Sifat-sifat Koloid
Pada dasarnya sifat koloid dapat digolongkan berdasar sifat optik dan sifat listriknya. Yang tergolong sifat optik, yaitu efek Tyndall dan gerak Brown. Sedang sifat listrik meliputi elektroforesis, adsorpsi, koagulasi, koloid pelindung, dan dialisis.
Gejala pemantulan dan pembauran cahaya oleh partikel dispersi sistem koloid disebut efek Tyndall. Gejala ini pertama kali ditemukan oleh Michael Faraday kemudian diselidiki lebih lanjut oleh John Tyndall (1820 - 1893), seorang ahli Fisika bangsa Inggris. Efek Tyndall dapat digunakan untuk membedakan larutan sejati dari koloid. Untuk memahami efek Tyndall, perhatikan gambar di bawah ini:
Gelas sebelah kiri berisi larutan koloid dan sebelah kanan berisi larutan sejati. Dari gambar terlihat berkas cahaya yang melewati larutan koloid terlihat nyata, sedangkan pada larutan sejati tidak terlihat. Terlihatnya berkas cahaya tersebut disebabkan berkas cahaya yang mengenai partikel koloid akan dihamburkan oleh partikel tersebut.
Efek Tyndall juga terjadi pada pancaran matahari ke bumi. Pada waktu siang hari yang cerah, maka langit akan berwarna biru. Hal ini terjadi karena sinar matahari melewati partikel-partikel koloid di udara. Hanya komponen sinar matahari dengan panjang gelombang kecil (energi besar) yang dipantulkan, sinar yang dapat dipantulkan tersebut adalah sinar biru, nila. Hal ini terjadi akibat posisi matahari berada pada posisi jauh dari horizon.
Gambar: tumbukan partikel dalam dispersi
Gerak Brown bisa berlangsung terus karena gaya yang bekerja pada partikel itu dihasilkan terus menerus oleh tumbukan partikel dengan partikel dan partikel dengan molekul medium pendispersi. Hal ini menyebabkan berkurangnya efek gaya gravitasi bumi terhadap partikel fasa dispersi. Oleh karena gaya gravitasi tidak dapat mengatasi seluruh gaya yang timbul pada tumbukan partikel yang menyebabkan gaya Brown itu, maka partikel koloid tidak dapat mengendap. Gerakan partikel koloid yang tidak menentu arahnya ini pertama kali ditemukan oleh seorang sarjana Biologi bernama Robert Brown (1773-1859).
Peristiwa elektroforesis adalah peristiwa mengalirnya partikel-partikel koloid menuju elektroda, bergeraknya partikel koloid ke dalam satu elektroda menunjukkan bahwa partikel-partikel koloid bermuatan listrik. Gejala ini dapat diamati dengan menggunakan alat sel elektroforesis seperti pada gambar berikut:
Gambar: sel elektroforesis
Dispersi koloid dimasukkan ke dalam tabung U kemudian dicelupkan elektroda pada mulut tabung. Apabila kawat dihubungkan dengan sumber arus listrik searah dan arus listrik mengalir lewat elektroda positif dan negatif maka partikel koloid akan bergerak ke salah satu elektroda. Partikel dispersi koloid yang bermuatan negatif akan bergerak menuju elektroda bermuatan negatif. Dengan menggunakan sel elektroforesis dapat ditentukan muatan dari partikel koloid.
Elektroforesis dapat dipakai untuk memisahkan protein-protein dalam larutan. Muatan pada protein berbeda-beda, tergantung pH. Dengan membuat pH larutan tertentu (misalnya dalam larutan penyangga), pemisahan molekul-molekul protein yang berlainan jenis terjadi.
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 pada permukaan partikel koloid maka partikel koloid dapat bermuatan listrik yang muatannya ditentukan oleh muatan ion-ion yang mengelilinginya.
Contoh: Koloid Fe(OH)$4_3$ dalam air menyerap ion hidrogen (ion H$^+$) sehingga partikel bermuatan positif, sedangkan koloid As$_2$S$_3$ menyerap ion hidroksida (ion OH$^-$) sehingga partikel bermuatan negatif.
Gambar: adsorpsi pada permukaan koloid.
Koagulasi adalah penggumpalan koloid yang disebabkan oleh penambahan elektrolit atau terjadinya perubahan fisik melalui cara mekanik.
Contoh :
1) Koloid Fe(OH)$_3$ dicampur dengan koloid As$_2$S$_3$.
