Koloid

1,370 views

Published on

0 Comments
0 Likes
Statistics
Notes
  • Be the first to comment

  • Be the first to like this

No Downloads
Views
Total views
1,370
On SlideShare
0
From Embeds
0
Number of Embeds
4
Actions
Shares
0
Downloads
48
Comments
0
Likes
0
Embeds 0
No embeds

No notes for slide

Koloid

  1. 1. MATA DIKLAT 2 APLIKASI KOLOID, LARUTAN DAN SUSPENSI DALAM BIDANG PERTANIAN
  2. 2. KODE: KITER 2 MATA DIKLAT 2 APLIKASI KOLOID, LARUTAN DAN SUSPENSI DALAM BIDANG PERTANIAN Oleh: Ir. Dian Nurdiani, M.Si. An an Herliani, S.Si KEMENTERIAN PENDIDIKAN NASIONAL PUSAT PENGEMBANGAN DAN PEMBERDAYAAN PENDIDIK DAN TENAGA KEPENDIDIKAN PERTANIAN 2011
  3. 3. DAFTAR ISI Halaman DAFTAR ISI PENDAHULUAN I. MATERI PEMBELAJARAN 1. MENGIDENTIFIKASI KOLOID, LARUTAN DAN SUSUPENSI A. Tujuan .......................................................................................................... B. Materi Pembelajaran .................................................................................... 1. Pengertian Koloid, Larutan Dan Suspensi ............................................... 2. Jenis-jenis Koloid ..................................................................................... 3. Macam-macam Koloid ............................................................................ II. MATERI PEMBELAJARAN 2. MEMBEDAKAN MACAM DAN SIFAT KOLOID A. Tujuan .......................................................................................................... B. Materi Pembelajaran .................................................................................... 1. Koloid Sel ................................................................................................. 2. Pembuatan Koloid Sel ............................................................................. 3. Pemurnian Koloid Sel .............................................................................. 4. Koloid Emulsi ........................................................................................... 5. koloid Buih ............................................................................................... III. MATERI PEMBELAJARAN 3. MENERAPKAN SISTEM KOLOID DALAM KEHIDUPAN A. Tujuan .......................................................................................................... B. Materi Pembelajaran .................................................................................... 1. Kegunaan Koloid ...................................................................................... 2. Aplikasi Koloid dalam Pengolahan Hasil Pertanian ................................. DAFTAR PUSTAKA 1 3 3 3 3 5 5 6 6 6 6 15 18 19 20 23 23 23 23 24 27
  4. 4. PENDAHULUAN Pada kehidupan sehari-hari, sering kita temui beberapa produk yang merupakan campuran dari beberapa zat, tetapi zat tersebut dapat bercampur secara merata/ homogen. Misalnya saja membuat susu untuk untuk diminum, serbuk/tepung susu bercampur secara merata dengan air panas. Produk-produk seperti itu adalah sistem koloid. Es krim yang biasa dikonsumsi oleh orang mempunyai rasa yang beragam, es krim tersebut haruslah disimpan dalam lemari es agar tidak meleleh. Kesemuanya merupakan contoh koloid. Udara mengandung juga sistem koloid, misalnya polutan padat yang terdispersi (tercampur) dalam udara, yaitu asap dan debu. Juga air yang terdispersi dalam udara yang disebut kabut merupakan sistem koloid. Mineral-mineral yang terdispersi dalam tanah, yang dibutuhkan oleh tumbuh-tumbuhan juga merupakan koloid. Penggunaan sabun untuk mandi dan mencuci berfungsi untuk membentuk koloid antara air dengan kotoran yang melekat (minyak). Campuran logam selenium dengan kaca lampu belakang mobil yang menghasilkan cahaya warna merah merupakan sistem koloid. Koloid mudah 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. Modul Koloid, Larutan dan Suspensi meliputi : mengidentifikasi koloid, larutan dan suspensi, membedakan macam dan sifat koloid, menerapkan sistem koloid dalam kehidupan. PJJ VEDCA – KITER 2 | 1
  5. 5. MATERI PEMBELAJARAN I MENGIDENTIFIKASI KOLOID, LARUTAN DAN SUSPENSI A. Tujuan Pembelajaran Setelah mempelajari bahan ajar ini diharapkan Anda mampu mengidentifikasi koloid, larutan dan supensi. B. Uraian Materi Pembelajaran 1. Pengertian Koloid, Larutan Dan Suspensi a. Koloid Koloid adalah suatu campuran zat heterogen (dua fase) antara dua zat atau lebih di mana partikel-partikel zat yang berukuran koloid (fase terdispersi/yang dipecah) tersebar secara merata di dalam zat lain (medium pendispersi/ pemecah). Dimana di antara campuran homogen dan heterogen terdapat sistem pencampuran yaitu koloid, atau bisa juga disebut bentuk (fase) peralihan homogen menjadi heterogen. Campuran homogen adalah campuran yang memiliki sifat sama pada setiap bagian campuran tersebut, contohnya larutan gula dan hujan. Sedangkan campuran heterogen sendiri adalah campuran yeng memiliki sifat tidak sama pada setiap bagian campuran, contohnya air dan minyak, kemudian pasir dan semen Ukuran partikel koloid berkisar antara 1-100 nm. Ukuran yang dimaksud dapat berupa diameter, panjang, lebar, maupun tebal dari suatu partikel. Contoh lain dari sistem koloid adalah adalah tinta, yang terdiri dari serbuk-serbuk warna (padat) dengan cairan (air). Selain tinta, masih terdapat banyak sistem koloid yang lain, seperti mayones, tinta, es krim, jelly, dll. Ciri-ciri koloid (Dispersi Koloid) : • Dua fase • Keruh • Antara homogen dengan heterogen • Diameter partikel: 1 nm<d<100 nm • Tidak dapat disaring dengan penyaring biasa, melainkan dengan penyaring ultra • Tidak memisahkan jika didiamkan Keadaan koloid atau sistem koloid atau suspensi koloid atau larutan koloid atau suatu koloid adalah suatu campuran berfasa dua yaitu fasa terdispersi dan fasa pendispersi dengan ukuran PJJ VEDCA – KITER 2 | 2
