Rangkuman Materi Koloid SMA (Kelas XI)

Halo sobat AnandaFikri lama tak ketemu ya, sudah cukup lama saya tidak posting di blog ini. Setelah sekarang ada waktu senggang dan ada materi tugas yang menarik maka saya akan menuliskan ringkasan / rangkuman materi koloid SMA kelas XI silahkan simak ya......


-->

A.     Perbedaan Koloid, Larutan, Suspensi

Koloid

Larutan

Suspensi

Ø  2 Fase Ø  Heterogen Ø  Ukuran <10-7>10-5cm Ø  Tidak dapat disaring, kecuali dengan penyaring ultra Ø  Stabil, tidak memisah Ø  Contohnya:   Tepung kanji dalam air, Mayones, Debu di udara

Ø  1 Fase Ø  Homogen Ø  Ukuran <10-7>10-5cm Ø  Tidak dapat disaring Ø  Stabil, tidak memisah Ø  Contohnya: Larutan gula, larutan garam, Udara bersih

Ø  3 Fase Ø  Heterogen Ø  Ukuran <10-7>10-5cm Ø  Dapat disaring Ø  Tidak stabil, memisah Ø  Contohnya : Campuran pasir dan air, Sel darah merah dan plasma putih dalam plasma darah.

B.     Jenis Koloid

Berdasarkan  fase terdispersi dan fase pendispersinya, koloid dikelompokkan menjadi 8 jenis koloid, seperti yang tercantum dalam tabel berikut.

No

Fase Terdispersi

Medium Pendispersi

Nama Koloid

Contoh

1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8.

Padat Padat Padat Cair Cair Cair Gas Gas

Padat Cair Gas Gas Cair Padat Cair Padat

Sol padat Sol Aerosol padat Aerosol cair Emulsi Emulsi padat Buih/busa Buih padat

Gelas berwarna, intan hitam, paduan logam Sol emas, sol belerang, tinta, cat, tanah liat Asap (smoke), debu Kabut (fog), awan, embun Susu, santan, minyak ikan, mayonaise Jelly, mutiara, keju, mentega, nasi Buih sabun, krim kocok, pasta Karet busa, batu apung, styrofoam, kerupuk

