1. Sistem Koloid
Apakah sistem koloid itu? Untuk
dapat memahami tentang sistem koloid perhatikanlah campuran berikut ini.
a. Gula dicampurkan dengan air
Gula yang dicampur dengan air
menghasilkan campuran yang jernih, yaitu air gula. Pada campuran air gula ini
zat gula sudah tidak tampak lagi dalam campuran itu. Hal ini berarti, gula
bercampur dengan air secara merata (homogen). Campuran seperti ini disebut larutan.
Dalam larutan tersebut, air merupakan pelarut dan gula sebagai zat
terlarut.
b. Susu dicampurkan dengan air
Susu yang dicampurkan dengan air
akan menghasilkan campuran yang keruh. Campuran susu dengan air ini sepintas
memberi kesan merupakan campuran homogen. Ternyata, susu setelah dicampur
dengan air masih terlihat bisa dibedakan antara susu dengan air. Campuran
seperti inilah yang disebut koloid. Campuran koloid merupakan bentuk (fase)
peralihan antara campuran homogen menjadi campuran heterogen.
c. Tanah liat dicampurkan dengan
air
Hasil campuran tanah liat dengan
air adalah suatu campuran yang tidak dapat merata (heterogen). Dengan mudah
mata kita dapat membedakan antara tanah liat dengan air, dan hasih campuran
tersebut; karena jika campuran tersebut didiamkan, maka tanah liat akan
terpisah dari air. Campuran seperti inilah yang disebut suspensi.
Untuk lebih jelas melihat
perbedaan antara larutan, koloid, dan suspensi perhatikanlah Tabel berikut.
Tabel
1. Perbedaan Larutan, Koloid, dan Suspensi
|
NO
|
Larutan
|
Koloid
|
Suspensi
|
|
1.
|
1 fase
|
2 fase
|
2 fase
|
|
2.
|
jernih
|
keruh
|
keruh
|
|
3.
|
homogen
|
antara homogen dan heterogen
|
heterogen
|
|
4.
|
diameter partikel
< 1 nm
|
diameter partikel:
1 nm < d < 100 nm
|
diameter partikel:
> 100 nm
|
|
5.
|
tidak dapat disaring
|
tidak dapat disaring
dengan penyaring biasa
|
dapat disaring
|
|
6.
|
tidak memisah jika
didiamkan
|
tidak memisah jika
didiamkan
|
memisah jika
didiamkan
|
|
7.
|
Contoh: larutan
gula, larutan garam, larutan alkohol, larutan cuka, larutan gas dalam udara,
larutan zat yang digunakan dalam laboratorium dan industri
|
Contoh: susu, kanji,
cat, asap, kabut, buih sabun, dan busa
|
Contoh: campuran
pasir dengan air, air dengan kopi, minyak dengan air, tanah liat dengan air
|
Dari beberapa keterangan di atas dapat
disimpulkan bahwa koloid adalah larutan yang berada di antara larutan dan suspensi
2. Jenis-Jenis Koloid
Sekarang kita akan mempelajari
jenis-jenis koloid. Kita telah melihat bahwa sistem koloid terdiri atas dua
fase (bentuk). Hal itu yang disebut komponen-komponen koloid .
1. Fase zat terdispersi, yaitu
zat yang fasenya berubah; kecuali jika zat yang dicampur mempunyai fase yang
sama.
2. Fase zat pendispersi (fase
medium), yaitu zat yang mempunyai fase yang tetap pada sistem koloidnya.
Jika dua zat yang fasenya
berbeda atau sama membentuk koloid, maka diperoleh suatu koloid yang mempunyai
fase yang sama dengan fase salah satu zat yang dicampurkan. Berdasarkan
pengertian ini, maka suatu koloid dapat ditentukan fase pendispersi
dan fase terdispersinya .
Berdasarkan fase zat
terdispersi, sistem koloid terbagi atas 3 bagian besar, yaitu sebagai berikut.
a. Koloid sol
Koloid sol adalah
koloid dengan zat terdispersinya berfase padat.
b. Emulsi
Emulsi adalah koloid
dengan zat terdispersinya berfase cair.
c. Buih
Buih adalah koloid
dengan zat terdispersinya berfase gas.
