Koloid adalah campuran heterogen yang partikel-partikel zat terdispersinya tersebar dalam medium pendispersi, dengan ukuran partikel antara 1 nm hingga 1000 nm (atau 10-9 m hingga 10-6 m). Ukuran ini lebih besar dari molekul dalam larutan sejati (kurang dari 1 nm) tetapi lebih kecil dari partikel suspensi (lebih dari 1000 nm).
Koloid sering disebut sebagai sistem dispersi koloidal. Contoh koloid dalam kehidupan sehari-hari termasuk susu, mayones, kabut, dan cat. Koloid tidak mengendap dengan sendirinya seperti suspensi, tetapi juga tidak homogen seperti larutan.
A. Perbedaan Koloid dengan Larutan dan Suspensi
Untuk memahami koloid, penting untuk membedakannya dengan larutan dan suspensi berdasarkan ukuran partikel, sifat, dan perilaku:
| Aspek | Larutan | Koloid | Suspensi |
|---|---|---|---|
| Ukuran Partikel | < 1 nm | 1 nm - 1000 nm | > 1000 nm |
| Penampilan | Homogen, transparan | Homogen tampak, tetapi keruh jika diamati |
Heterogen, keruh |
| Pemisahan | Tidak dapat dipisah dengan filtrasi |
Tidak dapat dipisah dengan filtrasi biasa, tapi bisa dengan ultrafiltrasi |
Dapat dipisah dengan filtrasi |
| Gerak Partikel | Diffusi cepat | Gerak Brown | Mengendap |
| Contoh | Larutan gula dalam air (C12H22O11 dalam H2O) |
Susu (lemak dalam air) | Pasir dalam air |
B. Jenis-Jenis Koloid Berdasarkan Fase Terdispersi dan Medium Pendispersi
| Jenis Koloid | Fase Terdispersi |
Medium Pendispersi |
Contoh |
|---|---|---|---|
| Aerosol | Cair | Gas | Kabut, awan |
| Aerosol Padat | Padat | Gas | Asap, debu di udara |
| Busa | Gas | Cair | Busa sabun, krim kocok |
| Busa Padat | Gas | Padat | Batu apung, styrofoam |
| Emulsi | Cair | Cair | Susu, santan, mayones |
| Emulsi Padat | Cair | Padat | Jelly, keju, mutiara |
| Sol | Padat | Cair | Cat, tinta, sol emas |
| Sol Padat | Padat | Padat | Kaca berwarna, paduan logam |
Catatan Khusus: Koloid yang fase terdispersinya gas dalam gas tidak ada, karena gas bercampur sempurna membentuk larutan sejati (homogen).
C. Jenis-Jenis Koloid Berdasarkan Afinitas Fase Terdispersi dan Medium Pendispersi
Berdasarkan pada afinitas (daya tarik) antara fase terdispersi dengan medium pendispersinya koloid dibagi menjadi koloid liofil dan kolid liofob.
Koloid Liofil
"Liofil" berasal dari kata "lio" (cairan) dan "filia" (cinta)
Ciri utama: Memiliki afinitas/ daya tarik yang kuat antara fase terdispersi dengan medium pendispersi
Sifat Koloid Liofil:
- Partikel terdispersi dapat mengadsorpsi molekul medium pendispersi
- Membentuk lapisan solvatasi yang melindungi partikel
- Secara spontan membentuk sistem koloid ketika dicampur dengan medium pendispersi
- Relatif stabil dan tidak mudah terkoagulasi
- Viskositas lebih besar daripada medium pendispersi
- Efek Tyndall lemah
- Bersifat reversibel (dapat diubah kembali)
Contoh Koloid Liofil: protein dalam air, kanji dalam air, agar-agar, gelatin
Koloid Liofob
"Liofob" berasal dari kata "lio" (cairan) dan "fobia" (takut)
Ciri utama: Memiliki afinitas/ daya tarik yang lemah antara fase terdispersi dengan medium pendispersi
Sifat Koloid Liofob:
- Partikel terdispersi tidak dapat mengadsorpsi molekul medium pendispersi
- Tidak membentuk lapisan solvatasi
- Membutuhkan metode khusus untuk pembentukannya
- Kurang stabil dan mudah terkoagulasi dengan penambahan sedikit elektrolit
- Viskositas hampir sama dengan medium pendispersi
- Efek Tyndall kuat
- Bersifat irreversibel (tidak dapat diubah kembali)
Contoh Koloid Liofob: sol emas, sol belerang, sol Fe(OH)3, sol As2S3
Perbedaan Mendasar
Perbedaan utama terletak pada interaksi partikel-medium. Koloid liofil memiliki interaksi yang kuat sehingga stabil secara alami, sedangkan koloid liofob memiliki interaksi lemah sehingga membutuhkan stabilisator untuk mencegah penggumpalan.
