. 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. Koloid adalah suatu sistem campuran “metastabil” (seolah-olah stabil, tapi akan memisah setelah waktu tertentu). Koloid berbeda dengan larutan; larutan bersifat stabil.

B. Perbedaan Koloid dengan Larutan dan Suspensi

C. Jenis-jenis Koloid

(3)

D. Sifat-sifat Koloid 1. Efek Tyndall

Efek Tyndall adalah penghamburan cahaya oleh larutan koloid, peristiwa di mana jalannya sinar dalam koloid dapat terlihat karena partikel koloid dapat menghamburkan sinar ke segala jurusan. Contoh: sinar matahari yang dihamburkan partikel koloid di angkasa, hingga langit berwarna biru pada siang hari dan jingga pada sore hari; debu dalam ruangan akan terlihat jika ada sinar masuk melalui celah.

2. Gerak Brown

Gerak Brown adalah gerak partikel koloid dalam medium pendispersi secara terus menerus, karena adanya tumbukan antara partikel zat terdispersi dan zat pendispersi. Karena gerak aktif yang terus menerus ini, partikel koloid tidak memisah jika didiamkan.

3. Adsorbsi Koloid

Adsorbsi koloid adalah penyerapan zat atau ion pada permukaan koloid. Sifat adsorbsi digunakan dalam proses: pemutihan gula tebu, Norit, dan penjernihan air. Contoh: koloid antara obat diare dan cairan dalam usus yang akan menyerap kuman penyebab diare

4. Muatan Koloid dan Elektroforesis

(4)

Partikel koloid mempunyai kemampuan menyerap ion atau muatan listrik pada permukaannya. Oleh karena itu partikel koloid manjadi bermuatan listrik. Penyerapan pada permukaan ini di sebut adsorpsi.

Karena partikel koloid mempunyai muatan maka dapat bergerak dalam medan listrik. Jika ke dalam koloid dimasukkan arus searah melalui elektroda, maka koloid bermuatan positif akan bergerak menuju elektroda negatif dan sesampai di elektroda negatif akan terjadi penetralan muatan dan koloid akan menggumpal (koagulasi).

Contoh: cerobong pabrik yang dipasangi lempeng logam yang bermuatan listrik dengan tujuan untuk menggumpalkan debunya.

5. Koagulasi Koloid

Koagulasi koloid adalah penggumpalan koloid karena elektrolit yang muatannya berlawanan. Contoh: kotoran pada air yang digumpalkan oleh tawas sehingga air menjadi jernih.

Faktor-faktor yang menyebabkan koagulasi:

- Perubahan suhu.

- Pengadukan.

- Penambahan ion dengan muatan besar (contoh: tawas).

- Pencampuran koloid positif dan koloid negatif.

6. Koloid Pelindung

Sistem koloid di mana partikel terdispersinya mempunyai daya adsorpsi relatif besar disebut koloid liofil yang bersifat lebih stabil. Sedangkan jika partikel terdispersinya mempunyai gaya absorpsi yang cukup kecil, maka disebut koloid liofob yang bersifat kurang stabil. Yang berfungsi sebagai koloid pelindung ialah koloid liofil.

(5)

a) Koloid liofil (suka cairan) adalah koloid di mana terdapat gaya tarik menarik yang cukup besar antara fase terdispersi dan medium pendispersi. Contoh, disperse kanji, sabun, deterjen.

b) Koloid liofob (tidak suka cairan) adalah koloid di mana terdapat gaya tarik-menarik yang lemah atau bahkan tidak ada sama sekali antar fase terdispersi dan medium pendispersinya. Contoh, disperse emas, belerang dalam air.

7. Dialisis

Pada pembuatan koloid, sering kali terdapat ion-ion yang dapat mengganggu kesetabilan koloid tersebut. Ion-ion pengganggu ini dapat dihilangkan dengan suatu proses yang disebut dialisis.

Dalam proses ini, sistem koloid dimasukkan kedalam kantong koloid, lalu kantong koloid itu di masukkan kedalam bejana yang berisi air mengalir (lihat gambar). Kantong koloid terbuat dari selaput semipemeable, 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.

