KIMIA KELAS XII SEMESTER 1 KOLOID, SUSPENSI DAN LARUTAN SEJATI

KOLOID, SUSPENSI

DAN LARUTAN SEJATI

Sebelumnya kita sudah belajar tentang larutan, campuran yang homogen antara dua macam zat atau lebih. Pada bab ini, kita akan mempelajari koloid. Sistem koloid sebenarnya terdiri atas dua fase, yaitu fase terdispersi dengan ukuran tertentu dalam medium pendispersi. Zat yang didispersikan disebut fase terdispersi sedangkan sedangkan medium yang digunakan untuk mendispersikan disebut medium pendispersi.

Dalam kehidupan sehari-hari kita sering bersinggungan dengan sistem koloid sehingga sangat penting untuk dikaji. Sebagai contoh, hampir semua bahan pangan mengandung partikel dengan ukuran koloid, seperti protein, karbohidrat, dan lemak. Emulsi seperti susu juga termasuk koloid. Dalam bidang farmasi, kebanyakan produknya juga berupa koloid, misalnya krim, dan salep yang termasuk emulsi.

Dalam industri cat, semen, dan industri karet untuk membuat ban semuanya melibatkan sistem koloid. Semua bentuk seperti spray untuk serangga, cat, hair spray, dan sebagainya adalah juga koloid. Dalam bidang pertanian, tanah juga dapat digolongkan sebagai koloid. Jadi sistem koloid sangat berguna bagi kehidupan manusia.

Contoh larutan, koloid, dan suspensi

Tabel Perbandingan sifat antara larutan, koloid, dan suspensi

SISTEM DISPERS

A. Dispersi kasar
(suspensi) : partikel zat yang didispersikan berukuran lebih besar dari 100 nm.

B. Dispersi koloid
: partikel zat yang didispersikan berukuran antara 1 nm – 100 nm.

C. Dispersi molekuler
(larutan sejati) : partikel zat yang didispersikan berukuran lebih kecil dari 1 nm.

Sistem koloid pada hakekatnya terdiri atas dua fase, yaitu fase terdispersi dan medium pendispersi. Zat yang didispersikan disebut fase terdispersi sedangkan medium yang digunakan untuk mendispersikan disebut medium pendispersi.

 

MACAM DAN SIFAT KOLOID

 

JENIS KOLOID

Sistem koloid digolongkan berdasarkan pada jenis fase terdispersi dan medium pendispersinya.

- koloid yang mengandung fase terdispersi padat disebut sol.
- koloid yang mengandung fase terdispersi cair disebut emulsi.
- koloid yang mengandung fase terdispersi gas disebut buih.

 

PENGELOMPOKAN KOLOID

Berdasarkan pada fase terdispersi dan medium pendisfersinya, sistem koloid dapat digolongkan sebagaimana seperti dalam berikut.

Tabel Jenis-jenis koloid

 

Macam-macam Koloid

• Aerosol : suatu sistem koloid, jika partikel padat atau cair terdispersi dalam gas. Contoh : debu, kabut, dan awan.
• Sol : suatu sistem koloid, jika partikel padat terdispersi dalam zat cair.
• Emulsi : suatu sistem koloid, jika partikel cair terdispersi dalam zat cair.
• Emulgator : zat yang dapat menstabilkan emulsi dan (Sabun adalah emulgator campuran air dan minyak dan Kasein adalah emulgator lemak dalam air?.
• Gel : koloid liofil yang setengah kaku.
• Gel terjadi jika medium pendispersi di absorbs oleh partikel koloid sehingga terjadi koloid yang agak padat. Larutan sabun dalam air yang pekat dan panas dapat berupa cairan tapi jika dingin membentuk gel yang relatif kaku. Jika dipanaskan akan mencair lagi.

Contoh koloid

SIFAT-SIFAT KOLOID

a. Efek Tyndall
Efek Tyndall adalah efek penghamburan cahaya oleh partikel koloid.

Efek Tyndall merupakan satu bentuk sifat optik yang dimiliki oleh sistem koloid. Pada tahun 1869, Tyndall menemukan bahwa apabila suatu berkas cahaya dilewatkan pada sistem koloid maka berkas cahaya tadi akan tampak. Tetapi apabila berkas cahaya yang sama dilewatkan pada dilewatkan pada larutan sejati, berkas cahaya tadi tidak akan tampak. Singkat kata efek Tyndall merupakan efek penghamburan cahaya oleh sistem koloid.

Pengamatan mengenai efek Tyndall dapat dilihat pada gambar

Efek Tyndal koloid

Hamburan cahaya oleh koloid

Dalam kehidupan sehari-hari, efek Tyndall dapat kita amati seperti:

• Di bioskop, jika ada asap mengepul maka cahaya proyektor akan terlihat lebih terang.
• Di daerah berkabut, sorot lampu mobil terlihat lebih jelas
• Sinar matahari yang masuk melewati celah ke dalam ruangan berdebu, maka partikel debu akan terlihat dengan jelas.

