Sistem Koloid

A. Sistem dispersi

Sistem dispersi adalah pencampuran antara fase terdispersi dengan medium pendium pendispersi yang bercampur secara merata. Macam-macam sistem dispersi sebagai berikut.

1. Larutan sejati

      Larutan sejati adalah campuran dari zat padat atau zat cair sebagai fase terdispersi dengan medium pendispersi air, di mana fase terdispersinya larut dengan sempurna sehingga dihasilkan suatu larutan yang homogen.

2. Koloid

      Koloid adalah campuran homogen antara fase terdispersi dan medium pendispersi, tetapi fase terdispersinya bukan dalam bentuk molekuler, melainkan gabungan dari beberapa molekul.

3. Suspensi

      Suspensi adalah campuran heterogen antara fase terdispersi (umumnya berupa padatan) dalam medium pendispersi (umumnya berupa air).

Berikut perbedaan antara larutan sejati, koloid, dan suspensi kasar.

Larutan Sejati (Dispersi molekuler)	Koloid	Suspensi Kasar
Homogen, tidak dapat dibendakan meskipun dengan memakai mikroskop ultra	Tampak homogen, tetapi jika dilihat dengan mikroskop ultra tampak heterogen	Heterogen
Jernih	Tidak jernih	Tidak jernih
Satu fase	Satu fase	Dua fase
Tidak dapat disaring	Dapat disaring dengan kertas saring ultra	Dapat disaring dengan kertas saring biasa
Stabil (tidak memisah)	Umumnya stabil	Tidak stabil
Diameter partikel <10-7	Diameter partikel 10-7 – 10-5 cm	Diameter partikel > 10-5 cm

B. Sistem Koloid

Macam-macam sistem koloid sebagai berikut.

Sistem Koloid	Fase Terdispersi	Fase Pendispersi	Contoh
Busa atau buih	Gas	Cair	Busa sabun, ombak, minuman berkarbonasi
Busa padat atau buih padat	Gas	Padat	Batu apung, lava, karet busa, biskuit
Aerosol cair	Cair	Gas	Kabut, hairspray, obat semprot
Emulsi cair	Cair	Cair	Susu, santan, minyak ikan, es krim, mayones
Gel (emulsi padat)	Cair	Padat	Keju, mentega, selai, agar-agar, lateks, mutiara, semir padat, lem padat, nasi
Aerosol padat	Padat	Gas	Asap, debu, buangan knalpot
Sol	Padat	Cair	Kanji, cat, tinta, putih telur, protoplasma, air lumpur, semir cair, lem cair, lotion, sol emas, sol belerang
Sol padat	Padat	Padat	Perunggu, kuningan, tanah, kaca, permata, intan, gelas warna

C. Sifat-Sifat Koloid

Sifat-sifat dibagi menjadi beberapa macam sebagai berikut.

1. Efek Tyndall

      Efek Tyndall adalah penghamburan cahaya oleh partikel koloid. Contoh berkas sinar matahari yang melalui celah daun pepohonan pada pagi hari yang berkabut akan tampak jelas, serta terjadinya warna biru di langit pada siang hari da warna merah atau jingga di langit pada saat matahari terbenam di ufuk barat.

2. Gerak Brown

      Gerak Brown adalah gerakan acak dari partikel koloid akibat tabrakan dengan partikel medium pendispersinya. Contoh jika susu didiamkan beberapa lama tidak akan membentuk endapan karena adanya gerak acak yang terus-menerus dilakukan partikel koloid.

3. Elektroforesis

      Elektroforesis adalah pergerakan partikel koloid dalam medan listrik.

4. Adsorpsi

      Adsorpsi adalah penyerapan ion atau mikroorganisme oleh permukaan partikel koloid. Contoh penyembuhan sakit perut yang disebabkan oleh bakteri patogen dengan serbuk karbon atau norit, pencelupan serat wol, kapas, atau sutra dalam larutan Al₂(SO₄)₃ atau larutan basa, serta penjernihan air tebu pada pembuatan gula pasir dengan tanah diatomae dan arang tulang.