Berdasarkan fase mediumnya; sol,
emulsi, dan buih masih terbagi atas beberapa jenis, yaitu sebagai berikut.
a. Koloid Sol
Koloid sol dibagi menjadi 3
jenis, yaitu sebagai berikut.
1) Sol padat (padat-padat)
Sol padat adalah jenis
koloid dengan zat fase padat terdispersi dalam zat fase padat. Contoh: logam
paduan, kaca berwarna, intan hitam, dan baja.
2) Sol cair (padat-cair)
Sol cair atau disebut
sol saja adalah jenis koloid dengan zat fase padat terdispersi dalam zat fase
cair. Artinya, zat terdispersi berfase padat dan zat pendispersi (medium)
berfase cair. Contoh: cat, tinta, dan kanji.
3) Sol gas (padat-gas)
Sol gas (aerosol padat)
adalah koloid dengan zat fase padat terdispersi dalam zat fase gas. Artinya,
zat terdispersi berfase padat dan zat pendispersi (medium) berfase gas. Contoh:
asap dan debu.
b. Koloid Emulsi
Koloid emulsi dibagi menjadi 3
jenis, yaitu sebagai berikut.
1) Emulsi padat (cair-padat)
Emulsi padat (gel)
adalah koloid dengan zat fase cair terdispersi dalam zat fase padat. Artinya,
zat terdispersi berfase cair dan zat pendispersi (medium) berfase padat.
Contoh: mentega, keju, jeli, dan mutiara.
2) Emulsi cair (cair-cair)
Emulsi cair (emulsi)
adalah koloid dengan zat fase cair terdispersi dalam zat fase cair. Artinya,
zat terdispersi berfase cair dan zat pendispersi (medium) berfase cair. Contoh:
susu, minyak ikan, dan santan kelapa.
3) Emulsi gas (cair-gas)
Emulsi gas (aerosol cair)
adalah koloid dengan zat fase cair terdispersi dalam zat fase gas. Artinya, zat
terdispersi berfase cair dan zat pendispersi (medium) berfase gas. Contoh:
insektisida (semprot), kabut, dan hair spray .
c. Koloid Buih
Koloid buih dibedakan menjadi 2
jenis, yaitu sebagai berikut.
1) Buih padat (gas-padat)
Buih padat adalah
koloid dengan zat fase gas terdispersi dalam zat fase padat. Artinya, zat
terdispersi berfase gas dan zat pendispersi (medium) berfase padat. Contoh:
busa pada jok mobil dan batu apung.
2) Buih cair (gas-cair)
Buih cair (buih) adalah
koloid dengan zat fase gas terdispersi dalam zat fase cair. Artinya, zat
terdispersi berfase gas dan zat pendispersi (medium) berfase cair. Contoh: buih
sabun, buih soda, dan krim kocok.
Untuk zat berfase gas
terdispersi dalam zat berfase gas bukan merupakan koloid, melainkan merupakan
larutan. Contohnya, larutan-larutan dalam udara bersih.
Sifat –Sifat Koloid
1. Efek Tyndall
Cara yang paling mudah untuk
membedakan suatu campuran merupakan larutan, koloid, atau suspensi adalah
menggunakan sifat efek Tyndall . Jika seberkas cahaya dilewatkan
melalui suatu sistem koloid, maka berkas cahaya tersebut kelihatan dengan
jelas. Hal itu disebabkan penghamburan cahaya oleh partikel-partikel koloid.
Gejala seperti itulah yang disebut efek Tyndall koloid.
Gambar 1. Perbedaan (a)larutan, (b)koloid dan (c)suspensi dengan menggunakanefek tyndal
Istilah efek Tyndall didasarkan
pada nama penemunya, yaitu John Tyndall (1820-1893) seorang ahli fisika
Inggris. John Tyndall berhasil menerangkan bahwa langit berwarna biru
disebabkan karena penghamburan cahaya pada daerah panjang gelombang biru oleh
partikel-partikel oksigen dan nitrogen di udara. Berbeda jika berkas cahaya
dilewatkan melalui larutan, nyatanya berkas cahaya seluruhnya dilewatkan. Akan
tetapi, jika berkas cahaya tersebut dilewatkan melalui suspensi, maka berkas
cahaya tersebut seluruhnya tertahan dalam suspensi tersebut.
