Sistem koloid

   Sistem koloid (selanjutnya disingkat "koloid" saja) merupakan suatu bentuk campuran (sistem dispersi) dua atau lebih zat yang bersifat homogen namun memiliki ukuran partikel terdispersi yang cukup besar (1 - 100 nm), sehingga terkena efek Tyndall. Bersifat homogen berarti partikel terdispersi tidak terpengaruh oleh gaya gravitasi atau gaya lain yang dikenakan kepadanya; sehingga tidak terjadi pengendapan, misalnya. Sifat homogen ini juga dimiliki oleh larutan, namun tidak dimiliki oleh campuran biasa (suspensi).

   Koloid mudah dijumpai di mana-mana: susu, agar-agar, tinta, sampo, serta awan merupakan contoh-contoh koloid yang dapat dijumpai sehari-hari. Sitoplasma dalam sel juga merupakan sistem koloid. Kimia koloid menjadi kajian tersendiri dalam kimia industri karena kepentingannya.

 > Macam-macam koloid

   Koloid memiliki bentuk bermacam-macam, tergantung dari fasa zat pendispersi dan zat terdispersinya. Beberapa jenis koloid:
 

   - Aerosol : memiliki zat pendispersi berupa gas. Aerosol yang memiliki zat terdispersi cair disebut aerosol cair (contoh: kabut) sedangkan yang memiliki zat terdispersi padat disebut aerosol padat (contoh: asap).
 

   - Sol : koloid dengan zat terdispersinya fase padat.

         # Sol Padat

         # Sol Cair

         # Sol Gas

   - Emulsi :Emulsi merupakan jenis koloid dengan fase terdispersi berupa zat cair. Berdasarkan medium pendispersinya, emulsi dapat dibagi menjadi :

           #  Emulsi Gas

           #  Emulsi Cair 

    - Buih : Buih adalah koolid dengan fase terdisperasi gas dan medium pendisperasi zat cair atau zat padat. Baerdasarkan medium pendisperasinya, buih dikelompokkan menjadi dua, yaitu :

           # Buih Cair

           # Buih Padat

     - Gel : Campuran koloidal antara dua zat berbeda fase: padat dan cair.

Penggunaan Koloid 

   Ada banyak penggunaan sistem koloid baik di dalam kehidupan sehari-hari maupun dalam berbagai industri seperti industri kosmetik, makanan, farmasi dan sebagainya. Beberapa macam koloid tersebut antara lain;

1. Aerosol

   Aerosol adalah sistem koloid di mana partikel padat atau cair terdispersi dalam gas. Aerosol yang dapat kita saksikan di alam adalah kabut, awan, dan debu di udara. Dalam industri modern, banyak sediaan insektisida dan kosmetika yang diproduksi dalam bentuk aerosol, dan sering kita sebut sebagai obat semprot, Contohnya antara lain adalah hair spray, deodorant dan obat nyamuk.

2. Sol

   Sol adalah sistem koloid di mana partikel padat terdispersi dalam cairan. Berdasarkan sifat adsorpsi dari partikel padat terhadap cairan pendispersi, kita mengenal dua macam sol;

    a. Sol liofil, dimana partikel-partikel padat akan mengadsorpsi molekul cairan, sehingga terbentuk suatu           selubung di sekeliling partikel padat itu. Liofil artinya “cinta cairan” (Bahasa Yunani; lio=cairan; philia=cinta).     Sol liofil yang setengah padat disebut gel. Contoh gel antara lain selai dan gelatin.

     b. Sol liofob, dimana partikel-partikel padat tidak mengadsorpsi molekul cairan. Liofib artinya “takut                cairan” (phobia=takut).

   Jika medium pendispersinya berupa air, kedua macam koloid di atas masing-masing disebut koloid hidrofil (cinta air) dan koloid liofob (takut air). Contoh koloid hidrofil adalah kanji, protein, lem, sabun, dan gelatin. Adapun contoh koloid hidrofob adalah sol-sol sulfide dan sol-sol logam.

3. Emulsi

   Emulsi adalah suatu system koloid di mana zat terdispersi dan medium pendispersi sama-sama merupakan cairan. Agar terjadi suatu campuran koloid, harus ditambahkan zat pengemulsi (emulgator). Susu merupakan emulsi lemak dalam air, dengan kasein sebagai emulgatornya. Obat-obatan yang tidak larut dalam air banyak yang dibuat dan dipanaskan dalam bentuk emulsi. Contohnya emulsi minyak ikan. Emulsi yang dalam bentuk semipadat disebut krim.

