Senin, 09 Januari 2012

Makalah Kimia "SISTEM KOLOID"

A. SISTEM DISPERSI
Pernahkah Anda mencampurkan gula, pasir, dan susu bubuk ke dalam air? Ketiga campuran tersebut (gula-air, pasir-air, susu bubuk-air) akan membentuk suatu dispersi, yaitu penyebaran merata dua fase. Kedua fase tersebut terdiri atas fase zat yang didispersikan dan fase pendispersi. Fase zat yang didispersikan dikenal juga dengan istilah fase terdispersi atau fase dalam. Adapun fase pendispersi dikenal dengan istilah medium pendispersi atau fase luar. Pada umumnya, fase terdispersi memiliki jumlah molekul yang lebih kecil dibandingkan fase pendispersi. Terdapat tiga macam campuran, yaitu larutan sejati atau larutan, suspensi, dan koloid. Termasuk ke dalam kelompok manakah campuran-campuran tersebut?

1. Larutan
Larutan merupakan campuran yang bersifat homogen. Ukuran partikel zat terlarut di dalam suatu larutan lebih kecil dari 10-7 cm (< 1 nm) sehingga sangat sulit untuk diamati, walaupun dengan menggunakan mikroskop. Jadi, campuran antara air dan gula termasuk larutan karena pencampuran kedua zat tersebut menghasilkan dua fase yang homogen. Beberapa contoh larutan lainnya, adalah larutan garam dapur, larutan urea, dan larutan cuka. Jika larutan ini disaring menggunakan kertas saring, tidak ada zat yang tersaring.

2. Suspensi
Suspensi adalah dispersi zat padat dalam air. Zat terdispersi pada suspensi merupakan zat padat berukuran cukup besar. Padatan ini merupakan gabungan dari molekul-molekul zat terdispersi. Oleh karena zat terdispersi memiliki ukuran yang cukup besar, medium pendispersi (air) tidak mampu menahannya sehingga padatan tersebut dapat mengendap. Ukuran partikel zat terdispersi di dalam suspensi lebih besar dari 10-5 cm (<100 nm) sehingga masih dapat diamati dengan mudah. Suspensi dapat disaring dengan menggunakan kertas saring biasa. Berdasarkan penjelasan ini, berarti campuran antara pasir dan air merupakan suspensi. Jika campuran pasir dan air dituangkan ke dalam gelas menggunakan penyaring, pasir dan air pasti akan terpisah.

3. Koloid
Untuk memudahkan pembahasan sistem dispersi koloid, digunakan fase terdispersi berupa padatan dan fase pendispersi yang umum, berupa air. Ukuran partikel zat terdispersi di dalam koloid lebih besar daripada ukuran partikel di dalam larutan, tetapi lebih kecil daripada ukuran partikel di dalam suspensi. Partikel zat terdispersi berukuran antara 10-7 cm sampai dengan 10-5 cm (1 nm – 100 nm). Sistem koloid tampak homogen jika dilihat tanpa mikroskop, tetapi dengan menggunakan mikroskop tampak adanya partikel-partikel fase terdispersi. Partikel koloid dapat disaring dengan menggunakan suatu kertas saring yang berpori-pori sangat halus (penyaring ultra). Berdasarkan sistem dispersinya, suatu koloid tampak seperti suspensi. Akan tetapi, secara fisik tampak seperti larutan sehingga sering juga disebut dengan istilah suspensi homogen. Campuran susu bubuk dan air dinamakan koloid. Secara garis besar, perbandingan antara larutan, koloid, dan suspensi dapat dilihat pada Tabel 1.1. berikut ini. 
Tabel 1 Perbandingan antara Larutan, Koloid, dan Suspensi 
Aspek
Larutan
Koloid
Suspensi
Bentuk Campuran
Homogen
Tampak homogen
Heterogen
Kestabilan
Stabil
Stabil
Tidak stabil
Pengamatan Mikroskop
Homogen
Heterogen
Heterogen
Jumlah Fase
Satu
Dua
Dua
Sistem Dispersi
Molekuler
Padatan halus
Padatan kasar
Pemisahan dengan Cara Penyaringan
Tidak dapat disaring
Tidak dapat disaring dengan kertas saring biasa, kecuali dengan kerta saring ultra.
Dapat disaring
Ukuran Partikel
< 10-7 cm, atau < 1 nm
10-7 cm - 10-5 cm, atau 1 nm - 100 nm
> 10-5 cm, atau  
> 100 nm

B. PENGELOMPOKAN SISTEM KOLOID
Sistem koloid adalah campuran yang heterogen. Telah diketahui bahwa terdapat tiga fase zat, yaitu padat, cair, dan gas. Dari ketiga fasa zat ini dapat dibuat sembilan kombinasi campuran fase zat, tetapi yang dapat membentuk sistem koloid hanya delapan. Kombinasi campuran fase gas dan fase gas selalu menghasilkan campuran yang homogen (satu fase) sehingga tidak dapat membentuk sistem koloid. 