8. Koloid Liofil dan Koloid Liofob

Koloid Liofil adalah koloid yang mengadsorbsi cairan, sehingga terbentuk selubung di sekeliling koloid. Contoh: agar-agar.

Koloid Liofob adalah kolid yang tidak mengadsorbsi cairan. Agar muatan koloid stabil, cairan pendispersi harus bebas dari elektrolit dengan cara dialisis, yakni pemurnian medium pendispersi dari elektrolit.

(6)

PEMBAHASAN

A. Produk Sistem Koloid Dalam Kehidupan Sehari-Hari

Dalam kenyataannya, banyak produk industri yang diperlukan dalam kehidupan sekarang ini berupa koloid, baik sebagai bahan makanan, bahan bangunan, maupun produk-produk lain. Mengapa sistem koloid digunakan dalam produk industri? Salah satu ciri khas koloid, yaitu partikel padat dari suatu zat dapat tersuspensi dalam zat lain, terutama dalam bentuk cairan. Hal ini merupakan dasar dari berbagai hasil industri yang dibutuhkan manusia.

Jenis Industri Contoh Produk

Industri makanan Keju, mentega, susu, saus salad, jelly,

agar-agar

Industri kosmetika dan perawatan tubuh Krim, pasta gigi, sabun, hair cream, skin

spray, body lotion.

Industri bangunan Cat, tinta

Industri kebutuhan rumah tangga Sabun, deterjen

Industri pertanian Peptisida dan insektisida

Industri farmasi Minyak ikan, pensilin untuk suntikan,

salep, krim

Penggunaan koloid juga dapat menghasilkan campuran hasil industri tanpa saling melarutkan secara homogen. Di samping itu juga bersifat stabil, sehingga dapat digunakan dalam waktu yang relatif lama. Koloid yang dapat menstabilkan hasil industri ini dinamakan koloid pelindung. Misalnya, es krim yang ditambah gelatin. Adanya gelatin dalam es krim menyebabkan es krim tidak dapat meleleh.

B. Penerapan Sistem Koloid Dalam Kehidupan Sehari-hari 1. Bidang Industri

(7)

Gas buangan pabrik yang mengandung asap dan partikel berbahaya dapat diatasi dengan menggunakan alat yang disebut pengendap cottrel. Metode ini dikembangkan oleh Frederich Cottrell (1877-1948) dari Amerika Serikat, dan dikenal dengan metode Cottrell. Prinsip kerja alat ini memanfaatkan sifat muatan (elektroforesis) dan penggumpalan koloid sehingga gas yang dikeluarkan ke udara telah bebas dari asap dan partikel berbahaya

Asap dari pabrik sebelum meninggalkan cerobong asap dialirkan melalui ujung-ujung logam yang tajam dan bermuatan pada tegangan tinggi (20.000 sampai 75.000 volt). Ujung-ujung yang runcing akan mengionkan molekul-molekul dalam udara. Ion-ion tersebut akan diadsorpsi oleh partikel asap dan menjadi bermuatan. Selanjutnya, partikel bermuatan itu akan tertarik dan diikat pada elektrode yang lainnya. Pengendap Cottrel ini banyak digunakan dalam industri untuk dua tujuan, yaitu mencegah polusi udara oleh buangan beracun dan memperoleh kembali debu yang berharga (misalnya debu logam).

b) Penggumpalan Lateks

(8)

bergabung membentuk rantai panjang yang disebut poliisoprene (C5H8).

Untuk memperoleh karet, partikel-partikel karet dipisahkan dari cairannya dengan cara penggumpalan baik secara sengaja maupun alami. Pada prinsipnya, penggumpalan terjadi akibat terganggunya faktor penunjang kestabilan sistem koloid lateks, misalnya penurunan pH. Pada saat mulai keluar dari pohon hingga beberapa jam lateks masih berupa cairan, tetapi setelah kira-kira 8 jam lateks mulai mengental dan selanjutnya membentuk gumpalan karet. Di dalam proses penggumpalan lateks, terjadi perubahan sol ke gel dengan pertolongan zat penggumpal. Penggumpalan dapat terjadi dengan penambahan asam (menurunkan pH), sehingga koloid karet mencapai titik isoelektrik dan terjadilah penggumpalan. Sehingga peranan pH sangat menentukan mutu karet.