Hamburan cahaya oleh asap

Pengamatan ini dapat dilakukan dengan melakukan percobaan sebagai berikut:

Alat dan Bahan :

1. 1 buah senter
2. 10 ml air + pasir
3. 10 ml air gula
4. 10 ml air sabun
5. 10 ml koloid Fe₂O₃
6. 10 ml sol Fe(OH)₃
7. 10 ml susu
8. 10 ml tinta
9. 8 buah tabung reaksi
10. 1 buah rak tabung reaksi

Cara Kerja :

1. Menyiapkan 10 ml suspensi, larutan dan koloid, seperti yang tertera pada alat dan bahan, pada tabung reaksi yang berbeda, diaduk rata, didiamkan sebentar. Kemudian mengamati apakah zat tersebut homogen/heterogen dan stabil atau tidak selama didiamkan.
2. Menyinari dan mengarahkan sinarnya pada masing-masing tabung reaksi dengan menggunakan senter.
3. Mengamati apakah berkas sinarnya dihamburkan atau tidak oleh larutan atau koloid tersebut dan mencatat hasilnya.
4. Menyaring campuran tersebut, dan mengamati mana yang meninggalkan residu.

Tabel hasil pengamatan

b. Gerak Brown
Gerak Brown adalah gerak acak, gerak tidak beraturan dari partikel koloid.

Robert Brown

Sistem koloid juga mempunyai sifat kinetik selain sifat optic yang telah dijelaskan diatas. Sifat kinetik ini dapat terjadi karena disebabkan oleh gerakan termal dan gravitasi. Dua hal ini menyebabkan sistem koloid dapat bergerak zig-zag. Gerakan ini pertama ditemukan oleh seorang ahli biologi yang bernama Robert Brown yang melakukan pengamatan pada serbuk sari dengan menggunakan mikroskop, sehingga dinamakan gerak Brown.

Pengamatan mengenai gerak Brown dapat dilihat pada gambar dibawah.

Gerak Brown

c. Adsorbsi
Beberapa partikel koloid mempunyai sifat adsorbsi (penyerapan) terhadap partikel atau ion atau senyawa yang lain. Penyerapan pada permukaan ini disebut adsorbsi (harus dibedakan dari absorbsi yang artinya penyerapan sampai ke bawah permukaan).
Contoh :
(i) Koloid Fe(OH)₃ bermuatan positif karena permukaannya menyerap ion H⁺.
(ii) Koloid As₂S₃ bermuatan negatit karena permukaannya menyerap ion S₂.

Koloid Fe(OH)₃ bermuatan positif karena permukaannya menyerap ion H+

Koloid As₂S₃ bermuatan negatif karena permukaannya menyerap ion S^2-

d. Koagulasi
Koagulasi adalah penggumpalan partikel koloid dan membentuk endapan. Dengan terjadinya koagulasi, berarti zat terdispersi tidak lagi membentuk koloid.
Koagulasi dapat terjadi secara fisik seperti pemanasan, pendinginan dan pengadukan atau secara kimia seperti penambahan elektrolit, pencampuran koloid yang berbeda muatan.

Koagulasi atau pengendapan/penggumpalan yang disebabkan oleh gaya gravitasi akan terjadi jika sistem koloid dalam keadaan tidak bermuatan. Ada beberapa hal yang dapat menyebabkan koloid bersifat netral, yaitu:

1. Menggunakan Prinsip Elektroforesis. Proses elektroforesis adalah pergerakan partikel-partikel koloid yang bermuatan ke elektrode dengan muatan yang berlawanan. Ketika partikel ini mencapai elektrode, maka sistem koloid akan kehilangan muatannya dan bersifat netral.
2. Penambahan koloid lain dengan muatan yang berlawanan. Ketika koloid bermuatan positif dicampurkan dengan koloid bermuatan negatif, maka muatan tersebut akan saling menghilangkan dan bersifat netral.
3. Penambahan Elektrolit. Jika suatu elektrolit ditambahkan pada sistem koloid, maka partikel koloid yang bermuatan negatif akan mengadsorpsi koloid dengan muatan positif (kation) dari elektrolit. Begitu juga sebaliknya, partikel positif akan mengadsorpsi partikel negatif (anion) dari elektrolit. Dari adsorpsi diatas, maka terjadi koagulasi.
4. Pendidihan. Kenaikan suhu sistem koloid menyebabkan tumbukan antar partikel-partikel sol dengan molekul-molekul air bertambah banyak. Hal ini melepaskan elektrolit yang teradsorpsi pada permukaan koloid. Akibatnya partikel tidak bermuatan.

e. Koloid Liofil dan Koloid Liofob
Koloid ini terjadi pada sol yaitu fase terdispersinya padatan dan medium pendispersinya cairan.

