Sistem Koloid
Pengertian Koloid
Istilah koloid pertama kali diutarakan oleh seorang ilmuwan Inggris,
Thomas Graham, sewaktu mempelajari sifat difusi beberapa larutan melalui
membran kertas perkamen. Graham menemukan bahwa larutan natrium klorida
mudah berdifusi sedangkan kanji, gelatin, dan putih telur sangat lambat
atau sama sekali tidak berdifusi. Zat-zat yang sukar berdifusi tersebut
disebut koloid.
Tahun 1907, Ostwald, mengemukakan istilah sistem terdispersi bagi zat yang terdispersi dalam medium pendispersi. Analogi dalam larutan, fase terdispersi adalah zat terlarut, sedangkan medium pendispersi adalah zat pelarut. Sistem koloid termasuk salah satu sistem dispersi. Sistem dispersi lainnya adalah larutan dan suspensi. Larutan merupakan sistem dispersi yang ukuran partikelnya sangat kecil, sehingga tidak dapat dibedakan antara partikel dispersi dan pendispersi. Sedangkan suspensi merupakan sistem dispersi dengan partikel berukuran besar dan tersebar merata dalam medium pendispersinya . Sistem Koloid adalah suatu bentuk campuran yang keadaannya terletak antara larutan dan suspensi (campuran kasar). Secara makroskopis koloid tampak homogen, tetapi secara mikroskopis bersifat heterogen. Campuran koloid umumnya bersifat stabil dan tidak dapat disaring. Ukuran partikel koloid terletak antara 1 nm-10 nm.
Koloid merupakan campuran 2 fase yang terdiri dari fase terdispersi dan medium pendispersi. Fase terdispersi merupakan zat yang didispersikan dan bersifat diskontinu (terputus-putus), sedangkan medium untuk mendispersikan disebut medium pendispersi dan berisfat kontinu. Adapun perbandingan sifat larutan, koloid dan suspensi adalah sebagai berikut:
Tahun 1907, Ostwald, mengemukakan istilah sistem terdispersi bagi zat yang terdispersi dalam medium pendispersi. Analogi dalam larutan, fase terdispersi adalah zat terlarut, sedangkan medium pendispersi adalah zat pelarut. Sistem koloid termasuk salah satu sistem dispersi. Sistem dispersi lainnya adalah larutan dan suspensi. Larutan merupakan sistem dispersi yang ukuran partikelnya sangat kecil, sehingga tidak dapat dibedakan antara partikel dispersi dan pendispersi. Sedangkan suspensi merupakan sistem dispersi dengan partikel berukuran besar dan tersebar merata dalam medium pendispersinya . Sistem Koloid adalah suatu bentuk campuran yang keadaannya terletak antara larutan dan suspensi (campuran kasar). Secara makroskopis koloid tampak homogen, tetapi secara mikroskopis bersifat heterogen. Campuran koloid umumnya bersifat stabil dan tidak dapat disaring. Ukuran partikel koloid terletak antara 1 nm-10 nm.
Koloid merupakan campuran 2 fase yang terdiri dari fase terdispersi dan medium pendispersi. Fase terdispersi merupakan zat yang didispersikan dan bersifat diskontinu (terputus-putus), sedangkan medium untuk mendispersikan disebut medium pendispersi dan berisfat kontinu. Adapun perbandingan sifat larutan, koloid dan suspensi adalah sebagai berikut:
Jenis-Jenis Koloid
Telah kita ketahui bahwa sistem koloid
terdiri atas dua fasa, yaitu fasa terdispersi dan fasa pendispersi
(medium dispersi). Sistem koloid dapat dikelompokkan berdasarkan jenis
fasa terdispersi dan fasa pendispersinya.