1. Sistem Koloid Fase Padat-Cair (Sol)
Sistem koloid fase padat-cair disebut sol. Sol terbentuk dari fase terdispersi berupa zat padat dan fase pendispersi berupa cairan. Sol yang memadat disebut gel. Berikut contoh-contoh sistem koloid fase padat-cair.
a. Agar-agar
Padatan agar-agar yang terdispersi di dalam air panas akan menghasilkan sistem 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 akan menjadi padat dan kaku. Keadaan seperti ini disebut gel.
b. Pektin
Pektin adalah tepung yang diperoleh dari buah pepaya muda, apel, dan kulit jeruk. Jika pektin didispersikan di dalam air, terbentuk suatu sol yang kemudian memadat sehingga membentuk gel. Pektin biasa digunakan untuk pembuatan selai.
c. 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, pektin dan gelatin juga digunakan untuk pembuatan makanan, seperti jelly atau permen kenyal (gummy candies).
d. Cairan Kanji
Tepung kanji yang dilarutkan di dalam air dingin akan membentuk suatu suspensi. Jika suspensi dipanaskan akan terbentuk sol, dan jika konsentrasi tepung kanji cukup tinggi, sol tersebut akan memadat sehingga membentuk gel. Suatu gel terbentuk karena fase terdispersi mengembang, memadat dan menjadi kaku.
e. Air sungai (tanah terdispersi di dalam medium air).
f. Cat tembok dan tinta (zat warna terdispersi di dalam medium air).
g. Cat kayu dan cat besi (zat warna terdispersi di dalam pelarut organik).
h. Gel kalsium asetat di dalam alkohol.
i. Sol arpus (damar).
j. Sol emas, sol Fe(OH)3, sol Al(OH)3, dan sol belerang.

 2. Sistem Koloid Fase Padat-Padat (Sol Padat)
Sistem koloid fase pada-padat terbentuk dari fase terdispersi dan fase pendispersi yang sama-sama berwujud zat padat sehingga dikenal dengan nama sol padat. Lazimnya, istilah sol digunakan untuk menyatakan sistem koloid yang terbentuk dari fase terdispersi berupa zat padat di dalam medium pendispersi berupa zat cair sehingga tidak perlu digunakan istilah sol cair. Contoh sistem koloid fase padat-padat adalah logam campuran (aloi), misalnya stainless steel yang terbentuk dari campuran logam besi, kromium dan nikel. Contoh lainnya adalah kaca berwarna yang dalam ini zat warna terdispersi di dalam medium zat padat (kaca).

3. Sistem Koloid Fase Padat-Gas (Aerosol Padat)
Sistem koloid fase padat-gas terbentuk dari fase terdispersi berupa padat dan fase pendispersi berupa gas. Anda sering menjumpai asap dari pembakaran sampah atau dari kendaraan bermotor. Asap merupakan partikel padat yang terdispersi di dalam medium pendispersi berupa gas (udara). Partikel padat di udara disebut partikulat padat. Sistem dispersi zat padat dalam medium pendispersi gas disebut aerosol padat. Sebenarnya istilah, aerosol lazim digunakan untuk menyatakan sistem dispersi zat cair di dalam medium gas sehingga tidak perlu disebut aerosol cair.

4. Sistem Koloid Fase Cair-Gas (Aerosol)
Sistem koloid fase cair-gas terbentuk dari fase terdispersi berupa zat cair dan fase pendispersi berupa gas. Contoh sistem koloid ini adalah kabut dan awan. Partikel-partikel zat cair yang terdispersi di udara (gas) disebut partikulat cair. Contoh aerosol adalah hairspray, obat nyamuk semprot, parfum (body spray), cat semprot dan lain-lain. Pada produk-produk tersebut digunakan zat pendorong (propellant) berupa senyawa klorofluorokarbon (CFC).

