Sistem Koloid

Thursday, April 06, 2006

Koloid Sol

SIFAT-SIFAT KOLOID SOL

a. Efek Tyndall
Sifat pengahamburan cahaya oleh koloid di temukan oleh John Tyndall, oleh karena itu sifat ini dinamakan Tyndall. Efek dari Tyndall digunakan untuk membedakan system koloid dari larutan sejati, contoh dalam kehidupan sehari – hari dapat diamati dari langit yang tampak berwarna biru atau terkandang merah/oranye.
Selain itu contoh lainnya adalah pada koloid kanji dan larutan Na2Cr2O7, maka sinar dihamburkan oleh system koloid tetapi tidak dihamburkan oleh larutan sejati hal ini dapat dilihat terdapat berkas sinar pada larutan. Larutan koloid kanji memiliki partikel-partikel koloid relatif besar untuk dapat menhamburkan sinar dan sebaliknya Na2Cr2O7 memiliki partikel-partikel yang relatif kecil sehingga hamburan yang terjadi sedikit kecil dan sulit diamati.

b. Gerak Brown
Dibawah mikroskop ultra, partikel koloid akan tampak sebagai titik cahaya. Jika pergerakan titik cahaya atau partikel tersebut diikuti, partikel itu bergerak terus-menerus dengan gerakan zigzag. Hal ini pertama kali diamati oleh Robert Brown (1773-1858), seorang ahli botani inggris pada tahun 1827. Ia sedang mengamati butiran sari tumbuhan pada permukaan air dean mikroskop. Partikel koloid dalam medium pendispersinya disebut gerak brown.

Bagaimana gerak brown dijelaskan?
Partikel – partikel suatu zat senantiasa bergerak. Gerakan tersebut bersifat acak seperti pada zat cair dan gas. System koloid dengan medium pendipersi zat cair atau gas, partikel-partikel menghasilkan tumbukan. Tumbukan tersebut berlangsung dari segala arah. Partikel koloid cukup kecil, tumbukan cenderung tidak seimbang. Dan menyebabkan perubahan arah partikel sehingga terjadi gerak zigzag atau gerak brown.
Semakin kecil ukuran partikel koloid, semakin cepat gerak brown. Semakin besar ukuran partikel, semakin lambat gerak brown.
Gerak Brown dipengerahui oleh suhu. Semakin tinggi suhu system, koloid, semakin besar energi kinektik yang dimiliki partikel medium. Akibatnya, gerak Brown dari partikel fase terdispersinya semakin cepat. Semakin rendah suhu system koloid, maka gerak Brown semakin lambat.

c. Adsorpsi koloid
Partikel sol padat ditempatkan dalam zat cair atau gas, maka partikel zat cair atau gas akan terakumulasi. Fenomena disebut adsorpsi. Jadi sdsorpsi terkait dengan penyerapan partikel pada permukaan zat. Partikel koloid sol memiliki kemampuan untuk mengadsorpsi partikel pendispersi pada permukaanya. Daya adsorpsi partikel koloid tergolong besar Karenna partikelnya memberikan sesuatu permukaan yang luas. Sifat ini telah digunakan dalam berbagai proses seperti penjernihan air.

d. Muatan koloid sol
Sifat koloid terpenting adalah muatan partikel koloid. Semua partikel koloid memiliki muatan sejenis (positif dan negatif). Maka terdapat gaya tolak menolak antar partikel koloid. Partikel koloid tidak dapat bergabung sehingga memberikan kestabilan pada sistem koloid. Sistem koloid secara keseluruhan bersifat netral.

i. Sumber muatan koloid sol
Partikel-partikel koloid mendapat mutan listrik melalui dua cara, yaitu dengan proses adsorpsi dan proses ionisasi gugus permukaan partikelnya.
- Proses adsorpsi
Partikel koloiddapat mengadsorpsi partikel bermuatan dari fase pendispersinya. Jenis muatan tergantung dari jenis partikel yang bermuatan. Partikel sol Fel (OH)3 kemampuan untuk mengadsorpsi kation dari medium pendisperinya sehingga bermuatan positif, sedangkal partikel sol As2S3 mengadsorpsi anion dari medium pendispersinya sehingga bermuatan negatif.
Sol AgCI dalam medium pendispersi dengan kation Ag+ berlebihan akan mengadsorpsi Ag+ sehingga bermuatan positif. Jika anion CI- berlebih, maka sol AgCI akan mengadsorpsi ion CI- sehingga bermuatan positif.

- Proses ionisasi gugus permukaan partikel
Beberapa partikel koloid memperoleh muatan dari proses ionisasi gugus-gugus yang ada pada permukaan partikel koloid.