Koloid yang mengandung fasa terdispersi
padat disebut sol. Jadi, ada tiga jenis sol, yaitu sol padat (padat
dalam padat), sol cair (padat dalam cair), dan sol gas (padat dalam
gas). Istilah sol biasa digunakan untuk menyatakan sol cair, sedangkan
sol gas lebih dikenal sebagai aerosol (aerosol padat). Koloid yang
mengandung fasa terdispersi cair disebut emulsi. Emulsi juga ada tiga
jenis, yaitu emulsi padat (cair dalam padat), emulsi cair (cair dalam
cair), dan emulsi gas (cair dalam gas). Istilah emulsi biasa digunakan
untuk menyatakan emulsi cair, sedangkan emulsi gas juga dikenal dengan
nama aerosol (aerosol cair). Koloid yang mengandung fasa terdispersi
gas disebut buih. Hanya ada dua jenis buih, yaitu buih padat dan buih
cair. Mengapa tidak ada buih gas? Istilah buih biasa digunakan untuk
menyatakan buih cair. Dengan demikian ada 8 jenis koloid, seperti
yangtercantum pada tabel 9.2.
a. Aerosol
Sistem koloid dari partikel padat atau cair yang terdispersi dalam gas disebut aerosol. Jika zat yang terdispersi berupa zat
padat disebut aerosol padat, jika zat yang terdispersi berupa zat cair
disebut aerosol cair. Aerosol padat contohnya: asap dan debu di udara,
aerosol cair contohnya: kabut dan awan.
Dewasa
ini banyak produk dibuat dalam bentuk aerosol, seperti semprot rambut
(hair spray), semprot obat nyamuk, parfum, cat semprot, dan lain-lain.
Untuk menghasilkan aerosol diperlukan suatu bahan pendorong (propelan
aerosol). Contoh bahan pendorong yang banyak digunakan adalah senyawa
klorofluorokarbon (CFC) dan karbon dioksida.
b. Sol
Sistem
koloid dari partikel padat yang terdispersi dalam zat cair disebut sol.
Koloid jenis sol banyak ditemui dalam kehidupan sehari-hari contohnya:
sol sabun, sol detergen, sol kanji, tinta tulis, air sungai berlumpur
dan cat.
c. Emulsi
Sistem koloid dari zat cair yang terdispersi dalam zat cair disebut emulsi. Syarat terjadinya emulsi ini adalah kedua zat
cair tidak saling melarutkan. Emulsi dapat digolongkan menjadi dua
bagian, yaitu emulsi minyak dalam air atau emulsi air dalam minyak.
Contoh emulsi minyak dalam air adalah santan, susu, dan lateks. Contoh
emulsi air dalam minyak adalah minyak ikan, minyak bumi.
Emulsi terbentuk karena adanya zat
pengemulsi (emulgator), contoh emulgator adalah sabun yang dapat
mengemulsikan minyak dalam air. Contoh emulgator lainnya adalah kasein
dalam susu dan kuning telur dalam mayonaise.
d. Buih
Sistem koloid dari gas yang terdispersi dalam zat cair disebut buih. Seperti halnya dengan emulsi, untuk menstabilkan
buih diperlukan zat pembuih, misalnya sabun, deterjen, dan protein.
Buih dapat dibuat dengan mengalirkan suatu gas ke dalam zat cair yang
mengandung pembuih. Buih digunakan pada berbagai proses, misalnya buih
sabun pada pengolahan bijih logam, pada alat pemadam kebakaran, dan
lain-lain. Adakalanya buih tidak dikehendaki. Zat-zat yang dapat memecah
atau mencegah buih,antara lain eter, isoamil alkohol, dan lain-lain.
Buih mempunyai fase terdispersi gas. Buih terdiri atas:
1)buih padat dengan medium pendispersi padat, contoh batu apung, karet busa, dan styrofoam;
2)buih cair atau buih dengan medium pendispersi cair, contoh buih sabun dan putih telur.
1)buih padat dengan medium pendispersi padat, contoh batu apung, karet busa, dan styrofoam;
2)buih cair atau buih dengan medium pendispersi cair, contoh buih sabun dan putih telur.
e. Gel
Koloid yang setengah kaku (antara padat
dan cair) disebut gel. Contoh : agar-agar, lem kanji, selai, gelatin,
gel sabun, gel silika. Gel dapat terbentuk dari suatu sol yang
mengadsorbsi medium pendispersinya, sehingga terjadi koloid yang agak
padat.