Sifat-sifat koloid1. Efek Tyndall

   Sifat pengahamburan cahaya oleh koloid di temukan oleh John Tyndall, oleh karena itu sifat ini dinamakan Tyndall. Efek dari Tyndall digunakan untuk membedakan system koloid dari larutan sejati, contoh dalam kehidupan sehari – hari dapat diamati dari langit yang tampak berwarna biru atau terkandang merah/oranye.
Selain itu contoh lainnya adalah pada koloid kanji dan larutan Na2Cr2O7, maka sinar dihamburkan oleh system koloid tetapi tidak dihamburkan oleh larutan sejati hal ini dapat dilihat terdapat berkas sinar pada larutan. Larutan koloid kanji memiliki partikel-partikel koloid relatif besar untuk dapat menhamburkan sinar dan sebaliknya Na2Cr2O7 memiliki partikel-partikel yang relatif kecil sehingga hamburan yang terjadi sedikit kecil dan sulit diamati.

2. Gerak Brown

   Dibawah mikroskop ultra, partikel koloid akan tampak sebagai titik cahaya. Jika pergerakan titik cahaya atau partikel tersebut diikuti, partikel itu bergerak terus-menerus dengan gerakan zigzag. Hal ini pertama kali diamati oleh Robert Brown (1773-1858), seorang ahli botani inggris pada tahun 1827. Ia sedang mengamati butiran sari tumbuhan pada permukaan air dengan mikroskop. Partikel koloid dalam medium pendispersinya disebut gerak brown.

Bagaimana gerak brown dijelaskan?

   Partikel – partikel suatu zat senantiasa bergerak. Gerakan tersebut bersifat acak seperti pada zat cair dan gas. Sistem koloid dengan medium pendipersi zat cair atau gas, partikel-partikel menghasilkan tumbukan. Tumbukan tersebut berlangsung dari segala arah. Partikel koloid cukup kecil, tumbukan cenderung tidak seimbang. Dan menyebabkan perubahan arah partikel sehingga terjadi gerak zigzag atau gerak brown.Semakin kecil ukuran partikel koloid, semakin cepat gerak brown. Semakin besar ukuran partikel, semakin lambat gerak brown.
   Gerak Brown dipengerahui oleh suhu. Semakin tinggi suhu system, koloid, semakin besar energi kinektik yang dimiliki partikel medium. Akibatnya, gerak Brown dari partikel fase terdispersinya semakin cepat. Semakin rendah suhu system koloid, maka gerak Brown semakin lambat.

3. Adsorpsi koloid

   Partikel sol padat ditempatkan dalam zat cair atau gas, maka partikel zat cair atau gas akan terakumulasi. Fenomena disebut adsorpsi. Jadi adsorpsi terkait dengan penyerapan partikel pada permukaan zat. Partikel koloid sol memiliki kemampuan untuk mengadsorpsi partikel pendispersi pada permukaanya. Daya adsorpsi partikel koloid tergolong besar Karenna partikelnya memberikan sesuatu permukaan yang luas. Sifat ini telah digunakan dalam berbagai proses seperti penjernihan air.


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.

   a. Sumber muatan koloid sol

   Partikel-partikel koloid mendapat mutan listrik melalui dua cara, yaitu dengan proses adsorpsi dan proses ionisasi gugus permukaan partikelnya.

- Proses adsorpsi

   Partikel koloid dapat mengadsorpsi partikel bermuatan dari fase pendispersinya. Jenis muatan tergantung dari jenis partikel yang bermuatan. Partikel sol Fel (OH)3 kemampuan untuk mengadsorpsi kation dari medium pendisperinya sehingga bermuatan positif, sedangkal partikel sol As2S3 mengadsorpsi anion dari medium pendispersinya sehingga bermuatan negatif.
Sol AgCI dalam medium pendispersi dengan kation Ag+ berlebihan akan mengadsorpsi Ag+ sehingga bermuatan positif. Jika anion CI- berlebih, maka sol AgCI akan mengadsorpsi ion CI- sehingga bermuatan positif.

- Proses ionisasi gugus permukaan partikel  

  Beberapa partikel koloid memperoleh muatan dari proses ionisasi gugus-gugus yang ada pada permukaan partikel koloid.

