SIFAT-SIFAT KOLOID
Koloid mempunyai sifat
yang khas
1. Efek Tyndall
Bagaimanakah kita dapat
mengenali suatu sistem koloid ? kita dapat mengenalinya dengan cara melewatkan seberkas cahaya (sinar)
kepada obyek yang akan kita kenali. Bila dilihat tegak lurus dari arah datangnya
cahaya, maka akan terlihat sebagai berikut :
• Jika obyek adalah
larutan, maka cahaya akan diteruskan (transparan).
• Jika obyek adalah
koloid, maka cahaya akan dihamburkan dan partikel terdispersinya tidak tampak.
• Jika obyek adalah
suspensi, maka cahaya akan dihamburkan tetapi partikel terdispersinya dapat
terlihat kelihatan.
a. B.
Gambar 7.1
Efek Tyndall (a) larutan
(b) koloid
Terhamburnya cahaya oleh
partikel koloid disebut efek Tyndall. Partikel koloid dan suspensi cukup besar untuk
dapat menghamburkan sinar, sedangkan partikel-partikel larutan berukuran sangat
kecil sehingga tidak dapat menghamburkan cahaya. Dalam kehidupan
sehari-hari, efek Tyndall dapat kita amati antara lain pada:
a. Sorot lampu proyektor
dalam gedung bioskop yang berasap dan berdebu
b. Sorot lampu mobil pada
malam yang berkabut
c. Berkas sinar matahari
melalui celah daun pohon-pohon pada pagi hari yang berkabut.
2. Gerak Brown
Apabila partikel koloid
diamati di bawah mikroskop pada pembesaran yang tinggi (atau dengan mikroskop
ultra) akan terlihat partikel koloid yang bergerak terus-menerus dengan arah yang acak
(tak beraturan atau patah-patah (gerak zig-zag). Gerak zig-zag partikel koloid disebut
gerak Brown, sesuai dengan nama penemunya Robert Brown seorang ahli biologi
berkebangsaan Inggris.
Gerak Brown terjadi
sebagai akibat adanya tumbukan dari molekul-molekul pendispersi terhadap
partikel terdispersi, sehingga partikel terdispersi akan terlontar.
Gambar 7.2
Gerak Brown dilhat dengan
menggunakan Mikroskop
Lontaran tersebut akan
mengakibatkan partikel terdispersi menumbuk partikel terdispersi yang lain
dan akibatnya partikel yang tertumbuk
akan terlontar. Peristiwa ini terjadi terus menerus yang diakibatkan
karena ukuran partikel yang
terdispersi relatif besar dibandingkan medium pendispersinya.
Dalam suspensi tidak
terjadi gerak Brown, karena ukuran partikel cukup besar sehingga tumbukan yang dialaminya
setimbang. Partikel zat terlarut juga mengalami gerak Brown akan tetapi tidak dapat diamati. Makin
tinggi suhu makin cepat gerak Brown, karena energi kinetik molekul medium meningkat sehingga
menghasilkan tumbukan yang lebih kuat.
Gerak Brown merupakan
salah satu faktor yang menstabilkan koloid.
Partikel-partikel koloid
relatif stabil, karena
partikelnya bergerak terus-menerus, maka gaya gravitasi dapat diimbangi sehingga tidak
terjadi sedimentasi.
3. Adsorpsi
Partikel koloid mempunyai
kemampuan menyerap ion atau muatan listrik pada permukaannya. Oleh karena
itu, partikel koloid menjadi bermuatan listrik. Penyerapan pada permukaan disebut
adsorpsi, jika penyerapan sampai ke bawah permukaan disebut absorpsi.Kemampuan
menarik ini disebabkan adanya tegangan permukaan koloid yang cukup tinggi, sehingga
apabila ada partikel yang menempel akan canderung dipertahankan pada permukaannya.
Bila partikel koloid
mengadsorpsi ion yang bermuatan positif, maka koloid tersebut menjadi bermuatan
positif, dan sebaliknya. Muatan koloid merupakan faktor yang menstabilkan koloid,
disamping gerak Brown. Karena partikel-partikel koloid bermuatan sejenis maka akan saling
tolak menolak sehingga terhindar dari pengelompokan antar sesama partikel koloid
itu (jika partikel koloid itu saling bertumbukan dan kemudian bersatu, maka lama
kelamaan terbentuk partikel yang cukup besar dan akhirnya akan mengendap).
Selain dari ion, partikel
koloid juga dapat menarik muatan dari listrik statis, karena adanya peristiwa adsorpsi
partikel koloid bermuatan listrik, maka jika koloid diletakkan dalam medan listrik,
partikelnya akan bergerak menuju kutub yang muatannya berlawanan dengan muatan
koloid tersebut. Peristiwa bergeraknya partikel koloid dalam medan listrik disebut elektroforesis.
Peristiwa elektroforesis
ini dimanfaatkan untuk menyaring debu pabrik pada cerobong asap (pesawat Cottrel).