2) Sol emas yang bermuatan negatif dapat dikoagulasikan dengan NaCl, CaCl$_2$, atau AlCl$_3$
3) Partikel-partikel karet dalam lateks digumpalkan dengan penambahan asam cuka
Contoh :
1) Telur rebus
2) Pembuatan agar-agar
3) Pembuatan lem
Apakah teman-teman pernah berjalan-jalan di sekitar muara sungai, jika pernah mungkin kamu pernah melihat daratan kecil di tengah muara tersebut. Daratan kecil tersebut sering dinamai sebagai delta. Delta terbentuk dari pengendapan partikel koloid, karena partikel koloid yang bermuatan mengalami reaksi dengan muatan lawannya ketika partikel tersebut terbawa oleh air sungai dan bertemu dengan air laut yang kaya dengan elektrolit. Hal itu terjadi karena keberadaan ion pasangannya menyebabkan partikel koloid berkumpul bersama akibat menghilangkannya tolakan muatan antar partikel.
Atau mungkin kalian pernah merebus telur? Telur yang berbentuk cairan kental menggumpal ketika terkena panas, hal ini dikarenakan pemanasan atau penambahan elektrolit dapat menyebabkan partikel koloid berkumpul bersama atau terkoagulasi. Panas meningkatkan energi kinetik dan kecepatan tumbukan antar molekul pada partikel koloid. Partikel tersebut memiliki kecenderungan untuk berkumpul bersama, sehingga terbentuk gumpalan yang semakin membesar. Proses koagulasi koloid dapat dimanfaatkan untuk proses penjernihan air.
Air sungai yang mengandung partikel koloid lumpur halus yang bermuatan negatif dicampur dengan koloid Al(OH)$_3$ yang bermuatan positif sehingga terjadi koagulasi dan mengendap. Disamping itu ion Al$^{3+}$ yang terdapat dalam medium koloid Al(OH)$_3$ secara langsung menetralkan muatan koloid Lumpur. Setelah itu air dipisahkan dari endapan dengan cara disaring. Koloid Al(OH)$_3$ diperoleh dari hidrolisis Al3+ dari aluminium sulfat(Al$_2$(SO$_4)_3$) atau tawas aluminium.
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. Tinta dan cat perlu diberi koloid pelindung. Cat yang tidak ditambah koloid pelindung akan mengalami koagulasi.
Untuk stabilitas koloid diperlukan sejumlah muatan ion 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 adalah suatu cara pemurnian sistem koloid dari ion-ion pengganggu yang menggunakan selaput semipermeabel. 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. 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.
Misalnya, pembuatan sol Fe(OH)$_3$ akan terdapat ion-ion H$^+$ dan CI$^-$. Ion-ion ini akan mengganggu kestabilan sol Fe(OH)$_3$ sehingga sol Fe(OH)$_3$ mudah mengalami koagulasi.
Gambar: peristiwa dialisis
Demikian pembahasan materi Sifat-sifat Koloid.
1. EFEK TYNDALL
Gelas sebelah kiri berisi larutan koloid dan sebelah kanan berisi larutan sejati. Dari gambar terlihat berkas cahaya yang melewati larutan koloid terlihat nyata, sedangkan pada larutan sejati tidak terlihat. Terlihatnya berkas cahaya tersebut disebabkan berkas cahaya yang mengenai partikel koloid akan dihamburkan oleh partikel tersebut.
Efek Tyndall juga terjadi pada pancaran matahari ke bumi. Pada waktu siang hari yang cerah, maka langit akan berwarna biru. Hal ini terjadi karena sinar matahari melewati partikel-partikel koloid di udara. Hanya komponen sinar matahari dengan panjang gelombang kecil (energi besar) yang dipantulkan, sinar yang dapat dipantulkan tersebut adalah sinar biru, nila. Hal ini terjadi akibat posisi matahari berada pada posisi jauh dari horizon.
2. GERAK BROWN
Gerak Brown adalah gerak lurus partikel-partikel koloid yang arahnya tidak menentu yang disebabkan oleh tumbukan dari molekul-molekul medium pendispersi dengan partikel-partikel koloid. Perhatikan gambar berikut!Gerak Brown bisa berlangsung terus karena gaya yang bekerja pada partikel itu dihasilkan terus menerus oleh tumbukan partikel dengan partikel dan partikel dengan molekul medium pendispersi. Hal ini menyebabkan berkurangnya efek gaya gravitasi bumi terhadap partikel fasa dispersi. Oleh karena gaya gravitasi tidak dapat mengatasi seluruh gaya yang timbul pada tumbukan partikel yang menyebabkan gaya Brown itu, maka partikel koloid tidak dapat mengendap. Gerakan partikel koloid yang tidak menentu arahnya ini pertama kali ditemukan oleh seorang sarjana Biologi bernama Robert Brown (1773-1859).