Sifat-sifat Koloid
a. Efek Tyndall
Jika seberkas cahaya dilewatkan pada
suatu sistem koloid, maka cahaya tersebut akan dihamburkannya sehingga
berkas cahaya tersebut akan kelihatan. Sedangkan jika cahaya dilewatkan
pada larutan sejati maka cahaya tersebut akan diteruskannya . Sifat
koloid yang seperti inilah yang dikenal dengan efek tyndall dan sifat
ini dapat digunakan untuk membedakan koloid dengan larutan sejati.
Gejala ini pertama kali ditemukan oleh Michael Faradaykemudian
diselidiki lebih lanjut oleh John Tyndall (1820 – 1893), seorang ahli
Fisikabangsa Inggris.
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.
Gejala efek tyndall yang dapat diamati dalam kehidupan sehari-hari adalah sebagai berikut:
- Sorot lampu mobil pada malam yang berkabut
- Sorot lampu proyektor dalam gedung bioskop yang berasap dan berdebu
- Berkas sinar matahari melalui celah pohon-pohon pada pagi yang berkabut
b. Gerak Brown
Gerak brown merupakan gerak patah-patah (zig-zag) partikel koloid yang terus menerus dan hanya dapat diamati dengan
mikroskop ultra. Gerak brown terjadi sebagai akibat tumbukan yang tidak
seimbang dari molekul-molekul medium terhadap partikel koloid.Dalam
suspensi tidak terjadi gerak Brown karena ukuran partikel cukup besar,
sehingga tumbukan yang dialaminya setimbang. Partikel zat terlarut juga
mengalami gerak Brown, tetapi tidak dapat diamati. Semakin tinggi suhu,
maka gerak brown yang terjadi juga semakin cepat, karena energi molekul
medium meningkat sehingga menghasilkan tumbukan yang lebih kuat.
Gerak Brown merupakan faktor penyebab
stabilnya partikel koloid dalam medium dispersinya. Gerak brown yang
terus menerus dapat mengimbangi gaya gravitasi sehingga partikel koloid
tidak mengalami sedimentasi (pengendapan).
c. Elektroforesis
Partikel
koloid dapat bergerak dalam medan listrik karena partikel koloid
bermuatan listrik. Pergerakan partikel koloid dalam medan listrik ini
disebut elektroforesis. Jika dua batang elektrode dimasukkan kedalam
sistem koloid dan kemudian dihubungkan dengan sumber arus searah, maka
partikel koloid akan bergerak kesalah satu elektrode tergantung pada
jenis muatannya. Koloid bermuatan negatif akan bergerak ke anode
(elektrode positif) sedang koloid bermuatan positif akan bergerak ke
katode (elektrode negatif).
Elektroforesis
dapat digunakan untuk mendeteksi muatan partikel koloid. Jika partikel
koloid berkumpul dielektrode positif berarti koloid bermuatan negatif,
jika partikel koloid berkumpul dielektrode negatif bearti koloid
bermuatan positif. Peristiwa elektroforesis ini sering dimanfaatkan
kepolisian dalam identifikasi/tes DNA pada jenazah korban pembunuhan/
jenazah tak dikenal
d. Adsorpsi
Adsorpsi adalah peristiwa di mana suatu zat menempel pada permukaan zat lain, seperti ion H+ dan OH- dari
medium pendispersi. Untuk berlangsungnya adsorpsi, minimum harus ada
dua macam zat, yaitu zat yang tertarik disebut adsorbat, dan zat yang
menarik disebut adsorban. Apabila terjadi penyerapan ion ada permukaan
partikel koloid maka partikel koloid dapat bermuatan listrik yang
muatannya ditentukan oleh muatan ion-ion yang mengelilinginya.
Partikel
koloid mempunyai kemampuan menyerap ion atau muatan listrik pada
permukaannya. Oleh karena itu partikel koloid bermuatan listrik.
