Sistem Koloid I

ThomasGraaham banyak mempelajari tentang kecepatan difusi (gerak) partikel materi sehingga ia dapat menemukan rumus hukum tentang difusi. Pengamatannya, ternyata gerakan partikel zat dalam larutan ada yang ceapat dan lambat, Umumnya yang berdifusi cepat adalah zar berupa kristal sehingga disebut kristaloid, contohnya NaCl dalam air. Akan tetapi istilah ini tidak populer karena ada zat yang bukan kristal berdifusi cepat, contohnya HCl dan H2SO4.  Yanng lambat berdifusoi disebabkan oleh partikelnya yang mempunyai dayua tarik (perekat) satu sama lain, contoihnya putih telur dalam air. Zat seperti itu disebut koloid (bahasa Yunani: cola= perekat).

Telah dinyatakan pada pasal 7.5, bahwa kecepatan difusi menurut Graham bergantung pada masa partikel, makin besar masa makin kecil kecepatannya. Massa ada hubungannya dengan ukuran partikel, yang m,assanya besar akan besar pula ukuran partikelnya. Berdasarkan ukuran partikel, campuran dapat dibagi menjadi tiga golongan, yaitu larutan sejati, koloid dan suspensi kasar. Sebenarnya cukup sulit membedakan ketiga jenis campuran itu, kecuali dilihat dari ukuran partikelnya.

partikel larutan                  : 0,1 – 1 mµ

partikel koloid                   : 1 – 100 mµ

partikel suspensi kasar      : > 100 mµ

Karena ukuran partikelnya amat kecil, maka koloid tidak dapat disaring dengan kertas saring biasa dan filter porselen, tetapi dapat dengan filter ultra atau kolodium, karena pori-porinya lebih kecil 

Ada dua cara terbentuknya larutan partikel koloid. Pertama, dari senyawa bermolekul besar, yaitu satu molekul menjadi satu partikel koloid, contohnya protein dan plastik. Kedua, satu partikel koloid terbentuk dari gabungan (agregat) banyak parikel kecil. Partikel yang bergabung itu mungkin dalam bentuk molekul, ion atau atom. Contoh agregat molekul adalah koloid belerang dan As2S3 dalam air. Contoh agregat atom adalah koloid emas dalam air(sol emas), yaitu gabungan atom-atom emas menjadi kristal kecil melalui ikatan logam. Sol emas dikenal; ada tiga macam yaitu yang berwarna merah, biru dan lembayung. Partikel yang meraah lebih kecil daripada partikel yang biru, dan yang biru lebih kecil dariupada yang lembayung. Contoh agregat atom yang lain adealah sol platina dan perak, mirip dengan sol emas. Contoh agregat ion adalah koloid Fe(OH)3 berupa kristal ion berukurankoloid. Contoh koloid ion yang lain adalah koloid Al(OH)3 dan AgCl.

Dari segi terbentuknya, partikel koloid dapat berupa lembaran (laminar), serat (febrilar), dan butiran (korpuskular), seperti dilukiskan pada gambar 10.1. Bentuk itu ditentukan oleh jenis dan cara terbentuknya koloid. Koloid yang terbentuk dengan cara rekristalisasi mempunyai bentuk sesuai dengan struktur kristalnya, tetapi bila dibuat dengan memecah atau menggerus partikel besar akan terbentuk acak atau beraneka ragam.

PENGGOLONGAN KOLOID

Dipandang dari kelarutannya, koloid terbagi atas koloid dispersi dan koloid asosiasi.

1.    Koloid dispersi , yaitu koloid yang partikelnya tidak dapat larut secara individu dalam medium. Yanng terjadi hanyalah pennyebaran (dispersi) partikel tersebut. Yang termasuk kelompok ini adalah koloid mikromolekul (protein dan plastik), agregat molekul (koloid belerang), dan agregat atom (sol emas dan platina).

2.    Koloid asosiasi, yaitu koloid yang terbentuk dari gabungan asosiasi partikel kecil yang larut dalam medium, contohnya koloid Fe(OH)3. Senyawa ini larut dalam air menjadi ion Fe3+ dan OH- dicampur sedemikian rupa sehingga berasosiasi membentuk kristal kecil yang melayang-layang dalam air sebagai koloid.

Suatu koloid selalu mengandung dua fasa yang berbeda, mungkin berupa gas, cair atau padat. Pengertian fasa disini tiadk sama dengan wujud, karena ada wujud sama tetapi fasanya berbeda, contohnya campuran air dan minyak bila dikocok akan terlihat butiran minyak dalam air. Butiran itu mempunyai fasa berbeda dengan air walaupun keduanya cair. Oleh sebab itu suatu koloid selalu mempunyai fasa terdispersi dan fasa pendispersi. Fasa teedispersi mirip denga zat terlarut, dan fasa pendispersi mirip dengan pelarut pada suatu larutan.

Berdasarkan fasa tedispersi dan fasa pendispersinya, koloid disebut jyga dispersi koloid yang dapat dibagi atas delapan jenis.

Sistem koloid dapat dikelompokkan, seperti tabel berikut :

No	Fase Terdispersi	Medium Pendispersi	Nama Koloid	Contoh
1	Gas	Cair	Busa/Buih	Buih sabun, krim kocok
2	Gas	Padat	Busa padat	Batu apaung, karet busa
3	Cair	Gas	Aerosol	Awan, kabut
4	Cair	Cair	Emulsi	Susu, santan
5	Cair	Padat	Emulsi padat	Keju, mentega, mutiara
6	Padat	Gas	Aerosol padat	Asap, debu
7	Padat	Cair	Sol	Cat, kanji, tinta
8	Padat	Padat	Sol padat	Kaca berwarna, paduan logam

Ditinjau dari interaksi fasa terdispersi dengan fasa pendispersi (medium), koloid dapat pula dibagi atas koloid liofil dan liofob.