  6. 6. partikel terdispersi berkisar antara 10-7 sampai dengan 10-4 cm. Besaran partikel yang terdispersi, tidak menjelaskan keadaan partikel tersebut. Partikel dapat terdiri atas atom, molekul kecil atau molekul yang sangat besar. Koloid emas terdiri atas partikel-partikel dengan bebagai ukuran, yang masing-masing mengandung jutaan atom emas atau lebih. Koloid belerang terdiri atas partikel- partikel yang mengandung sekitar seribu molekul S8. Suatu contoh molekul yang sangat besar (disebut juga molekul makro) ialah haemoglobin. Berat molekul dari molekul ini 66800 s.m.a dan mempunyai diameter sekitar 6 x 10-7 . b. Larutan Larutan adalah campuran homogen antara zat terlarut dan pelarut. Zat terlarut dinamakan juga dengan fasa terdispersi atau solut, sedangkan zat pelarut disebut dengan fasa pendispersi atau solvent. Contohnya larutan gula atau larutan garam. Ciri – ciri larutan (Dispersi Molekuler) : • Satu fase • Jernih • Homogen • Diameter partikel: <1 nm • Tidak dapat disaring • Tidak memisah jika didiamkan c. Suspensi Suspensi adalah campuran heterogen yang terdiri dari partikel-partikel kecil padat atau cair yang terdispersi dalam zat cair atau gas. Misalnya, tepung beras dilarutkan dalam air dan dikocok dengan kuat; Apabila campuran tersebut dibiarkan beberapa saat, campuran tersebut akan mengendap ke bawah. Ciri-ciri suspense (Dispersi Kasar): • Dua fase • Keruh • Heterogen • Diameter partikel: >100 nm • Dapat disaring dengan kertas saring biasa • Memisah jika didiamkan PJJ VEDCA – KITER 2 | 3
  7. 7. 2. Jenis-Jenis Koloid Sistem koloid tersusun dari fase terdispersi yang tersebar merata dalam medium pendispersi. Fase terdispersi dan medium pendispersi dapat berupa zat padat, cair, dan gas. Berdasarkan pada fase terdispersi dan medium pendisfersinya, sistem koloid dapat digolongkan seperti dalam tabel berikut. Tabel Jenis-jenis koloid 3. Macam-Macam Koloid a. Aerosol : suatu sistem koloid, jika partikel padat atau cair terdispersi dalam gas. Contoh : debu, kabut, dan awan. b. Sol : suatu sistem koloid, jika partikel padat terdispersi dalam zat cair. c. Emulsi : suatu sistem koloid, jika partikel cair terdispersi dalam zat cair. d. Emulgator : zat yang dapat menstabilkan emulsi dan (Sabun adalah emulgator campuran air dan minyak dan Kasein adalah emulgator lemak dalam air. e. Gel : koloid liofil yang setengah kaku. f. Gel terjadi jika medium pendispersi di absorbsi oleh partikel koloid sehingga terjadi koloid yang agak padat. Larutan sabun dalam air yang pekat dan panas dapat berupa cairan tapi jika dingin membentuk gel yang relatif kaku. Jika dipanaskan akan mencair. PJJ VEDCA – KITER 2 | 4
  8. 8. MATERI PEMBELAJARAN II MEMBEDAKAN MACAM DAN SIFAT KOLOID A. Tujuan Pembelajaran Setelah mempelajari bahan ajar ini diharapkan Anda mampu membedakan macam dan sifat koloid. B. Uraian Materi Pembelajaran Sistem koloid, yang terdiri dari koloid sol, emulsi, dan buih masing-masing mempunyai sifat- sifat tertentu. 1. Koloid Sol a. Pembagian Koloid Sol Seperti yang telah dijelaskan, sol merupakan jenis koloid dimana fase terdispersinya merupakan zat padat. Berdasarkan medium pendispersinya, sol dapat dibagi menjadi: 1) Sol Padat Sol padat merupakan sol di dalam medium pendispersi padat. Contohnya adalah paduan logam, gelas berwarna, dan intan hitam. 2) Sol Cair (Sol) Sol cair merupakan sol di dalam medium pendispersi cair. Contohnya adalah cat, tinta, tepung dalam air, tanah liat, dll. 3) Sol Gas (Aerosol Padat) Sol gas merupakan sol di dalam medium pendispersi padat. Contohnya adalah debu di udara, asap pembakaran, dll. b. Sifat-Sifat Koloid Sol Sistem koloid (selanjutnya disingkat "koloid" saja) merupakan suatu bentuk campuran (sistem dispersi) dua atau lebih zat yang bersifat homogen namun memiliki ukuran partikel terdispersi yang cukup besar (1 - 100 nm), sehingga terkena efek Tyndall. Bersifat homogen berarti partikel terdispersi tidak terpengaruh oleh gaya gravitasi atau gaya lain yang dikenakan kepadanya; sehingga tidak terjadi pengendapan, misalnya. Sifat homogen ini juga dimiliki oleh larutan, namun tidak dimiliki oleh campuran biasa (suspensi). PJJ VEDCA – KITER 2 | 5