3. ELEKTROFORESIS
Dispersi koloid dimasukkan ke dalam tabung U kemudian dicelupkan elektroda pada mulut tabung. Apabila kawat dihubungkan dengan sumber arus listrik searah dan arus listrik mengalir lewat elektroda positif dan negatif maka partikel koloid akan bergerak ke salah satu elektroda. Partikel dispersi koloid yang bermuatan negatif akan bergerak menuju elektroda bermuatan negatif. Dengan menggunakan sel elektroforesis dapat ditentukan muatan dari partikel koloid.
Elektroforesis dapat dipakai untuk memisahkan protein-protein dalam larutan. Muatan pada protein berbeda-beda, tergantung pH. Dengan membuat pH larutan tertentu (misalnya dalam larutan penyangga), pemisahan molekul-molekul protein yang berlainan jenis terjadi.
4. ADSORPSI
Contoh: Koloid Fe(OH)$4_3$ dalam air menyerap ion hidrogen (ion H$^+$) sehingga partikel bermuatan positif, sedangkan koloid As$_2$S$_3$ menyerap ion hidroksida (ion OH$^-$) sehingga partikel bermuatan negatif.
5. KOAGULASI
a. Koagulasi dengan penambahan zat kimia/elektrolit
Ion yang efektif untuk menggumpalkan koloid ialah ion yang muatannya berlawanan dengan muatan koloid.Contoh :
1) Koloid Fe(OH)$_3$ dicampur dengan koloid As$_2$S$_3$.
2) Sol emas yang bermuatan negatif dapat dikoagulasikan dengan NaCl, CaCl$_2$, atau AlCl$_3$
3) Partikel-partikel karet dalam lateks digumpalkan dengan penambahan asam cuka
b. Koagulasi mekanik
Koagulasi dengan cara mekanik dapat dilakukan dengan pemanasan, pendinginan atau pengadukan.Contoh :
1) Telur rebus
2) Pembuatan agar-agar
3) Pembuatan lem
Apakah teman-teman pernah berjalan-jalan di sekitar muara sungai, jika pernah mungkin kamu pernah melihat daratan kecil di tengah muara tersebut. Daratan kecil tersebut sering dinamai sebagai delta. Delta terbentuk dari pengendapan partikel koloid, karena partikel koloid yang bermuatan mengalami reaksi dengan muatan lawannya ketika partikel tersebut terbawa oleh air sungai dan bertemu dengan air laut yang kaya dengan elektrolit. Hal itu terjadi karena keberadaan ion pasangannya menyebabkan partikel koloid berkumpul bersama akibat menghilangkannya tolakan muatan antar partikel.
Atau mungkin kalian pernah merebus telur? Telur yang berbentuk cairan kental menggumpal ketika terkena panas, hal ini dikarenakan pemanasan atau penambahan elektrolit dapat menyebabkan partikel koloid berkumpul bersama atau terkoagulasi. Panas meningkatkan energi kinetik dan kecepatan tumbukan antar molekul pada partikel koloid. Partikel tersebut memiliki kecenderungan untuk berkumpul bersama, sehingga terbentuk gumpalan yang semakin membesar. Proses koagulasi koloid dapat dimanfaatkan untuk proses penjernihan air.
Air sungai yang mengandung partikel koloid lumpur halus yang bermuatan negatif dicampur dengan koloid Al(OH)$_3$ yang bermuatan positif sehingga terjadi koagulasi dan mengendap. Disamping itu ion Al$^{3+}$ yang terdapat dalam medium koloid Al(OH)$_3$ secara langsung menetralkan muatan koloid Lumpur. Setelah itu air dipisahkan dari endapan dengan cara disaring. Koloid Al(OH)$_3$ diperoleh dari hidrolisis Al3+ dari aluminium sulfat(Al$_2$(SO$_4)_3$) atau tawas aluminium.
6. KOLOID PELINDUNG
7. DIALISIS
Dialisis adalah suatu cara pemurnian sistem koloid dari ion-ion pengganggu yang menggunakan selaput semipermeabel. 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. 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.
Misalnya, pembuatan sol Fe(OH)$_3$ akan terdapat ion-ion H$^+$ dan CI$^-$. Ion-ion ini akan mengganggu kestabilan sol Fe(OH)$_3$ sehingga sol Fe(OH)$_3$ mudah mengalami koagulasi.
Demikian pembahasan materi Sifat-sifat Koloid.
Posting Komentar untuk "Sifat-sifat Koloid"