MATERI KOLOID

SIFAT-SIFAT KOLOID

















Gambar 1. Contoh-contoh koloid

Koloid sering sekali kita jumpai dalam kehidupan sehari-hari, misalnya susu, santan,

keju, agar-agar dan masih banyak contoh yang lainnya. Sebelumnya kalian telah
mempelajari mengenai sistem koloid. Suatu campuran digolongkan ke dalam sistem

koloid jika memiliki sifat-sifat yang berbeda dengan larutan sejati. Beberapa sifat koloid
yang membedakan koloid dengan larutan sejati antara lain efek tyndall, gerak brown,

adsoprsi dan memiliki muatan listrik positif atau negatif. Adanya muatan listrik pada
koloid ini dapat menyebabkan koloid dapat mengalami koagulasi, elektroforesis, dialisis.

Sedangkan untuk melindungi muatan koloid dapat ditambahkan koloid pelindung.


1) Efek tyndall


















Gambar 2. Peristiwa efek tyndall

Penelitian mengenai sifat koloid terhadap cahaya dilakukan oleh John Tyndall, sehingga
sifat ini disebut dengan efek tyndall. Efek tyndall adalah efek penghamburan cahaya oleh

partikel koloid. Peristiwa dimana jalannya sinar dalam koloid dapat terlihat karena

partikel dapat menghamburkan sinar ke segala arah. Perhatikan gambar berikut :






Gambar 3. Larutan
yang disorot dengan
senter laser








Gambar 4.Koloid
yang disorot dengan

senter laser







Jika cahaya melewati larutan sejati, pengamat yang melihatnya dari arah tegak lurus

terhadap sinar tidak melihat cahaya. Tetapi dalam koloid cahayanya dapat dilihat dengan
mudah. Mengapa berkas cahaya dapat terlihat di dalam koloid sedangkan pada larutan

sejati tidak? Hal ini berkaitan dengan ukuran partikel-partikel yang terdapat di dalam
-7
koloid. Larutan sejati memiliki ukuran partikel yang sangat kecil yaitu kurang dari 10 cm
sedangkan partikel koloid memiliki ukuran partikel yang relatif lebih besar dibandingkan
-5
-7
dengan larutan sejati yakni antara 10 cm – 10 cm.Ketika cahaya senter laser
dilewatkan ke dalam sistem koloid maka cahaya tersebut akan dipantulkan oleh partikel-

partikel koloid ke segala arah sehingga tampak seperti hamburan cahaya (perhatikan
gambar 4). Hal inilah yang dikenal sebagai efek tyndall. Efek tyndall dapat digunakan

untuk membedakan larutan sejati dan koloid.


Gejala efek tyndall juga sering dijumpai dalam kehidupan sehari-sehari. Misalnya berkas
sinar dari proyektor film tampak jelas di bioskop jika terdapat asap rokok. Jika kalian

mengendarai kendaraan bermotor dan melewati jalan yang berkabut maka cahaya

kendaraan bermotor akan dihamburkan oleh kabut sehingga cahaya lampu tampak lebih
terang. Efek Tyndall juga dapat menerangkan mengapa langit pada siang hari berwarna

biru, sedangkan ketika matahari terbenam di ufuk barat berwarna jingga atau merah. Hal
tersebut dikarenakan penghamburan cahaya matahari oleh partikel-partikel koloid di

angkasa, dan tidak semua frekuensi sinar matahari dihamburkan dengan intensitas yang

sama.

2) Gerak Brown

Jika mikroskop optik diarahkan pada suatu dispersi koloid dengan arah tegak lurus

terhadap berkas cahaya yang dilewatkan maka akan tampak partikel-partikel koloid.
Akan tetapi, partikel yang tampak bukan sebagai partikel dengan bentuk yang tegas

melainkan bintik-bintik terang. Dengan mengikuti gerakan bintik-bintik cahaya, Anda
dapat melihat bahwa partikel koloid bergerak terus menerus secara acak menurut jalan

yang zig-zag. Gerakan acak partikel koloid dalam suatu medium disebut gerak Brown.















