Sistem koloid (selanjutnya disingkat "koloid" saja) merupakan suatu bentuk campuran (sistem dispersi) dua atau lebih zat yang bersifat heterogen namun memiliki ukuran partikel terdispersi yang cukup besar (1 - 10000 nm), sehingga mengalami Efek Tyndall. Bersifat heterogen berarti partikel terdispersi tidak terpengaruh oleh gaya gravitasi atau gaya lain yang dikenakan kepadanya, sehingga tidak terjadi pengendapan. Misalnya, sifat heterogen ini juga dimiliki oleh larutan, tetapi tidak dimiliki oleh campuran biasa (suspensi). Koloid dijumpai di mana-mana: susu, agar-agar, tinta, sampo, serta awan merupakan contoh-contoh koloid yang dapat dijumpai sehari-hari. Sitoplasma dalam sel juga merupakan sistem koloid. Kimia koloid menjadi kajian tersendiri dalam kimia industri karena kepentingannya.
Klasifikasi sunting
Koloid sering kali digolongkan beradasarkan sifat perpindahannya karena ukuran fase terdispersinya yang kecil dan tampak seperti campuran. Misal, terdapat sebuah koloid yang terdiri atas zat padat yang terdispersi dalam zat cair. Apabila sistem koloid tersebut dilewatkan pada suatu membran ultrafiltrasi, maka zat padat dalam koloid tidak akan dapat menembus membran. Hal ini berbeda dengan ion dan molekul campuran pada umumnya yang larut dan mampu menembus membran. Ukuran pori membran yang lebih kecil daripada dimensi partikel koloid menyebabkan partikel koloid tertahan di membran. Semakin kecil ukuran pori membran, semakin banyak partikel koloid yang tertahan, dan semakin rendah pula konsentrasi zat terdispersi dalam cairan yang tersaring. Berdasarkan fase zat pendispersi dan zat terdispersinya, koloid dapat diklasifikasikan menjadi:
| Medium/fase | Fase terdispersi | |||
|---|---|---|---|---|
| Gas | Cair | Padat | ||
| Medium pendispersi | Gas | Tidak ada koloid yang diketahui. Meskipun demikian, Helium dan xenon diketahui tidak dapat bercampur pada beberapa kondisi. | Aerosol cair Contoh: kabut dan awan | Aerosol padat Contoh: asap dan debu di udara |
| Cair | Buih Contoh: whipped cream, alat pemadam kebakaran, beberapa jenis kosmetik | Emulsi Examples: susu, mayonnaise, krim kulit, dan lateks | Sol Contoh: tinta, sol belerang, darah, dan lumpur | |
| Padat | Buih padat Contoh: aerogel, styrofoam, batu apung, spons, dan marshmallow | Gel atau emulsi padat Contoh: agar, gelatin, lem, dan jelly | Sol padat Contoh: intan hitam |
Berdasarkan sifat interaksi antara fase terdispersi dan medium pendispersinya, koloid juga dapat diklasifikasikan menjadi Koloid hidrofilik (partikel koloid tertarik dengan air) dan Koloid hidrofobik (partikel koloid tidak tertarik dengan air).
Koloid liofil dan liofob sunting
Koloid yang memiliki medium dispersi cair dibedakan atas koloid liofil dan koloid liofob. Klasifikasi ini berdasarkan interaksi antara partikel terdispersi dengan medium pendispersinya. Koloid liofil adalah koloid yang fase terdispersinya suka menarik medium pendispersinya, yang disebabkan gaya tarik antara partikel-partikel terdispersi dengan medium pendispersinya kuat. Koloid liofob adalah sistem koloid yang fase terdispersinya tidak suka menarik medium pendispersinya. Bila medium pendispersinya air maka koloid liofil disebut koloid hidrofil, sedangkan koloid liofob disebut koloid hidrofob.
Contoh koloid hidrofil : sabun, detergen, agar-agar, kanji, dan gelatin. Contoh koloid hidrofob : sol belerang, sol-sol sulfida, sol Fe(OH)3, sol-sol logam.
