SIFAT-SIFAT KOLOID

SIFAT-SIFAT KOLOID

A.      EFFEK TYNDAL

Jika seberkas cahaya masuk ke ruangan gelap, melalui suatu celah, maka berkas cahaya itu akan terlihat jelas, sebab partikel-partikel debu dalam ruangan yang berukuran koloid akan menghamburkan cahaya tersebut. Demikianpula jika kita berada di tengah hutan yang lebatpada pagi hari. Cahaya matahari yang masuk melalui celah-celah pepohonan akan tampak dengan nyata sebab cahaya itu dihamburkan oleh partikel kabut yang merupakan suatu sistem koloid.

Peristiwa penghamburan cahaya oleh partikel koloid disebut effek Tyndall, sebab hal ini mula-mula diterangkan oleh John Tyndall, ahli fisika Inggris.

Efek Tyndall dapat digunakan untuk membedakan sistem koloid dan larutan sejati. Partikel dalam larutan yang berupa molekul atau ion terlalu kecil untuk menghamburkan cahaya, sehingga berkas cahaya dalam larutan tidak terlihat. Sebaliknya cahaya yang melewati sistem koloid akan terlihat nyata. Partikel-partikel yang berukuran cukup besar akan mendhamburkan cahaya itu ke segala arah, meskipun partikel koloidnya tidak tampak.

Efek Tyndal dapat menerangkan mengapa langit padan siang berwarna biru, sedangkan ketika matahari terbenam langit di ufuk barat berwarna jingga atau merah. Hal itu disebabkan oleh penghamburan cahaya matahari oleh partikel koloid diangkasa, dan tidak semua frekwunsi dari sinar matahari dihamburkan dengan intensitas yang sama. Oleh karena intensitaas cahaya yang di hamburkan berbanding lurus dengan frekunsi, maka ketika matahari melintas di atas kita frekuensi tinggilah yang banyak sampai ke mata kita, sehingga kita melihat langit berwarna biru. Ketika matahari terbenam, hamburan frekunsi rendah lebih banyak, sehingga kita menyaksikan langit berwarna jingga atau merah.

B.      GERAK BROWN

Mengapa partikel koloid tersebar merata dalam medium pendispersinya, dan tidak memisah meskipun didiamkan? Hal itu disebabkan oleh adanya gerak terus menerus secara acak, tetapi gesit dari partikel koloid tersebut. Gerakan acak dari partikel koloid dalam medium pendispernya ini disebut gerak Brown. Berdasarkan nama ahli botani bangsa Inggris yang menemukan gerakan ini pada tahun 1827, yairu Robert Brown. Perlu juga diketahui bahwa pengamatan gerakan partikel koloid tersebut ternyata merintis jalan bagi Robert Brown untuk menemukan adanya inti sel pada tahun 1831.

Gerak brown membuktikan teori kinetik molekkul, sebab gerakan tersebut adalah akibat tabrakan antara partikel koloid dengan molkul medium pendispersinya dari segala arah.

Oleh karena momentum partikel koloid jauh lebih besar dari molekul mediumnya, maka partikel koloid bergerak pada garis lurus sampai arah dan kecepatannya diubah oleh tabrakan berikutnya.

Gerak brown akan makin cepat jika ukuran partikel koloid makin kecil, selaiknya, makin besar ukuran partikel, gerakanyya makin lambat. Itulah sebabnya pada partikel suspensi gerak brown tidak lagi dijumpai.

C.      ADSORPSI KOLOID

Peristiwa penyerapan suaatu malekul atau ion pada permukaan suatu zat disebut Adsorpsi.  Jangan dikelirukan dengan absorbsi, yaitu penyerapan sampai ke bagian dalam dibawah permukaan.

Suatu sistem koloid mempunyai kemampuan mengadsorpsi, sebab artikel koloid memiliki permukaan yang sangat luas. Sifat sifat adsopsi dari koloid dapat kita saksikan antara lain pada prosas berikut:

1.       Pada penyembuhan sakit perut oleh serbuk karbon (norit), campuran serbuk karboh dengan cairan usus akan membentuk sistem koloid yang mampu mengadsopsi kuman yang berbahaya.

2.       Pada proses pemurnia gula pasir, gula yang masih kotor berwarna coklat dilarutka dalam air panas, lalu dialirkan mmelalui sistim koloid yang berupa tanah diatum/karbon. Kotoran pada gula akan teradsopsi sehingga memperoleh gula yang putih bersih.

3.       Pada pencelupan wol, kapaas atau sutera, serat yang akan diwarnai, dicelupkan dal alumunium sulfat dan larutan basa seperti natrium karbonat. Endapan Al(OH)₃ yang bersifat koloid, melekat pada serat, menyerap warna tersebut. Tanpa Al(OH)₃, serat tidak dapat diberi warna.