  9. 9. 1) Efek Tyndall Efek tyndal ialah gejala penghamburan berkas sinar (cahaya) oleh partikel-partikel koloid. Hal ini disebabkan karena ukuran molekul koloid yang cukup besar. Efek tyndall ini ditemukan oleh John Tyndall (1820-1893), seorang ahli fisika Inggris. Oleh karena itu sifat itu disebut efek tyndall. Efek tyndall adalah efek yang terjadi jika suatu larutan terkena sinar. Pada saat larutan sejati (gambar kiri) disinari dengan cahaya, maka larutan tersebut tidak akan menghamburkan cahaya, sedangkan pada sistem koloid (gambar kanan), cahaya akan dihamburkan. hal itu terjadi karena partikel-partikel koloid mempunyai partikel-partikel yang relatif besar untuk dapat menghamburkan sinar tersebut. Sebaliknya, pada larutan sejati, partikel-partikelnya relatif kecil sehingga hamburan yang terjadi hanya sedikit dan sangat sulit diamati. 2) Gerak Brown Gerak brown ialah gerakan partikel-partikel koloid yang senantiasa bergerak lurus tapi tidak menentu (gerak acak/tidak beraturan). Jika kita amati sistem koloid dibawah mikroskop ultra, maka kita akan melihat bahwa partikel-partikel tersebut akan bergerak membentuk zigzag. Pergerakan zigzag ini dinamakan gerak Brown. Pergerakan tersebut dijelaskan pada penjelasan berikut: Partikel-partikel suatu zat senantiasa bergerak. Gerakan tersebut dapat bersifat acak seperti pada zat cair dan gas, atau hanya bervibrasi di tempat seperti pada zat padat. Untuk sistem koloid dengan medium pendispersi zat cair atau gas, pergerakan partikel-partikel akan menghasilkan tumbukan dengan partikel- partikel koloid itu sendiri. Tumbukan tersebut berlangsung dari segala arah. Oleh karena ukuran partikel cukup kecil, maka tumbukan yang terjadi cenderung tidak seimbang. Sehingga terdapat suatu resultan tumbukan yang menyebabkan perubahan arah gerak partikel sehingga terjadi gerak zigzag atau gerak Brown. PJJ VEDCA – KITER 2 | 6
  10. 10. Semakin kecil ukuran partikel koloid, semakin cepat gerak Brown terjadi. Demikian pula, semakin besar ukuran partikel kolopid, semakin lambat gerak Brown yang terjadi. Hal ini menjelaskan mengapa gerak Brown sulit diamati dalam larutan dan tidak ditemukan dalam zat padat (suspensi). Gerak Brown juga dipengaruhi oleh suhu. Semakin tinggi suhu sistem koloid, maka semakin besar energi kinetic yang dimiliki partikel-partikel medium pendispersinya. Akibatnya, gerak Brown dari partikel-partikel fase terdispersinya semakin cepat. Demikian pula sebaliknya, semakin rendah suhu sistem koloid, maka gerak Brown semakin lambat. 3) Adsorpsi Koloid Adsoprsi ialah peristiwa penyerapan partikel atau ion atau senyawa lain pada permukaan partikel koloid yang disebabkan oleh luasnya permukaan partikel. (Catatan : Adsorpsi harus dibedakan dengan absorpsi yang artinya penyerapan yang terjadi di dalam suatu partikel). Contoh : (i) Koloid Fe(OH)3 bermuatan positif karena permukaannya menyerap ion H+. (ii) Koloid As2S3 bermuatan negatif karena permukaannya menyerap ion S2. Apabila partikel-partikel sol padat ditempatkan dalam zat cair atau gas, maka pertikel- partikel zat cair atau gas tersebut akan terakumulasi pada permukaan zat padat tersebut. PJJ VEDCA – KITER 2 | 7
  11. 11. Fenomena ini disebut adsorpsi. Beda halnya dengan absorpsi. Absorpsi adalah fenomena menyerap semua partikel ke dalam sol padat bukan di atas permukaannya, melainkan di dalam sol padat tersebut. Partikel koloid sol memiliki kemampuan untuk mengadsorpsi partikel-partikel pada permukaannya, baik partikel netral atau bermuatan (kation atau anion) karena mempunyai permukaan yang sangat luas. 4) Muatan Koloid Sol Sifat koloid terpenting adalah muatan partikel koloid. Semua partikel koloid pasti mempunyai muatan sejenis (positif atau negatif). Oleh karena muatannya sejenis, maka terdapat gaya tolak menolak antar partikel koloid. Hal ini mengakibatkan partikel-partikel tersebut tidak mau bergabung sehingga memberikan kestabilan pada sistem koloid. Namun demikian, sistem koloid secara keseluruhan bersifat netral karena partikel-partikel koloid yang bermuatan ini akan menarik ion-ion dengan muatan berlawanan dalam medium pendispersinya. Berikut ini adalah penjelasannya: a) Sumber Muatan Koloid Sol Partikel-partikel koloid mendapat muatan listrik melalui dua cara, yaitu dengan proses adsorpsi dan proses ionisasi gugus permukaan partikel. • Proses Adsorpsi Proses adsorpsi ini merupakan peristiwa dimana partikel koloid menyerap partikel bermuatan dari fase pendispersinya. Sehingga partikel koloid menjadi bermuatan. Jenis muatannya tergantung pada jenis partikel bermuatan yang diserap apakah anion atau kation. Sebagai contoh: partikel sol Fe(OH)3 (bermuatan positif) mempunyai kemampuan untuk mengadsorpsi kation dari medium pendispersinya sehingga sol Fe(OH) 3 bermuatan positif, sedangkan partikel sol As2S3 (bermuatan negatif) mengadsorpsi anion dari medium pendispersinya sehingga bermuatan negatif. Partikel koloid sol tersebut tidak selalu mengadsorpsi ion yang sama. Hal itu tergantung pada muatan yang berlebih dari medium pendispersinya. Misalnya, jika sol AgCl terdapat pada medium pendispersi dengan kation Ag+ berlebih, maka AgCl akan bermuatan positif. Sedangkan jika AgCl terdapat pada medium pendispersi dengan anion Cl- berlebih, maka sol AgCl akan bermuatan negatif. PJJ VEDCA – KITER 2 | 8