Penyerapan pada permukaan ini disebut dengan adsorpsi. Contohnya sol
Fe(OH)3 dalam air mengadsorpsi ion positif sehingga bermuatan positif dan sol As2S3
mengadsorpsi ion negatif sehingga bermuatan negatif. Pemanfaatan sifat
adsorpsi koloid dalam kehidupan antara lain dalam proses pemutihan gula
tebu, dalam pembuatan norit (tablet yang terbuat dari karbon aktif) dan
dalam proses penjernihan air dengan penambahan tawas.
e. Koagulasi
Koagulasi adalah peristiwa pengendapan
atau penggumpalan koloid. Koloid distabilkan oleh muatannya. Jika muatan
koloid dilucuti atau dihilangkan, maka kestabilannya akan berkurang
sehingga dapat menyebabkan koagulasi atau penggumpalan. Pelucutan muatan
koloid dapat terjadi pada sel elektroforesis atau jika elektrolit
ditambahakan ke dalam system koloid. Apabila arus listrik dialirkan
cukup lama kedalam sel elektroforesis, maka partikel koloid akan
digumpalkan ketika mencapai electrode. Koagulasi koloid karena
penambahan elektrolit terjadi karena koloid bermuatan positif menarik
ion negative dan koloid bermuatan negative menarik ion positif. Ion-ion
tersebut akan membentuk selubung lapisan kedua. Jika selubung itu
terlalu dekat, maka selubung itu akan menetralkan koloid sehingga
terjadi koagulasi.
Beberapa contoh peristiwa koagulasi dalam kehidupan sehari-hari adalah:
- Pembentukan delta di muara
sungai karena koloid tanah liat dalam air sungai mengalami koagulasi
ketika bercampur dengan elektrolit dalam air laut.
- Karet dalam latek digumpalkan dengan menambahkan asam formiat
- Lumpur koloidal dalam air sungai dapat digumpalkan dengan menambahkan tawas
- Asap atau debu pabrik dapat digumpalkan dengan alat koagulasi listrik dari cottrel.
Koloid Pelindung
Ada koloid yang bersifat melindungi koloid lain supaya tidak mengalami koagulasi. Koloid semacam
ini disebut koloid pelindung. Koloid pelindung ini membentuk lapisan di
sekeliling partikel koloid yang lain sehingga melindungi muatan koloid
tersebut. Koloid pelindung ini akan membungkus partikel zat terdispersi,
sehingga tidak dapat lagi mengelompok.
Contoh pemanfaatan koloid pelindung adalah sebagai berikut:
Contoh pemanfaatan koloid pelindung adalah sebagai berikut:
- Pada pembuatan es krim digunakan gelatin untuk mencegah pembentukan Kristal besar atau gula
- Cat dan tinta dapat bertahan lama karena menggunakan suatu koloid pelindung.
- Zat-zat pengemulsi seperti sabun dan detergen juga tergolong koloid pelindung.
Dialisis
Untuk stabilitas koloid diperlukan sejumlah muatanion suatu
elektrolit. Akan tetapi, jika penambahan elektrolit ke dalam sistem
koloid terlalu banyak, kelebihan ini dapat mengendapkan fase terdispersi
dari koloid itu. Hal ini akan mengganggu stabilitas sistem koloid
tersebut. Untuk mencegah kelebihan elektrolit, penambahan elektrolit
dilakukan dengan cara dialisis.
Dialisis merupakan proses pemurnian koloid dengan membersihkan atau menghilangkan ion-ion pengganggu menggunakan suatu kantong yang terbuat dari selaput semipermiabel. Caranya, sistem koloid dimasukkan ke dalam kantong semipermeabel, dan diletakkan dalam air. Selaput semipermeabel ini hanya dapat dilalui oleh ion-ion, sedang partikel koloid tidak dapat melaluinya, dengan demikian akan diperoleh koloid yang murni. Ion-ion yang keluar melalui selaput semipermeabel ini kemudian larut dalam air. Dalam proses dialisis hilangnya ion-ion dari sistem koloid dapat dipercepat dengan menggunakan air yang mengalir. Peristiwa dialisis ini diaplikasikan dalam proses pencucian darah di dunia kedokteran.