Berkas cahaya
Gambar 5. Pengamatan gerak brown partikel koloid

Robert Brown tidak dapat menjelaskan mengapa partikel koloid dapat bergerak acak dan

berliku. Akhirnya, pada 1905, gerakan seperti itu dijelaskan secara matematika oleh
Albert Einstein. Einstein menunjukkan bahwa partikel yang bergerak dalam suatu

medium akan menunjukkan suatu gerakan acak seperti gerak Brown akibat tumbukan

antarpartikel yang tidak merata.

3) Adsorpsi

Zat-zat yang terdispersi dalam sistem koloid dapat memiliki sifat listrik pada
permukaannya. Sifat ini menimbulkan gaya van der waals bahkan ikatan valensi yang

dapat mengikat partikel-partikel zat asing. Gejala penempelan zat asing pada

permukaan partikel koloid disebut adsorpsi Zat-zat teradsorpsi dapat terikat kuat
membentuk lapisan yang tebalnya tidak lebih dari satu atau dua lapisan partikel. Jika

permukaan partikel koloid mengadsorpsi suatu anion maka koloid akan bermuatan
negatif. Jika permukaan partikel koloid mengadsorpsi suatu kation maka koloid akan

bermuatan positif. Jika yang diadsorpsi partikel netral, koloid akan bersifat netral. Oleh

karena kemampuan partikel koloid dapat mengadsorpsi partikel lain maka sistem koloid
dapat membentuk agregat sangat besar berupa jaringan, seperti pada jel. Sebaliknya,

agregat (gumpalan) yang besar dapat dipecah menjadi agregat kecil-kecil seperti pada sol.
















Gambar 6. Proses adsorpsi oleh partikel koloid


4) Elektroforesis
Oleh karena zat-zat terdispersi dalam sistem koloid dapat memiliki muatan lisrik maka

zat tersebut dalam medan listrik dapat bergerak ke arah elektrode yang berlawanan
muatan. Migrasi partikel koloid dalammedan listrik disebut peristiwa elektroforesis.

Elektroforesis banyak digunakan dalam industri, misalnya pelapisan antikarat (cat) pada

badan mobil. Partikel-partikel cat yang bermuatan listrik dioleskan pada badan mobil
yang dialiri muatan listrik berlawanan dengan muatan cat. Pelapisan logam dengan cat

secara elektroforesis lebih kuat dibandingkan cara konvensional seperti pakai kuas.

Elektroforesis Gel






5) Koagulasi
Partikel-partikel koloid dalam sol memiliki muatan yang sama sehingga antar partikel ini

terjadi tolak menolak yang menyebabkan partikel-partikel sol berada dalam posisi yang
saling berjauhan. Namun demikian, jika muatannya dihilangkan, koloid-koloid akan

bergabung membentuk agregat (gumpalan) dan selanjutnya mengendap. Proses

pembentukan endapan ini disebut koagulasi. Ada beberapa faktor yang dapat
menyebabkan terjadinya koagulasi koloid antara lain :


- Penambahan elektrolit

Ketika elektrolit ditambahkan pada sol, partikel-partikel koloid akan mengadsorpsi ion-
ion dengan muatan berlawanan. Dalam proses ini, muatan partikel-partikel koloid

dinetralkan oleh ion-ion dengan muatan berlawanan menghasilkan partikel-partikel netral

berukuran lebih besar dan dapat mengendap. Sebagai contoh, jika natrium klorida

+
ditambahkan pada sol negative As2S3, ion-ion Na akan menetralkan partikel-partikel
bermuatan negative dan selanjutnya bergabung membentuk endapan berwarna kuning.

Kapasitas koagulasi elektrolit bergantung pada muatan ion dan sifat koloid sol. Pengaruh
pengendapan bertambah dengan bertambahnya muatan (negative atau positif) ion. Jumlah

minimum elektrolit yang diperlukan agar terjadi pengendapan sebanyak satu liter larutan

koloid disebut sebagai nilai flokulasi atau nilai koagulasi.