5. Sistem Koloid Fase Cair-Cair (Emulsi)
Sistem koloid fase cair-cair terbentuk dari fase terdispersi berupa zat cair dan medium pendispersi yang juga berupa cairan. Campuran yang terbentuk bukan berupa larutan, melainkan bersifat heterogen. Misalnya campuran antara minyak dan air. Air yang bersifat polar tidak dapat bercampur dengan minyak yang bersifat nonpolar. Untuk dapat “mendamaikan” air dan minyak, harus ada zat “penghubung” antara keduanya. Zat penghubung ini harus memiliki gugus polar (gugus yang dapat larut di dalam air) dan juga harus memiliki gugus nonpolar (gugus yang dapat larut di dalam minyak) sehingga zat penghubung tersebut dapat bercampur dengan air dan dapat pula bercampur dengan minyak.
Sistem koloid cair-cair disebut emulsi. Zat penghubung yang menyebabkan pembentukan emulsi disebut emulgator (pembentuk emulsi). Jadi, tidak ada emulsi tanpa emulgator. Contoh zat emulgator, yaitu sabun, detergen, dan lesitin. Minyak dan air dapat bercampur jika ditambahkan emulgator berupa sabun atau deterjen. Oleh karena itu, untuk menghilangkan minyak yang menempel pada tangan atau pakaian digunakan sabun atau deterjen, yang kemudian dibilas dengan air.
Susu, air santan, krim, dan lotion merupakan beberapa emulsi yang Anda kenal dalam kehidupan sehari-hari. Susu murni (dalam bentuk cair) merupakan contoh bentuk emulsi alami karena di dalam susu murni telah terdapat emulgator alami, yaitu kasein. Di dalam industri makanan, biasanya susu murni diolah menjadi susu bubuk. Susu bubuk yang terbentuk menjadi sukar larut dalam air, kecuali dengan menggunakan air panas. Oleh karena itu, digunakan zat emulgator yang berupa lesitin sehingga susu bubuk tersebut dapat mudah larut dalam air, sekalipun hanya dengan menggunakan air dingin. Susu bubuk yang dicampur dengan zat emulgator dikenal dengan istilah susu bubuk instant. Contoh lain emulsi adalah krim (emulsi yang berbentuk pasta), dan lotion (emulsi yang berbentuk cairan kental atau krim yang encer).
Sistem emulsi banyak digunakan dalam berbagai industri seperti berikut.
a. Industri kosmetik: dalam bentuk berbagai krim untuk perawatan kulit, dan berbagai lotion yang berasal dari minyak, serta haircream (minyak rambut).
b. Industri makanan: dalam bentuk es krim dan mayones.
c. Industri farmasi: dalam bentuk berbagai krim untuk penyakit kulit, sirup, minyak ikan, dan lain-lain.
Mayones terbuat dari minyak tumbuh-tumbuhan (minyak jagung atau minyak kedelai) dan air. Pada mayones ini digunakan kuning telur sebagai zat emulgator.

6. Sistem Koloid Fase Cair-Padat (Emulsi Padat)
Sistem koloid fase cair-padat terbentuk dari fase terdispersi berupa zat cair dan medium pendispersi berupa zat padat sehingga dikenal dengan nama emulsi padat. Sebenarnya, istilah emulsi hanya digunakan untuk sistem koloid fase cair-cair. Jadi, emulsi berarti sistem koloid fase cair-cair (tidak ada istilah emulsi cair). Contoh emulsi padat, yaitu keju, mentega, dan mutiara. 

7. Sistem Koloid Fase Gas-Cair (Busa)
Sistem koloid fase gas-cair terbentuk dari fase terdispersi berupa gas dan medium pendispersi berupa zat cair. Jika anda mengocok larutan sabun, akan timbul busa. Di dalam busa sabun terdapat rongga yang terlihat kosong. Busa sabun merupakan fase gas dalam medium cair. Contoh-contoh zat yang dapat menimbulkan busa atau buih, yaitu sabun, deterjen, protein, dan tanin.
Pada proses pencucian, busa yang ditimbulkan oleh sabun atau deterjen dapat mempercepat proses penghilangan kotoran. Busa atau buih pada zat pemadam api berfungsi memperluas jangkauan (voluminous) dan mengurangi penguapan air. Pada proses pemekatan bijih logam, sengaja ditimbulkan busa agar zat-zat pengotor dapat terapung di dalam busa tersebut.
Di dalam suatu proses industri kimia, misalnya proses fermentasi, kadang-kadang pembentukan busa tidak diinginkan sehingga dilakukan penambahan zat antibusa (antifoam), seperti silikon, eter, isoamil alkohol, dan lain-lain.

8. Sistem Koloid Fase Gas-Padat (Busa Padat)
Sistem koloid fase gas-padat terbentuk dari fase terdispersi berupa gas dan medium pendispersi berupa zat padat, yang dikenal dengan istilah busa padat, sedangkan dispersi gas dalam medium cair disebut busa dan tidak perlu disebut busa cair. Di dalam kehidupan sehari-hari, anda dapat menemui busa padat yang dikenal dengan istilah karet busa dan batu apung. Pada kedua contoh busa padat ini terdapat rongga atau pori-pori yang dapat diisi oleh udara.
Secara garis besar, kedelapan jenis sistem koloid tersebut dapat ditunjukkan pada Tabel 1.2 berikut ini.
Tabel 2 Jenis Sistem Koloid dan Contoh-contohnya
No.
Fase Terdispersi
Medium Pendispersi
Nama Koloid
Contoh
1.
Padat
Cair
Sol
Sol emas, agar-agar, jelly, cat, tinta, air sungai
2.
Padat
Gas
Aerosol padat
Asap, debu padat
3.
Padat
Padat
Sol padat
Paduan logam, kaca berwarna
4.
Cair
Gas
Aerosol
Kabut, awan
5
Cair
Cair
Emulsi
Santan, susu, es krim, krim, lotion, mayonaise
6.
Cair
Padat
Emulsi padat
Keju, mentega, mutiara
7.
Gas
Cair
Buih, busa
Busa sabun
8.
Gas
Padat
Busa padat
Karet busa, batu apung