Dialisis merupakan proses pemurnian koloid dengan membersihkan atau menghilangkan ion-ion pengganggu menggunakan suatu kantong yang terbuat dari selaput semipermiabel. Caranya, sistem koloid dimasukkan ke dalam kantong semipermeabel, dan diletakkan dalam air. Selaput semipermeabel ini hanya dapat dilalui oleh ion-ion, sedang partikel koloid tidak dapat melaluinya, dengan demikian akan diperoleh koloid yang murni. Ion-ion yang keluar melalui selaput semipermeabel ini kemudian larut dalam air. Dalam proses dialisis hilangnya ion-ion dari sistem koloid dapat dipercepat dengan menggunakan air yang mengalir. Peristiwa dialisis ini diaplikasikan dalam proses pencucian darah di dunia kedokteran.
Koloid Liofil dan Liofob
Koloid yang memiliki medium dispersi cair dibedakan atas koloid
liofil dan koloid liofob. Suatu koloid disebut koloid liofil apabila
terdapat gaya tarik-menarik yang cukup besar antara zat terdispersi
dengan mediumnya. Liofil berarti suka cairan (Yunani: lio = cairan,
philia = suka). Sebaliknya, suatu koloid disebut koloid liofob jika gaya
tarik-menarik tersebut tidak ada atau sangat lemah. Liofob berarti
tidak suka cairan (Yunani: lio = cairan, phobia = takut atau benci).
Jika medium dispersi yang dipakai adalah air, maka kedua jenis koloid di
atas masing-masing disebut koloid hidrofil dan koloid hidrofob.
Contoh:
•Koloid hidrofil: sabun, detergen, agar-agar, kanji, dan gelatin.
•Koloid hidrofob: sol belerang, sol Fe(OH)3, sol-sol sulfida, dan sol-sol logam.
Koloid liofil/hidrofil lebih mantap dan lebih kental daripada koloid liofob/ hidrofob. Butir-butir koloid liofil/hidrofil membungkus diri dengan cairan/air mediumnya. Hal ini disebut solvatasi/hidratasi. Dengan cara itu butir-butir koloid tersebut terhindar dari agregasi (pengelompokan). Hal demikian tidak terjadi pada koloid liofob/hidrofob. Koloid liofob/hidrofob mendapat kestabilan karena mengadsorpsi ion atau muatan listrik. Sebagaimana telah dijelaskan bahwa muatan koloid menstabilkan sistem koloid.
Sol hidrofil tidak akan menggumpal pada penambahan sedikit elektrolit. Zat terdispersi dari sol hidrofil dapat dipisahkan dengan pengendapan atau penguapan. Apabila zat padat tersebut dicampurkan kembali dengan air, maka dapat membentuk kembali sol hidrofil. Dengan perkataan lain, sol hidrofil bersifat reversibel. Sebaliknya, sol hidrofob dapat mengalami koagulasi pada penambahan sedikit elektrolit. Sekali zat terdispersi telah dipisahkan, tidak akan membentuk sol lagi jika dicampur kembali dengan air. Perbedaan sol hidrofil dengan sol hidrofob disimpulkan sebagai berikut.
Contoh:
•Koloid hidrofil: sabun, detergen, agar-agar, kanji, dan gelatin.
•Koloid hidrofob: sol belerang, sol Fe(OH)3, sol-sol sulfida, dan sol-sol logam.
Koloid liofil/hidrofil lebih mantap dan lebih kental daripada koloid liofob/ hidrofob. Butir-butir koloid liofil/hidrofil membungkus diri dengan cairan/air mediumnya. Hal ini disebut solvatasi/hidratasi. Dengan cara itu butir-butir koloid tersebut terhindar dari agregasi (pengelompokan). Hal demikian tidak terjadi pada koloid liofob/hidrofob. Koloid liofob/hidrofob mendapat kestabilan karena mengadsorpsi ion atau muatan listrik. Sebagaimana telah dijelaskan bahwa muatan koloid menstabilkan sistem koloid.
Sol hidrofil tidak akan menggumpal pada penambahan sedikit elektrolit. Zat terdispersi dari sol hidrofil dapat dipisahkan dengan pengendapan atau penguapan. Apabila zat padat tersebut dicampurkan kembali dengan air, maka dapat membentuk kembali sol hidrofil. Dengan perkataan lain, sol hidrofil bersifat reversibel. Sebaliknya, sol hidrofob dapat mengalami koagulasi pada penambahan sedikit elektrolit. Sekali zat terdispersi telah dipisahkan, tidak akan membentuk sol lagi jika dicampur kembali dengan air. Perbedaan sol hidrofil dengan sol hidrofob disimpulkan sebagai berikut.