Ø Koloid protein
Koloid protein adalah jenis koloid sol yang mempunyai gugus yang bersifat asam (-COOH) dan biasa (-NH2). Kedua gugus ini dapat terionisasi dan memberikan muatan pada molekul protein.
Pada ph rendah , gugus basa –NH2 akan menerima proton dan membentuk gugus –NH3. Ph tinggi, gugus –COOH akan mendonorkan proton dan membentuk gugus – COO-. Pada ph intermediet partikel protein bermuatan netral karena muatan –NH3+ dan COO- saling meniadakan.

Ø Koloid sabun dan deterjen
Pada konsentrasi relatif pekat, molekul ini dapat bergabung membentuk partikel berukuran koloid yang disebut misel. Zat yang molejulnya bergabung secara spontan dalam suatu fase pendispersi dan membentuk partikel berukuran koloid disebut koloid terasosiasi.
Sabun adalah garam karboksilat dengan rumus R-COO-Na+.
Anion R-COO- terdiri dari gugus R- yang bersifat non pola. Gugus R- atau ekor non-polar tidak larut dalam air sehingga akan terorientasi ke pusat.

ii. Kestabilan koloid

Muatan partikel koloid adalah sejenis cenderung karena sering tolak-monolak.

iii.Lapisan bermutar ganda
Permukaan partikel Koloid mendapat muatan bahwa partikel-partikel. lapisan bermuatan listrik ini selanjutnya akan menarik ion-ion dengan

Bagaimana sebenarnya struktur dari lapisan bermuatan ganda ini?
Permukaan lapisan ganda ini mengikuti model Helmoslzt. Sekarang model yang lebih akurat adalah :
Lapisan padat : koloid menarik ion-ion dengan muatan yang berlawanan.
Lapisandifusi : merupakan lapisan dimana muatan berlawanan dari medium pendispersi difusi

iv.Elektroforesis :
Partikel koloid sol bermuatan listrik, maka partikel ini akan bergerak dalm medan listrik. Pergerakan partikel koloid dalam medan listrik disebut elektrofesis.
Femonema elektroforesis dapat digunakan untuk menentukan jenis muatan partikel koloid.

e. Koagulasi
Partikel-partikel koloid yang bersifat stabil karena memiliki muatan listrik sejenis. Apabila muatan listrik itu hilang , maka partikel koloid tersebut akan bergabung membentuk gumpalan. Proses penggumpalan partikel koloid dan pengendapannya disebut Koagulasi.
Penghilangan muatan listrik pada partikel koloid ini dapat dilakukan empat cara yaitu :
i. Menggunakan prinsip elektroforesis
Proses elektroforesis adaalh pergerakan partikel koloid yang bermuatan ke electrode dengan muatan berlawanan. Ketika partikel mencapai electrode, maka partikel akan kehilangan muatannya.

ii. Penambahan koloid lain dengan muatan berlawanan

Sistem koloid bermuatan positif dicampur dengan sistem koloid lain yang bermuatan negatif, kedua koloid tersebut akan saling mengadsorpsi menjadi netral maka terbentuk kogulasi.

iii.Penambahan elektrolit
Elektrolit ditambahkan kedalam sistem koloid maka partikel koloid yang bermuatan negatif akan menarik ion positif dari elektrolit. Partikel koloid yang bermuatan positif akan menarik ion negatif dari elektrolit. Menyebabkan partikel koloid tersebut dikelilingi lapisan kedua yang memiliki muatan berlawanan.

iv.Pendidihan
Kenaikan suhu sistem koloid menyebabkan jumlah tumbukan antara partikel-partikel sol dengan molekul-molekul air bertambah banyak. Menyebabkan lepasnya elekrolit yang teradsorpsi pada permukaan koloid.


f. Koloid pelindung
- Sistem koloid dimana partikel terdisperesinya mempunyai daya adsorpsi yang relatif besar disebut koloid liofil.
- Sistem koloid dimana partikel terdisperesinya mempunyai daya adsorpsi yang relatif kecil disebut koloid liofob.
- Koloid lioil bersifat stabil, sedangkan koloid liofob kurang stabil. Koloid liofil yang berfungsi sebagai koloid pelindung.


PEMBUATAN KOLOID SOL

Ukuran partikel koloid berada di antara partikel larutan dan suspensi, karena itu cara pembuatannya dapat dilakukan dengan memperbesar partikel larutan atau memperkecil partikel suspensi. Maka dari itu, ada dua metode dasar dalam pembuatan iystem koloid sol, yaitu:
- Metode kondensasi yang merupakan metode bergabungnya partikel-partikel kecil larutan sejati yang membentuk partikel-partikel berukuran koloid.
- Metode dispersi yang merupakan metode dipecahnya partikel-partikel besar sehingga menjadi partikel-partikel berukuran koloid.