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 Koloid dan Penerapannya

Sistem koloid mempunyai sifat yang khas, seperti efek Tyndall, gerak Brown, adsorpsi, muatan koloid dan elektroforesis, koagulasi, dan pelindung. Kalian dapat lebih memahami sifat-sifat sistem koloid tersebut pada uraian berikut.
1. Efek Tyndall
Salah satu cara yang termudah untuk mengenali koloid dengan menjatuhkan seberkas cahaya kepada objek. Larutan sejati akan meneruskan cahaya, sedangkan sistem koloid akan menghamburkan cahaya.
Contohnya adalah cahaya matahari yang masuk rumah melewati celah akan terlihat jelas. Hal itu dikarenakan partikel debu yang berukuran koloid akan menghamburkan sinar yang datang. Sifat penghamburan cahaya oleh sistem koloid ditemukan oleh seorang ahli fisika Inggris, John Tyndall (1820-1893). Oleh karena itu, sifat ini disebut efek Tyndall. Efek Tyndall merupakan salah satu hal yang membedakan antara larutan sejati dan sistem koloid.
Air dan minyak zaitun, masing-masing dapat tembus cahaya, tetapi jika keduanya dicampurkan akan terbentuk sistem koloid seperti susu. Campuran ini dapat menghamburkan cahaya.
Efek Tyndall juga dapat menjelaskan mengapa langit pada siang hari berwarna biru sedangkan pada saat matahari terbenam, langit di ufuk barat berwarna jingga atau merah. Hal itu disebabkan oleh penghamburan cahaya matahari oleh partikel koloid di angkasa dan tidak semua frekuensi dari sinar matahari dihamburkan dengan intensitas sama. Jika intensitas cahaya yang dihamburkan berbanding lurus dengan frekuensi, maka pada waktu siang hari ketika matahari melintas di atas kita frekuensi paling tinggi (warna biru) yang banyak dihamburkan, sehingga kita melihat langit berwarna biru. Sedangkan ketika matahari terbenam, hamburan frekuensi rendah (warna merah) lebih banyak dihamburkan, sehingga kita melihat langit berwarna jingga atau merah. Mengapa pada siang hari di dalam rumah cukup terang padahal cahaya matahari tidak masuk ke dalam rumah?
Pada siang hari, sinar matahari menyinari bumi dan oleh bumi dipantulkan kembali sesuai aturan snelius (cahaya yang datang akan dipantulkan dengan sudut pantul sama dengan sudut datang). Akibat adanya partikel-partikel debu di udara sekitar rumah, sinar matahari akan dipantulkan oleh partikel debu ke segala arah. Selain itu, partikel debu bergerak secara acak, memungkinkan sinar matahari dipantulkan semakin acak. Di dalam rumah yang tidak langsung terkena cahaya matahari akan terang sebagai dampak dari pantulan cahaya matahari oleh partikel debu di udara.
2. Gerak Brown
Mengapa partikel koloid tersebar merata dalam medium pendispersinya dan tidak memisahkan diri meskipun didiamkan? Jika diamati menggunakan mikroskop ultra, maka partikel koloid akan tampak sebagai titik cahaya kecil sesuai dengan sifatnya yang menghamburkan cahaya. Jika pergerakan partikel ini diikuti, maka partikel bergerak terus-menerus dengan gerakan zig-zag. Gerakan acak dari partikel koloid disebut gerak Brown, sesuai dengan nama penemunya yaitu seorang ahli botani Inggris, Robert Brown (1773-1858). Dengan gerakan ini, partikel koloid dapat mengatasi pengaruh gaya gravitasi sehingga tidak akan memisahkan diri dari medium pendispersinya meskipun didiamkan.
Bagaimana gerak Brown bisa terjadi? 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. Pada dasarnya, partikel-partikel semua zat selalu bergerak. Gerakan ini bisa berupa gerakan acak untuk partikel-partikel zat cair dan gas, sedangkan partikel-partikel zat padat hanya bervibrasi di tempat. Untuk sistem koloid dengan medium pendispersi zat cair atau gas, pergerakan partikel-partikelnya akan mengakibatkan tumbukan antara partikel-partikel itu dengan partikel-partikel medium pendispersi. Tumbukan tersebut terjadi dari segala arah. Dengan ukuran partikel yang cenderung kecil, tumbukan-tumbukan itu menghasilkan resultan tumbukan yang tidak seimbang. Hal itu menyebabkan perubahan arah partikel koloid sehingga gerakannya acak.
3. Adsorpsi
Adsorpsi merupakan proses penyerapan permukaan. Hal ini dapat terjadi karena partikel koloid mempunyai permukaan yang luas, sehingga partikel-partikel yang teradsorpsi terkonsentrasi pada permukaan partikel koloid. Partikel koloid (terutama koloid sol), baik partikel netral maupun partikel bermuatan, mempunyai daya adsorpsi yang baik terhadap partikel-partikel pendispersi pada permukaannya. Sifat adsorpsi koloid ini banyak digunakan dalam berbagai proses, yaitu
a. Proses penjernihan air dapat dilakukan dengan menambahkan tawas (Al₂(SO₄)₃) pada air. Di dalam air, Al₂(SO₄)₃ akan terhidrolisis menjadi Al(OH)₃ yang merupakan koloid. Koloid ini dapat mengadsorpsi zat pencemar dalam air serta dapat menggumpalkan lumpur.
b. Pada proses pemurnian gula pasir. Gula yang masih kotor dilarutkan dalam air panas kemudian dialirkan melewati sistem koloid yaitu tanah diatom. Akibatnya, kotoran yang terdapat pada gula akan teradsorpsi sehingga didapatkan gula yang putih bersih.
c. Pada deodoran dan anti perspiran (zat anti keringat). Anti perspiran mengandung senyawa aluminium seperti aluminium klorohidrat (Al₂(OH)₅Cl.2H₂O) yang dapat memperkecil pori keringat. Sedangkan, deodoran mengandung seng peroksida, parfum, dan zat anti septik yang dapat menghentikan aktivitas bakteri sehingga dapat menghilangkan bau tidak sedap.
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 dalam medan 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.
5. Dialisis
Dialisis adalah suatu teknik pemurnian koloid yang didasarkan pada perbedaan ukuran partikel-partikel koloid. Dialisis dilakukan dengan cara menempatkan dispersi koloid dalam kantong yang terbuat dari membran semipermeabel, seperti kertas selofan dan perkamen. Selanjutnya merendam kantong tersebut dalam air yang mengalir. Oleh karena ion-ion atau molekul memiliki ukuran lebih kecil dari partikel koloid maka ion-ion tersebut dapat pindah melalui membran dan keluar dari sistem koloid. Adapun partikel koloid akan tetap berada di dalam kantung membran.
Penerapan Prinsip Dialisis
Air sungai yang mengandung lumpur jika disaring akan membutuhkan waktu yang cukup lama. Akan tetapi, jika Anda memahami teknik dialisis maka menanak nasi menjadi mudah. Beras dimasukkan ke dalam kertas selofan dan dibungkus erat-erat hingga tidak memungkinkan lumpur masuk ke dalam beras. Selanjutnya beras dalam kertas selofan direbus dengan air dari sungai. Kertas selofan merupakan membran yang hanya dapat dilalui oleh partikel berukuran molekul seperti air, sedangkan lumpur yang ukurannya besar tidak dapat menembus membran. Jadi, selama perebusan beras dengan air sungai, lumpurnya akan tetap di luar membran, sedangkan air panas dapat menembus membran dan mematangkan beras.