Koloid liofil/hidrofil lebih kental daripada koloid liofob/hidrofob. 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 (bersifat reversibel). Sebaliknya, sol hidrofob akan terkoagulasi pada penambahan sedikit elektrolit. Sekali zat terdispersi sudah dipisahkan, tidak akan membentuk sol lagi jika dicampur kembali dengan air.
| No | Sifat | Sol liofil | Sol liofob |
| 1 | Daya adsorpsi terhadap medium | Kuat, mudah mengadsorpsi | Tidak mudah mengadsorpsi mediumnya |
| 2 | Efek Tyndal | Kurang jelas | Sangat jelas |
| 3 | Viskositas (kekentalan) | Lebih besar daripada mediumnya | Hampir sama dengan mediumnya |
| 4 | Koagulasi | Sukar | Mudah terkoagulasi (kurang stabil) |
| 5 | Lain-lain | Bersifat reversibel | Irreversibel (jika sudah menggumpal sukar dikoloidkan kembali) |
Sifat hidrofob dan hidrofil dimanfaatkan dalam proses pencucian pakaian pada penggunaan detergen. Apabila kotoran yang menempel pada kain tidak mudah larut dalam air, misalnya lemak dan minyak.dengan bantuan sabun atau detergen maka minyak akan tertarik oleh detergen. Oleh karena detergen larut dalam air, akibatnya minyak dan lemak dapat tertarik dari kain. Kemapuan detergen menarik lemak dan minyak disebabkan pada molekul detergen terdapat ujung-ujung liofil yang larut dalam air dan ujung liofob yang dapat menarik lemak dan minyak. Akibat adanya tarik-menarik tersebut, tegangan permukaan lemak dan minyak dengan kain menjadi turun dehingga lebih kuat tertarik oleh molekul-molekul air yang mengikat kuat detergen.
Sifat-sifat Koloid sunting
Suatu campuran dapat digolongkan ke dalam sistem koloid apabila memiliki sifat-sifat yang berbeda dari larutan sejati. Ada beberapa sifat yang membedakan sistem koloid dengan larutan sejati, yaitu:
- Efek Tyndall
- Gerak Brown
- Adsorpsi
- Muatan koloid
- Koagulasi koloid
- Koloid pelindung
- Dialisis
- Elektroforesis
Cara Pembuatan Koloid sunting
1. Dispersi sunting
Dispersi adalah cara pembuatan koloid dengan menghaluskan partikel suspensi menjadi partikel berukuran koloid. Dispersi dapat dilakukan dengan cara-cara berikut ini:
a. Cara mekanik (dispersi langsung) sunting
Butir-butir kasar diperkecil ukurannya dengan menggiling atau menggerus koloid sampai diperoleh tingkat kehalusan tertentu, kemudian diaduk dengan medium pendispersi.
Contoh: Sol belerang dibuat dengan menggerus serbuk belerang bersama-sama suatu zat inert (seperti gula pasir) kemudian mencampur serbuk halus itu dengan air.
b. Homogenisasi sunting
Dengan menggunakan mesin homogenisasi.
Contoh:
- Emulsi obat di pabrik obat dilakukan dengan proses homogenisasi
- Pembuatan susu kental manis yang bebas kasein dilakukan dengan mencampurkan serbuk susu skim ke dalam air menggunakan mesin homogenisasi.
c. Peptisasi sunting
Dengan cara memecah partikel-partikel besar menjadi partikel koloid, misalnya suspensi, gumpalan atau endapan dengan bantuan suatu zat pemeptisasi (pemecah).
Contoh: Agar-agar dipeptisasi oleh air, nitroselulaosa oleh aseton, karet oleh bensin, endapan NiS dipeptisasi oleh H2S dan endapan Al(OH)3 oleh AlCl3.
d. Busur bredig sunting
Cara ini digunakan untuk membuat sol-sol logam. Logam yang akan dibuat menjadi koloid dipasang sebagai elektrode yang dicelupkan ke dalam medium dispersi. Kemudian diberi arus listrik yang cukup kuat sehingga terjadi loncatan bunga api listrik di antara kedua ujungnya. Mula-mula atom-atom logam akan terlempar ke dalam air, kemudian atom-atom tersebut mengalami kondensasi sehingga menjadi partikel koloid. Cara ini merupakan gabungan cara dispersi dan kondensasi.