  12. 12. • Proses Ionisasi Gugus Permukaan Partikel Beberapa partikel koloid memperoleh muatan dari proses ionisasi gugus yang ada pada permukaan partikel koloid. Contohnya adalah koloid protein dan koloid sabun/ deterjen. Pada koloid protein, koloid ini adalah jenis sol yang mempunyai gugus yang bersifat asam (-COOH) dan basa (-NH2). Kedua gugus ini dapat terionisasi dan memberikan muatan pada molekul-molekul protein. Pada pH rendah (konsentrasi H+ tinggi), gugus basa –NH2 akan menerima proton (H+ ) dan membentuk gugus –NH3+ NH2 + H+ -NH3 + Pada pH tinggi, -COOH akan mendonorkan proton H+ dan membentuk gugus –COO- COOH + H+ –COO- Maka, partikel sol protein bermuatan positif pada pH rendah dan bermuatan negatif pada pH tinggi. Pada titik pH isoelektrik, partikel-partikel protein bermuatan netral karena muatan -NH3 + –COO- saling meniadakan menjadi netral. Pada koloid sabun / deterjen, molekul sabun dan deterjen lebih kecil daripada molekul koloid. Pada konsentrasi relatif pekat, kedua molekul ini dapat bergabung dan membentuk partikel-partikel berukuran koloid yang disebut misel. Lalu zat-zat yang tergabung dalam suatu fase pendispersi dan membentuk partikel-partikel berukuran koloid disebut koloid terasosiasi. Sabun adalah garam karboksilat dengan partikel R-COO- Na+ . Di dalam air partikel ini akan terionisasi. R-COO- Na+ R-COO- + Na+ (Anion) Anion-anion R-COO- akan bergabung membentuk misel. Gugus R- tidak larut dalam air sehingga akan terorientasi ke pusat, sedangkan COO- larut dalam air sehingga berada di permukaan yang bersentuhan dengan air. c. Kestabilan Koloid Partikel-partikel koloid ialah bermuatan sejenis. Maka terjadi gaya tolak-menolak yang mencegah partikel-partikel koloid bergabung dan mengendap akibat gaya gravitasi. Oleh karena itu, selain gerak Brown, muatan koloid juga berperan besar dalam menjaga kestabilan koloid. PJJ VEDCA – KITER 2 | 9
  13. 13. Terdapat beberapa gaya pada sistem koloid yang menentukan kestabilan koloid, yaitu sebagai berikut : Gaya pertama ialah gaya tarik – menarik yang dikenal dengan gaya London–Van der Waals. Gaya ini menyebabkan partikel – partikel koloid berkumpul membentuk agregat dan akhirnya mengendap. Gaya kedua ialah gaya tolak menolak. Gaya ini terjadi karena pertumpangtindihan lapisan ganda listrik yang bermuatan sama. Gaya tolak-menolak tersebut akan membuat dispersi koloid menjadi stabil. Gaya ketiga ialah gaya tarik menarik antara partikel koloid dengan medium pendispersinya. Terkadang, gaya ini dapat menyebabkan terjadinya agregasi partikel koloid dan gaya ini juga dapat meningkatkan kestabilan sistem koloid secara keseluruhan. Salah satu faktor yang mempengaruhi stabilitas koloid ialah muatan permukaan koloid. Besarnya muatan pada permukaan partikel dipengaruhi oleh konsentrasi elektrolit dalam medium pendispersi. Penambahan kation pada permukaan partikel koloid yang bermuatan negatif akan menetralkan muatan tersebut dan menyebabkan koloid menjadi tidak stabil. Banyak koloid yang harus dipertahankan dalam bentuk koloid untuk penggunaannya. Contoh: es krim, tinta, cat. Untuk itu digunakan koloid lain yang dapat membentuk lapisan di sekeliling koloid tersebut. Koloid lain ini disebut koloid pelindung. Contoh: gelatin pada sol Fe(OH)3. Untuk koloid yang berupa emulsi dapat digunakan emulgator yaitu zat yang dapat tertarik pada kedua cairan yang membentuk emulsi. Contoh: sabun deterjen sebagai emulgator dari emulsi minyak dan air. d. Lapisan Bermuatan Ganda Pada awalnya, partikel-partikel koloid mempunyai muatan yang sejenis yang didapatkannya dari ion yang diadsorpsi dari medium pendispersinya. Apabila dalam larutan ditambahkan larutan yang berbeda muatan dengan sistem koloid, maka sistem koloid itu akan menarik muatan yang berbeda tersebut sehingga membentuk lapisan ganda. Lapisan pertama ialah lapisan padat di mana muatan partikel koloid menarik ion- ion dengan muatan berlawanan dari medium pendispersi. Sedangkan lapisan kedua berupa lapisan difusi dimana muatan dari medium pendispersi terdifusi ke partikel koloid. PJJ VEDCA – KITER 2 | 10
  14. 14. Model lapisan berganda tersebut tijelaskan pada lapisan ganda Stern. Adanya lapisan ini menyebabkan secara keseluruhan bersifat netral. e. Elektroforesis Elektroforesis adalah suatu proses untuk menghitung berpindahnya ion atau partikel koloid bermuatan dalam medium cair yang dipengaruhi oleh medan listrik. Yaitu, pergerakan partikel – partikel koloid dalam medan listrik ke masing – masing elektrode. Prinsip kerja elektroforesis digunakan untuk membersihkan asap hasil industri dengan alat Cottrell. Oleh karena partikel sol bermuatan listrik, maka partikel ini akan bergerak dalam medan listrik. Pergerakan ini disebut elektroforesis. Untuk lebih jelas, mari kita lihat tabung berikut di samping. Pada gambar, terlihat bahwa partikel-partikel koloid bermuatan positif tersebut bergerak menuju elektrode dengan muatan berlawanan, yaitu elektrode negatif. Jika sistem koloid bermuatan negatif, maka partikel itu akan menuju elektrode positif. f. Koagulasi Koagulasi adalah penggumpalan partikel koloid dan membentuk endapan. Dengan terjadinya koagulasi, berarti zat terdispersi tidak lagi membentuk koloid. Koloid akan mengalami koagulasi dengan cara: • Mekanik. Cara mekanik dilakukan dengan pemanasan, pendinginan atau pengadukan cepat. • Kimia. Dengan penambahan elektrolit (asam, basa, atau garam). Contoh: susu + sirup masam —> menggumpal lumpur + tawas —> menggumpal Dengan mencampurkan 2 macam koloid dengan muatan yang berlawanan. Contoh: PJJ VEDCA – KITER 2 | 11