C. SIFAT DAN PENERAPAN SISTEM KOLOID
Secara fisik, sistem koloid terlihat homogen seperti larutan. Jika anda amati dengan mikroskop, terlihat adanya perbedaan antara koloid dan larutan karena sistem koloid sebetulnya bersifat heterogen. Untuk lebih memperjelas perbedaan antara larutan dan koloid, Anda harus mempelajari sifat-sifat yang dimiliki oleh sistem koloid tersebut. 

1. Gerak Brown
Gerak Brown adalah gerak tidak beraturan, gerak acak atau gerak zig-zag partikel koloid. Gerak Brown terjadi karena benturan tidak teratur partikel koloid dan medium pendispersi. Benturan tersebut mengakibatkan partikel koloid bergetar dengan arah yang tidak beraturan dan jarak yang pendek.
Gerak Brown kali pertama diamati pada 1827 oleh Robert Brown (1773-1858), seorang ahli Biologi berkebangsaan Inggris pada saat mengamati serbuk sari. Fenomena ini dijelaskan oleh Albert Einstein (1879-1955) pada 1905. Menurut Einstein, suatu partikel mikroskopis (hanya dapat diamati dengan mikroskop) yang melayang dalam suatu medium pendispersi akan menunjukkan suatu gerak acak atau gerak zig-zag. Gerakan ini disebabkan oleh medium pendispersi yang menabrak partikel terdispersi dari berbagai sisi dalam jumlah yang tidak sama untuk setiap sisi.
Arah gerak partikel koloid bergantung pada jumlah partikel medium pendispersi yang menabrak. Jika jumlah partikel pendispersi yang menabrak dari arah bawah banyak, partikel koloid akan bergerak ke atas. Jika jumlah partikel pendispersi yang menabrak dari kiri bawah banyak, partikel koloid bergerak ke kanan atas. Setiap gerak disertai getaran karena di sisi lain ada tabrakan dari medium pendispersi, tetapi jumlah molekul medium pendispersi ini sedikit. Gerak zig-zag akibat tabrakan dari partikel pendispersi menyebabkan sistem koloid tetap stabil, tetap homogen, dan tidak mengendap.
Apakah gerak Brown juga terjadi pada sistem larutan atau suspensi? Pada larutan, partikel terdispersi memiliki ukuran yang sangat kecil dan hampir sama dengan ukuran molekul pendispersi. Gerakan partikel pendispersi bukan terjadi karena ditabrak oleh partikel pendipersi, melainkan disebabkan oleh gerakan oleh molekul sendiri. Pada suspensi, ukuran partikel terdispersi sangat besar. Adanya partikel pendispersi yang menabrak tidak menyebabkan partikel terdispersi bergerak dan tidak menimbulkan getaran. Pada suspensi, partikel terdispersi banyak dipengaruhi oleh gaya gravitasi bumi sehingga partikel terdispersi lebih banyak bergerak ke bawah dan membentuk endapan.

2. Efek Tyndall
Jika cahaya dilewatkan ke dalam sistem koloid, cahaya yang melewati sistem koloid tersebut terlihat lebih terang. Cahaya yang terlihat lebih terang ini disebabkan oleh terjadinya efek Tyndall. Efek Tyndall adalah efek penghamburan cahaya oleh partikel koloid. Partikel koloid akan memantulkan dan menghamburkan cahaya yang mengenainya sehingga cahaya akan terlihat lebih terang. Jika kemudian cahaya ini ditangkap layar, cahaya pada layar tersebut tampak buram (lihat gambar di samping).
Di dalam kehidupan sehari-hari, efek Tyndall dapat dilihat pada gejala-gejala berikut.
1) Jika sinar matahari masuk melalui celah ke dalam ruangan, pada sinar terlihat debu-debu beterbangan (daerah ini terlihat lebih terang). Pada daerah yang tidak terlewati sinar matahari tidak akan terlihat adanya debu. Begitu juga jika sinar matahari melewati daun pepohonan di daerah yang berkabut, sinar matahari tersebut terlihat lebih jelas.
2) Jika Anda menonton film di gedung bioskop, kemudian ada asap rokok yang mengepul ke atas cahaya proyektor terlihat lebih terang dan gambar pada layar menjadi buram.
3) Sorot lampu mobil pada malam yang berkabut terlihat lebih jelas. Begitu juga pada jalan yang berdebu, sorot lampu terlihat lebih jelas, kecuali sehabis hujan yang cukup deras (sehingga jalanan tidak berdebu dan tidak ada asap). Itulah sebabnya sorot lampu mobil seakan tidak tampak (tidak terlihat), tetapi jalan terlihat jelas.