Asap pabrik sebelum meninggalkan cerobong asap dialirkan melalui ujung-ujung logam
yang tajam dan bermuatan pada tegangan tinggi (20.000– 75.000 volt). Ujung-ujung
logam 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 lain.
Pengendap Cottrel
digunakan dalam industri untuk:
• Mencegah polusi udara
oleh buangan beracun.
• Memperoleh kembali debu
yang berharga (misal debu logam).
Gambar 7.3
Pengendap Cottrel
Sifat adsorpsi dari
koloid digunakan dalam berbagai proses, antara lain:
1) Pemutihan gula tebu
Gula yang masih berwarna
dilarutkan ke dalam air kemudian dialirkan melalui tanah diatomae dan arang
tulang. Zat- warna dalam gula akan diadsorpsi sehingga diperoleh gula yang putih
dan bersih.
2) Penjernihan Air
Dengan menambahkan tawas
atau aluminium sulfat ke dalam air, aluminium sulfat akan terhidrolisis
membentuk Al(OH)3 yang berupa koloid yang dapat mengadsorpsi zat-zat warna atau zat
pencemar dalam air.
3) Pembuatan Obat Norit
Norit adalah tablet yang
terbuat dari karbon aktif. Jika diminum, di dalam usus norit membentuk sistem
koloid yang dapat mengadsorpsi gas atau racun. gas-gas buangan yang berasap
4. Koagulasi
Penggumpalan partikel
koloid disebut koagulasi
Peristiwa koagulasi pada
koloid dapat diakibatkan oleh peristiwa mekanis atau peristiwa kimia.
• Peristiwa mekanis Misalnya pemanasan atau
pendinginan.
Contoh:
– Darah merupakan sol
butir-butir darah merah dalam plasma darah, bila dipanaskan akan
menggumpal.
– Agar-agar akan
menggumpal bila didinginkan.
• Peristiwa kimia
Di atas telah disebutkan
bahwa koloid dapat distabilkan oleh muatannya. Apabila muatannya ini dilucuti
maka akan terjadi penggumpalan, yaitu dengan cara :
– Menambahkan elektrolit
ke dalam sistem koloid tersebut. Koloid yang bermuatan negatif akan
menarik ion positif (kation), sedangkan koloid yang bermuatan positif akan
menarik ion negatif (anion). Ion-ion tersebut akan membentuk selubung
lapisan ke dua. Apabila selubung lapisan kedua ini terlalu dekat maka selubung ini
akan menetralkan muatan koloid sehingga terjadi koagulasi. Makin besar
muatan ion makin kuat daya menariknya dengan partikel koloid, sehingga
makin cepat terjadi koagulasi.
– Dengan sel
elektroforesis. Apabila arus listrik dialirkan cukup lama ke dalam sel elektroforesis, maka
partikel koloid akan digumpalkan ketika mencapai elektrode. Koloid yang
bermuatan negative akan digumpalkan di anode, sedangkan koloid
bermuatan positif digumpalkan di katode.
Beberapa contoh koagulasi
dalam kehidupan sehari-hari:
1. Pembentukan delta di
muara sungai , terjadi karena koloid tanah liat (lempung) dalam air sungai
mengalami koagulasi ketika bercampur dengan elektrolit dalam air laut.
2. Asap atau debu dari
pabrik dapat digumpalkan dengan alat koagulasi listrik Cottrel.
3. Karet dalam lateks
digumpalkan dengan menambahkan asam format.
a. Kestabilan koloid
Koloid merupakan sistem
dispersi yang relatif kurang stabil dibandingkan larutan. Untuk menjaga kestabilan
koloid dapat dilakukan cara-cara sebagai berikut :
1) Menghilangkan muatan
koloid
Koagulasi dapat dipecah
dengan menghilangkan muatan dari koloid tersebut. Pada pembuatan suatu koloid, sering
terdapat ion-ion yang dapat mengganggu kestabilan koloid tersebut. Proses
penghilangan muatan koloid ini dilakukan dengan proses dialisis.
Dalam proses ini, sistem
koloid dimasukkan ke dalam suatu kantong koloid (terbuat dari selaput
semipermeabel, yang dapat melewatkan partikel-partikel kecil, seperti ion atau molekul sederhana
tetapi menahan partikel koloid), kemudian kantong ini dimasukkan ke dalam
bejana yang berisi air mengalir. Ion-ion akan keluar dari kantong dan terbawa aliran air.
Salah satu pemanfaatan
proses dialysis adalah alat pencuci darah (Haemodialisis). Pada proses ini darah
kotor dari pasien dilewatkan dalam pipa-pipa yang terbuat dari membrane semipermeabel.
Pipa semipermeabel ini dialiri cairan yang berfungsi sebagai pencuci (biasanya plasma
darah), ion-ion dalam darah kotor akan terbawa aliran plasma darah.