4.       Deodoran dan antiperspiran (zat anti keringat) dapat menghilanngkan bau badan. Antiperspiran umumnya mengandung senyawa alumunium, seperti alumunium klorihidrat, Al₂(OH)₅Cl.2H₂O, yang dapat memperkecil kelenjar keringat, sehingga hanya sedikit keringat yang keluar. Hal ini karena ion alumunium menggumpalkan sebagian cairan dalam kelenjar sehingga pori-pori menjadi kecil. Pada umumnya antiperspiran ditambahi parfum untuk menghilangkan bau badan sehingga berfungsi sebagai deodoran. Deodoran mengandung seng peroksida, minyak esensial parfum, serta zat antiseptik untuk menghentikan kegiatan bakteri. Seng peroksida dapat menghilangkan senyawa yang berbau dengan cara mengoksidasinya, sedangkan minyak esensial dan parfum menyerap aatau menghilangkan bau badan. Di permukaan tubuh manusia terdapat kurang lebih dua juta kelenjar keringat. Dari kelenjar tersebut keluar cairan yang disebut keringat. Penguapan air dari cairan yang keluar dari kelenjar inilah yang mengatur suhu badan kita. Bau badan terutama disebabkan oleh senyawa nitrogen organik, lemak yang keluardari tubuh, dan dari pertumbuhan bakteri dalam kelenjar keringat. Sebenarnya keringat tidak berbau, tapi hasil peguraian dari bakteri yang berbau. Tawaspun dapat digunakan sebagai zat antiperspiran. Dahhulu tukang cukur mengoleskan tawas untuk dagu yang berdarah akibat pisau cukur. Darah yang keluar akan mengalami koagulasi sehingga menutupi pori dan pendarahan akan terhenti.

5.       Daya adsorpsi dari koloid dalam tanah mampu menahan bahan makanan yang diperlukan tumbuhan, sehingga tidak terbawa oleh air hujan. Tanah juga mampu mengadrorpsi kuman yang berbahaya. Itulah sebab tangki kotoran (septitenk) harus berjarak minima 8 meter dari sumur, agar tanah menadsorpsi semua zat pencemar.

D.      MUATAN KOLOID DAN ELEKTROLISIS

Partikel – partikel koloid dapat bermuatan listrik sebagai akibat dari penyerapan ion pada permukaan partikel koloid tersebut. Sebagai contoh, koloid Fe(OH)₃ dalam air akan menyerap kation sehingga ia bermuatan positif, sedangkan koloid As₂S₃ bermuatan negatif karena mengadsorpsi anion.

Disamping karena adanya gerak brown, kesetabilansuatu sistem koloid juga disebabkan karene adanya muatan listrik padapermukaan partikel koloid.gaya tolak menolak pada diantara muatan yang sama akan mencegah pemisahan atau penggumpalan sehingga sistem koloid menjadi stabil.

Jika sepasang elektrode dicelupkan kepada suatu sistem koloid, lalu kepadanya dialirkan arus listrik, maka partikel koloid yang bermuatan positif akan menuju katode dan yang bermuatan  negatif akan menuju anoe. Pergerakan partikel koloid di bawah pegaruh medan listrik disebut elektroforesis. Pada peristiwa elektroforesis, partikel koloid akan dinetralkan muatannya dan digumpalkan pada elektrode.

Beberapa kegunaan dari proses elektroforesis antara lain

Sebagai berikut.

1.       Untuk menentukan muatan suatu partikel koloid

2.       Untuk memproduksi barang industri yang terbuat dari karet. Misalnya, pada pembuatan boneka dan sarung tangan, karetnya diendapkan pada cetakan bentuk boneka/ sarung tangan secara elektroforesis.

3.       Untuk meguranggi zat pencemar udara yang dikeluarkan dari cerobong asap pabrik. Metode ini dikembangkanoleh Frederick Cottrell dari amerika serikat.cerobong asap pabrikbagian dalam dilengkapi dengan”pengendap elektrostatika” berupa lempengan logam yang diberi muatan listrik, yang akan menarik dan megumpulkandebu halus dalam asap buangan.

E.       KOAGULASI KOLOID

Partikel koloid dapat megalami koagulasi (penggumpalan) dengan cara penambahan suatu elektrolit yang muatannya berlawanan. Sifat koagulasi partikel koloid, antara lain, dapat kita amati pada proses berikut ini.

1.       Pada pengolahan karet dari bahan mentahnya (lateks), partikel karet dalam lateks digumpalkan dengan menambahkan asam asetat, sehingga karet dapat dipisahkan dari lateksnya.

2.       Partikel lumpur dan tanah liat yang dikandung air sungai akan mengendap tatkala berjumpa dengan air laut yang mengandung banyak elektrolit, sehingga terjadilah delta di daerah muara.

3.       Jika bagian tubuh kita mengalami luka, maka ion Al³⁺  atau Fe³⁺ segera menetralkan partikel albuminoid yang dikandung darah, sehingga terjadi penggumpalan yang menutupi luka.

4.       Pada proses penjernihan air, ditambahkan tawas, Al₂(SO4)₃, yang menyediakan ion Al3+ untuk mengendap partikel lumpur, sehingga air menjadi jernih.

F.        KOLOID LIOFIL DAN KOLOID LIOFOB

Berdasarkan sifat adsorpsi dari partikel koloid terhadap medium pendispersinya, kita mengenal dua macam koloid.