5. Koagulasi

      Koagulasi adalah penggumpalan partikel koloid oleh pemanasan atau oleh ion yang berlawanan muatan. Contoh pembentukan delta di muara sungai, penggumpalan karet dalam lateks dengan penambahan asam format, penggumpalan asap atau debu dari pabrik denganalat koagulasi listrik dari Cottrel.

6. Dialisis

      Dialisis adalah pemurnian medium pendispersi dari ion-ion yang dapat menggumpalkan partikel koloid menggunakan selaput semipermeabel. Contoh pada proses cuci darah bagi penderita gagal ginjal (blood dialisis) dan pemisahan tepung tapioka dari ion-ion sianida yang terkandung dalam sianida.

1.      Koloid Pelindung

Koloid pelindung adalah koloid yang bersifat melindungi koloid lain supaya tidak mengalami koagulasi. Koloid pelindung dalam emulsi dinamakan emulgator. Contoh koloid pelindung adalah kasein dalam susu, lesitin dalam margarin, larutan gom dalam tinta gambar, dan gelatin dalam es krim.

2.      Koloid Liofil dan Koloid Liofob

Koloid liofil dan koloid liofob merupakan jenis sistem koloid yang berbentuk sol (memiliki medium dispersi cair). Koloid liofil adalah koloid yang fase terdispersinya dapat menarik medium pendispersinya (liofil = senang cairan). Koloid liofob adalah koloid yang fase terdispersinya tidak dapat menarik medium pendispersinya (liofob = takut cairan). Jika medium pendispersinya air dinamakan hidrofil dan hidrofob.  Contoh koloid hidrofil adalah protein, sabun, detergen, agar-agar, kanji, dan gelatin. Contoh koloid hidrofob adalah susu, mayonnaise, sol belerang, sol Fe(OH)₃, sol-sol sulfida, dan sol-sol logam.

Perbedaan antara koloid liofil dan liofob sebagai berikut.

No.	Koloid Liofil	Koloid Liofob
1.	Stabil atau mantap	Kurang stabil
2.	Terdiri atas zat organik	Terdiri atas zat anorganik
3.	Kekentalannya tinggi	Kekentalannya rendah
4.	Sukar diendapkan dengan penambahan zat elektrolit	Mudah diendapkan oleh zat elektrolit
5.	Kurang menunjukkan gerak Brown	Gerak Brown sangat jelas
6.	Kurang menunjukkan efek Tyndall	Efek Tyndall sangat jelas
7.	Dapat dibuat gel	Hanya beberapa dapat dibuat gel
8.	Umumnya dibuat dengan cara dispersi	Hanya dibuat dengan cara kondensasi
9.	Partikel terdispersi mengadsorpsi molekul	Partikel terdispersi mengadsorpsi ion
10.	Bersifat reversibel	Bersifat irreversibel
11.	Mengadsorpsi mediumnya	Tidak mengadsorpsi mediumnya

D. Pembuatan Sistem Koloid

Cara pembuatan sistem koloid dibagi menjadi dua sebagai berikut.

1. Cara Kondensasi

            Cara kondensasi merupakan cara pembuatan koloid dengan mengubah partikel-partikel larutan sejati yang terdiri atas molekul-molekul atau ion-ion menjadi partikel koloid. Cara kondensasi dibagi menjadi dua, yaitu cara kimia dan cara fisika. Cara kimia merupakan pembentukan partikel koloid dari partikel larutan sejati melalui reaksi kimia. Misal reaksi pengendapan, reaksi hidrolisis, reaksi redoks, dan reaksi pemindahan. Cara fisika dapat dilakukan dengan cara pendinginan, pengembunan uap, dan penggantian pelarut.