Catatan: Istilah "lio" sebenarnya merujuk pada cairan, tetapi dalam praktiknya klasifikasi ini juga diterapkan untuk sistem dengan medium pendispersi gas (aerosol) atau padat.
Perbandingan Koloid Liofil dan Liofob
| Karakteristik | Koloid Liofil | Koloid Liofob |
|---|---|---|
| Afinitas terhadap medium |
Besar | Kecil |
| Kestabilan | Stabil | Kurang stabil |
| Viskositas | Lebih besar daripada medium |
Hampir sama dengan medium |
| Efek Tyndall | Lemah | Kuat |
| Reversibilitas | Reversibel | Irreversibel |
| Contoh | Kanji, agar-agar, protein |
Sol emas, sol belerang, sol Fe(OH)3 |
D. Sifat-Sifat Koloid
Koloid memiliki sifat khas yang membedakannya dari sistem lain. Berikut penjelasan detail:
1. Efek Tyndall
Ketika sinar cahaya dilewatkan melalui koloid, cahaya akan tersebar oleh partikel koloid, sehingga terlihat seperti berkas cahaya. Ini tidak terjadi pada larutan sejati. Contoh: sinar laser melalui susu.
2. Gerak Brown
Partikel koloid bergerak secara acak dan zig-zag karena tumbukan dengan molekul medium pendispersi. Ditemukan oleh Robert Brown. Gerak ini dapat diamati dengan mikroskop ultramikroskop.
3. Adsorpsi
Partikel koloid dapat menarik dan menahan molekul atau ion pada permukaannya. Ini berbeda dengan absorpsi (penyerapan ke dalam). Contoh: arang aktif mengadsorpsi racun.
4. Elektroforesis
Partikel koloid bermuatan listrik dan dapat bergerak ke elektroda tertentu dalam medan listrik. Ini menunjukkan bahwa koloid bisa bermuatan positif atau negatif. Contoh: partikel protein dalam susu bermuatan negatif.
5. Koagulasi
Proses penggumpalan partikel koloid menjadi agregat yang lebih besar, sehingga mengendap. Penyebab: penambahan elektrolit, pemanasan, atau pencampuran koloid bermuatan berbeda. Contoh: penambahan tawas (Al2(SO4)3) ke air keruh untuk menggumpalkan kotoran.
6. Dialisis
Pemisahan koloid dari pengotor menggunakan membran semipermeabel. Contoh: pembersihan koloid dalam industri farmasi.
E. Pembuatan Koloid
Koloid dapat dibuat dengan dua metode utama: dispersi dan kondensasi.
1. Metode Dispersi
Mengubah partikel besar menjadi partikel koloid:
- Cara Mekanik: Menggunakan penggiling koloid (colloid mill).
Contoh:
Membuat sol belerang dengan menggiling serbuk belerang dan dicampur air.
Pembuatan cat.
- Cara Elektrik (Busur Bredig): Logam dialiri arus listrik (loncatan busur) sambil direndam
dalam medium pendispersi. Deatailnya busur listrik antara dua elektroda logam yang dicelupkan ke air untuk
memecah logam menjadi partikel koloid melalui panas dan ledakan listrik.