D. Macam Pembuatan Koloid

1. Pembuatan Koloid dengan Metode Dispersi

Beberapa metode praktis yang biasa digunakan untuk membuat koloid yang tergolong cara dispersi adalah cara mekanik, cara peptisasi, homogenisasi, dan cara busur listrik redig.

a. Pembuatan Koloid dengan Cara Mekanik

Zat-zat yang berukuran besar dapat direduksi menjadi partikel berukuran koloid melalui penggilingan, pengadukan, penumbukan, dan penggerusan. Zat-zat yang sudah berukuran koloid selanjutnya didispersikan ke dalam medium pendispersi. Cara mekanik, contohnya pengilingan kacang kedelai pada pembuatan tahu dan kecap. Pembuatan cat di industri, caranya bahan cat digiling kemudian didispersikan ke dalam medium pendispersi, seperti air. Teknik penumbukan dan pengadukan banyak digunakan dalam pembuatan makanan, seperti kue tart dan mayones. Kuning telur, margarin, dan gula pasir yang sudah dihaluskan, kemudian dicampurkan dan diaduk menjadi koloid. Industri makanan, yaitu pada pembuatan es krim, jus buah, selai dan lainnya. Industri kimia, yaitu pada pembuatan cat, zat pewarna, pasta gigi, dan detergen.

b. Pembuatan Koloid dengan Busur Listrik Bredig

Arus listrik bertegangan tinggi dialirkan melalui dua buah elektrode logam (bahan terdispersi). Kemudian, kedua elektrode itu dicelupkan ke dalam air hingga kedua ujung elektrode itu hampir bersentuhan agar terjadi loncatan bunga api listrik. Loncatan bunga api listrik mengakibatkan bahan elektrode teruapkan membentuk atom-atomnya dan larut di dalam medium pendispersi membentuk sol.

c. Pembuatan Koloid dengan Cara Peptisasi

Dispersi koloid dapat juga diperoleh dari suspensi kasar dengan cara memecah partikel-partikel suspensi secara kimia. Kemudian, menambahkan ion-ion sejenis yang dapat diadsorpsi oleh partikel-partikel koloid sampai koloid menjadi stabil. Koagulasi agregat-agregat yang telah membentuk partikel-partikel berukuran koloid dapat dihambat karena adanya ion-ion yang teradsorpsi pada permukaan partikel koloid (Gambar 9.20). Contohnya, tanah lempung pecah menjadi partikel-partikel berukuran koloid jika ditambah NaOH dan akan menjadi koloid jika didispersikan ke dalam air. Partikel-partikel silikat dari tanah lempung akan mengadsorpsi ion-ion OH^– dan terbentuk koloid bermuatan negatif yang stabil. Cara ini biasa digunakan pada

1. sol Al(OH)₃ dibuat dengan cara menambahkan HCl encer (sedikit) pada endapan Al(OH)₃ yang baru dibuat,
2. sol Fe(OH)₃ dibuat dengan cara menambahkan FeCl₃ pada endapan Fe(OH)₃,
3. sol NiS dapat dibuat dengan cara menambahkan H₂S pada endapan NiS.

d. Pembuatan Koloid dengan Cara Homogenisasi

Pembuatan koloid jenis emulsi dapat dilakukan dengan menggunakan mesin penghomogen sampai berukuran koloid. Cara ini digunakan pada pembuatan susu. Partikel lemak dari susu diperkecil sampai berukuran koloid dengan cara melewatkan melalui lubang berpori dengan tekanan tinggi. Jika ukuran partikel sudah sesuai ukuran koloid, selanjutnya didispersikan ke dalam medium pendispersi.

