Bahan Ajar Kelas XI
Joko Raharjo, S.Pd
SMA Negeri Gondangrejo
SISTEM dan SIFAT KOLOID
Bahan Ajar Kimia Kelas XI Semester 2
65
Sistem koloid
stilah 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:
Tabel 1. Perbandingan sifat Larutan, Koloid, dan Suspensi
Larutan Koloid Suspensi
Homogen, tak dapat
dibedakan walaupun
menggunakan
mikroskop ultra
Semua partikel
berdimensi kurang
dari 1nm (panjang,
lebar, atau tebal)
Satu fasa
Stabil
Tidak dapat disaring
Secara makroskopis
homogen, tetapi
heterogen jika diamati
dengan mikroskop
ultra
Partikel berdimensi
antara 1nm sampai
100nm
Dua fasa
Pada umumnya stabil
Heterogen
Salah satu atau semua
partikel berdimensi
lebih dari 1nm
Dua fasa
Tidak stabil
Dapat disaring
I
Gambar 1. Susu merupakan
satu contoh campuran yang
digolongkan sebagai koloid
Su
mb
er:
nec
tura
jus.
com
Bahan Ajar Kimia Kelas XI Semester 2
66
Contoh: larutan gula
dalam air
Tidak dapat disaring
kecuali dengan
penyaring ultra
Contoh: campuran
susu dengan air
Contoh: campuran
tepung terigu dengan
air
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 2.
Tabel 2. Jenis-jenis Koloid
No Fase
Terdispersi
Fase
Pendispersi Nama Koloid Contoh
1
2
3
4
5
6
7
8
Padat
Padat
Padat
Cair
Cair
Cair
Gas
Gas
Gas
Cair
Padat
Gas
Cair
Padat
Cair
Padat
Aerosol padat
Sol
Sol padat
Aerosol cair
Emulsi
Emulsi padat
Buih
Buih padat
Asap, debu di udara
Sol emas, tinta, cat, sol belerang
Gelas berwarna, intan hitam
Kabut, awan
Susu, santan, minyak ikan
Jelly, mutiara, opal
Buih sabun, krim kocok
Karet busa, batu apung
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.
Su
mb
er:.
fau
zan
agaz
ali.
fil
es.w
ord
pre
ss.c
om
Gambar 2. Kabut merupakan aerosol cair
Bahan Ajar Kimia Kelas XI Semester 2
67
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, deodorant 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.
Su
mb
er:.
scie
nce
ord
ic.c
om
Su
mb
er:.
fau
zan
agaz
ali.
f
iles
.wo
rdp
ress
.co
m
Gambar 3. Produk Spray
banyak diminati karena
mudah digunakan
Gambar 5. Santan Kelapa
Su
mb
er:.
rese
pm
asak
ank
u.i
nfo
Gambar 4. Cat tembok
berbagai warna
Bahan Ajar Kimia Kelas XI Semester 2
68
Buih mempunyai fase terdispersi gas.
Buih terdiri atas:
Buih padat dengan medium
pendispersi padat, contoh batu
apung, karet busa, dan styrofoam;
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 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 Faraday kemudian diselidiki lebih
lanjut oleh John Tyndall (1820 – 1893), seorang ahli Fisika berkebangsaan
Inggris.
Terjadinya efek Tyndall pada koloid dipengaruhi oleh sifat optik dan sifat kinetik
yang dimiliki oleh koloid. Sifat Optik Koloid : Ukuran partikel koloid yang lebih
besar dari larutan sejati sengga cahaya yang melewatinya akan dipantulkan. Arah
pantulan ini tidak teratur karena partikel koloid tersebar secara acak sehingga
pantulan cahaya tersebut berhamburan ke segala arah.Sifat Kinetik Koloid : Sifat
partikel koloid yang selalu bergerak ke segala arah. Gerakan partikel koloid ini
selalu lurus dan akan patah bila bertabrakan dengan partikel lain.