- Penambahan koloid dengan muatan yang berbeda

Koloid negatif akan bergabung dengan koloid positif membentuk endapan koloid netral.

Sebagai contoh koagulasi koloid dapat terjadi jika sol Fe(OH)3 (koloid positif) dicampur
dengan sol As2S3 (koloid negatif).


- Pemanasan

Sol liofobik juga dapat dikoagulasi melalui pemanasan. Proses ini terjadi karena
frekuensi tabrakan partikel-partikel makin banyak dan makin dahsyat dengan peningkatan

suhu, sehingga partikel-partikel bergabung membentuk endapan. Sebagai contoh,
albumin telur, suatu koloid hidrofobik, terkoagulasi dalam air panas atau minyak panas

melalui perebusan atau penggorengan telur.


- Elektroforesis
Dengan pengaruh medan listrik, partikel-partikel koloid bergerak ke arah elektrode

dengan muatan yang berlawanan. Jika proses ini dilakukan dalam jangka waktu yang

lama, partikel-partikel koloid akan kontak dengan elektrode dan kehilangan muatannya
yang akhirnya mengendap.


6) Koloid liofob dan koloid liofol

Saat kelas VII SMP, kalian telah mempelajari cara kerja sabun, bukan? Kotoran yang
menempel pada pakaian biasanya terdiri atas dua macam, yakni yang dapat larut dan yang

tidak dapat larut dalam air, seperti lemak dan minyak. Sabun memiliki dua sifat, yakni
hidrofil dan hidrofob. Sifat hidrofob dari sabun akan mengemulsi minyak dan lemak,

sedangkan sifat hidrofil sabun akan berikatan dengan air melalui ikatan hidrogen. Akibat
adanya gaya tarik-menarik tersebut, maka tegangan permukaan minyak dan lemak

dengan pakaian jadi turun sehingga lemak dan minyak akan tertarik oleh molekul-

molekul air. Sabun merupakan salah satu contoh koloid yang medium pendispersinya
cair. Berdasarkan interaksi antara zat terdispersi dan medium pendispersinya, sistem

koloid yang memiliki medium dispersi cair dibedakan menjadi dua macam, yaitu koloid
liofil dan koloid liofob. Bila medium pendispersinya air, koloid yang partikel-partikel

terdispersinya menarik medium pendispersi disebut koloid hidrofil.Peristiwa ini

disebabkan oleh adanya Gaya Van der Waals. Adapun koloid yang partakel-partikel
terdispersinya tidak suka menarik medium pendispersinya disebut koloid hidrofob.

Adanya kedua sifat hidrofil dan hidrofob dari koloid ini dimanfaatkan dalam pembuatan
sabun pada proses pencucian pakaian. Contoh koloid hidrofil yang lain adalah deterjen,

sabun, kanji, gelatin, dan agar-agar. Sedangkan contoh koloid hidrofob adalah Fe(OH)3,

sol emas, dan sol-sol logam.

Tabel 1. Perbedaan koloid liofil dan koloid liofob
No Koloid liofol Koloid liofob

1. Daya absorpsi terhadap Daya absorpsi terhadap
mediumnya kuat mediumnya lemah
2. Efek Tyndall kurang jelas terlihat Efek Tyndall jelas terlihat

3. Viskositas (kekentalan) lebih Viskositas (kekentalan) lebih
besar dari mediumnya kecil dari Mediumnya
4. Tidak mudah menggumpal Mudah menggumpal

5. Bersifat reversibel Bersifat irreversibel
6. Stabil Kurang stabil

7. Terdiri atas zat organik Terdiri atas zat non-organik


7) Koloid pelindung
Koloid pelindung adalah suatu koloid yang ditambahkan pada koloid lain agar

diperoleh koloid yang stabil, tapi tidak menyebabkan koagulasi karena melapisi

partikel koloid sehingga melindungi muatan koloid.


a. Pembuatan Koloid

Ada dua cara pembuatan system koloid, yaitu;

1) Cara Kondensasi
Cara kondensasi ialah cara pembuatan koloid dari partikel kecil (larutan) menjadi

partikel koloid. Pada proses kondensi, molekul-molekul dari larutan direaksikan
sehingga menghasilkan suatu senyawa yang sukar larut dalam air untuk kemudian

membentuk partikel koloid.