Peranan Koloid dalam Kehidupan Sehari-hari
a. 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).
b. 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.
c. 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.
d. 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).
e. 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.
f. 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.
g. 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.
h. 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.
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).
b. 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.
c. 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.
d. 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).
e. 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.
f. 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.
g. 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.
h. 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.
Pembuatan Koloid
a. Cara kondensasi
Dengan cara kondensasi partikel larutan
sejati bergabung menjadi partikel koloid. Cara ini dapat dilakukan
melalui reaksi-reaksi kimia seperti reaksi redoks, hidrolisis,
dekomposisi rangkap, atau dengan pergantian pelarut.
1) Reaksi subtitusi
Misalnya larutan natrium tiosulfat
direaksikan dengan larutan asam klorida , maka akan terbentuk belerang.
Partikel belerang akan bergabung menjadi semakin besar sampai berukuran
koloid sehingga terbentuk sel belerang. Seperti reaksi
Na2SO3(aq) + 2HCl(aq) →2 NaCl(aq)+ H2O(l) + S(s)
2) Reaksi Hidrolisis
Reaksi hidrolisis adalah reaksi suatu zat dengan air. Sol Fe(OH)3 dibuat melalui hidrolisis larutan FeCl3, yaitu dengan memanaskan larutan FeCl3. Hidrolisis larutan AlCl3 akan menghasilkan koloid Al(OH)3. Reaksinya adalah:
FeCl3(aq) + 3H2O(l) → Fe(OH)3(s) +3HCl(aq)
AlCl3(aq) + 3 H2O(l) → Al(OH)3(s) + 3HCl(aq)
3) Reaksi Redoks
Reaksi redoks adalah reaksi yang disertai
perubahan bilangan oksidasi. Pembuatan sol belerang dari reaksi antara
hidrogen sulfida (H2S) dengan belerang dioksida (SO2), yaitu dengan mengalirkan gas H2S kedalam larutan SO2
2H2S(g) + SO2(aq) → 2H2O(l) + 3S (s)
4) Reaksi Dekomposisi Rangkap
Contohnya adalah pembuatan sol As2S3 dengan mereaksikan larutan H3AsO3 dengan larutan H2S. Reaksinya adalah sebagai berikut:
2H3AsO3(aq) + 3H2S(aq) → As2S3(s) + 6H2O(l)
5) Penggantian Pelarut
Cara ini dilakukan dengan menggnti medium
pendispersi sehingga fase terdispersi yang semula larut menjadi
berukuran koloid. Misalnya larutan jenuh kalsium asetat jika dicampur
dengan alcohol akan terbentuk suatu koloid berupa gel.
b. Cara dispersi
Dengan cara
dispersi partikel kasar dipecah menjadi partikel koloid. Cara dispersi
dapat dilakukan secara mekanik, peptisasi, atu dengan loncatan bunga
listrik(busur bredig).
1) Cara mekanik
Dengan cara ini, butir-butir kasar
digerus dengan lumpang, sampai diperoleh tingkat kehalusan tertentu,
kemudian diaduk dengan medium pendispersi. Contoh pembuatan sol belerang
dengan menggerus serbuk belerang bersama zat inert seperti gula pasir,
kemudian mencampur dengan air.
2) Cara peptisasi
Cara peptisasi adalah pembuatan koloid dari butir-butir kasar atau dari suatu endapan dengan bantuan zat pemecah (pemeptisasi).
3) Cara busur bredig
Cara busur bredig digunakan untuk membuat
sol-sol logam. Logam yang akan dijadikan koloid digunakan sebagai
elktrode yang dicelupkan kedalam medium dispersi, kemudian diberi
loncatan listrik dikedua ujungnya. Mula-mula atom logam akan terlempar
kedalam air, lalu atom tersebut mengalami kondensasi sehingga membentuk
partikel koloid. Jadi cara busur bredig ini merupakan gabungan cara
disperse dan kondensasi.
Sumber :copy
Tidak ada komentar:
Posting Komentar