Adanya sifat optik dan kinetik pada koloid mengakibatkan koloid mengalami efek
Tyndall. Seberkas cahaya yang dilewatkan pada sistem koloid akan menunjukkan
adanya hamburan cahaya ke segala arah. Hamburan cahaya ini disebabkan karena
partikel-partikel koloid yang tersebar secara acak akan memantulkan cahaya yang
melewatinya. Intensitas hamburan cahaya dipengaruhi oleh ukuran partikel dan
konsentrasi partikel koloid. Intensitas cahaya yang dihamburkan akan bertambah
dengan bertambahnya konsentrasi partikel dan ukuran partikel .Hal ini dapat
diteliti lebih lanjut dengan menggunakan mikroskop ultra. Pengamatan efek
Tyndall yang dilakukan di bawah ultra mikroskop menimbulkan bintik-bintik
sangat kecil yang memancarkan sinar. Jadi, partikel-partikel yang memancarkan
Gambar 6. Meniup buih sabun Su
mb
er:.
rsci
ence
mad
efu
n.n
et
Bahan Ajar Kimia Kelas XI Semester 2
69
sinar tersebut sangat kecil bahkan tidak tampak, tetapi yang tampak adalah
pantulan sinar dari partikel-partikel sinar tidak akan tampak. Hal ini dikarenakan
partikel-partikel koloid berada dalam keadaan ultra mikroskopik. Dapat
disimpulkan bahwa efek Tyndall terjadi karena partikel koloid akan
menghamburkan cahaya yang diterimanya ke segala arah. hal ini tidak terjadi pada
larutan sejati, karena partikel-partikelnya yang sangat kecil sehingga tidak
mengubah arah cahaya. Cahaya yang dilewatkan pada larutan sejati akan
diteruskan. Untuk lebih jelasnya mengenai peristiwa efek Tyndall dapat dilihat
melalui ilustrasi berikut :
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
Gambar 7. Efek Tyndall Su
mb
er:.
rsci
ence
mad
efu
n.n
et
Gambar 8. Efek Tyndall dalam
kehidupan sehari-hari
Su
mb
er:.
cin
emaw
arri
or.
com
Bahan Ajar Kimia Kelas XI Semester 2
70
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.
Gambar 9. Gerak Brown Su
mb
er:.
fau
zan
agaz
ali
.fil
es.w
ord
pre
ss.c
om
Gambar 10. Proses Elektroforesis
Su
mb
er:.
ust
ud
y.i
n
Bahan Ajar Kimia Kelas XI Semester 2
71
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.
f. Koloid Pelindung
Gambar 11. Proses adsorpsi pada karbon aktif
Su
mb
er:.
scen
lok
.co
m
Gambar 11. Pembentukan delta sungai
sebagai proses koagulasi Su
mb
er:.
geo
gra
ph
88
.blo
gsp
ot.
com
Bahan Ajar Kimia Kelas XI Semester 2
72
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:
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.
g. Dialisis
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 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.
h. 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
Gambar 12. Koloid
pelindung pada ice cream
Su
mb
er:.
fau
zan
agaz
ali.
file
s.w
ord
pre
ss.c
om
Gambar 13. Proses hemodialisis
Su
mb
er:.
bio
log
i-fo
rum
s.co
m
Bahan Ajar Kimia Kelas XI Semester 2
73
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.
Perbandingan sifat sol hidrofil dengan sol hidrofob:
Sol Hidrofil Sol Hidrofob
Mengadsorbsi mediumnya Tidak mengadsorbsi mediumnya
Dapat dibuat dengan konsentrasi yang
relative besar
Hanya stabil pada konsentrasi kecil
Tidak mudah digumpalkan dengan
penambahan elektrolit
Mudah menggumpal pada
penambahan elektrolit
Viskositas lebih besar daripada
mediumnya
Viskositas hampir sama dengan
mediumnya
Bersifat reversible Tidak reversible
Efek tyndall lemah Efek tyndall lebih jelas
Gambar 14. Contoh koloid
hidrofob (mayonnaise) dan
koloid hidrofil (agar-agar)
Su
mb
er:.
chef
mag
.co.z
a S
um
ber
:.th
epu
rple
jou
rnal
.
wo
rdp
ress
.co
m
Bahan Ajar Kimia Kelas XI Semester 2
74
PEMBUATAN KOLOID DAN PERANAN KOLOID
DALAM KEHIDUPAN SEHARI-HARI
A. PEMBUATAN KOLOID
Sistem koloid dapat dibuat secara langsung dengan mendispersikan suatu zat ke
dalam medium pendispersi. Mengubah suspense menjadi koloid. Mengubah larutan
menjadi koloid. Cara tersebut dilakukan dengan mengubah ukuran partikel zat terdispersi,
yaitu cara dispersi dan cara kondensasi.