Gambar 7.4
Proses Dialisis
2) Penambahan
Stabilisator Koloid
Dengan menambahkan suatu
zat ke dalam suatu sistem koloid dapat menstabilkan koloid, misalnya
penambahan emulgator dan koloid pelindung.
a. Emulgator
Emulgator adalah zat yang
ditambahkan ke dalam suatu emulsi (koloid cair dalam cair atau cair dalam
padat). Emulgator merupakan senyawa organik yang mengandung kombinasi
gugus polar dan non polar sehingga mampu mengikat zat polar (air) dan zat non
polar.
Salah satu emulsi yang
kita kenal sehari-hari adalah susu, dimana lemak terdispersi dalam air. Susu
mengandung kasein yaitu suatu protein yang berfungsi sebagai zat pengemulsi. Jika susu
menjadi masam, akibat laktosa (gula susu) teroksidasi menjadi asam laktat,
kasein akan terkoagulasi dan tidak dapat menstabilkan emulsi lagi. Akibatnya lemak dan
kasein akan terpisah dari susu.
Coba anda amati peristiwa
tersebut dengan membiarkan susu dalam suatu wadah transparan menjadi masam
! Apa yang anda lihat ? Peristiwa ini banyak dimanfaatkan dalam industri obat-obatan
dan kosmetika, seperti dalam pembuatan
salep, cream, lotion, dan minyak ikan. Contoh lainnya adalah penambahan amonia
dalam pembuatan emulsi pada kertas film.
b. Koloid Pelindung
Koloid pelindung
merupakan koloid yang ditambahkan ke dalam system koloid agar menjadi stabil.
Misalnya penambahan gelatin pada pembuatan es krim dengan maksud agar es krim tidak
cepat memisah sehingga tetap kenyal, serta penambahan gum arab pada
pembuatan semir, cat dan tinta dapat bertahan lama karena menggunakan koloid
pelindung.
b. Koloid liofil dan
liofob
Koloid yang memiliki
medium dispersi cair dibedakan atas koloid liofil dan koloid liofob. Berdasarkan interaksi antara
partikel terdispersi dengan medium pendispersinya.
Koloid liofil adalah koloid yang fase
terdispersinya suka menarik medium pendispersinya, yang disebabkan gaya
tarik antara partikel-partikel terdispersi dengan medium pendispersinya
kuat.
Koloid liofob adalah sistem koloid yang
fase terdispersinya tidak suka menarik medium pendispersinya.
Bila medium
pendispersinya air maka koloid liofil disebut koloid hidrofil, sedangkan koloid liofob disebut koloid
hidrofob.
Contoh:
Koloid hidrofil : sabun, detergen,
agar-agar, kanji, dan gelatin.
Koloid hidrofob : sol
belerang, sol-sol sulfida, sol Fe(OH)3, sol-sol logam.
Koloid liofil/hidrofil
lebih kental daripada koloid liofob/hidrofob. 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 (bersifat reversibel). Sebaliknya ,
sol hidrofob akan terkoagulasi pada penambahan sedikit elektrolit. Sekali zat
terdispersi sudah dipisahkan , tidak akan membentuk sol lagi jika dicampur kembali dengan
air.
Tabel 7.3
Perbandingan sifat sol
liofil dan liofob
|
No
|
Sifat
|
Sol liofil
|
Sol liofob
|
|
1
|
Daya adsorpsi
terhadap medium
|
Kuat, mudah
mengadsorpsi
|
Tidak mengadsorpsi
mediumnya
|
|
2
|
Efek Tyndall
|
Kurang jelas
|
Sangat jelas
.
|
|
3
|
Viskositas (kekentalan)
|
Lebih besar daripada
mediumnya.
|
Hampir sama dengan
mediumnya.
|
|
4
|
Koagulasi
|
Sukar
|
Mudah terkoagulasi
(kurang
stabil).
|
|
5
|
Lain-lain
|
Bersifat reversibel
|
Irreversibel (jika
sudah
menggumpal sukar
dikoloidkan kembali)
|
Sifat hidrofob dan
hidrofil dimanfaatkan dalam proses pencucian pakaian pada penggunaan detergen.
Apabila kotoran yang menempel pada kain tidak mudah larut dalam air, misalnya lemak
dan minyak.dengan bantuan sabun atau detergen maka minyak akan tertarik oleh
detergen. Oleh karena detergen larut dalam air, akibatnya minyak dan lemak dapat
tertarik dari kain.
Kemapuan detergen menarik
lemak dan minyak disebabkan pada molekul detergen terdapat ujung-ujung
liofil yang larut dalam air dan ujung liofob yang dapat menarik lemak dan minyak. Akibat
adanya tarik-menarik tersebut , tegangan permukaan lemak dan minyak dengan kain
menjadi turun dehingga lebih kuat tertarik oleh molekul-molekul air yang mengikat kuat
detergen.
Kepala sabun: gugus
hidrofil, bagian polar
Ekor sabun : gugus
hidrofob, bagian non polar
Gambar 7.5
Proses Penarikan lemak
dan minyak oleh detergen
Tidak ada komentar:
Posting Komentar