2. Kondensasi sunting
Kondensasi adalah cara pembuatan koloid dengan menggumpalkan partikel larutan menjadi partikel berukuran koloid. Kondensasi dapat dilakukan secara kimia dan fisika. Kondensasi secara kimia dilakukan melalui reaksi redoks, hidrolisis, substitusi, dan penggaraman. Sedangkan secara fisika, kondensasi dilakukan melalui proses pendinginan, penggantian pelarut, dan pengembunan uap.
a. Reaksi hidrolisis sunting
Hidrolisis adalah reaksi suatu zat dengan air. Reaksi ini umumnya digunakan untuk membuat koloid-koloid basa dari suatu garam yang dihidrolisis.
Contoh: Pembuatan sol Fe(OH)3 dari hidrolisis FeCl3. Dengan cara memanaskan larutan FeCl3 (apabila ke dalam air mendidih ditambahkan larutan FeCl3 akan terbentuk sol Fe(OH)3.
FeCl3(aq) + 3H2O(l) → Fe(OH)3(s) + 3HCl(aq)
b. Reaksi redoks sunting
Reaksi yang disertai perubahan bilangan oksidasi. Koloid yang terjadi merupakan hasil oksidasi atau reduksi.
Contoh: Pembuatan sol belerang dari reaksi antara hidrogen sulfida (H2S) dengan belerang dioksida (SO2), yaitu dengan mengalirkan gas H2S ke dalam larutan SO2.
2H2S(g) + SO2(aq) → 2H2O(l) + 3S(s)
c. Pertukaran ion sunting
Reaksi pertukaran ion umumnya dilakukan untuk membuat koloid dari zat-zat yang sukar larut (endapan) yang dihasilkan pada reaksi kimia.
Contoh: Pembuatan sol As2S3 dengan mengalirkan gas H2S ke dalam larutan As2O3 dengan reaksi berikut:
3H2S(g) + As2O3(aq) → As2S3(s) + 3H2O(l)
d. Penggantian pelarut sunting
Belerang mudah larut dalam alkohol (misal etanol) tetapi sukar larut dalam air. Jadi, untuk membuat sol belerang dalam medium pendispersi air, belerang dilarutkan ke dalam etanol sampai jenuh. Setelah itu, larutan belerang dalam etanol dimasukkan ke dalam air sedikit demi sedikit. Partikel belerang akan menggumpal menjadi koloid akibat penurunan kelarutan belerang dalam air. Kemudian etanol dapat dipisahkan dengan dialisis, maka terbentuklah sol belerang.
Referensi sunting
- "colloid | Definition & Facts". Encyclopedia Britannica (dalam bahasa Inggris). Diakses tanggal 2020-09-03.
- Sastrohamidjojo, Hardjono (24 Juli 2018). Kimia Dasar. UGM PRESS. hlm. 247.
- de Swaan Arons, J.; Diepen, G. A. M. (2010). "Immiscibility of gases. The system He-Xe: (Short communication)". Recueil des Travaux Chimiques des Pays-Bas. 82 (8): 806. doi:10.1002/recl.19630820810. ISSN 0165-0513.
- Tan, Paulino Y.; Luks, Kraemer D.; Kozak, John J. (1971-08-01). "Application of Conformal Solution Theory to Gas–Gas Equilibria". The Journal of Chemical Physics. 55 (3): 1012–1015. doi:10.1063/1.1676177. ISSN 0021-9606.
- ^ Permana, Irvan (2009). Memahami Kimia SMA/MA 2. Jakarta: Pusat Perbukuan Departemen Pendidikan Nasional. ISBN 978-979-068-176-7.
- Yumike Mose (2014). Penerapan Model Pembelajaran Predict-Observe-Explain (POE) Pada Materi Koloid Untuk Meningkatkan Keterampilan Berpikir Kritis dan Keterampilan Proses Sains Siswa (PDF).
- Partana, Crys Fajar (2009). Mari Belajar Kimia untuk SMA/MA Kelas XI. Jakarta: Pusat Perbukuan Departemen Pendidikan Nasional. ISBN 978-979-068-188-0.
Bacaan lebih lanjut sunting
- Johari, J.M.C. (2007). Kimia 2 SMA dan MA Untuk Kelas XI. Jakarta: Esis/Erlangga. ISBN 974-734-720-6. (Indonesia)