  15. 15. Fe(OH)3 yang bermuatan positif akan menggumpal jika dicampur As2S3 yang bermuatan negatif. Jika partikel-partikel koloid tersebut bersifat netral, maka akan terjadi penggumpalan dan pengendapan karena pengaruh gravitasi. Proses penggumpalan dan pengendapan ini disebut koagulasi. Penetralan partikel koloid dapat dilakukan dengan 4 cara, yaitu • Menggunakan prinsip elektroforesis Proses elektroforesis adalah pergerakan partkel-partikel koloid yang bermuatan ke elektrode dengan muatan berlawanan. Ketika partikel ini mencapai elektrode, maka sistem koloid akan kehilangan muatannya dan bersifat netral. • Penambahan koloid lain dengan muatan berlawanan Ketika koloid bermuatan positif dicampur dengan koloid bermuatan negatif, maka muatan tersebut akan saling menghilang dan bersifat netral. • Penambahan elektrolit Jika suatu elektrolit ditambahkan pada sistem koloid, maka partikel koloid yang bermuatan negatif akan mengasorpsi ion positif (kation) dari elektrolit. Begitu juga PJJ VEDCA – KITER 2 | 12
  16. 16. sebaliknya, partikel positif akan mengasorpsi ion negative (anion) dari elektrolit. Dari adsorpsi diatas, maka terjadi proses koagulasi. • Pendidihan Kenaikan suhu sistem koloid menyebabkan jumlah tumbukan antara partikel- partikel sol dengan molekul-molekul air bertambah banyak. Hal ini melepaskan elektrolit yang teradsorpsi pada permukaan koloid. Akibatnya partikel tidak bermuatan. g. Koloid pelindung Sistem koloid di mana partikel terdispersinya mempunyai daya adsorpsi relatif besar disebut koloid liofil yang bersifat lebih stabil. Sedangkan jika partikel terdispersinya mempunyai gaya absorpsi yang cukup kecil, maka disebut koloid liofob yang bersifat kurang stabil. Yang berfungsi sebagai koloid pelindung ialah koloid liofil. Sol liofob/ hidrofob mudah terkoagulasi dengan sedikit penambahan elektrolit, tetapi menjadi lebih stabil jika ditambahkan koloid pelindung yaiut koloid liofil. Berikut ini penjelasan yang lebih lengkap mengenai koloid liofil dan liofob: • Koloid liofil (suka cairan) adalah koloid di mana terdapat gaya tarik-menarik yang cukup besar antara fase terdispersi dan medium pendispersi. Contoh, disperse kanji, sabun, deterjen. • Koloid liofob (tidak suka cairan) adalah koloid di mana terdapat gaya tarik-menarik yang lemah atau bahkan tidak ada sama sekali antar fase terdispersi dan medium pendispersinya. Contoh, disperse emas, belerang dalam air. Sifat-Sifat Sol Liofil Sol Liofob Pembuatan Dapat dibuat langsung dengan mencampurkan fase terdispersi dengan medium terdispersinya Tidak dapat dibuat hanya dengan mencampur fase terdispersi dan medium pendisperinya Muatan partikel Mempunyai muatan yang kecil atau tidak bermuatan Memiliki muatan positif atau negative Adsorpsi medium pendispersi Partikel-partikel sol liofil mengadsorpsi medium pendispersinya. Terdapat proses solvasi/ hidrasi, yaitu terbentuknya lapisan medium pendispersi yang teradsorpsi di sekeliling partikel sehingga Partikel-partikel sol liofob tidak mengadsorpsi medium pendispersinya. Muatan partikel diperoleh dari adsorpsi partikel- partikel ion yang bermuatan listrik PJJ VEDCA – KITER 2 | 13
  17. 17. Sifat-Sifat Sol Liofil Sol Liofob menyebabkan partikel sol liofil tidak saling bergabung Viskositas (kekentalan) Viskositas sol liofil > viskositas medium pendispersi Viskositas sol hidrofob hampir sama dengan viskositas medium pendispersi Penggumpalan Tidak mudah menggumpal dengan penambahan elektrolit Mudah menggumpal dengan penambahan elektrolit karena mempunyai muatan. Sifat reversibel Reversibel, artinya fase terdispersi sol liofil dapat dipisahkan dengan koagulasi, kemudian dapat diubah kembali menjadi sol dengan penambahan medium pendispersinya. Irreversibel artinya sol liofob yang telah menggumpal tidak dapat diubah menjadi sol Efek Tyndall Memberikan efek Tyndall yang lemah Memberikan efek Tyndall yang jelas Migrasi dalam medan listrik Dapat bermigrasi ke anode, katode, atau tidak bermigrasi sama sekali Akan bergerak ke anode atau katode, tergantung jenis muatan partikel 2. Pembuatan Koloid Sol Ada dua dasar metode pembuatan koloid sol, yaitu metode kondensasi dan metode dispersi. a. Metode Kondensasi Metode di mana partikel-partikel kecil larutan sejati bergabung membentuk partikel-partikel berukuran koloid. Proses ini melibatkan penggabungan partikel-partikel larutan (atom, ion). Hal ini dilakukan melalui beberapa reaksi kimia, yaitu dekomposisi rangkap, hidrolisis, redoks, dan penggantian pelarut. 1) Reaksi dekomposisi rangkap Sol As2S3 dibuat dengan mengalirkan gas H2S perlahan melalui larutan As2O3 dingin sampai terbentuk sol As2S3 yang berwarna kuning terang As2O3 + 3 H2S As2S3 (koloid) + 3H2O Sol AgCl dibuat dengan mencampurkan larutan AgNO3 dan larutan HCl encer. AgNO3 + HCl AgCl (koloid) + HNO3 2) Reaksi Hidrolisis Sol Al(OH)3 dapat diperoleh dari reaksi hidrolisis garam Al dalam air mendidih AlCl3 + 3H2O Al(OH)3 (koloid) + 3HCl PJJ VEDCA – KITER 2 | 14