2. Cara Dispersi

            Cara dispersi adalah cara pembuatan koloid yang berasal dari suspense kasar. Pembuatan koloid dengan cara disperse meliputi cara mekanik, cara peptisasi, cara busur bredig (elektrodispersi), dan cara homogenisasi.

E. Air dan Udara

Air dan udara mempunyai peranan penting dalam kehidupan.

1. Air

Air bersih mempunyai syarat-syarat sebagai berikut.

a. Tidak berwarna, tidak berasa, dan tidak berbau.

b. Jernih (tidak keruh).

c. pH mendekati 7.

d. Harga DO tinggi, sedangkan BOD rendah.

Zat-zat yang digunakan pada pengolahan air bersih sebagai berikut.

a. Tawas (Al₂(SO₄)₃ yang berfungsi untuk menjernihkan air.

b. Kaporit (Ca(OCl)₂ yang berfungsi untuk membunuh kuman.

Zat-zat yang dapat mencemari air sebagai berikut.

a. Detergen yang sukar dihancurkan oleh mikroorganisme.

b. Air limbah industri yang mengandung ion-ion logam yang beracun, seperti Cd dan Hg.

c. Pestisida yang dapat membunuh binatang-binatang air.

d. Sampah organik yang penguraiannya menimbulkan gas berbau busuk.

e. Tumpahan minyak bumi yang dapat memusnahkan fitoplankton yang berada di permukaan laut.

Air sadah adalah air yang mengandung ion Ca²⁺ atau ion Mg²⁺. Air sadah mengakibatkan sabun hanya sedikit berbusa. Jika digunakan dalam industry, air sadah dapat merusak mesin. Air sadah dapat dilunakkan dengan cara ion Ca²⁺ dan Mg²⁺ diendapkan lalu disaring. Jika air sadah mengandung Ca(HCO₃)₂ atau Mg(HCO₃)₂ maka kesadahannya bersifat sementara dan dapat dilunakkan dengan cara pemanasan. Jika mengandung CaSO₄, MgSO₄, CaCl₂, atau MgCl₂ maka kesadahannya bersifat tetap dan dapat dilunakkan dengan penambahan Na₂CO₃.

2. Udara

Komposisi volume gas di udara sebagai berikut.

Jenis Gas di udara	% Volume
N2	78
O2	21
Argon	0,93
CO2	0,03
Gas-gas lain	0,04

Zat-zat yang dapat mencemari udara sebagai berikut.

a. Karbon monoksida (CO)

      Adanya gas karbon monoksida mengakibatkan tubuh kekurangan oksigen. Hal ini karena daya ikat hemoglobin terhadap CO 200 kali lebih besar daripada terhadap O₂.

b. Karbon dioksida (CO₂)

      Gas karbon dioksida dapat mengakibatkan efek rumah kaca (green house effect). Hal ini karena gas CO₂ mampu menyerap cahaya infra merah dari bumi dan memantulkannya kembali ke permukaan bumi. Akibatnya suhu bumi meningkat.

c. Belerang dioksida (SO₂) dan belerang trioksida (SO₃)

      Senyawa-senyawa tersebut dapat larut dalam air hujan dan membentuk asam sulfat. Asam sulfat yang larut dalam air hujan ini mengakibatkan timbulnya hujan asam. Hujan asam dapat mengakibatkan logam berkarat, patung terkikis, tanaman layu, dan iritasi saluran pernapasan.

d. Nitrogen monoksida (NO) dan kloro fluoro karbon (CF₂Cl₂ atau CFC)

Senyawa-senyawa tersebut dapat merusak lapisan ozon di stratosfer.

e. Nitrogen dioksida (NO₂)

Nitrogen dioksida dapat mengakibatkan kabut asap (smog) yang berwarna cokelat di udara. Polusi ini sering terjadi di kota-kota besar.

f. Debu-debu timbel (Pb)

      Debu-debu timbel dapat mengakibatkan tubuh keracunan.