3. Adsorpsi
Partikel koloid mampu menyerap molekul netral atau ion-ion pada permukaannya. Jika partikel koloid menyerap ion bermuatan, kemudian ion-ion tersebut menempel pada permukaannya, partikel tersebut menjadi bermuatan. (Perhatikan gambar di samping).
Sol Fe(OH)3 mampu mengadsorpsi ion-ion H+ sehingga sol Fe(OH)3 menjadi bermuatan positif. Sol As2S3 mampu mengadsorpsi ion-ion S2- sehingga sol As2S3 menjadi bermuatan negatif. Penyerapan yang hanya terjadi di permukaan saja disebut adsorpsi, sedangkan penyerapan yang terjadi di seluruh bagian disebut absorpsi.
Muatan dalam partikel koloid bukan disebabkan oleh ionisasi partikel seperti pada larutan, melainkan disebabkan oleh adanya ion lain yang diadsorpsi. Sifat adsorpsi partikel koloid digunakan pada proses-proses berikut.
a. Penjernihan Air
Pada air sungai (air sungai merupakan suatu sistem koloid), tanah yang terdispersi dapat diendapkan dengan penambahan tawas (Kal(SO4)2) atau larutan PAC (Poly Alumuinium Chloride). Kedua zat ini dapat membentuk koloid Al(OH)3 mengadsorpsi pengotor di dalam air, menggumpalkan, dan mengendapkannya sehingga air menjadi jernih.
b. Penghilangan Kotoran pada Proses Pembuatan Sirup
Kadang-kadang gula masih mengandung pengotor sehingga jika dilarutkan di dalam air, pengotor tersebut akan tampak dan larutan tidak jernih. Pada industri pembuatan sirup, untuk menghilangkan pengotor ini biasanya digunakan putih telur. Setelah gula larut, sambil diaduk ditambahkan putih telur tersebut menggumpal dan mengadsorpsi pengotor. Selain putih telur, dapat juga digunakan zat lain, seperti tanah diatomae atau arang aktif.
c. Proses Menghilangkan Bau Badan
Pada produk roll on deodorant, digunakan adsorben (zat yang akan mengadsorpsi) berupa Al-stearat. Jika deodorant digosokkan pada anggota badan, Al-stearat mengadsorpsi keringat yang menyebabkan bau badan.
d. Penggunaan Arang Aktif
Arang aktif merupakan contoh adsorben yang dibuat dengan memanaskan arang dalam udara kering. Arang aktif memiliki kemampuan untuk menyerap 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 pada topeng gas, lemari es (untuk menghilangkan bau), dan rokok filter (untuk mengikat asap nikotin dan tar).
Adanya muatan listrik pada koloid menyebabkan koloid dapat dipisahkan dengan cara elektroforesis. Elektroforesis adalah metode pemisahan berdasarkan perbedaan laju perpindahan molekul dalam medan listrik. Pada elektroforesis, partikel koloid yang bermuatan akan mengalami pergerakan. Partikel koloid yang bermuatan negatif akan bergerak ke elektrode (kutub) positif. Adapun koloid yang bermuatan positif bergerak ke elektrode (kutub) yang bermuatan negatif.
Elektroforesis dapat digunakan untuk menentukan jenis muatan dari suatu partikel koloid.