  18. 18. Sol Fe(OH)3 dapat diperoleh dari rekasi hidrolisis garam Fe dalam air mendidih FeCl3 + 3H2O Fe(OH)3 (koloid) + 3HCl 3) Reaksi redoks Sol Au dapat dibuat dengan mereduksi larutan garamnya menggunakan pereduksi organik formaldehida HCHO 2AuCl3 + 3HCHO + 3H2O 2Au (koloid) + 6HCl + 3HCOOH 4) Penggantian pelarut Belerang sukar larut dalam air, tetapi mudah larut dalam alkohol seperti etanol. Jadi, untuk membuat sol belerang dengan medium pendispersi air, belerang dilarutkan terlebih dahulu dalam etanol sampai jenuh. Setelah itu, larutan belerang dalam etanol ini ditambahkan sedikit demi sedikit ke dalam air sambil diaduk. Belerang akan menggumpal menjadi partikel koloid akibat penurunan kelarutan belerang dalam air. b. Metode Dispersi Metode di mana partikel-partikel besar dipecah menjadi partikel-partikel berukuran koloid yang kemudian didispersikan dalam medium pendispersinya. Caranya dapat berupa cara mekanik maupun peptisasi. 1) Cara Mekanik Pengertian dengan cara mekanik adalah penghalusan partikel-partikel kasar zat padat dengan penggilingan untuk membentuk partikel-partikel berukuran koloid. Alat yang digunakan disebut penggilingan koloid. Alat penggilingan koloid terdiri dari 2 pelat baja dengan arah rotasi berlawanan. Partikel kasar akan dimasukkan ke ruang antara kedua pelat tersebut dan selanjutnya digiling. Partikel berukuran koloid yang terbentuk kemudian didispersikan dalam medium pendispersinya untuk membuat sistem koloid. Contoh koloid yang dibuat dalam proses ini ialah koloid grafit untuk pelumas, tinta cetak, cat, dan sol belerang. 2) Cara Peptisasi Cara peptisasi adalah proses dispersinya endapan menjadi sistem koloid dengan penambahan zat pemecah. Zat pemecah yang dimaksud adalah elektrolit, terutama yang mengandung ion sejenis, atau pelarut tertentu. Sebagai contoh: Jika pada endapan Fe(OH)3 ditambahkan elektrolit FeCl3 (mempunyai ion Fe3+ yang sejenis) maka Fe(OH)3 PJJ VEDCA – KITER 2 | 15
  19. 19. akan mengadsorpsi ion-ion Fe3+ tersebut. Sehingga, endapan menjadi bermuatan positif dan memisahkan diri untuk membentuk partikel-partikel koloid. Beberapa contoh lain : - Sol NiS dibuat dengan penambahan H2S kedalam endapan NiS - Sol AgCl dibuat dengan penambahan HCl ke dalam endapan AgCl - Sol Al(OH)3 dibuat dengan penambahan AlCl3 ke dalam endapan Al(OH)3 3) Cara busur Bredig Cara busur Bredig digunakan untuk membuat sol logam seperti Ag, Au, dan Pt. Alat yang digunakan dapat disimak pada gambar berikut. Logam yang akan diubah menjadi partikel-partikel koloid digunakan sebagai elektrode. Dua elektrode logam dicelupkan ke dalam medium pendispersi (air dingin) sedemikian sehingga kedua ujungnya saling berdekatan. Kemudian kedua elektrode diberi loncatan listrik. Panas yang timbul akan menyebabkan logam menguap. Uapnya kemudian akan terkondensasi dalam medium pendispersi dingin. Hasil kondensasi ini berupa partikel- partikel koloid. PJJ VEDCA – KITER 2 | 16
  20. 20. 3. Pemurnian Koloid Sol Partikel dari zat pelarut bisa mengganggu kestabilan koloid sehingga harus dimurnikan. Ada 3 metode yang dapat digunakan, yaitu dialisis, elektrodialisis, dan penyaring ultra. a. Dialisis Pergerakan ion-ion dan molekul kecil melalui selaput semipermeabel (yang tidak dapat dilalui partikel koloid) disebut diasis. Percobaannya dengan menaruh sistem koloid pada selaput semipermeabel, lalu menaruhnya di air. Zat yang terlarut di dalam air kemudian akan keluar dari selaput itu, sedangkan sistem koloid tidak. Lalu air dialirkan sehingga mengambil zat-zat yang terlarut. b. Elektrodialisis Elektrodialisis merupakan proses dialisis di bawah pengaruh medan listrik. Listrik tegangan tinggi dialirkan melalui 2 layar logam yang menyokong selaput semipermeabel. Kemudian, partikel-partikel zat terlarut dalam sistem koloid berupa ion-ion akan bergerak menuju electrode dengan muatan berlawanan. Adanya pengaruh medan listrik pempercepat proses pemurnian. PJJ VEDCA – KITER 2 | 17