2. Gerak Brown
Dengan menggunakan mikroskop
ultra (mikroskop optik yang digunakan untuk melihat partikel yang sangat kecil)
partikel-partikel koloid tampak bergerak terus-menerus, gerakannya patah-patah
(zig-zag), dan arahnya tidak menentu. Gerak sembarang seperti ini disebut gerak
Brown. Gerak Brown ditemukan oleh seorang ahli biologi berkebangsaan Inggris,
Robert Brown ( 1773 – 1858), pada tahun 1827.
Gerak Brown terjadi akibat
adanya tumbukan yang tidak seimbang antara partikel-partikel koloid dengan
molekul-molekul pendispersinya. Gerak Brown akan makin cepat, jika
partikel-partikel koloid makin kecil. Gerak Brown adalah bukti dari teori
kinetik molekul.
Gambar 2. Gerak Brown
3. Elektroforesis
Koloid ada yang netral dan ada
yang bermuatan listrik. Bagaimana mengetahui suatu koloid bermuatan listrik
atau tidak? Dan mengapa koloid bermuatan listrik?
Jika partikel-partikel koloid
dapat bergerak dalam medan listrik, berarti partikel koloid tersebut bermuatan
listrik. Jika sepasang elektrode dimasukkan ke dalam sistem koloid, partikel
koloid yang bermuaran positif akan menuju elektrode negatif (katode) dan
partikel koloid yang bermuatan negatif akan menuju elektrode positif (anode).
Pergerakan partikel-partikel koloid dalam medan listrik ke masing-masing
elektrode disebut elektroforesis . Dari penjelasan di atas dapat
disimpulkan bahwa elektroforesis dapat digunakan untuk menentukan jenis muatan
koloid.
Pada sel elektroforesis,
partikel-partikel koloid akan dinetralkan muatannya dan digumpalkan di bawah
masing-rnasing elektrode. Di samping untuk menentukan muatan suatu partikel
koloid, elektroforesis digunakan pula dalam industri, misalnya pembuatan sarung
tangan dengan karet. Pada pembuatan sarung tangan ini, getah karet diendapkan
pada cetakan berbentuk tangan secara elektroforesis. Elektroforesis juga
digunakan untuk mengurangi pencemaran udara yang dikeluarkan melalui cerobong
asap pabrik. Metode ini pertama-tama dikembangkan oleh Frederick Cottrell (1877
- 1948) dari Amerika Serikat. Metode ini dikenal dengan metode Cottrell
. Cerobong asap pabrik dilengkapi dengan suatu pengendap listrik (pengendap
Cottrell), berupa lempengan logam yang diberi muatan listrik yang akan
menggumpalkan partikel-partikel koloid dalam asap buangan.
4. Absorpsi
Suatu partikel koloid akan
bermuatan listrik apabila terjadi penyerapan ion pada permukaan partikel koloid
tersebut. Contohnya, koloid Fe(OH) 3 dalam air akan menyerap ion H
+ sehingga bermuatan positif, sedangkan koloid As 2 S 3
akan menyerap ion-ion negatif. Kita tahu bahwa peristiwa ketika permukaan suatu
zat dapat menyerap zat lain disebut absorpsi . Berbeda dengan absorpsi
pada umumnya, penyerapan yang hanya sampai ke bagian dalam di bawah permukaan
suatu zat, suatu koloid mempunyai kemampuan mengabsorpsi ion-ion. Hal itu
terjadi karena koloid tersebut mempunyai permukaan yang sangat luas. Sifat
absorpsi partikel-partikel koloid ini dapat dimanfaatkan, antara lain sebagai
berikut.
a. Pemutihan gula pasir
Gula pasir yang masih kotor
(berwarna coklat) diputihkan dengan cara absorpsi. Gula yang masih kotor
dilarutkan dalam air panas, lalu dialirkan melalui sistem koloid, berupa
mineral halus berpori atau arang tulang. Kotoran gula akan diabsorpsi oleh
mineral halus berpori atau arang tulang sehingga diperoleh gula berwarna putih.
b. Pewarnaan serat wol, kapas,
atau sutera
Serat yang akan diwarnai
dicampurkan dengan garam A1 2 (SO 4 ) 3, lalu
dicelupkan dalam larutan zat warna. Koloid Al(OH) 3 yang terbentuk,
karena A1 2 (SO 4 ) 3 terhidrolisis, akan
mengabsorpsi zat warna.
c. Penjernihan air
Air keruh dapat dijernihkan
dengan menggunakan tawas (K 2 SO 4 A1 2 (SO
4 ) 3 ) yang ditambahkan ke dalam air keruh. Koloid Al(OH)
3 yang terbentuk akan mengabsorpsi, menggumpalkan, dan mengendapkan
kotoran-kotoran dalam air.
d. Obat
Serbuk karbon (norit), yang
dibuat dalam bentuk pil atau tablet, apabila diminum dapat menyembuhkan sakit
perut dengan cara absorpsi. Dalam usus, norit dengan air akan membentuk sistem
koloid yang mampu mengabsorpsi dan membunuh bakteri-bakteri berbahaya yang
menyebabkan sakit perut.
e. Alat Pembersih (sabun)
Membersihkan benda-benda dengan
mencuci memakai sabun didasarkan pada prinsip absorpsi. Buih sabun mempunyai
permukaan yang luas sehingga mampu mengemulsikan kotoran yang melekat pada
benda yang dicuci.
f. Koloid tanah liat mampu
menyerap koloid humus
Koloid tanah dapat mengabsorpsi
koloid humus yang diperlukan tumbuh-tumbuhan sehingga tidak terbawa oleh air
hujan.
5. Koagulasi
Koagulasi adalah proses
penggumpalan partikel-partikel koloid. Proses koagulasi ini terjadi akibat
tidak stabilnya sistem koloid. Sistem koloid stabil bila koloid tersebut
bermuatan positif atau bermuatan negatif. Jika muatan pada sistem koloid
tersebut dilucuti dengan cara menetralkan muatannya, maka koloid tersebut
menjadi tidak stabil lalu terkoagulasi (menggumpal). Koagulasi dengan cara
menetralkan muatan koloid dapat dilakukan dengan dua cara, yaitu sebagai
berikut.
1) Penambahan Zat Elektrolit
Jika pada suatu koloid bermuatan
ditambahkan zat elektrolit, maka koloid tersebut akan terkoagulasi. Contohnya,
lateks (koloid karet) bila ditambah asam asetat, maka lateks akan menggumpal.
Dalam koagulasi ini ada zat elektrolit yang lebih efisien untuk mengoagulasikan
koloid bermuatan, yaitu sebagai berikut.
a. Koloid bermuatan positif
lebih mudah dikoagulasikan oleh elektrolit yang muatan ion negatifnya lebih
besar. Contoh; koloid Fe(OH) 3 adalah koloid bermuatan positif,
lebih mudah digumpalkan oleh H 2 SO 4 daripada HC1.
b. Koloid bermuatan negatif
lebih mudah dikoagulasikan oleh elektrolit yang muatan ion positifnya lebih
besar. Contoh; koloid As 2 S 3 adalah koloid bermuatan
negatif, lebih mudah digumpalkan oleh BaCl 2 daripada NaCl
2) Mencampurkan Koloid yang
Berbeda Muatan
Bila dua koloid yang berbeda
muatan dicampurkan, maka kedua koloid tersebut akan terkoagulasi. Hal itu
disebabkan kedua koloid saling menetralkan sehingga terjadi gumpalan. Contoh,
campuran koloid Fe(OH) 3 dengan koloid As 2 S 3
.
Selain koagulasi yang disebabkan
adanya pelucutan muatan koloid, seperti di atas, ada lagi proses koagulasi
dengan cara mekanik, yaitu melakukan pemanasan dan pengadukan terhadap suatu
koloid. Contohnya, pembuatan lem kanji, sol kanji dipanaskan sampai membentuk
gumpalan yang disebut 1em kanji.
Di bawah ini beberapa contoh
koagulasi dalam kehidupan sehari-hari dan dalam industri.
a) Pembentukan delta di muara
sungai.
Hal ini terjadi karena koloid
tanah liat akan terkoagulasi ketika bercampur dengan elektrolit dalam air laut.
b) Penggumpalan lateks (koloid
karet) dengan cara menambahkan asam asetat ke dalam lateks.
c) Sol tanah liat (berbentuk
lumpur) dalam air, yang membuat air menjadi keruh, akan menggumpal jika
ditambahkan tawas. Ion Al 3+ akan menggumpalkan koloid tanah liat
yang bermuatan negatif.
6. Koloid Liofil dan Koloid
Liofob
Adanya sifat absorpsi dan zat
terdispersi (dengan fase padat) terhadap mediumnya (dengan fase cair), maka
kita mengenal dua jenis sol, yaitu sol liofil dan sal liofob. Sol liofil
ialah sol yang zat terdispersinya akan menarik dan mengabsorpsi molekul
mediumnya. Sol liofob ialah sol yang zat terdispersinya tidak menarik
dan tidak mengabsorpsi molekul mediumnya.
Bila sol tersebut menggunakan
air sebagai medium, maka kedua jenis koloid tersebut adalah sol hidrofil dan
sot hidrofob. Contoh koloid hidrofil adalah kanji, protein, sabun, agar-agar,
detergen, dan gelatin. Contoh koloid hidrofob adalah sol-sol sulfida, sol-sol
logam, sol belerang, dan sol Fe(OH) 3 .
Sol liofil lebih kental daripada
mediumnya dan tidak terkoagulasi jika ditambah sedikit elektrolit. Oleh karena
itu, koloid liofil lebih stabil jika dibandingkan dengan koloid liofob. Untuk
menggumpalkan koloid liofil diperlukan elektrolit dalam jumlah banyak, sebab
selubung molekul-molekul cairan yang berfungsi sebagai pelindung harus
dipecahkan terlebih dahulu. Untuk memisahkan mediumnya, pada koloid liofil,
dapat kita lakukan dengan cara pengendapan atau penguraian. Akan tetapi, jika
zat mediumnya ditambah lagi, maka akan terbentuk koloid liofil lagi. Dengan
kata lain, koloid liofil bersifat reversibel . Koloid liofob mempunyai
sifat yang berlawanan dengan koloid liofil.
7. Dialisis
Untuk menghilangkan ion-ion
pengganggu kestabilan koloid pada proses pembuatan koloid, dilakukan
penyaringan ion-ion tersebut dengan menggunakan membran semipermeabel
. Proses penghilangan ion-ion pengganggu dengan cara menyaring menggunakan
membran/selaput semipermeabel disebut dialisis . Proses dialisis
tersebut adalah sebagai berikut. Koloid dimasukkan ke dalam sebuah kantong yang
terbuat dari selaput semipermeabel. Selaput ini hanya dapat melewatkan
molekul-molekul air dan ion-ion, sedangkan partikel koloid tidak dapat lewat.
Jika kantong berisi koloid tersebut dimasukkan ke dalam sebuah tempat berisi
air yang mengalir, maka ion-ion pengganggu akan menembus selaput bersama-sama
dengan air. Prinsip dialisis ini digunakan dalam proses pencucian darah orang
yang ginjalnya (alat dialisis darah dalam tubuh) tidak berfungsi lagi.
8. Koloid Pelindung
Untuk sistem koloid yang kurang
stabil, perlu kita tambahkan suatu koloid yang dapat melindungi koloid tersebut
agar tidak terkoagulasi. Koloid pelindung ini akan membungkus atau membentuk
lapisan di sekeliling partikel koloid yang dilindungi. Koloid pelindung ini
sering digunakan pada sistem koloid tinta, cat, es krim, dan sebagainya; agar
partikel-partikel koloidnya tidak menggumpal. Koloid pelindung yang berfungsi
untuk menstabilkan emulsi disebut emulgator (zat pengemulsi).
Contohnya, susu yang merupakan emulsi lemak dalam air, emulgatornya adalah
kasein (suatu protein yang dikandung air susu). Sabun dan detergen juga
termasuk koloid pehindung dari emulsi antara minyak dengan air.
3. Koloid dalam Industri
Koloid merupakan satu-satunya
bentuk campuran bukan larutan yang komposisinya (susunannya) merata dan stabil
(tidak memisah jika didiamkan). Pada umumnya, produk industri untuk kebutuhan
manusia dibuat dalam bentuk koloid. Koloid sangat diperlukan dalam industri
cat, keramik, plastik, tekstil, kertas, karet, lem, semen, tinta, kulit, film
foto, bumbu selada, mentega, keju, makanan, kosmetika, pelumas, sabun, obat
semprot insektisida, detergen, selai, gel, perekat, dan sejumlah besar
produk-produk industri lainnya.