Nama :
Kelas :
No. Absen :
PEMBUATAN DAN PERANAN
KOLOID DALAM KEHIDUPAN
SEHARI-HARI
BAHAN AJAR
Kelas XI Semester 2
Oleh:
Joko Raharjo, S.Pd.
Partikel
Suspensi
Partike
l Koloid
Partikel
Larutan
DISPERSI KONDENSASI
Bahan Ajar Kimia Kelas XI Semester 2
75
Cara kondensasi yaitu, pembuatan koloid dengan cara menggumpalkan partikel-
partikel larutan menjadi partikel yang berukuran koloid. Sedangkan cara dispersi, yaitu
pembuatan koloid dengan cara menghaluskan partikel-partikel suspensi menjadi partikel-
partikel berukuran koloid.
1. Cara Dispersi
a. Cara mekanik
Butir-butir kasar diperkecil ukurannya dengan menggiling atau menggerus koloid
sampai diperoleh tingkat kehalusan tertentu, kemudian diaduk dengan medium
pendispersi.
Contoh :
1) Belerang dan urea digerus kemudian diaduk dengan air membentuk hidrosol
2) Pembuat cincau dari daun cincau yang dihaluskan dan dicampur dengan air kemudian
disaring dan didiamkan hingga mengeras
b. Homogenisasi
Dengan menggunakan mesin homogenisasi. Contoh : Emulsi obatdi pabrik obat
dilakukan dengan proses homogenisasi dan pembuatan susu kental manis yang bebas
kasein dilakukan dengan mencampur serbuk susu ke dalam air menggunakan mesin
homogenisasi
c. Peptisasi
Dibuat dari parikel kasar yang diubah menjadi partikel koid dengan dengan
penambahan air atau zat lain
Contoh :
1) koloid AgCl terbentuk dengan menambahkan akuades pada endapan AgCl
2) Koloid alumunium hidroksida dibuat dengan menambahkan asam klorida encer
(sedikit) pada endapan Al(OH)3 yang baru dibuat.
d. Cara Busur Bredig
Cara ini dilakukan untuk membuat partikel-partikel fase terdispersi dengan
menggunakan loncatan bunga api listrik. Cara ini banyak digunakan untuk membuat sol
Bahan Ajar Kimia Kelas XI Semester 2
76
logam. Logam yang akan didispersikan dipasang sebagai electrode-elektrode yang
dihubungkan dengan sumber arus listrik bertegangan tinggi loncatan bunga api listrik
yang muncul diantara kedua electrode akan menguapkan sebagian logam. Uap logam
terbentuk didalam medium dispersi akan menyublim dan membentuk partikel halus.
Contohnya pada pembuatan sol emas dan sol platina.
2. Cara Kondensasi
a. Reaksi hidrolisis
Hidrolisis adalah reaksi suatu zat dengan air. Reaksi ini umumnya digunakan
untuk membuat koloid-koloid basa dari suatu garam yang dihidrolisis. Contoh :
pembuatan soal 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) + 3 H2O(l) → Fe(OH)3(s) + 3 HCl(aq)
b. Reaksi redoks
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.
c. Pertukaran ion
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.
Bahan Ajar Kimia Kelas XI Semester 2
77
3 H2S(g) + As2O3(aq) → As2S3(s) + 3 H2O(l)
B. PERANAN KOLOID DALAM KEHIDUPAN SEHARI-HARI
1. Aplikasi Koloid dalam Kehidupan Sehari-hari
Koloid memiliki aplikasi yang luas dalam kehidupan sehari-hari. Sistem koloid
terdapat dalam Bidang-bidang industri makanan, industri farmasi, bidang kedokteran,
pengolahan air minum.
a. Bidang Makanan
Makanan yang kita konsumsi sehari-hari bayak yang merupakan sistem koloid.
Hal ini karena koloid memiliki sifat yang stabil dan tidak mudah rusak. Beberapa contoh
makanan yang merupakan koloid yaitu susu, keju, santan, es krim. Susu, santan, dan es
krim merupakan koloid jenis emulsi karena memiliki fasa terdispersi dan medium
pendispersi cair. Keju merupakan jenis koloid emulsi padat yang memiliki fasa terdispersi
cair dan medium pendispersi padat.