  21. 21. c. Penyaring Ultra Apabila kertas saring tersebut diresapi dengan selulosa seperti selofan, maka ukuran pori- pori akan berkurang. Kertas saring ini telah dimodifikasi menjadi penyaring ultra. 4. Koloid Emulsi Seperti yang telah dijelaskan, emulsi merupakan jenis koloid dimana fase terdispersinya merupakan zat cair. Kemudian, berdasarkan medium pendispersinya, emulsi dapat dibagi menjadi: a. Emulsi Gas (Aerosol Cair) Emulsi gas merupakan emulsi di dalam medium pendispersi gas. Aerosol cair seperti hairspray dan baygon, dapat membentuk sistem koloid dengan bantuan bahan pendorong seperti CFC. Selain itu juga mempunyai sifat seperti sol liofob yaitu efek Tyndall, gerak Brown. b. Emulsi Cair Emulsi cair merupakan emulsi di dalam medium pendispersi cair. Emulsi cair melibatkan campuran dua zat cair yang tidak dapat saling melarutkan jika dicampurkan yaitu zat cair polar dan zat cair non-polar. Biasanya salah satu zat cair ini adalah air dan zat lainnya seperti minyak. Sifat emulsi cair yang penting ialah: • Demulsifikasi Kestabilan emulsi cair dapat rusak akibat pemanasan, pendinginan, proses sentrifugasi, penambahan elektrolit, dan perusakan zat pengelmusi. • Pengenceran Emulsi dapat diencerkan dengan penambahan sejumlah medium pendispersinya. c. Emulsi Padat atau Gel Gel merupakan emulsi didalam medium pendispersi zat padat. Gel dapat dianggap terbentuk akibat penggumpalan sebagian sol cair. Pada penggumpalan ini, partikel-partikel PJJ VEDCA – KITER 2 | 18
  22. 22. sol akan bergabung membentuk suatu rantai panjang. Rantai ini kemudian akan saling melarut sehingga terbentuk suatu struktur padatan di mana medium pendispersi cair terperangkap dalam lubang-lubang struktur tersebut. Berdasarkan sifat keelastisitasnya, gel dapat dibagi menjadi gel elastis dan non-elastis • Gel elastis • Gel yang bersifat elastis, yaitu dapat berubah bentuk jika diberi gaya dan kembali ke bentuk awal jika gaya ditiadakan. Contoh adalah sabun dan gelatin. • Gel non-elastis • Gel yang bersifat tidak elastis, artinya tidak berubah jika diberi gaya. Contoh adalah gel silika. Beberapa sifat gel yang penting adalah: • Hidrasi Gel non-elastis yang terdehidrasi tidak dapat diubah kembali ke bentuk awalanya, tetapi sebaliknya, gel elastis yang terdehidrasi dapat diubah kembali menjadi gel elastis dengan menambahkan zat cair. • Menggembung (swelling) Gel elastis yang terdehidrasi sebagian akan menyerap air apabila dicelupkan ke dalam zat cair. Sehingga volum gel akan bertambah dan menggembung. • Sineresis Gel anorganik akan mengerut bila dibiarkan dan diikuti penetesan pelarut, dan proses ini disebut sineresis. • Tiksotropi Beberapa gel dapat diubah kembali menjadi sol cair apabila diberi agitasi atau diaduk. Sifat ini disebut tiksotropi. Contohnya adalah gel besi oksida, perak oksida, dsb. 5. Koloid Buih Buih merupakan koloid dimana fase terdispersinya merupakan gas. Kemudian, berdasarkan medium pendispersinya, buih dapat dibagi menjadi: a. Buih Cair (Buih) Buih cair adalah sistem koloid dengan fase terdispersi gas dan medium pendispersi zat cair. Biasanya fase terdispersi gas berupa udara atau CO2. Kestabilan buih diperoleh karena adanya zat pembuih (surfaktan). Zat ini teradsorpsi ke daerah antar fase dan mengikat gelembung- PJJ VEDCA – KITER 2 | 19
  23. 23. gelembung gas sehingga diperoleh kestabilan. Contohnya adalah buih yang dihasilkan alat pemadam kebakaran dan kocokan putih telur. Ukuran kolid buih bukanlah ukuran gelembung gas seperti pada sistem kolid umumnya, tetapi adalah ketebalan film (lapisan tipis) pada daerah antar-fase dimana zat pembuih teradsorbsi, ukuran kolid berkisar 0,0000010 cm. Buih cair memiliki struktur yang tidak beraturan. Strukturnya ditentukan oleh kandungan zat cairnya, bukan oleh komposisi kimia atau ukuran buih rata-rata. Jika fraksi zat cair lebih dari 5%, gelembung gas akan mempunyai bentuk hampir seperti bola. Jika kurang dari 5%, maka bentuk gelembung gas adalah polihedral. Sifat-sifat buih cair ialah:  Struktur buih cair berubah dengan waktu karena drainase (pemisahan medium pendispersi) akibat kerapatan fasa dan zat cair yang jauh berbeda, rusaknya film antara dua gelembung gas, dan ukuran gelembung gas menjadi lebih besar akibat difusi.  Struktur buih cair dapat berubah jika diberi gaya dari luar. b. Buih Padat Buih padat adalah sistem koloid dengan fase terdispersi gas dan medium pendispersi zat padat. Kestabilan buih padat diperoleh dari zat pembuih (surfaktan). Beberapa buih padat yang kita kenal adalah roti, styrofoam, batu apung,dll.  Roti Proses peragian yang melepas gas karbondioksida terlibat dalam proses pembuatan roti. Zat pembuih protein gluten dari tepung kemudian akan membentuk lapisan tipis mengelilimgi gelembung-gelembung karbondioksida untuk membentuk buih padat. • Batu apung Dari proses solidifikasi gelas vulkanik, maka terbentuklah batu apung. PJJ VEDCA – KITER 2 | 20
  24. 24. • Styrofoam Styrofoam memiliki fase terdisperasi karbondioksida dan udara, serta medium pendisperasi polistirena. Sebagai catatan, tidak terdapat buih gas, dimana medium pendispersi dan fase terdispersi sama- sama berupa gas. Hal itu karena campuran dari keduanya tergolong sebagai larutan. PJJ VEDCA – KITER 2 | 21