Contoh:
Digunakan untuk membuat sol logam (Ag, Au). - Cara Peptisasi: Pemecahan gumpalan besar partikel dengan penambahan zat pemeptisasi
(elektrolit yang mengandung ion sejenis).
Contoh:
Pembuatan sol Al(OH)3 dari endapan Al(OH)3 dengan FeCl3. - Cara Ultrasonik: Gelombang suara tinggi memecah partikel, caranya dengan menggetarkan dan
memecah suspensi kasar menjadi partikel kecil tanpa melibatkan listrik langsung.
Contoh:
Pembuatan sol logam seperti sol emas atau sol perak, di mana suspensi kasar logam dalam air dipecah menjadi partikel ukuran koloid menggunakan gelombang ultrasonik.
- Cara Homogenisasi: Menggunakan mesin homogenisator.
Contoh:
Pembuatan susu.
2. Metode Kondensasi
Menggabungkan molekul kecil menjadi partikel koloid:
- Reaksi Kimia: Reaksi redoks, hidrolisis, dan dekomposisi rangkap.
- Reaksi Redoks: Reaksi yang melibatkan perubahan bilangan oksidasi.
Contoh:
Pembuatan sol belerang:
2H2S + SO2 → 3S + 2H2O
Pembuatan sol emas (Au):
2AuCl3 + 3SnCl2 → 2Au + 3SnCl4 - Reaksi Hidrolisis: Reaksi dengan air.
Contoh:
Pembuatan sol Fe(OH)3 menghidrolisis FeCl3 dengan mereaksikan FeCl3 dengan air panas.
FeCl3 + 3H2O → Fe(OH)3 + 3HCl - Reaksi Dekomposisi Rangkap:
Contoh:
Pembuatan sol As2S3.
2H3AsO3 + 3H2S → As2S3 (koloid) + 6H2O
- Reaksi Redoks: Reaksi yang melibatkan perubahan bilangan oksidasi.
- Penggantian Pelarut: Mencampurkan zat yang mudah larut dalam satu pelarut (misalnya
alkohol) ke pelarut lain (misalnya air) di mana zat tersebut kurang larut.
Contoh:
Sol belerang dibuat dengan melarutkan belerang dalam alkohol, lalu dituangkan ke dalam air. - Kondensasi Fisik: Penguapan dan pendinginan.
Contoh: pembuatan kabut.
F. Aplikasi Koloid dalam Kehidupan Sehari-hari
Koloid memiliki banyak aplikasi praktis:
- Industri Makanan: Emulsi dalam mayones, gel dalam jelly, busa dalam es krim.
- Obat-obatan: Koloid perak untuk antiseptik, emulsi untuk obat cair.
- Pembersihan Air: Koagulasi dengan tawas untuk mengendapkan kotoran.
- Industri Karet: Lateks sebagai koloid alami dari getah karet.
- Fotografi: Emulsi perak halida pada film foto.
- Kosmetik: Krim dan lotion sebagai emulsi.
- Lingkungan: Aerosol dalam penyemprot insektisida, adsorpsi pada filter udara.
Dalam konteks Indonesia, koloid relevan dalam pengolahan air sungai yang keruh menggunakan tawas, atau dalam industri makanan tradisional seperti pembuatan tahu (koagulasi protein kedelai dengan MgSO4).
G. Rangkuman
- Koloid adalah sistem dispersi dengan ukuran partikel 1-100 nm
- Sistem koloid terdiri dari fase terdispersi dan medium pendispersi
- Sifat khas koloid: efek Tyndall, gerak Brown, adsorpsi, koagulasi, elektroforesis, dan dialysis
- Koloid dapat dibuat dengan cara kondensasi dan dispersi
- Berdasarkan afinitas terhadap medium, koloid dibedakan menjadi liofil dan liofob
- Koloid memiliki banyak penerapan dalam kehidupan sehari-hari dan industri
Tidak ada komentar:
Posting Komentar