4. Koagulasi
Telur direbus hingga membeku, penggumpalan susu yang basi, dan pembentukan delta pada muara sungai merupakan contoh-contoh proses koagulasi. Koagulasi adalah penggumpalan partikel koloid yang terjadi karena kerusakan stabilitas sistem koloid atau karena penggabungan partikel koloid yang berbeda muatan sehingga membentuk partikel yang lebih besar. Koagulasi dapat terjadi karena pengaruh pemanasan, pendinginan, penambahan elektrolit, pembusukan, pencampuran koloid yang berbeda muatan, atau karena elektroforesis. Koloid Fe(OH)3 yang bermuatan positif jika dicampur dengan koloid As2S3 yang bermuatan negatif akan mengalami koagulasi. Koagulasi terjadi karena setiap partikel koloid yang memiliki muatna yang berlawanan saling menetralkan dengan gaya elektrostatik hingga membentuk partikel besar dan menggumpal.
Elektroforesis dapat menyebabkan koagulasi karena endapan pada salah satu elektrode semakin lama semakin pekat, dan akhirnya membentuk gumpalan. Berikut beberapa proses koagulasi yang sengaja dilakukan dalam kehidupan sehari-hari.
a. Perebusan Telur
Telur mentah merupakan suatu sistem koloid dengan fase terdispersi berupa protein. Jika telur tersebut direbus akan terjadi koagulasi sehingga telur tersebut menggumpal.
b. Pembuatan Yoghurt
Susu dapat diubah menjadi yoghurt melalui fermentasi. Pada fermentasi susu akan terbentuk asam laktat yang menggumpal dan berasa asam.
c. Pembuatan Tahu
Pada pembuatan tahu dari kedelai, mula-mula kedelai dihancurkan sehingga keedelai berbentuk bubur kedelai (seperti susu). Kemudian, ditambahkan larutan elektrolit, yaitu CaSO4.2H2O yang disebut batu tahu sehingga protein kedelai menggumpal dan membentuk tahu.
d. Pembuatan Lateks
Lateks terbuat dari getah karet, salah satu sistem koloid. Pada pembuatan lateks, getah kerat digumpalkan dengan penambahan asam asetat atau asam format.
e. Penjernihan Air Sungai
Air sungai mengandung padatan lumpur yang terdispersi di dalam air (sol). Sol tanah liat dalam air sungai memiliki muatan negatif sehingga dapat diendapkan dengan penambahan tawas atau PAC. Di dalam air sungai tawas atau PAC membentuk koloid Al(OH)3 yang bermuatan positif. Pengendapan terjadi karena koagulasi koloid yang bermuatan negatif dengan koloid yang bemuatan positif.
f. Pembentukan Delta
Delta terbentuk dari hasil pencampuran air sungai yang mengandung koloid tanah liat dan elektrolit yang berasal dari air laut. Pencampuran tersebut menyebabkan terjadinya koagulasi sehingga terbentuk delta.
g. Pengolahan Asap Atau Debu
Asap dan debu yang dihasilkan dari suatu proses industri dapat mencemari udara di sekitarnya. Asap dan debu merupakan sistem koloid zat padat dalam medium pendispersi gas (udara). Padatan dalam asap atau debu dapat diendapkan menggunakan alat Cotrell.
Asap dan debu dilewatkan melalui cerobong yang di dalamnya terdapat ujung-ujung elektrode bermuatan dengan bertegangan antara 20.000 V hingga 75.000 V. Elektrode mengakibatkan asap dan debu tersebut menjadi bermuatan. Selanjutnya, partikel asap dan debu akan tertarik pada elektrode yang lainnya dan mengendap. Endapan yang terbentuk dipisahkan secara berkala sehingga gas-gas yang keluar dari cerobong sudah terbebas dari partikel padatan yang berbahaya. 

5. Koloid Liofil dan Koloid Liofob
Sistem koloid sol (zat padat dalam medium pendispersi cair) dapat bersifat liofil (dalam bahasa Yunani lyo = cairan, philia = suka) dan ada juga bersifat liofob (Yunani: phobia = tidak suka, takut). Pada sol yang bersifat liofil, zat terdispersi dapat menarik atau mengikat medium pendispersi. Pada sol yang bersifat liofob, zat terdispersi tidak dapat mengikat medium pendispersinya (air).
Pada koloid liofil, pengikatan medium pendispersi disebabkan oleh gaya tarik-menarik (berupaya gaya elektrostatik) pada setiap gugus ujung molekul terdispersi. Sebagai gambaran, jika satu sendok agar-agar padat dicampur dengan beberapa gelas air, setiap penambahan air pada koloid agar-agar akan menyebabkan air terserap. Molekul-molekul air akan diikat setiap gugus yang terdapat pada permukaan padatan agar-agar sehingga struktur agar-agar mengembang.
Agar-agar sangat mudah menarik medium pendispersinya (air). Koloid liofil terlihat homogen, stabil, tidak tampak adanya medium pendispersi, lebih kental, dan membentuk gel. Contoh koloid liofil, yaitu agar-agar, koloid kanji, cat, lem, gelatin, protein (putih telur), dan tinta warna. Jika medium pendispersi pada suatu koloid liofil adalah air, koloid tersebut disebut koloid hidrofil.
Pada sol yang bersifat liofob, zat terdispersi tidak dapat bercampur dengan baik jika ditambahkan lagi medium pendispersi. Pada koloid yang bersifat liofob, jumlah medium pendispersi harus tertentu (terbatas). Jika pada suatu koloid liofob yang sudah stabil ditambahkan lagi zat pendispersi, zat terdispersi akan menolak sehingga koloid tidak menjadi tidak stabil. Contoh koloid liofob, yaitu sol emas, sol belerang, sol As2S3, dan sol Fe(OH)3 suatu koloid liofob dengan medium pendispersi air tersebut dinamakan koloid hidrofob. Koloid liofob berbentuk encer (hampir sama dengan medium pendispersi), tidak stabil, serta memiliki gerak Brown dan efek Tyndall.