Gambar 1. Susu Gambar 2. Keju Gambar 3. Es Krim
b. Bidang Farmasi
Dalam bidang farmasi koloid dimanfaatkan dalam membuat obat-obatan untuk
anak-anak. Sebagian besar obat-obatan berbentuk cair karena anak-anak belum meampu
mengkonsumsi obat-obatan dalam bentuk padat. Dengan bentuk kolid obat-obatan
tersebut mudah untuk diminum oleh anak-anak. Contoh koloid dalam industri farmasi
yaitu obat-obatan sirup. Selain obat sirup, terdapat juga jenis aerosol untuk obat sesak
nafas.
Gambar 4. Sirup obat batuk Gambar 5. Obat magh Gambar 6. Obat Sesak nafas
c. Bidang industri kosmetik
Bahan Ajar Kimia Kelas XI Semester 2
78
Bahan-bahan kosmetik hampir 90% dibuat dalam bentuk koloid. Terdapat
beberapa keunggulan pemanfaatan benutk koloid dalam industri kosmetik yaitu:
1. Mudah dibersihkan
2. Tidak merusak kulit dan rambut
3. Koloid bersifat adsorben sehingga mudah menyerap berbagai bahan yang berfungsi
sebagai pewangi, pelembut dan pewarna.
4. Mengandung dua jenis bahan yanng tidak saling melarutkan ( liofob)
Jenis-jenis koloid dalam industri kosmetik :
No. Jenis Koloid Contoh
1. Sol padat Lipstik, maskara, pensil alis
2. Sol Cat kuku, susu pembersih
3. Emulsi Pembersih muka
4. Aerosol Parfum semprot, hair spray, penyegar mulut semprot
5. Buih Krim cukur jenggot
6. Gel Gel rambut
Gambar 7.Lipstik Gambar 8.cat kuku
Gambar 9. Parfum Gambar 10. Gel rambut
d. Industri Cat
Cat merupakan koloid jenis sol. Partikel-partikel padat zat warna, oksida logam,
bahan penstabil, bahan pengawet, zat pencemerlang, zat pereduksi dihaluskan hingga
berukuran partikel koloid. Partikel koloid didispersikan dalam suatu cairan, agar sol tetap
terjaga kestabilannya dan bahan-bahan didispersikan tidak mengendap ditambahkan
emulgator atau zat pelindung yang tergantung pada jenis medium pendispersinya.
Apabila medium pendispersi berupa senyawa polar misalnya air dan alkohol,
emulgatornya harus yang dapat larut dalam pelarut polar. Dan sebaliknya jika medium
pendispersi berupa senyawa non polar maka emulgatornya juga dapat larut dalam pelarut
nonpolar.
Bahan Ajar Kimia Kelas XI Semester 2
79
Zat pelindung dalam cat berfungsi untuk melindungi bahan-bahan pewarna atau
bahan padat lain yang menempel pada bahan yang dicat dari pengaruh cuaca. Oleh karena
itu, saat cairan pelarut menguap, sifat-sifat bahan peawarna dan bahan-bahan lain yang
didispersikan tidak berubah oleh pengaruh cahaya matahari atau zat-zat kimia yang
bersentuhan dengan bahan cair tersebut.
Gambar 11. Cat
e. Industri karet
Getah karet merupakan koloid tipe sol yang banyak digunakan sebagai bahan
dasar idustri karet. Karet diperoleh dengan cara mengkoagulasikan getah karet dengan
asam formiat (HCOOH) atau asam asetat (H3C2O2H), agar menggumpal dan terpisah dari
medium pendispersinya. Gumpalan karet kemudian digiling dan dicuci kemudian
diproses lebih lanjut sebaga lembaran yang disebut sheet.
Getah karet yang digunakan pada pembuatan balon atau karet busa tidak
digumpalkan,tetapi dibiarkan dalam wujud cair yang dikenal dengan lateks. Agar tetap
dalam keadaan stabil, getah karet dicampur dengan larutan ammonia (NH3). Larutan
ammonia bersifat basa akan melindungi karet didalam sol lateks dari zat-zat bersifat asam.
Kondisi ni akan melindungi sol dari penggumpalan.
Gambar 12. Getah Karet Gambar 13. Pengolahan karet
Gambar 14. Hasil olahan karet
f. Industri rumah tangga
Bahan Ajar Kimia Kelas XI Semester 2
80
Koloid banyak digunakan dalam membuat keperluan rumah tangga. Misalnya
detergen, sabun dan pasta gigi. Sabun dan detergen merupakan emulgator untuk
membentuk emulsi antara kotoran (minyak/lemak) dengan air. Prinsip koloid juga
digunakan dalam proses pencucian dengan sabun dan detergen. Sabun/detergen akan
mengemulsikan minyak dalam air sehingga kotoran-kotoran berupa lemak atau minyak
dapat dibersihkan dengan cara pembilasan dengan air.