Cara kondensasi ini merupakan cara kimia, yaitu melalui reaksi redoks, reaksi

hidrolisis, dekomposisi rangkap, dan pergantian pelarut.

a) Reaksi Redoks
Pada reaksi ini, terjadi perubahan bilangan oksidasi.

Contoh:
- Pembuatan sol belerang dari reaksi redoks gas H2S dengan larutan SO2

2H2S(g) + SO2(aq) → 3S(s) + 2H2O(l)
- Pembuatan sol emas dari larutan AuCl3 dengan larutan encer formalin (HCHO)

AuCl3(aq) + 3FeSO4(aq) → Au(s) + Fe2(SO4)2(aq) + FeCl3(aq)

atau
2AuCl3(aq) + 3HCOH + 3H2 → 2Au(s) + 6HCl(aq) +3HCOOH(aq)

b) Reaksi Hidrolisis
Sol senyawa hidrolisis yang sukar larut, seperti Fe(OH)3 dan Al(OH)3, dapat dibuat

dari reaksi hidrolisis.
Contoh:

- Pembuatan sol Fe(OH)3 dengan penguraian garam FeCl2 mengunakan air mendidih

FeCl2(aq) + H2O(l) → Fe(OH)3 + 3HCl(aq)
- Pembuatan sol Al(OH)3 dengan penguaian AlCl3 atau Al2(SO4)3 dalam air.

AlCl3(aq) + 3H2O(l) → Al(OH)3(s) + 3HCl(aq)


c) Reaksi Dekomposisi Rangkap/Substitusi/Pemindahan
Contoh:

- Pembuatan sol As2S3 dengan mengalirkan gas H2S ke dalam larutan asam arsenit
(H3AsO3) yang encer.

2H3AsO3(aq) + 3H2S(g) → As2S3(s) + 6H2O(l)

- Pembuatan sol AgCl dari larutan AgNO3 dengan larutan NaCl encer.

AgNO3(aq) + NaCI(aq) → AgCl (s) + NaNO3


d) Reaksi Pergantian Pelarut
Contoh:

Pembuatan sol belerang dari larutan beterang dalam alkohol ditambah dengan air

e) Reaksi Penggaraman

Beberapa sol garam yang sukar larut seperti AgCl, AgBr, PbI2, PbSO4, dan BaSO4

dapat membentukpartikel koloid dengan pereaksi yang encer.


2) Cara Dispersi
Cara dispersi ialah pembuatan partikel koloid dari partikel kasar (suspensi) menjadi

partikel koloid. Cara dispersi ini merupakan cara fisika, yaitu cara mekanik, peptisasi,
busur Bredig, dan ultrasonik.


a) Cara Mekanik

Cara ini dilakukan dengan penghalusan zat padat serta dengan pengadukan atau
pengocokan untuk zat cair. Setelah diperoleh partikel yang kehalusannya sesuai

koloid, lalu didispersikan ke dalam medium. Agar partikel padat itu tidak terendap,

maka perlu ditambahkan zat penstabil.

Cara mekanik banyak dilakukan dalam dunia industri, seperti dalam pembuatan lotion
dan pembuatan cat.

b) Cara Peptisasi

Cara ini berfungsi untuk mengubah endapan atau memecahkan partikel besar menjadi
partikel koloid. Endapan atau partikel-partikel kasar itu dipecah-pecah menjadi

partikel koloid dengan menambahkan zat elektrolit.

Cara ini, antara lain, terjadi pada pembuatan sol belerang dari endapan nikel sulfida

(NiS) dengan bantuan gas HS

c) Cara Busur Bredig

Cara busur Bredig merupakan cara untuk memecahkan zat padat (ogam menjadi)

partikel koloid. Cara ini dilakukan dengan menggunakan arus listrik tegangan. tinggi.
Cara busur Bredig, antara lain, digunakan dalam pembuatan kawat-kawat logam.