Koloid Liofil: sistem koloid yang affinitas fase terdispersinya besar terhadap medium pendispersinya. Contoh: sol kanji, agar-agar, lem, cat

Koloid Liofob: sistem koloid yang affinitas fase terdispersinya kecil terhadap medium pendispersinya. Contoh: sol belerang, sol emas.

Sistem koloid dimana fase terdispersinya mempunyai daya adsorbsi relatif lebih besar disebut koloid liofil yang bersifat lebih stabil. Sedangkan jika partikel terdispersinya mempunyai daya adsorbsi relatif lebih lemah disebut koloid liofob yang bersifat kurang stabil. Sol liofil/liofob mudah terkoagulasi dengan sedikit penambahan larutan elektrolit.

• Koloid liofil (suka cairan). Koloid dimana terdapat gaya tarik menarik yang cukup besar antara fase terdispersi dengan medium pendispersi. Contoh: kanji, sabun, dan deterjen.
• Koloid liofob (tidak suka cairan). Koloid dimana terdapat gaya tarik menarik antara fase terdispersi dengan medium pendispersi yang cukup lemah atau bahkan tidak ada sama sekali. Contoh, dispersi emas, belerang dalam air.

Perbedaan antara sol liofil dan liofob

SISTEM KOLOID DALAM KEHIDUPAN

 

PEMISAHAN KOLOID

Elektroforesis

Telah disinggung pada pembahasan sebelumnya, elektroforesis merupakan peristiwa pergerakan partikel koloid yang bermuatan ke salah satu elektroda dalam suatu sistem sejenis elektrolisis.

Elektroforesis dapat digunakan untuk mendeteksi muatan suatu sistem koloid. Jika koloid bergerak menuju elektroda positif maka koloid yang dianalisa mempunyai muatan negatif. Begitu juga sebaliknya, jika koloid bergerak menuju elektroda negatif maka koloid yang dianalisa mempunyai muatan positif. Salah satu proses yang menggunakan sistem elektroforesis adalah proses membersihkan asap dalam suatu industri dengan menggunakan alat Cottrell. Penggunaan elektroforesis tidak hanya sebatas itu, melainkan meluas untuk memisahkan partikel yang termasuk dalam ukuran koloid, antara lain pemisahan protein yang mempunyai muatan yang berbeda.

 

Dialisis

Dialisis merupakan proses pemurnian suatu sistem koloid dari partikel-partikel bermuatan yang menempel pada permukaan Pada proses digunakan selaput Semipermeabel. Proses pemisahan ini didasarkan pada perbedaan laju transport partikel. Prinsip dialisis digunakan dalam alat cuci darah bagi penderita gagal ginjal, di mana fungsi ginjal digantikan oleh dialisator.

 

Penyaringan Ultra

Penyaringan ultra digunakan untuk memisahkan koloid melewati membran. Proses pemisahan ini didasarkan pada perbedaan tekanan osmosis.

Rangkaian untuk elektrolisis

Prinsip dialisis

 

PEMBUATAN KOLOID

Kondensasi

Merupakan cara kimia. Prinsip umum: Terjadinya kondensasi partikel molekular membentuk partikel koloid. Kondensasi partikel  → koloid

Reaksi kimia untuk menghasilkan koloid meliputi:

™ Reaksi Redoks

2H₂S_(g) + SO_2(aq) → 3S_(s) + 2H₂O_(l)

™ Reaksi Hidrolisis

FeCl_3(aq) + 3 H₂O_(l) → Fe(OH)_3(s) + 3 HCl_(aq)

™ Reaksi Substitusi/Agregasi Ionik
2H₃AsO_3(aq) + 3H₂S_(g) → As₂S_3(s) + 6 H₂O_(l)

™ Reaksi Penggaraman

Dispersi

Dapat dilakukan dengan cara mekanik maupun dengan cara kimia. Prinsip umum : Partikel Besar → Partikel Koloid

Yang termasuk cara dispersi:

Cara Mekanik

Cara ini dilakukan dari gumpalan partikel yang besar kemudian dihaluskan dengan cara penggerusan atau penggilingan.

Cara Busur Bredig

Digunakan untuk membuat sol-sol logam dengan loncatan bunga listrik. Instrument Busur Bredig dapat dilihat pada Gambar 6.12.

™Cara Peptisasi

Cara peptisasi adalah pembutan koloid dari butir-butir kasar atau dari suatu endapan dengan bantuan pemeptisasi (pemecah).

Contoh :

1. Agar-agar dipeptisasi oleh air ; Karet oleh bensin.
2. Endapan NiS dipeptisasi oleh H₂S, Endapan Al(OH)₃ olehAlCl₃.

Busur Bredig