Metode Kondensasi
Pembuatan koloid sol dengan metode ini pada umumnya dilakukan dengan cara kimia (dekomposisi rangkap, hidrolisis, dan redoks) atau dengan penggatian pelarut. Cara kimia tersebut bekerja dengan menggabungkan partikel-partikel larutan (atom, ion, atau molekul) menjadi pertikel-partikel berukuran koloid.

* Reaksi dekomposisi rangkap
Misalnya:
- Sol As2S3 dibuat dengan gaya mengalirkan H2S dengan perlahan-lahan melalui larutan As2O3 dingin sampai terbentuk sol As2S3 yang berwarna kuning terang;
As2O3 (aq) + 3H2S(g) à As2O3 (koloid) + 3H2O(l)
(Koloid As2S3 bermuatan negatif karena permukaannya menyerap ion S2-)
- Sol AgCl dibuat dengan mencampurkan larutan AgNO3 encer dan larutan HCl encer;
AgNO3 (ag) + HCl(aq) à AgCl (koloid) + HNO3 (aq)

* Reaksi hidrolisis

Hidrolisis adalah reaksi suatu zat dengan air. Misalanya:
- Sol Fe(OH3) dapat dibuat dengan hidrolisis larutan FeCl3 dengan memanaskan larutan FeCl3 atau reaksi hidrolisis garam Fe dalam air mendidih;
FeCl3 (aq) + 3H2O(l) à Fe(OH) 3 (koloid) + 3HCl(aq)
(Koloid Fe(OH)3 bermuatan positif karena permukaannya menyerap ion H+)

- Sol Al(OH)3 dapat diperoleh dari reaksi hidrolisis garam Al dalam air mendidih;
AlCl3 (aq) + 3H2O(l) à Al(OH) 3 (koloid) + 3HCl(aq)

* Reaksi reduksi-oksidasi (redoks)
Misalnya:
- Sol emas atau sol Au dapat dibuat dengan mereduksi larutan garamnya dengan melarutkan AuCl3 dalam pereduksi organic formaldehida HCOH;
2AuCl3 (aq) + HCOH(aq) + 3H2O(l) à 2Au(s) + HCOOH(aq) + 6HCl(aq)
- Sol belerang dapat dibuat dengan mereduksi SO2 yang terlarut dalam air dengan mengalirinya gas H2S ;
2H2S(g) + SO2 (aq) à 3S(s) + 2H2O(l)

* Penggatian pelarut
Cara ini dilakukan dengan mengganti medium pendispersi sehingga fasa terdispersi yang semulal arut setelah diganti pelarutanya menjadi berukuran koloid. Misalnya;
- untuk membuat sol belerang yang sukar larut dalam air tetapi mudah larut dalam alkohol seperti etanol dengan medium pendispersi air, belarang harus terlenih dahulu dilarutkan dalam etanol sampai jenuh. Baru kemudian larutan belerang dalam etanol tersebut ditambahkan sedikit demi sedikit ke dalam air sambil diaduk. Sehingga belerang akan menggumpal menjadi pertikel koloid dikarenakan penurunan kelarutan belerang dalam air.
- Sebaliknya, kalsium asetat yang sukar larut dalam etanol, mula-mula dilarutkan terlebih dahulu dalam air, kemudianbaru dalam larutan tersebut ditambahkan etanol maka terjadi kondensasi dan terbentuklah koloid kalsium asetat.


2. Metode Dispersi
Metode ini melibatkan pemecahan partikel-partikel kasar menjadi berukuran koloid yang kemudian akan didispersikan dalam medium pendispersinya. Ada 3 cara dalam metode ini, yaitu:

* Cara Mekanik
Cara mekanik adalah penghalusan partikel-partikel kasar zat padat dengan proses penggilingan untuk dapat membentuk partikel-partikel berukuran koloid. Alat yang digunakan untuk cara ini biasa disebut penggilingan koloid, yang biasa digunakan dalam:
- industri makanan untuk membuat jus buah, selai, krim, es krim,dsb.
- Industri kimia rumah tangga untuk membuat pasta gigi, semir sepatu, deterjen, dsb.
- Industri kimia untuk membuat pelumas padat, cat dan zat pewarna.
- Industri-industri lainnya seperti industri plastik, farmasi, tekstil, dan kertas.

Sistem kerja alat penggilingan koloid:
Alat ini memiliki 2 pelat baja dengan arah rotasi yang berlawanan. Partikel-partikel yang kasar akan digiling melalui ruang antara kedua pelat baja tersebut. Kemudian, terbentuklah partikel-partikel berukuran koloid yang kemudian didispersikan dalam medium pendispersinya untuk membentuk sistem koloid. Contoh kolid yang dibuat adalah; pelumas, tinta cetak, dsb.