Cara ini diawali dengan pembuatan logam yang hendak dibuat soalnya menjadi dua
kawat, yang keduanya berfungsi sebagai elektroda. Kemudian logam-logam itu

dicelupkan ke dalam air untuk kemudian diberi loncatan listrik di antara kedua

ujungnya kawat. Logam sebagian akan luntur atau mendebu ke dalam air sehingga
terbentuklah sol logam.


d) Cara Ultrasonik
Cara ini hampir sama dengan cara busur Bredig, yaitu sama-sama berfungsi dalam

pembuatan sol logam. Kalau busur Bredig menggunakan arus listrik tegangan tinggi,
maka cara ultrasonik menggunakan energi bunyi

berfrekuensi sangat tinggi, yaitu di atas 20.000 Hz.

b. Kegunaan Dan Peranan Koloid

1) Mengurangi polusi udara
Gas buangan pabrik yang mengandung asap dan

partikel berbahaya dapat diatasi dengan menggunakan
alat yang disebut pengendap cottrel. Prinsip kerja alat

ini memanfaatkan sifat muatan dan penggumpalan

koloid sehingga gas yang dikeluarkan ke udara telah
bebas dari asap dan partikel berbahaya.


Asap dari pabrik sebelum meninggalkan cerobong asap dialirkan melalui ujung-
ujung logam yang tajam dan bermuatan pada tegangan tinggi (20.000 sampai

75.000 volt). Ujung-ujung 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

lainnya. Pengendap Cottrel ini banyak digunakan dalam industri untuk dua tujuan,
yaitu mencegah polusi udara oleh buangan beracun dan memperoleh kembali debu

yang berharga (misalnya debu logam).

2) Penggumpalan Lateks

Getah karet dihasilkan dari pohon karet atau hevea. Getah karet merupakan sol, yaitu
dispersi koloid fase padat dalam cairan. Karet alam merupakan zat padat yang

molekulnya sangat besar (polimer). Partikel karet alam terdispersi sebagai partikel
koloid dalam sol getah karet. Untuk mendapatkan karetnya, getah karet harus

dikoagulasikan agar karet menggumpal dan terpisah dari medium pendispersinya.

Untuk mengkoagulasikan getah karet, biasanya digunakan asam formiat; HCOOH
atau asam asetat; CH3COOH. Larutan asam pekat itu akan merusak lapisan pelindung

yang mengelilingi partikel karet. Sedangkan ion-ion H+-nya akan menetralkan muatan
partikel karet sehingga karet akan menggumpal.


Selanjutnya, gumpalan karet digiling dan dicuci lalu diproses lebih lanjut sebagai
lembaran yang disebut sheet atau diolah menjadi karet remah (crumb rubber). Untuk

keperluan lain, misalnya pembuatan balon dan karet busa, getah karet tidak
digumpalkan melainkan dibiarkan dalam wujud cair yang disebut lateks. Untuk

menjaga kestabilan sol lateks, getah karet dicampur dengan larutan amonia; NH3.

Larutan amonia yang bersifat basa melindungi partikel karet di dalam sol lateks dari
zat-zat yang bersifat asam sehingga sol tidak menggumpal.


3) Membantu Pasien Gagal Ginjal

Proses dialisis untuk memisahkan partikel-partikel koloid dan zat terlarut merupakan

dasar bagi pengembangan dialisator. Penerapan dalam kesehatan adalah sebagai mesin
pencuci darah untuk penderita gagal ginjal. Ion-ion dan molekul kecil dapat melewati

selaput semipermiabel dengan demikian pada akhir proses pada kantung hanya

tersisa koloid saja. Dengan melakukan cuci darah yang memanfaatkan prinsip dialisis
koloid, senyawa beracun seperti urea dan keratin dalam darah penderita gagal ginjal

dapat dikeluarkan. Darah yang telah bersih kemudian dimasukkan kembali ke tubuh
pasien.