Ø Koloid protein
Koloid protein adalah jenis koloid sol yang mempunyai gugus yang bersifat asam (-COOH) dan biasa (-NH2). Kedua gugus ini dapat terionisasi dan memberikan muatan pada molekul protein.
Pada ph rendah , gugus basa –NH2 akan menerima proton dan membentuk gugus –NH3. Ph tinggi, gugus –COOH akan mendonorkan proton dan membentuk gugus – COO-. Pada pH intermediet partikel protein bermuatan netral karena muatan –NH3+ dan COO- saling meniadakan.

Ø Koloid sabun dan deterjen
Pada konsentrasi relatif pekat, molekul ini dapat bergabung membentuk partikel berukuran koloid yang disebut misel. Zat yang molejulnya bergabung secara spontan dalam suatu fase pendispersi dan membentuk partikel berukuran koloid disebut koloid terasosiasi.
Sabun adalah garam karboksilat dengan rumus R-COO-Na+.
Anion R-COO- terdiri dari gugus R- yang bersifat non pola. Gugus R- atau ekor non-polar tidak larut dalam air sehingga akan terorientasi ke pusat.

b. Kestabilan koloid
Muatan partikel koloid adalah sejenis cenderung karena sering tolak-monolak.

c. Lapisan bermutar ganda
Permukaan partikel Koloid mendapat muatan bahwa partikel-partikel. lapisan bermuatan listrik ini selanjutnya akan menarik ion-ion dengan

Bagaimana sebenarnya struktur dari lapisan bermuatan ganda ini?
Permukaan lapisan ganda ini mengikuti model Helmoslzt. Sekarang model yang lebih akurat adalah :
Lapisan padat : koloid menarik ion-ion dengan muatan yang berlawanan.
Lapisandifusi : merupakan lapisan dimana muatan berlawanan dari medium pendispersi difusi


d. Elektroforesis
Partikel koloid sol bermuatan listrik, maka partikel ini akan bergerak dalm medan listrik. Pergerakan partikel koloid dalam medan listrik disebut elektrofesis.
Femonema elektroforesis dapat digunakan untuk menentukan jenis muatan partikel koloid.


5. Koagulasi

   Partikel-partikel koloid yang bersifat stabil karena memiliki muatan listrik sejenis. Apabila muatan listrik itu hilang , maka partikel koloid tersebut akan bergabung membentuk gumpalan. Proses penggumpalan partikel koloid dan pengendapannya disebut Koagulasi.
Penghilangan muatan listrik pada partikel koloid ini dapat dilakukan empat cara yaitu :

a. Menggunakan prinsip elektroforesis
   Proses elektroforesis adalah pergerakan partikel koloid yang bermuatan ke electrode dengan muatan berlawanan. Ketika partikel mencapai electrode, maka partikel akan kehilangan muatannya.

b. Penambahan koloid lain dengan muatan berlawanan
   Sistem koloid bermuatan positif dicampur dengan sistem koloid lain yang bermuatan negatif, kedua koloid tersebut akan saling mengadsorpsi menjadi netral maka terbentuk kogulasi.

c. Penambahan elektrolit
   Elektrolit ditambahkan kedalam sistem koloid maka partikel koloid yang bermuatan negatif akan menarik ion positif dari elektrolit. Partikel koloid yang bermuatan positif akan menarik ion negatif dari elektrolit. Menyebabkan partikel koloid tersebut dikelilingi lapisan kedua yang memiliki muatan berlawanan.

d. Pendidihan
   Kenaikan suhu sistem koloid menyebabkan jumlah tumbukan antara partikel-partikel sol dengan molekul-molekul air bertambah banyak. Menyebabkan lepasnya elekrolit yang teradsorpsi pada permukaan koloid.

6. Koloid pelindung

   Ukuran partikel koloid berada di antara partikel larutan dan suspensi, karena itu cara pembuatannya dapat dilakukan dengan memperbesar partikel larutan atau memperkecil partikel suspensi. Maka dari itu, ada dua metode dasar dalam pembuatan iystem koloid sol, yaitu:


- Metode kondensasi yang merupakan metode bergabungnya partikel-partikel kecil larutan sejati yang membentuk partikel-partikel berukuran koloid.
- Metode dispersi yang merupakan metode dipecahnya partikel-partikel besar sehingga menjadi partikel-partikel berukuran koloid.
 