1.    Koloid liofil.  yaitu koloid yang suka berikatan dengan medium sehingga sulit dipisahkan atau sngat stabil. Jika mediumnya air disebut koloid hidrofil, yaitu suka air, contohnya agar-agar dalam tepung kanji (amilum) dalam air.

2.    Koloid liofob, yaitu koloid yang tidak menyukai mediumnya sehingga cenderung memisah, dan akibatnya tidak stabil. Bila mediumya air, disebut koloid hidrofob (tidak suka air), contohnya sol emas dan koloid Fe(OH)3 dalam air.

Koloid dapat berubah menjadi tidak koloid atau sebaliknya. Berdasarkan perubahan itu ada koloid reversibel dan ireversibel.

1.    Koloid reversibel, yaitu suatu koloid yang dapat berubah jadi tidak koloid, dan kemudian menjadi koloid kemabli. Contohnya air susu (koloid) bila dibiarkan akan mengendap (tidak koloid) dan airnya terpisah, tetapi bila dikocok akan bercampur seperti semula (kolod).

2.    Koloid irreversibel, yaitu koloid yang setelah berubah menjadi bukan koloid tidak dapat menjadi koloid lagi, contohnya sol emas.

SIFAT KOLOID

Koloid adalah suatu campuran sewhingga sifatnya ada yang sama dan ada yang berbeda dengan larutan. Sifat itu adalah sebagai berikut.

SIFAT KOLIGATIF

Koloid yang banyak dibicarakan adalah dalam medium cair. Dalam sistem ini, unit terkecil fasa tedispersi adalah partikel dalam bentuk molekul atau agregat. Partikel ini mempengaruhi sifat medium sehingga koloid mempunyai sifat koligatif. Pada pasal 9.6 telah diterangkan bahwa sifat koligatif itu adalah kenaikan titik didih, penurunan titik beku, penurunan tekanan uap, tekanan osmotik. Sifat ini bergantung pada jumlah partikel koloid, bukan pada jenisnya. Sifat koligatif berguna untuk menghitung jumlah mol atau konsentrasi partikel koloid. Sifat ini memberi manfaat bagi organisme, contohnya sel mengandung partikel koloid sehingga mempunyai tekanan osmotik. Akibatnyaair tertarik ke dalam sel dan bertahan didalamnya.

SIFAT OPTIK

Ukuran partikel koloid agak besar, maka cahay yang melewatinya akan dipantulkan. Arah pantulan itu tidak teratur karena partikel tesebar secara acak sehingga pantulan cahaya itu berhamburan ke segala arah, yang disebut efek Tyndall. Hal inio ntidak terjadi dalam larutan, karena partikelnya sangat kecil sehingga tidak mengubah arah cahaya.

Partikel koloid walaupun agak besar, tidak dapat dilihat oleh mata. Akan tetapi bila ke dalam koloid dilewatkan seberkas cahaya di ruang gelap akan tampak hamburan cahaya, bukan partikelnya, sedangkan dalam cairan murni atau larutan tidak terjadi hamburan itu (gambar 10.2).

SIFAT KINETIK

Sebagai partikel yang bebas dalam mediumnya, partikel koloid selalu bergerak kesegala arah. Gerakannya selalu lurus dan akan patah bila bertabrakan dengan partikel lain. Gerakan itu disebut gerakan Brown (gambar 10.3). Gerakan ini dapat diteliti dengan mikroskop optik, untuk mengamati cahay yang lewat dalam koloid dengan latar belakang gelap. Yang terlihat bukanlah partikel koloid, melainkan bintik-bintik cahaya yang berkilauan. Gerakan Brown menunjukkan bahwa partikel koloid berdifusi lambat.

ADSORPSI

Materi dalam keadaan koloid mempunyai jumlah permukaan yang lebih luas dibandingkan bentuk gumpalan. Contohnya sebuah kubus kecil bersisi 1 cm dan dipotong menjadi kubus-kkubus kecil. Semakin kecil kubus  itu semakin besar pula luas permukaan yang dihasilkannya.

Pada permukaan partikel terdapat gaya van de Waals terhadap molekul atau ion lain disekitarnya. Melekatnya zat lain pada permukaan kolid itu disebut adsorpsi, contohnya adsorpsi ion Fe3+ pada koloid Fe2O3 x H2O (gambar 10.4). Suatu koloid umumnya hanya mengadsorpsi ion positif atau ion negatif saja. aIon yang terdasorpsi dapat membentuk satu atau dua lapisan.

SIFAT LISTRIK

Partikel koloid yang telah mengadsorpsi ion akan bermuatan listrik sesuai dengan muatan ion yang diserapnya. Contohnya koloiud Fe2O3 bermuatan positif setelah mengadsorpsi Fe3+, dan koloid AsS3 bermuatan negatif karena mengadsorpsi ion negatif

Muatan koloid dapat diketahui dangan mencelupkan batang elektroda, yang bermuatan paositif akan tertarik (berkumpul) ke elektroda negatif, sedangkan yang bermuatan negatif tertarik ke elektroda positif.

Koloid bila dibiarkan dalam waktu tertentu akan terpengaruh oleh gaya gravitasi, sehingga partikelnya turun perlahan ke dasar bejana yang disebut koagulasi, atau  penggumpalan. Waktu koagulasi koloid bervariasi antara stu dengan yang lain. Koagulais spontan umumnya lambat dan dapat dipercepat dengan alat sentifugal ultra. Alat ini akan memutar koloid dengan kecepatan tinggi sehingga partikel didorong ke dasar tabung reaksi.