1.       Koloid liofil yaitu koloid yang “senang cairan” (bahasa Yunani: lyo = cairan; philia = senang). Partikel koloid akan mengadsorpsi molekul cairan, sehingga terbentuk selubung di kelilingi partikel koloid itu. Jika medium pendispersinya air, istilah yang dipakai adalah hidrofil (senang air). Contoh koloid liofil adalah kanji, protein dan agar-agar.

2.       Koloid liofob, yaitu koloid yang “benci air” (phobia=benci). Partikel koloid tidak mengadsorbsi molekul cairan. Jika mediumnya air, istilah yang dipakai adalah hidrofob (benci air). Contoh koloid hidrofob adalah sol sulfida dan sol logam

Koloid liofil lebih stabil daripada koloid liofob. Untuk menggumpalkan koloid liofil diperlukan elektrolit dalam jumlah banyak, sebab selubung molekul cairan yang berfungsi sebagai pelindung harus dipecahkan dahulu. Adapun koloid liofob mudah digumpalkan dengan diberi sedikit elektrolit saja.

Pada pembuatan sol hidrofob, cairan yang akan dipakai sebagai medium pendispersi harus dimurnikan dahulu dari elektrolit (ion) yang dapat menggangu kestabilan koloid. Pemurnian medium pendispersi dari elektrolit ini disebut dialisis. Koloid dimasukkan ke dalam kantong yang terbuat yang terbuat dari selaput semipermiabel, yaitu selaput yang dapat melewatkan molekul atau ion, tetapi tidak dapat dilewati partikel koloid. Jika kantong yang berisi koloid itu dimasukkan ke dalam air, maka ion pengganggu akan menembus selaput masuk ke dalam air, sedangkan partikel koloid tetap tinggal di dalam kantong. Proses dialisis dapat dipercepat dengan menggunakan air yang mengalir.

Beberapa koloid hidrofil, seperti gelatin dan gom arab, bukan hanya stabil terhadap koagulasi, tetapi juga dapat ditambahkan kepada koloid hidrofob untuk melindunginya dari koagulasi. Koloid hidrofil yang ditambahka itu disebut koloid pelindung, sebab menutupi permukaan koloid hidrofob. Jadi, jika gelatin ditambahkan ke dalam sol emas atau sol As2S3, maka sol itu sukar digumpalkan oleh elektrolit. Penambahan koloid pelindung banyak dipakai dalam pembuatan berbagai produk industri, misalnya film fotografi yang merupakan koloid AgBr dalam gelatin.

G.     EMULSI

Emulsi adalah sistem koloid yang partikelnya terdispersi dan medium pendispersinya sama-sama cair. Ditinjau dari segi kepolaran, emulsi merupakan campuran cairan polar dan cairan nonpolar. Misalnya air dan minyak.

Jika minyak kelapa dicampurkan dengan air kemudian dikocak, terjadilah campuran yang akan memisah kembali setelah didiamkan agak lama. Untuk menstabilkan emulsi ini diperlukan ditambahkan zat pengemulsi (emulgulator), yaitu senyawa organik yang mengandung kombinasi gugus polar dan polar sehingga ia mampu megikat zat polar (air) dan zat nonpolar (minyak). Misalnya, sabun yang merupakan garam karboksilat. Molekul sabun tersusun dari “ekor” alkil yang nonpolar (larut dalam minyak) dan “kepala” ion karboksilat yang polar (larut dalam air).

Prinsip inilah yang menyebabkan sabun dan deterjen memiliki daya pembersih. Ketika kita mandi atau mencuci pakaian, ekor nonpolar dari sabun menempel pada kotoran dan kepala polarnya menempel pada air. Akibatnya, tegangan permukaan air menjadi berkurang, sehingga jauh lebih mudah menarik kotoran.

Salah satu emulsi yang kita kenal sehari-hari adalah susu, di mana lemak terdispersi dalam air. Dalam susu terkandung kasein suatu protein yang berfungsi sebagai zat pengemulsi. Jika susu menjadi masam, karena laktosa (gula susu) teroksida menjadi asam laktat, kasein akan terkoagulasi dan tidak dapat lagi menstabilkan emulsi. Akibatnya, lemak bersama kasein akan memisah dari susu.

Proses pencernaan lemak dalam tubuh kita berlangsung melalui pembentukan emulsi. Dalam usus selalu terkandung larutan basa yang akan bereaksi dengan sebagian kecil lemak, membentuk semacam zat pengemulsi, yang mengemulsi lemak sisanya, sehingga memudahkan enzim lipase untuk mengkatalisis penguraian lemak tersebut.

Dalam bidang industri obat-obatan dan kosmetik, bentuk emulsi banyak digunakan dalam pembuatan berbagai produk, seperti salep, cream, lotion dan minyak ikan.

SOAL EVALUASI SIFAT-SIFAT KOLOID

Sumber:
KIMIA untuk SMA kelas XII, Unggul Sudarmo, Penerbit Erlangga, 2004
KIMIA 3 SMU, untuk Kelas 3, Irfan Anshori dan Hiskia Ahmad, Penerbit Erlangga, 1999