6. Koloid Pelindung
Koloid pelindung adalah suatu sistem koloid yang ditambahkan pada sistem koloid lainnya agar diperoleh koloid yang stabil. Contoh koloid pelindung adalah gelatin yang merupakan koloid padatan dalam medium air. Gelatin biasa digunakan paa pembuatan es krim untuk mencegah pembentukan kristal es yang kasar sehingga diperoleh es krim yang lebih lembut.

7. Dialisis
Dialisis adalah proses penyaringan partikel koloid dari ion-ion yang teradsorpsi sehingga ion-ion tersebut dapat dihilangkan dan zat terdispersi terbebas dari ion-ion yang tidak diinginkan.
Pada proses dialisis, koloid yang mengandung ion-ion dimasukkan ke dalam kantung penyaring, kemudian dicelupkan ke dalam medium pendispersi (air). Ion-ion dapat keluar melewati penyaring sehingga partikel koloid terbebas dari ion-ion. Kantung penyaring merupakan selaput semipermeabel yang hanya dapat dilewati ion dan air, tetapi tidak dapat dilewati partikel koloid.
Proses dialisis juga terjadi dalam metabolisme tubuh. Ginjal berfungsi sebagai penyaring semipermeabel. Cairan hasil metabolisme di dalam darah mengandung butir-butir darah, air, dan urea. Urea merupakan racun bagi tubuh sehingga harus dikeluarkan melalui air seni. Jika ginjal mengalami gangguan (gagal ginjal), ginjal tidak dapat menyaring darah dan mengeluarkan urea yang bersifat racun. Oleh karena itu, penderita gagal memerlukan proses “cuci darah”, yaitu proses dialisis yang berfungsi menghilangkan urea dari darah. Oleh karena itu, sudah sepatutnyalah kita mensyukuri kesehatan ginjal kita.

8. Sistem Koloid dalam Pengolahan Air
Air sungai merupakan koloid yang terbentuk dari tanah liat yang terdispersi di dalam air. Pengolahan air sungai menjadi bersih dapat dilakukan melalui tahap-tahap penggumpalan pengotor (koagulasi), penyaringan pengotor, penyerapan bau dan zat kimia (adsorpsi), dan pembasmian kuman (desinfeksi).
a. Penggumpalan
Proses penggumpalan (koagulasi) dilakukan dengan menggunakan tawas (Kal(SO4)2), PAC (Poly Alumunium Chloride), dan Al2(SO4)3.
Senyawa-senyawa tersebut dapat menghasilkan koloid Al(OH)3 yang akan mengadsorpsi pengotor tanah dan menggumpalkannya sehingga terbentuk endapan.
b. Proses Penyaringan
Setelah terjadi penggumpalan, kemudian dilakukan proses penyaringan menggunakan penyaring. Penyaring terdiri atas lapisan pasir, kerikil, dan ijuk.
c. Proses Adsorpsi
Adsorpsi atau penyerapan kotoran menggunakan koloid Al(OH)3 terjadi pada tahap awal. Jika terdapat ion Fe2+, ion tersebut terlebih dahulu dioksidasi menjadi ion Fe3+ menggunakan kaporit. Setelah itu baru proses adsorpsi dapat dilakukan menggunakan Al(OH)3. Proses adsorpsi juga dilakukan dengan menggunakan karbon aktif yang dapat menyerap bau dan zat-zat kimia, seperti besi dan sisa kaporit yang berlebih.
d. Proses Desinfeksi
Penambahan kaporit bertujuan membunuh kuman-kuman. Kaporit juga berperan sebagai oksidator, dapat ditambahkan sebelum penggumpalan. Kaporit ini menimbulkan bau unsur klorin yang kurang sedap sehingga digunakan karbon aktif untuk menyerap klorin tersebut.
Secara sederhana, bagan proses pengolahan air dapat digambarkan sebagai berikut.


D. PEMBUATAN KOLOID
Anda telah mengetahui bahwa ukuran partikel terletak di antara ukuran partikel larutan dan ukuran partikel suspensi. Oleh karena itu, pembuatan koloid dapat dilakukan dengan dua cara. Pertama, menggabungkan molekul atau ion dari larutan (cara kondensasi). Kedua, menghaluskan partikel suspensi, kemudian didispersikan ke dalam suatu medium pendispersi (cara dispersi).