Penggumpalan pada pH yang sangat rendah mengakibatkan warna karet semakin gelap dan nilai modulus karet semakin rendah. Penggumpalan sengaja yang lazim dilakukan saat ini adalah dengan penambahan asam, seperti asam format dan asetat untuk menurunkan pH lateks. Sedangkan lateks dapat menggumpal secara alami akibat terbentuknya senyawa-senyawa asam hasil perombakan karbohidrat dan lipid yang terdapat di dalam lateks oleh mikroorganisme (Nazaruddin, 1998).

c) Penjernihan Air

Air mengandung kotoran koloid. Kotoran ini dapat dibersihkan keluar dengan menggunakan elektrolit seperti Alum. Alum yang bermuatan ion positif Al3+ dapat

menarik kotoran koloid yang bermuatan negatif. Jadi Alum digunakan untuk menghilangkan kotoran dan kotoran berada dalam larutan koloid.

(9)

1. Adsorpsi  penyerapan ion pada permukaan koloid

2. Koagulasi  pengendapan/ penggumpalan partikel koloid

Bahan-bahan yang diperlukan dalam proses penjernihan air antara lain : tawas (Al2(SO4)3), karbon aktif, klorin/kaporit, kapur tohor, pasir.

Mekanisme penjernihan air di PDAM:

1. Air sungai dipompakan ke dalam bak prasedimentasi. Dalam bak prasedimentasi ini lumpur dibiarkan mengendap karena pengaruh gravitasi. Lumpur yang mengendap dibuang dengan pompa.

2. Kemudian air yang masih mengandung partikel – partikel lumpur yang berukuran sangat kecil sehingga tidak dapat mengendap karena pengaruh gravitasi dialirkan ke dalam bak ventury. Pada tahap ini air dicampur dengan Al2(SO4)3.18H2O (tawas). Ion Al3+ yang

terdapat pada tawas akan terhidroslisis membentuk partikel koloid Al(OH)3 yang

bermuatan positif melalui reaksi:

Al3+ + 3H

2O → Al(OH)3 + 3H+

Al(OH)3 yang terbentuk akan mengabsorpsi menggumpalkan dan mengendapkan

kotoran. Ion Al3+ akan menghilangkan muatan – muatan negatif dari partikel koloid

(10)

yang berukuran besar (koagulasi). Lumpur tersebut kemudian mengendap bersama dengan tawas karena pengaruh gravitasi. Selain berfungsi supaya lumpur lebih mudah mengendap koagulasi juga bertujuan untuk memudahkan lumpur untuk disaring. Selain itu, tawas yang membentuk koloid Al(OH)3 juga dapat mengadsorpsi zat-zat warna atau

zat-zat pencermar seperti detergen dan pestisida.

Selanjutnya ditambah gas klorin (preklorinasi) yang berfungsi sebagai pembasmi hama (desinfektan) dan karbon aktif (bila tingkat kekeruhan air baku tinggi). Karbon aktif ini berfungsi untuk menghilangkan bau, rasa, dan zat organik yang terkandung dalam air baku.

3. Air yang setengah bersih kemudian dialirkan ke dalam bak saringan pasir. Dari bak pasir diperoleh air yang hampir bersih, karena sisa flok akan tertahan oleh saringan pasir.

4. Air dalam bak pasir dialirkan ke dalam siphon. Di dalam siphon air yang hampir bersih ditambahkan kapur untuk menaikkan pH dan gas klorin (post klorinasi) untuk mematikan hama.

5. Air yang sudah memenuhi standar bersih dari bak siphon dialirkan ke reservoar.

6. Air siap dikonsumsi konsumen

Proses pengolahan air bersih pada industri pengolahan air bersih (PDAM) yang telah diuraikan di atas disebut sebagai pengolahan air minum sistem konvensional.