* Cara peptisasi

Cara peptisasi adalah pembuatan koloid / sistem koloid dari butir-butir kasar atau dari suatu endapan / proses pendispersi endapan dengan bantuan suatu zat pemeptisasi (pemecah). Zat pemecah tersebut dapat berupa elektrolit khususnya yang mengandung ion sejenis ataupun pelarut tertentu.
Contoh:
- Agar-agar dipeptisasi oleh air ; karet oleh bensin.
- Endapan NiS dipeptisasi oleh H2S ; endapan Al(OH) 3 oleh AlCl3.
- Sol Fe(OH) 3 diperoleh dengan mengaduk endapan Fe(OH) 33 yang baru terbentuk dengan sedikit FeCl3. Sol Fe(OH) 3 kemudian dikelilingi Fe+3 sehingga bermuatan positif
- Beberapa zat mudah terdispersi dalam pelarut tertentu dan membnetuk sistem kolid. Contohnya; gelatin dalam air.

* Cara Busur Bredig
Cara busur Bredig ini biasanya digunakan untuk membuat sol-sol logam, sperti Ag, Au, dan Pt. Dalam cara ini, logam yang akan diubah menjadi partikel-partikel kolid akan digunakan sebagai elektrode. Kemudian kedua logam dicelupkan ke dalam medium pendispersinya (air suling dingin) sampai kedua ujungnya saling berdekatan. Kemudian, kedua elektrode akan diberi loncatan listrik. Panas yang timbul akan menyebabkan logam menguap, uapnya kemudian akan terkondensasi dalam medium pendispersi dingin, sehingga hasil kondensasi tersebut berupa pertikel-pertikel kolid. Karena logam diubah jadi partikel kolid dengan proses uap logam, maka metode ini dikategorikan sebagai metode dispersi.


PEMURNIAN KOLOID SOL

Seringkali terdapat zat-zat terlarut yang tidak diinginkan dalam suatu pembuatan suatu sistem koloid. Partikel-partikel tersebut haruslah dihilangkan atau dimurnikan guna menjaga kestabilan kolid. Ada beberapa metode pemurnian yang dapat digunakan, yaitu:

Dialisis

Dialisis adalah proses pemurnian partikel koloid dari muatan-muatan yang menempel pada permukaannya. Pada proses dialisis ini digunakan selaput semipermeabel. Pergerakan ion-ion dan molekul – molekul kecil melalui selaput semipermiabel disebut dialysis. Suatu koloid biasanya bercampur dengan ion-ion pengganggu, karena pertikel koloid memiliki sifat mengadsorbsi. Pemisahan ion penggangu dapat dilakukan dengan memasukkan koloid ke dalam kertas/membran semipermiabel (selofan), baru kemudian akan dialiri air yang mengalir. Karena diameter ion pengganggu jauh lebih kecil daripada kolid, ion pengganggu akan merembes melewati pori-pori kertas selofan, sedangkan partikel kolid akan tertinggal.
Proses dialisis untuk pemisahan partikel-partikel koloid dan zat terlarut dijadikan dasar bagi pengembangan dialisator. Salah satu aplikasi dialisator adalah sebagai mesin pencuci darah untuk penderita gagal ginjal. Jaringan ginjal bersifat semipermiabel, selaput ginjal hanya dapat dilewati oleh air dan molekul sederhana seperti urea, tetapi menahan partikel-partikel kolid seperti sel-sel darah merah.

Elektrodialisis
Pada dasarnya proses ini adalah proses dialysis di bawah pengaruh medan listrik. Cara kerjanya; listrik tegangan tinggi dialirkan melalui dua layer logam yang menyokong selaput semipermiabel. Sehingga pertikel-partikel zat terlarut dalam sistem koloid berupa ion-ion akan bergerak menuju elektrode dengan muatan berlawanan. Adanya pengaruh medanlistrik akanmempercepat proses pemurnian sistem koloid.
Elektrodialisis hanya dapat digunakan untuk memisahkan partikel-partikel zat terlarut elektrolit karena elektrodialisis melibatkan arus listrik.

Penyaring Ultra
Partikel-partikel kolid tidak dapat disaring biasa seperti kertas saring, karena pori-pori kertas saring terlalu besar dibandingkan ukuran partikel-partikel tersebut. Tetapi, bila kertas saring tersebut diresapi dengan selulosa seperti selofan, maka ukuran pori-pori kertas akan sering berkurang. Kertas saring yang dimodifikasi tersebut disebut penyaring ultra.
Proses pemurnian dengan menggunakan penyaring ultra ini termasuklambat, jadi tekanan harus dinaikkan untuk mempercepat proses ini. Terakhir, partikel-pertikel koloid akan teringgal di kertas saring. Partikel-partikel kolid akan dapat dipisahkan berdasarkan ukurannya, dengan menggunakan penyaring ultra bertahap.

0 Comments:

Post a Comment

<< Home