1. Cara Kondensasi
Cara kondensasi dilakukan melalui reaksi-reaksi kimia, seperti reaksi redoks, reaksi hidrolisis, reaksi penggaraman, dan reaksi penjenuhan.
a. Reaksi Redoks
Reaksi redoks merupakan reaksi pembentukan partikel koloid melalui mekanisme perubahan bilangan oksidasi.
Perhatikan contoh-contoh berikut.
1) Pembuatan sol belerang dengan mengalirkan gas hidrogen sulfida (H2S) ke dalam larutan belerang dioksida (SO2).
2H2S (g) + SO2(aq) → 3S(s) + 2H2O(l)
2) Pembuatan sol emas dengan cara meraksikan larutan AuCl3 dan zat pereduksi formaldehid atau besi (II) sulfat.
2AuCl(aq) + 3HCOH(aq) + 3H2O(l) → 2Au(s) + 6HCl (aq) + 3HCOOH(aq)
atau
AUCl3(aq) + 3FeSO4(aq) → Au(s) + Fe2(SO4)3(aq) + FeCl3 (aq)

b. Reaksi Hidrolisis
Reaksi hidrolisis merupakan reaksi pembentukan koloid dengan menggunakan pereaksi air. Misalnya, pembuatan sol Al(OH)3 dan sol Fe(OH)3.
1) Pembuatan sol Al(OH)3 dari larutan AlCl3, Al2(SO4)3, PAC atau tawas.
AlCl3(aq) + 3H2O(l) → Al(OH)3(s) + 3HCl(aq)
2) Pembuatan sol Fe(OH)3 dari larutan FeCl3 dengan air panas.
FeCl3(aq) + 3H2O(l) → Fe(OH)3(s) + 3HCl(aq)

c. Reaksi Penggaraman
Garam-garam yang sukar larut dapat dibuat menjadi koloid melalui reaksi pembentukan garam. Untuk menghindari pengendapan biasanya digunakan suatu zat pemecah.
AgNO3(aq) + NaCl(aq) → AgCl(s) +NaNO3(aq)
Na2SO4(aq) + Ba(NO3)2(aq) → BaSO4(s) + 2NaNO3(aq)

d. Penjenuhan Larutan
Pembuatan kalsium asetat merupakan contoh pembuatan koloid dengan cara penjenuhan larutan ke dalam larutan jenuh kalsium asetat dalam air. Penjenuhan dilakukan dengan cara menambahkan pelarut alkohol sehingga akan menghasilkan koloid berupa gel. Kalsium asetat bersifat mudah larut dalam air, namun sukar larut dalam alkohol.

2. Cara Dispersi
Pembuatan koloid dengan cara dispersi dilakukan dengan cara mengubah partikel kasar (besar) menjadi partikel koloid. Cara dispersi dapat dilakukan melalui cara mekanik (penggerusan), cara busur Bredig, dan cara peptisasi (pemecahan).
a. Cara Mekanik
Cara mekanik merupakan cara fisik mengubah partikel kasar menjadi partikel halus. Partikel kasar digiling dengan alat coloid mill sehingga diperoleh ukuran partikel yang diinginkan. Selanjutnya, partikel halus ini didispersikan ke dalam suatu medium pendispersi. Proses penggilingan dapat juga dilakukan di dalam medium pendispersi.
b. Cara Busur Bredig
Proses pembuatan koloid dengan cara busur Bredig digunakan untuk membuat sol logam. Pada proses ini, logam yang akan dibuat sol digunakan sebagai elektrode dihubungkan dengan arus listrik. Uap logam yang terjadi akan terdispersi ke dalam medium pendispersi sehingga membentuk koloid.
c. Cara Peptisasi
Pada cara peptisasi, partikel kasar berupa endapan diubah menjadi partikel koloid dengan menggunakan elektrolit yang mengandung ion sejenis zat pemecah. Berikut ini contoh-contoh peptisasi.
1) Endapan Al(OH)3 dipeptisasi dengan AlCl3,
2) Endapan NiS dipeptisasi dengan air, dan
3) Serat selulosa asetat dipeptisasi dengan aseton.
d. Cara Homogenisasi
Cara ini mirip dengan cara mekanik dan biasanya digunakan untuk membuat emulsi. Dengan cara ini, partikel lemak dihaluskan, kemudian didispersikan ke dalam medium air dengan penambahan emulgator. Selanjutnya, emulsi yang terbentuk dimasukkan ke dalam alat homogenizer. Caranya dengan melewatkan emulsi pada pori-pori dengan ukuran tertentu sehingga diperoleh emulsi yang homogen.

DAFTAR PUSTAKA
Nana Sutresna, 2007. Cerdas Belajar Kimia Kelas XI.Grafindo:Bandung.

2 komentar: