Kajian Teori

A.   Pengertian Koloid

Dalam kehidupan sehari-hari ini, sering kita temui beberapa produk yang merupakan campuran dari beberapa zat, tetapi zat tersebut dapat bercampur secara merata/ homogen. Misalnya serbuk susu bercampur merata dengan air panas. Sistem tersebut merupakan sistem koloid. Koloid adalah suatu campuran zat heterogen (dua fase) antara dua zat atau lebih di mana partikel-partikel zat yang berukuran koloid tersebar/terdispersi secara merata di dalam zat lain. Zat yang tersebar atau terdispersi sebagai partikel koloid disebut fase terdispersi. Sedangkan zat yang merupakan fase kontinu dimana partikel koloid terdispersi disebut medium pendispersi. Ukuran partikel koloid berkisar antara 10^-7sampai dengan 10^-4 cm. Ukuran yang dimaksud dapat berupa diameter, panjang, lebar, maupun tebal dari suatu partikel. Partikel dapat terdiri atas atom, molekul kecil atau molekulyang sangat besar. Koloid emas terdiri atas partikel-partikel dengan bebagai ukuran, yang masing-masing mengandung jutaan atom emas atau lebih. Koloid belerang terdiri atas partikel-partikel yangmengandung sekitar seribu molekul S8. Suatu contoh molekul yang sangat besar (disebut juga molekul makro) ialah haemoglobin. Berat molekul dari molekul ini 66800 s.m.a dan mempunyai diametersekitar 6 x 10^-7.

 

B.    Jenis-jenis Koloid

No.	Fase Terdispersi	Fase Pendispersi	Nama	Contoh
1.	Padat	Gas	Aerosol	Asap (smoke), debu di udara
2.	Padat	Cair	Sol	Sol emas, sol belerang, tinta, cat
3.	Padat	Padat	Sol padat	Gelas berwarna, intan hitam
4.	Cair	Gas	Aerosol	Kabut (fog) dan awan
5.	Cair	Cair	Emulsi	Susu, minyak ikan
6.	Cair	Padat	Emulsi padat	Jeli, mutiara
7.	Gas	Cair	Buih	Buih sabun
8.	Gas	Padat	Buih padat	Karet busa, batu apung, stirofoam

a.     Sol 

Merupakan sistem koloid dengan fase terdispersi berupa zat padat dalam medium pendispersi zat  cair.Contohnya sol sabun, sol deterjen, sol kanji.

b.     Aerosol

Merupakan sistem koloid dengan fase terdispersi padat atau cair dalam medium pendispersi gas.Contoh  produk yang dibuat dalam bentuk aerosol, hairspray, semprot obat nyamuk, farfum, cat semprot. Untuk menghasilkan aerosol diperlukan suatu bahan pendorong(propelan aerosol). Bahan pendorong yang banyak digunakan adalah CFC dan karbon dioksida.

c.     Emulsi

      Merupakan sistem koloid  dengan fase terdispersi cair dalam medium pendispersi cair. Syarat terjadinya   emulsi adalah kedua jenis zat cair tersebut tidak saling melarutkan.Emulsi digolongkan ke dalam dua bagian yaitu :

-          Emulsi minyak dalam air ( M/A )

      Contoh : santan, susu, lateks

-          Emulsi air dalam minyak ( A/M )

      Contoh : mayonaise, minyak bumi, minyak ikan

Untuk membuat emulsi diperlukan zat pengemulsi (emulgator). Contohnya, sabun  mengemulsikan minyak ke dalam air, kasein dalam susu, kuning telur dalam mayonaise.

d.     Buih

Merupakan sistem koloid dengan fase terdispersi gas  dalam medium pendispersi cair. Seperti halnya emulsi untuk menstabilkan buih diperlukan zat pembuih, misalnya sabun, deterjen, protein. Buih digunakan pada proses pengolahan biji logam, pada alat pemadam kebakaran.Adakalanya buih tidak dikehendaki, untuk memecah/mencegah buih dapat digunakan zat eter, isoamil alkohol.

e.     Gel

 Merupakan koloid yang setengah kaku ( antara padat dan cair).Contohnya agar-agar, lem kanji, selai, gelatin, gel silika. Gel dapat terbentuk dari sol yang zat terdispersinya mengadsorpsi medium pendispersinya.

C.    Sifat-sifat Koloid

 Beberapa sifat-sifat koloid yang khas, yaitu:

1.    Efek Tyndall

Efek Tyndall adalah suatu efek penghamburan berkas sinar oleh partikel-partikel yang terdapat dalam sistem koloid, sehingga jalannya berkas sinar terlihat. Efek tyndall ini dapat digunakan untuk membedakan sistem koloid dari larutan.