  25. 25. MATERI PEMBELAJARAN III MENERAPKAN SISTEM KOLOID DALAM KEHIDUPAN A. Tujuan Pembelajaran Setelah mempelajari bahan ajar ini diharapkan Anda mampu menerepakan sistem koloid dalam kehidupan B. Uraian Materi Pembelajaran 1. Kegunaan koloid Sistem koloid banyak digunakan pada kehidupan sehari-hari. Hal ini disebabkan sifat karakteristik koloid yang penting, yaitu dapat digunakan untuk mencampur zat-zat yang tidak dapat saling melarutkan secara homogen dan bersifat stabil untuk produksi dalam skala besar. Aplikasi dan Kegunaan Koloid: Jenis industry Contoh aplikasi Industri makanan Keju, mentega, susu, es krim, saus, salad Industri kosmetika dan perawatan tubuh Krim, pasta gigi, sabun Industri cat Cat Industri kebutuhan rumah tangga Sabun, deterjen Industri pertanian Peptisida dan insektisida Industri farmasi Minyak ikan, penisilin untuk suntikan Berikut ini adalah penjelasan mengenai aplikasi koloid: 1. Pemutihan Gula Gula tebu yang masih berwarna dapat diputihkan. Dengan melarutkan gula ke dalam air, kemudian larutan dialirkan melalui sistem koloid tanah diatomae atau karbon. Partikel koloid akan mengadsorpsi zat warna tersebut. Partikel-partikel koloid tersebut mengadsorpsi zat warna dari gula tebu sehingga gula dapat berwarna putih. 2. Penggumpalan Darah Darah mengandung sejumlah koloid protein yang bermuatan negatif. Jika terjadi luka, maka luka tersebut dapat diobati dengan pensil stiptik atau tawas yang mengandung ion-ion Al3+ dan Fe3+. Ion-ion tersebut membantu agar partikel koloid di protein bersifat netral sehingga proses penggumpalan darah dapat lebih mudah dilakukan. 3. Penjernihan Air Air keran (PDAM) yang ada saat ini mengandung partikel-partikel koloid tanah liat,lumpur, dan berbagai partikel lainnya yang bermuatan negatif. Oleh karena itu, untuk menjadikannya layak PJJ VEDCA – KITER 2 | 22
  26. 26. untuk diminum, harus dilakukan beberapa langkah agar partikel koloid tersebut dapat dipisahkan. Hal itu dilakukan dengan cara menambahkan tawas (Al2SO4)3.Ion Al3+ yang terdapat pada tawas tersebut akan terhidroslisis membentuk partikel koloid Al(OH)3 yang bermuatan positif melalui reaksi: Al3+ + 3H2O Al(OH)3 + 3H+ Setelah itu, Al(OH)3 menghilangkan muatan-muatan negatif dari partikel koloid tanah liat/lumpur dan terjadi koagulasi pada lumpur. Lumpur tersebut kemudian mengendap bersama tawas yang juga mengendap karena pengaruh gravitasi. Berikut ini adalah skema proses penjernihan air secara lengkap: 2. Aplikasi Koloid Dalam Pengolahan Hasil Pertanian Salah satu aplikasi koloid dalam pengolahan hasil pertanian (industri makanan) contohnya adalah es krim. Sistem koloid dalam es krim merupakan emulsi cair di dalam medium pendispersi cair, atau merupakan emulsi dalam suatu sistem koloid, dimana partikel cair terdispersi dalam zat cair. Es krim merupakan produk dari susu beku, dibuat melalui proses pembekuan campuran susu yang telah dipasteurisasi dengan proses pemutaran untuk menangkap udara dan untuk menghasilkan konsistensi yang seragam. Kestabilan emulsi cair dalam es krim dapat rusak akibat pemanasan, pendinginan, dan sentrifugasi. PJJ VEDCA – KITER 2 | 23
  27. 27. a. Komposisi es krim adalah :  Lemak 8-20%;  Padatan susu bukan lemak (milk solid non fat/msnf) 8-15%;  Gula 13-20%;  Stabiliser dan emulsifier 0-0,7%;  Total padatan (total solid/ts) 36-43%. b. Jenis-jenis es krim  Ice cream : lemak susu ≥ 10%, total padatan susu 20%, berat ≥ 4,5 lb/gal, total padatan ≥ 1,6 lb/gal.  Ice milk : lemak susu 2-7%, total padatan susu ≥ 11%, total padatan ≥ 1,6 lb/gal. Bentuk soft atau hard.  Sherbet : lemak susu 1-2%; total padatan susu 2-5%; berat ≥ 6 lb/gal; asam ≥ 0,35% (dihitung sebagai asam laktat), buah-buahan 10%.  Mellorine-type : lemak nabati ≥ 6%; protein ≥ 3,5%, berat 4,5 lb/gal; total padatan ≥ 1,6 lb/gal. c. Karakteristik bahan untuk membuat es krim : • Susu Lemak Susu, merupakan komponen penting dalam es krim, dapat memperkaya flavor, melembutkan tekstur dan mengandung lesitin (fosfolipid) • MNSF mengandung :  Padatan susu skim;  36,7% protein;  55,5% laktosa;  7,8% mineral;  Meningkatkan viskositas;  Es krim menjadi kompak dan lembut. d. Gula, berfungsi untuk : • Memberi rasa manis • Meningkatkan viskositas • Meningkatkan total padatan e. Stabiliser, sebagai : PJJ VEDCA – KITER 2 | 24
  28. 28. • Sumber : hewan (gelatin), nabati (agar-agar, CMC, gum, karagenan); • Melembutkan tekstur; • Menghambat pembentukan kristal es; • Menghasilkan produk yang seragam; • menghambat mencairnya produk. f. Emulsifier • Produk lembut dan kompak; • Mengurangi waktu pengocokan; • Menghasilkan campuran yang seragam. g. Flavour/aroma, berfungsi untuk meningkatkan cita rasa. Aroma tersebut dalam bentuk alami maupun buatan; dapat juga dalam bentuk kacang-kacangan, buah-buahan, atau essens. PJJ VEDCA – KITER 2 | 25
  29. 29. DAFTAR PUSTAKA Bibek Ray (1992). Fundamental Food Microbiology. Second Edition. CRC Press. New York. B.K. Kramer. J.M. McCormick, 2010. Inorganic Qualitative Analysis. Harjadi. W. 1986. Ilmu Kimia Analitik Dasar. Gramedia. Jakarta Judknis, H.F. and H.A. Keener, 1966, Milk Production and Processing, New York, John Wilye & Sons, Inc. 4 th print. Masterton,W.L. , et al. 1990. Chemical principle. Ed 5. Saunders College Publ Robinson, R.K (1999). Encyclopedia of Food Microbiology. Academic Press. London. Svehla.G, 1990. Vogel Buku Teks Analisis Anorganik Kualitatif Makro dan Semimikro. Edisi Kelima. PT.Kalman Media Pustaka. Jakarta Zumdahl,S.S., et al. Chemistry. D.C Heath and Cmp. 1990. PJJ VEDCA – KITER 2 | 26

×