(11)

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.

b) Agar-Agar

Padatan agar-agar yang terdispersi di dalam air panas akan menghasilkan system koloid yang disebut sol. Jika konsentrasi agar-agar rendah, pada keadaan dingin, sol ini akan tetap berwujud cair. Sebaliknya, jika konsentrasi agar-agar tinggi pada keadaan dingin sol menjadi padat dan kaku. Keadaan seperti ini disebut gel.

c) Pektin

Pektin adalah tepung yang diperoleh dari buah papaya muda, apel, dan kulit jeruk. Jika pektin didispersikan di dalam air, terbentuk sol yang kemudian memadat sehingga membentuk gel. Pektin biasa digunakan untuk membuat selai.

d) Gelatin

Gelatin adalah tepung yang diperoleh dari hasil perebusan kulit atau kaki binatang, misalnya sapi. Jika gelatin didispersikan di dalam air, terbentuk suatu sol yang kemudian memadat dan membentuk gel. Gelatin banyak digunakan untuk pembuatan cangkang kapsul. Agar-agar, pectin, gelatin juga digunakan untuk pembuatan makanan, seperti jelly atau permen ng kenyal (gummy candies).

(12)

Telur mentah merupakan suatu sistem koloid dengan fase terdispresi berupa protein. Jika telur tersebut direbus akan terjadi koagulasi sehingga telur tersebut menggumpal.

f) Pembuatan Yoghurt

Susu dapat berubah menjadi yoghurt melalui fermentasi. Pada fermentasi susu akan terbentuk asam laktat yang menggumpal dan berasa asam.

g) Pembuatan Tahu

Pada pembuatan tahu dari kedelai, mula-mula kedelai dihancurkan sehingga terbentuk bubur kedelai (seperti susu). Kemudian, ditambahkan larutan elektrolit, yaitu CaSO4.2H2O yang disebut batu tahu sehingga protein kedelai menggumpal dan

membentuk tahu.

h) Penghilang Kotoran Pada Proses Pembuatan Sirup

Kadang-kadang gula masih mengandung pengotor sehingga jika dilarutkan tidak jernih. Pada industri pembuatan sirup, untuk menghilangkan pengotor ini biasanya digunakan putih telur. Setelah gula larut, sambil diaduk ditambahkan putih telur sehingga putih telur tersebut menggumpal dan mengadsorpsi pengotor. Selain putih telur, dapat juga digunakan zat lain, seperti tanah diatome atau arang aktif.

(13)

a) Hemodialisis

Hemodialisis adalah proses pembersihan darah dari zat-zat sampah, melalui proses penyaringan di luar tubuh. Hemodialisis menggunakan ginjal buatan berupa mesin dialisis. Hemodialisis dikenal secara awam dengan istilah ‘cuci darah’.

Sebenarnya proses pencucian darah dilakukan oleh tabung di luar mesin yang bernama dialiser. Di dalam dialiser, terjadi proses pencucian, mirip dengan yang berlangsung di dalam ginjal. Pada dialiser terdapat 2 kompartemen serta sebuah selaput di tengahnya. Mesin digunakan sebagai pencatat dan pengontrol aliran darah, suhu, dan tekanan.

Aliran keluar ke penampungan dialisat.darah masuk ke salah satu kompartemen dialiser. Pada kompartemen lainnya dialirkan dialisat, yaitu suatu cairan yang memiliki komposisi kimia menyerupai cairan tubuh normal. Kedua kompartemen dipisahkan oleh selaput semipermeabel yang mencegah dialisat mengalir secara berlawanan arah. Zat-zat sampah, zat racun, dan air yang ada dalam darah dapat berpindah melalui selaput semipermeabel menuju dialisat. Itu karena, selama penyaringan darah, terjadi peristiwa difusi dan ultrafiltrasi. Ukuran molekul sel-sel dan protein darah lebih besar dari zat sampah dan racun, sehingga tidak ikut menembus selaput semipermeabel. Darah yang telah tersaring menjadi bersih dan dikembalikan ke dalam tubuh penderita. Dialisat yang menjadi kotor karena mengandung zat racun dan sampah, lalu dialirkan.