2.    Gerak Brown

Gerak Brown adalah gerakan terpatah-terpatah (gerak zig-zag) yang terus-menerus dalam sistem koloid. Adanya gerak brown membuat partikel-partikel koloid dapat mengatasi pengaruh gravitasi sehingga partikel-partikel ini tidak memisahkan diri dari medium pendispersinya,

3.    Difusi dan Filtrasi

Partikel koloid lebih sulit berdifusi bila dibandingkan dengan larutan sejati. Hal ini disebabkan ukuran partikel koloid lebih besar dibandingkan dengan partikel larutan sejati. Selain itu ukuran partikel koloid juga menyebabkan partikel koloid tidak dapat disaring dengan kertas biasa, tetapi harus dengan penyaring ultra.

4.    Adsorpsi

Adsorpsi adalah proses penyerapan zat atau partikel atau molekul pada permukaan diri zat tersebut sehingga koloid akan memiliki muatan listrik. Antara partikel koloid dengan ion-ion yang diadsorpsi akan membentuk beberapa lapisan, yaitu:

a)    Lapisan pertama ialah lapisan inti yang bersifat netral, terdiri atas partikel koloid netral.

b)   Lapisan ion dalam ialah lapisan ion-ion yang diadsorpsi oleh koloid.

c)    Lapisan ion luar.

d)   Kesetabilan koloid.

5.    Koagulasi

Partikel-partikel koloid bersifat stabil karena memiliki muatan listrik yang sejenis. Apabila muatan listrik tersebut hilang, maka partikel-partikel koloid akan bergabung membentuk gumpalan. Proses penggumpalan ini disebut flokulasi(flocculation) dan gumpalannya disebut flok(flocculant). Gumpalan ini akan mengendap akibat pengaruh gravitasi. Proses penggumpalan partikel-partikel koloid dan pengendapannya ini disebut koagulasi. Penghilangan muatan listrik pada partikel koloid ini dapat dilakukan dengan empat cara, yaitu:

a)    Elektroforesis

Elektroforesis adalah peristiwa pemisahan koloid yang bermuatan. Partikel-partikel koloid yang bermuatan dengan bantuan arus listrik akan mengalir ke masing-masing elektroda yang bermuatannya berlawanan. Partikel yang bermuatan positif bergerak menuju elektroda negatif, begitupun sebaliknya. Menyebabkan partikel-partikel tersebut akan kehilangan muatannya, sehingga menggumpal dan mengendap di elektrode.

b)   Penambahan koloid lain dengan muatan berlawanan

Apabila suatu sistem koloid ditambahkan koloid lain dengan muatan berlawanan, maka kedua sistem koloid tersebut akan saling mengadsorpsi dan menjadi netral. Akibatnya terbentuk koagulasi.

c)    Penambahan elektrolit

Jika suatu elektrolit ditambahkan ke dalam sistem koloid, maka partikel-partikel koloid yang bermuatan negatif akan menarik ion positif (kation) dari elektrolit. Sementara itu, partikel-partikel yang bermuatan positif akan menarik ion negatif(anion) dari elektrolit. Hal ini menyebabkan partikel-partikel koloid tersebut dikelilingi oleh lapisan kedua yang memiliki muatan berlawanan dengan muatan lapisan pertama. Apabila jarak antara lapisan pertama dan kedua cukup dekat, maka muatan keduanya akan hilang sehingga terjadi koagulasi.

d)   Pendidihan

Kenaikan suhu sistem koloid menyebabkan jumlah tumbukan antara partikel-partikel sol dengan molekul-molekul air menjadi bertambah banyak. Yang akan menyebabkan lepasnya elektrolit  yang teradsorpsi pada permukaan partikel koloid. Akibatnya partikel-partikel koloid menjadi tidak bermuatan sehingga terjadi koagulasi.

6.    Koloid Pelindung 

Koloid pelindung adalah koloid yang dapat melindungi koloid dari proses koagulasi atau penggumpalan. Ada beberapa koloid pelindung yang digunakan pada emulsi, misalnya casein dalam susu. Jenis koloid ini disebut emuglatol.

7.    Koloid Liofil dan koloid Liofob

Umumnya terjadi pada koloid yang fase terdispersinya padatan dan mediumnya cairan atau berupa sol, sehingga lebih dikenal sebagai sol liofil atau sol liofob.

Sol liofil adalah sol di mana fase terdispersinya senang akan medium pendispersinya (senang akan cairan) atau di katakan juga afinitas atau daya tarik terhadap mediumnya sangat kuat.

Sol liofob adalah kebalikan dari sol liofil, di mana partikel fase terdispersinya kurang atau tidak senang akan cairannya (mediumnya).