Contoh Soal dan Pembahasannya :

1. Di antara zat berikut yang termasuk aerosol ialah....

    a. kaca berwarna d. Mutiara
    b. cat e. Kabut
    c. busa sabun  

  Pembahasan:

    Aerosol mempunyai fasa terdispersi cair dan fasa pendispesi gas. Contoh: kabut, awan, hair spray.
Jawab: E

2. Di bawah ini terdapat berbagai contoh koloid, manakah dari contoh tersebut yang tergolong sol liofil?

   a. kabut d. susu
   b. uap NH4Cl e. agar-agar
   c. busa sabun  

  Pembahasan:
     Sol liofil adalah partikel-partikel padat dari koloid yang mengadsorpsi molekul-molekul cairan dan terbentuk selubung di sekitar patikel padat, contoh: agar-agar, sol agar-agar ini jika dipanaskan akan menjadi gel.
Jawab: E

3. Sistem koloid yang dibuat dengan mendispersikan zat padat ke dalam cairan disebut....

   a. aerosol d. sol
   b. emulsi e. agar-agar
   c. buih  

  Pembahasan:
    Jelas sistem koloid dimana fase terdispersinya padat dan pendispersinya cairan.
Jawab: D

4. Diberikan reaksi pembuatan koloid sebagai berikut....

    (1) FeCl3(aq) + 3H2O(1) Fe(OH)3(s) + 3HCl(aq)
    (2) 2H2(g) + SO2(g) 3S(s) + 2H2O(1)
    (3) 2AuCl3(aq) + 3SnCl2(aq) 3SnCl4(aq) + 2Au(s)
    (4) As2O3(aq) + 3H2S(g) As2S3(s) + 3H2O(1)
    (5) AgNO3(aq) + HCl(aq) AgCl(s) + HNO3(aq)
   Dari reaksi di atas yang merupakan reaksi hidrolisis adalah.....
   a. 1 d. 4
   b. 2 e. 5
   c. 3  

  Pembahasan:
Reaksi hidrolis pada pembuatan koloid yaitu menambahkan air dengan tujuan mengubah partikel-partikel larutan sejati menjadi partikel-partikel koloid.
FeCl3(aq) + 3H2O(l) Fe(OH)3(s) + 3HCl(aq)
Larutan sejati air panas sol
Jawab: A

5. Contoh koloid di bawah ini yang merupakan sistem koloid padat dalam gas adalah....

    a. kabut
    b. embun
    c. asap
    d. buih
    e. batu apung

  Pembahasan:
    Asap merupakan sistem koloid padat dalam gas.
Jawab: C

6. Pemberian tawas dalam proses air minum dimaksudkan untuk....

   a. mengendapkan partikel-partikel koloid agar air menjadi jernih
   b. membunuh kuman yang berbahaya
   c. menghilangkan bahan-bahan yang menyebabkan pencemaran air
   d. menghilangkan bau tak sedap
   e. memberikan rasa segar pada air

  Pembahasan:
Air yang keruh dapat dijernihkan dengan menambahkan tawas (K2SO4.Al2(SO4)3). Koloid Fe(OH)3 yang terbentuk akan mengadsorpsi, menggumpalkan dan mengendapkan kotoran-kotoran dalam air.
Jawab: A

7. Di antara beberapa percobaan pembuatan koloid berikut:

    1. larutan kalsium asetat + alkohol
    2. belerang + gula + air
    3. susu + air
    4. minyak + air
    5. agar-agar yang dimasak
 Yang menunjukkan proses pembuatan gel adalah....
   a. 1 dan 5
   b. 1 dan 3
   c. 2 dan 5
   d. 3 dan 4
   e. 2 dan 4

  Pembahasan:
     Koloid yang berubah menjadi gel (larutan padat) adalah pada percobaan:
  1) larutan kalsium asetat + alkohol dipanaskan gel
  2) agar-agar yang dimasak menjadi padat gel)
Jawab: 1 dan 5
Jawab: A

8. AS2S3 adalah koloid bermuatan negatif. Larutan yang paling baik untuk mengkoagulasikan koloid ini adalah....

   a. kalium fosfat d. besi hidroksida
   b. magnesium sulfat e. margarin
   c. barium nitrat  

  Pembahasan:
    AS2S3 adalah koloid bermuatan negatif dan akan terkoagulasi bila dicampurkan dengan partikel koloid yang bermuatan positif, misalnya Fe(OH)3.
Jawab: D

9. Sebutkan dua fasa pada sistem koloid?

Pembahasan:

  Sistem koloid terdiri atas dua fasa, yaitu:
 a. Fasa terdispersi
 b. Fasa pendispersi

10. Apakah perbedaan sifat fasa terdispersi dan pendispersi, berikan pula contohnya?

Pembahasan:

  – Fasa terdispersi bersifat diskontinu (terputus-putus), contoh: susu
  – Fasa pendispersi bersifat kontinu, contoh: air