2. Pembuatan Koloid dengan Metode Kondensasi

Ion-ion atau molekul yang berukuran sangat kecil (berukuran larutan sejati) diperbesar menjadi partikel-partikel berukuran koloid. Dengan kata lain, larutan sejati diubah menjadi dispersi koloid. Pembentukan kabut dan awan di udara merupakan contoh pembentukan aerosol cair melalui kondensasi molekul-molekul air membentuk kerumunan (cluster). Cara kondensasi umumnya dilakukan melalui reaksi kimia. Tiga macam reaksi yang dapat menghasilkan kondensasi adalah reaksi hidrolisis, reaksi redoks, dan reaksi metatesis.

a. Pembuatan Koloid dengan Reaksi Metatesis

Apabila ke dalam larutan natrium tiosulfat ditambahkan larutan asam klorida akan terbentuk partikel berukuran koloid. Persamaan reaksinya sebagai berikut.

Na₂S₂O₃ + 2HCl→2NaCl + H₂SO₃ + S

Partikel berukuran koloid terbentuk akibat belerang beragregat sampai berukuran koloid membentuk sol belerang. Jika konsentrasi pereaksi dan suhu reaksi tidak dikendalikan, dispersi koloid tidak akan terbentuk

sebab partikel belerang akan tumbuh terus menjadi suspensi kasar dan mengendap.

b. Pembuatan Koloid dengan Reaksi Redoks

Sol emas dapat diperoleh melalui reduksi emas(III) klorida dengan formalin. Persamaan reaksinya sebagai berikut.

2AuCl₃ + CH₄O + 3H₂O→2Au + 6HCl + CH₄O₂

Awalnya emas terbentuk dalam keadaan atom-atom bebas, kemudian beragregat menjadi berukuran partikel koloid. Partikel koloid distabilkan oleh ion-ion OH^– yang teradsorpsi pada permukaan partikel koloid. Ionion OH^– ini berasal dari ionisasi air.

c. Pembuatan Koloid dengan Reaksi Hidrolisis

Besi(III) klorida jika dilarutkan dalam air akan mengionisasi air membentuk ion OH^– dan H⁺. Ion-ion OH^– bereaksi dengan besi(III) klorida membentuk besi(III) hidroksida. Persamaan reaksinya sebagai berikut.

FeCl₃ + 3H₂O → Fe(OH)₃ + 3HCl

Ukuran partikel-partikel Fe(OH)₃ yang terbentuk lebih besar dari ukuran larutan sejati, tetapi tidak cukup besar untuk mengendap. Selain itu, koloid Fe(OH)₃ yang terbentuk distabilkan dengan mengadsorpsi ion-ion Fe³⁺ dari larutan.

3. Pembuatan Koloid dengan Pengubahan Medium Pendispersi

Kondensasi dapat terjadi jika kelarutan zat dikurangi dengan cara mengubah pelarut. Contoh, jika larutan belerang jenuh dalam etanol dituangkan ke dalam air, akan terbentuk sol belerang. Hal ini akibat terjadinya penurunan kelarutan belerang dalam campuran air-etanol. Pembentukan larutan koloid dengan cara mengurangi kelarutan dapat diamati pada saat air ditambahkan ke dalam larutan yang mengandung indikator fenolftalein. Akibatnya, akan terbentuk koloid yang berwarna putih seperti susu.

E. Peranan Koloid Dalam Menyelesaikan Masalah Lingkungan

Ø  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).Air keran (PDAM) yang ada saat ini mengandung partikel-partikel koloid tanah liat,lumpur, dan berbagai partikel lainnya yang bermuatan negatif. Oleh karena itu, untuk menjadikannya layak untuk diminum, harus dilakukan beberapa langkah agar partikel koloid tersebut dapat dipisahkan. Hal itu dilakukan dengan cara menambahkan tawas (Al2SO4)3.Ion Al3+ yang terdapat pada tawas tersebut akan terhidroslisis membentuk partikel koloid Al(OH)3 yang bermuatan positif melalui reaksi:

 Al(OH) ³ + 3H⁺→Al³⁺ + 3H₂O

Setelah itu, Al(OH)3 menghilangkan muatan-muatan negatif dari partikel koloid tanah liat/lumpur dan terjadi koagulasi pada lumpur. Lumpur tersebut kemudian mengendap bersama tawas yang juga mengendap karena pengaruh gravitasi.

Ø  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).