Gambar 15. Sabun padat Gambar 16. Deterjen cair
Gambar 17. Pasta gigi Gambar 18. Deterjen krim
Kolid memiliki beberapa sifat khas, yang dapat diguanakan untuk mengenal
sistem koloid. Dengan mengetahui sifat-sifat koloid kita dapat memanfaatkannya dalam
beberapa bidang, misalnya pemutihan gula, sistem kerja obat norit, penjernihan air,
hingga sistem hemodialisis darah, pelapisan cat pada logam.
a. Adsorpsi
Partikel koloid dapat menyerap banyak partikel pada permukaannya. Penyerapan
partikel pada permukaan koloid disebut adsopsi koloid. Sifat koloid yang mampu
mengadsorpsi partikel lain dalam sistem koloid dimanfaatkan dalam proses pemutihan
gula pasir, kerja obat norit.
Gambar 19. Gula pasir
b. Dialisis
Bahan Ajar Kimia Kelas XI Semester 2
81
Dialisis merupakan pemisahan partikel-partikel koloid dari ion-ion pengganggu
menggunakan selaput semipermeabel. Kolid yang akan dibersihkan dimasukan kedalam
membran semipermeabel, kemudian dialirkan air kedalam memberan. Partikel-partikel
pengotor akan mengalir keluar bersama air, namun partikel dengan ukuran koloid tidak
akan ikut keluar membran karena ukurannya tidak mampu menembus pori-pori membran.
Gambar 20. Dialisis partikel koloid
Dalam bidang kedokteran prinsip dialisis digunakan pada proses cuci darah untuk
penderita gagal ginjal. Fungsi ginjal digantikan oleh mesin dialisator.
Gambar 21. Mesin dialisator
c. Koagulasi
Koagulasi pada koloid terjadi karena penggumpalan dan pengendapan partikel
akibat kehilangan muatan. Partikel koloid dapat mengadsorpsi ion-ion sehingga
memberikan muatan pada partikel koloid tersebut. Dengan adanya muatan partikel koloid
yang sejenis, antara partikel kolid akan saling tolang menolak sehingga koloid menjadi
stabil. Penambahan ion yang berlawanan muatan akan terjadi penetralan mualatan koloid
yang dapat menyebabkan partikel koloid bergabung membentuk ukuran yang lebih besar
kemudian terjadi penggumpalan lalu mengendap. Proses koagulasi dimanfaatkan dalam
proses pengolahan air. Air yang berasal dari tanah maupun sungai memiliki partikel-
partikel terlarut berukuran koloid. Partikel tersebut merupakan pengotor yang harus
dihilangkan agar air layak digunakan. Proses penghilangan kotoran dapat dilakukan
dengan penambahan zat seperti tawas.
Bahan Ajar Kimia Kelas XI Semester 2
82
Gambar 22. Proses koagulasi
d. Elektroforesis
Pergerakan partikel kolid dalam medan listrik. Partikel koloid positif akan tertarik
ke katode sedangkan partikel-partikel koloid negatif tertarik ke anoda. Sistem ini biasa
diguanakan dalam proses pelapisan logam dengan menggunakan cat. Cat merupakan
sistem koloid, logam diberikan muatan listrik dengan logam tersebut sebagai elektroda.
Cat logam yang merupakan koloid akan bergerak kearah logam tersebut sesuai dengan
muatan.
Gambar 23. Proses elektroforesis
2. Pemanfaatan 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
Bahan Ajar Kimia Kelas XI Semester 2
83
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 menggunpal 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 langsung digunakan
karna berwarna kuning dan berbau. Upaya penjernihan air dapat dilakukan baik skala
kecil (rumah tangga) maupun skala besar seperti yang dilakukan oleh Perusahaan Daerah
Bahan Ajar Kimia Kelas XI Semester 2
84
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 digunakan sebagai air minum, harus direbus terlebih dahulu sampai
mendidih beberapa saat lamanya. Untuk memperjelas tentang penjernihan air perhatikan
gambar berikut ini.
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,
partikel 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).