D.    Pembuatan Koloid Sol

1.    Metode Kondensasi

Metode dimana partikel-partikel kecil larutan bergabung membentuk partikel-partikel berukuran koloid. Hal ini dilakukan dengan reaksi kimia(dekomposisi rangkap, hidrolisis, dan redoks) atau penggantian pelarut.

a)        Dekomposisi rangkap

Sol AS₂S₃ dibuat dengan mengalirkan gas H₂S perlahan melalui larutan AS₂O₃ dingin sampai terbentuk sol AS₂S₃ yang berwarna kuning terang

AS₂O₃(aq) +3H₂S(g) à AS₂S₃(koloid) + 3H₂O(l)

b)        Reaksi hidrolisis

Sol Al(OH)₃ dapat diperoleh dari reaksi hidrolisis garam Fe dalam air mendidih.

AlCl₃(aq) + 3H₂O(l) à Al(OH)₃(koloid) +3HCl(aq)

c)      Reaksi Redoks

Sol belerang dapat dibuat dengan mengalirkan gas H₂S ke dalam larutan SO₂

2H₂S(g) + SO₂(aq)à 3S(koloid) +2H₂O

d)     Penggantian Pelarut

Belerang sukar larut dalam air tetapi mudah larut dalam alkohol. Jadi, untuk membuat sol belerang dengan pendispersi air, belerang dilarutkan dahulu dalam etanol sampai jenuh. Setelah itu, larutan belerang dalam dalam etanol ditambahkan sedikit demi sedikit ke dalam air sambil diaduk.Belerang akan menggumpal menjadi partikel-partikel koloid akibat penurunan kelarutan belerang dalam air.

2.    Metode Dispersi

Metode dimana partikel-partikel besar dipecah menjadi partikel-partikel berukuran koloid. Ada tiga metode yang digunakan, yakni :

a)    Cara mekanik

Pengahalusan partikel-partikel kasar zat padat dengan penggilingan untuk membentuk partikel-partikel berukuran koloid. Alat yang digunakan disebut penggilingan koloid.

b)      Cara peptisasi

Cara peptisasi adalah proses dispersi endapan menjadi sistem koloid dengan perubahan zat pemecah. Zat pemecah dapat berupa elektrolit khususnya ion sejenis ataupun pelarut tertentu.

c)      Cara busur Bredig

Cara busur bredig digunakan untuk menbuat sol logam seperti Ag, Au, Pt.

E.     Pemurnian Koloid Sol

Di dalam pembuatan suatu sistem koloid sering terdapat partikel-partikel zat terlarut yang tidak diinginkan. Partikel-partikel ini dapat mengganggu kestabilan koloid sehingga harus dihilangkan/dimurnikan. Ada beberapa cara yang dapat digunakan, yaitu:

1.    Dialisis

Dialisis adalah proses penyaringan koloid dengan menggunakan kertas perkamen atau membran yang diletakan di dalam air yang mengalir.

2.    Elektrodialisis

Proses dialisis di bawah pengaruh medan listrik. Elektrodialisis hanya dapat digunakan untuk memisahkan partikel-partikel zat terlarut elektrolit.

3.    Penyaring ultra

Penyaring ultra dapat dibuat dari kertas yang telah diresapi selulosa seperti selofan (cellophane).

4. Penggunaan Koloid

Dari contoh-contoh koloid yang telah disebutkan, kita dapat melihat kecenderungan industri membuat produknya dalam bentuk koloid. Misalnya, industri kosmetik, industri makanan, industri farmasi, dan lain-lain. Koloid merupakan satu-satunya cara untuk menyajikan suatu campuran dari zat-zat yang tidak saling melarutkan secara "homogen" dan stabil (pada tingkat mikroskopis). Cat, sebagai contoh, mengandung pigmen yang tidak larut dalam air atau medium cat, tetapi dengan sistem koloid dapat dibuat suatu campuran yang "homogen" (merata) dan stabil. dalam kehidupan sehari-hari banyak kegunaan koloid baik langsung maupun tidak langsung. Beberapa kegunaan koloid adalah sebagai berikut:

1.      Industri kosmetika

Bahan kosmetika seperti foundation, finishing cream dan deodorant berbentuk koloid dan umumnya sebagai emulsi.

2.      Industri tekstil

Pada proses pencelupan bahan (untuk pewarnaan) yang kurang baik daya serapnya terhadap zat warna dapat menggunakan zat warna koloid karena memiliki daya serap yang tinggi sehingga melekat pada tekstil.

3.      Industri sabun dan deterjen

Sabun dan deterjen merupakan emulgator untuk membentuk emulsi antara kotoran (minyak) dengan air.

4.      Kelestarian lingkungan

Untuk mengurangi polusi udara yang disebabkan oleh pabrik-pabrik, digunakan suatu alat yang disebut cotrell. Alat ini berfungsi untuk menyerap partikel-partikel koloid yang terdapat dalam gas buangan yang keluar dari cerobong asap pabrik.