4) Penjernihan Air

Untuk memperoleh air bersih perlu dilakukan upaya penjernihan air. Kadang-kadang
air dari mata air seperti sumur gali dan sumur bor tidak dapat dipakai sebagai air

bersih jika tercemari. Air permukaan perlu dijernihkan sebelum dipakai. Upaya

penjernihan air dapat dilakukan baik skala kecil (rumah tangga) maupun skala besar
seperti yang dilakukan oleh Perusahaan Daerah Air Minum (PDAM). Pada dasarnya

penjernihan air itu dilakukan secara bertahap. Mula-mula mengendapkan atau
menyaring bahan-bahan yang tidak larut dengan saringan pasir. Kemudian air yang

telah disaring ditambah zat kimia, misalnya tawas atau aluminium sulfat dan kapur

agar kotoran menggumpal dan selanjutnya mengendap, dan kaporit atau kapur klor
untuk membasmi bibit-bibit penyakit. Air yang dihasilkan dari penjernihan itu,

apabila akan dipakai sebagai air minum, harus dimasak terlebih dahulu sampai
mendidih beberapa saat lamanya.


Untuk memperjelas tentang penjernihan air perhatikan gambar 9.13 berikut!

















Proses pengolahan air tergantung pada mutu baku air (air belum diolah), namun
pada dasarnya melalui 4 tahap pengolahan. Tahap pertama adalah pengendapan, yaitu

air baku dialirkan perlahan-lahan sampai benda-benda yang tak larut mengendap.
Pengendapan ini memerlukan tempat yang luas dan waktu yang lama. Benda-benda

yang berupa koloid tidak dapat diendapkan dengan cara itu.

Pada tahap kedua, setelah suspensi kasar terendapkan, air yang mengandung koloid

diberi zat yang dinamakan koagulan. Koagulan yang banyak digunakan adalah
aluminium sulfat, besi(II)sulfat, besi(III)klorida, dan klorinasi koperos

(FeCl2Fe2(SO4)3). Pemberian koagulan selain untuk mengendapkan partikel-partikel

koloid, juga untuk menjadikan pH air sekitar 7 (netral). Jika pH air berkisar antara

5,5–6,8, maka yang digunakan adalah aluminium sulfat, sedangkan untuk senyawa
besi sulfat dapat digunakan pada pH air 3,5–5,5.


Pada tahap ketiga, air yang telah diberi koagulan mengalami proses pengendapan,

benda-benda koloid yang telah menggumpal dibiarkan mengendap. Setelah mengalami

pengendapan, air tersebut disaring melalui penyaring pasir sehingga sisa endapan yang
masih terbawa di dalam air akan tertahan pada saringan pasir tersebut.


Pada tahap terakhir, air jernih yang dihasilkan diberi sedikit air kapur untuk
menaikkan pHnya, dan untuk membunuh bakteri diberikan kalsium hipoklorit

(kaporit) atau klorin (Cl2).

5) Sebagai Deodoran

Deodoran mengandung aluminium klorida yang dapat mengkoagulasi atau
mengendapkan protein dalam keringat.endapan protein ini dapat menghalangi kerja

kelenjer keringat sehingga keringat dan potein yang dihasilkan berkurang.



6) Sebagai Bahan Makanan dan Obat
Ada zat-zat yang tidak larut dalam air sehingga harus dikemas dalam bentuk koloid

sehingga mudah diminum. Contohnya obat dalam bentuk kapsul.

7) Sebagai Bahan Kosmetik

Ada berbagai bahan kosmetik kosmetik berupa padatan, tetapi lebih baik digunakan
dalam bentuk cairan. Untuk itu biasanya dibuat berupa koloid dengan tertentu.


8) Sebagai Bahan Pencuci
Prinsip koloid juga digunakan dalam proses pencucian dengan sabun dan detergen.

Dalam pencucian dengan sabun atau detergen, sabun/ detergen berfungsi sebagai
emulgator. Sabun/detergen akan mengemulsikan minyak dalam air sehingga kotoran-

kotoran berupa lemak atau minyak dapat dihilangkan dengan cara pembilasan dengan

air.