Kedua peristiwa tersebut terjadi secara bersamaan. Setelah proses penyaringan dalam dialiser selesai, maka akan didapatkan darah yang bersih. Darah itu kemudian akan dialirkan kembali ke dalam tubuh.

(14)

Darah mengandung sejumlah koloid protein yang bermuatan negatif. Jika terjadi luka, maka luka tersebut dapat diobati dengan pensil stiptik atau tawas yang mengandung ion-ion Al3+ dan Fe3+. Ion-ion tersebut membantu agar partikel koloid di

protein bersifat netral sehingga proses penggumpalan darah dapat lebih mudah dilakukan.

c) Penggunaan Arang Aktif

Arang aktif merupakan contoh dari adsorben yang dibuat dengan cara memanaskan arang dalam udara kering. Arang aktif memiliki kemampuan untuk menjerap berbagai zat. Obat norit (obat sakit perut) mengandung zat arang aktif yang berfungsi menyerap berbagai zat dan racun dalam usus. Arang aktif ini juga digunakan para topeng gas, lemari es (untuk menghilangkan bau), dan rokok filter (untuk mengikat asap nikotin dan tar)

d) Sebagai Deodoran

Deodoran mengandung aluminium klorida yang dapat mengkoagulasi atau mengendapkan protein dalam keringat.endapan protein ini dapat menghalangi kerja kelenjer keringat sehingga keringat dan potein yang dihasilkan berkurang.

3. Bidang Lingkungan

a) 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 akan menetralkan muatan pasir dan tanah liat. Sehingga, terjadi koagulasi yang akan membentuk suatu delta.

4. Bidang Kosmetik

(15)

Bahan – bahan kosmetika sangat banyak jenisnya, akan tetapi pada prinsipnya hampir 90% dari bahan itu dibuat dalam keadaan koloid. Hal itu disebabkan sifat koloid yang mudah menyerap pewangi dan pewarna, lembut, mudah dibersihkan, tidak merusak kulit dan rambut dan sekaligus mengandung dua macam bahan yang tidak dapat saling larut.

Macam macam bentuk bahan kosmetik sebagai berikut :

 Bahan kosmetika yang berbentuk aerosol, misalnya parfum dan deodorant spray, hair spray, dan penghilang bau mulut yang disemprotkan.

 Bahan kosmetika yang berbentuk sol, misalnya susu pembersih muka dan kulit, cairan untuk masker, dan cat kuku.

 Bahan kosmetika yang berbentuk emulsi, misalnya susu pembersih muka dan kulit.

 Bahan kosmetika yang berbentuk gel, misalnya deodorant stick dan minyak rambut (jelly).

 Bahan kosmetika yang berbentuk buih, misalnya sabun cukur dan sabun kecantikan.

 Bahan kosmetika yang berbentuk sol padat misalnya pemerah bibir, pensil alis dan maskara

5. Bidang Kebutuhan Rumah Tangga a) Sabun dan Detergen

(16)

Sabun dengan detergen memiliki perbedaan, yaitu :

(17)

BAB IV PENUTUP A. Kesimpulan

Koloid memiliki aplikasi luas mencakup banyak material yang ada di alam maupun yang dikembangkan di industri, seperti kosmetik, obat-obatan, pengolahan air minum, sampai material bangunan. Penerapan system koloid ini menggunakan prinsip atau sifat-sifat yang dimiliki oleh koloid itu sendiri, misalnya adsorbsi, koagulasi, elektroforesis, dll.

Di bidang industri, penerapan koloid contohnya mengurangi polusi asap pabrik menggunakan alat Cottrel, penggumpalan lateks, dan penjernihan air. Di bidang pangan, penerapan koloid contohnya pemutihan gula, agar-agar, pectin, gelatin, proses perebusan telur, pembuatan yoghurt, pembuatan tahu, dan pengilang kotoran pada proses pembuatan sirup. Di bidang kesehatan, penerapan koloid contohnya hemodialisis, penggumpalan darah, penggunaan arang aktif, dan deodoran. Sedangkan contoh peristiwa aplikasi koloid lainnya adalah pembentukan delta di muara sungai.

B. Saran

(18)

Figur

Memperbarui...

Referensi

Memperbarui...