materi & energi

UNSUR : 

Materi yang tidak dapat diuraikan dengan reaksi kimia menjadi zat yang lebih sederhana, contoh : H, O, Fe. 

SENYAWA :

Materi yang dibentuk dari dua atau lebih unsur dengan perbandingan tertentu, contoh : H₂O, CuSO₄, 

CAMPURAN :

Gabungan dua materi atau lebih dengan perbandingan sembarang, contoh : alkohol + air, Fe + Cu

Campuran Homogen : partikel menyebar merata sehingga membentuk satu fasa, contoh : gula dalam air

Campuran Heterogen :tidak merata dan  membentuk dua fasa atau lebih contoh : air + minyak,   pasir + air  

MATERI :

Sesuatu yang mempunyai massa dan menempati ruang ----4 dapat disentuh, dirasa dan dilihat, contoh : buku, sapi, batu, diri kita sendiri

ENERGI :

Suatu kekuatan untuk melakukan kerja pada suatu materi.

Jika energi yang dikandung materi sebelum perubahan >> dari sesudahnya â akan keluar sejumlah energi : peristiwa eksotermik, contoh : kayu jatuh, kayu terbakar, air mengalir.

Jika sebaliknya : â akan menyerap sejumlah energi : peristiwa endotermik, contoh : mengangkat batu, memasak nasi, menguapkan air.

Bentuk energi tergantung pada perubahan energi. Bentuk-bentuk energi :energi kinetik, potensial, panas, cahaya, listrik, kimia, dan nuklir.

1. Energi Kinetik 

Energi yang dimiliki oleh materi yang bergerak.

Ek = ½ . m . V²

J = kg.m².s^-2

Ek = energi kinetik (J)

m  = massa materi (kg)

v   = kecepatan gerak materi (m.s^-1) 

2. Energi Potensial

Energi yang dimiliki oleh materi berdasarkan tinggi rendah kedudukannya.

Ep = m . g . h

Ep = energi Potensial (J)

g = percepatan gravitasi (m.s^-2)

H = tinggi materi dari permukaan

      bumi (m) 

3. Energi Panas

Energi yang dimiliki oleh materi yang bergerak, yang berwujud gas, cair dan padat

Q= m.c.∆T

q = energi panas (Kal)

w = massa materi (g)

c = kalor jenis ( kal. derajat^-1 . g^-1 )

t₂ = suhu akhir      t₁ = suhu awal

   

1 kal=4,184 J

 

4. Energi Cahaya

Energi yang dimiliki oleh materi yang bergerak, dalam hal ini suatu foton dalam bentuk gelombang elektromagnetik.

Ec = h.C / λ

Ec = energi cahaya (J)

h = tetapan planck (6,626x10-34 J.s)

λ= panjang gelombang (meter)

C = kecepatan cahaya 3x10^-8 m/s

5. Energi Listrik

Energi yang dimiliki oleh materi yang bergerak, dalam hal ini suatu partikel yang bermuatan dalam suatu media (konduktor).

W = q.v

W= energi listrik (J)                         

q = muatan yang mengalir (coulomb,c)                               

v= beda potensial (volt, v)

6. Energi Kimia

Energi yang dimiliki oleh suatu senyawa dalam bentuk energi ikatan antara atom-atomnya.    Energi yang dihasilkan dalam reaksi kimia. 

Contoh 2CH º CH + 5O₂ ž 4 CO₂  + 2H₂0   menghasilkan energi ž proses pengelasan

7. Energi Nuklir

Energi yang dimiliki oleh inti atom karena adanya ikatan yang kuat antara partikel didalamnya.  Energi ini akan keluar jika suatu inti berubah menjadi inti lain.  Besarnya tergantung jenis dan jumlah inti.

LATIHAN SOAL

1.  Berapa massa suatu benda yang jatuh dari gedung yang  tingginya 5 m ke meja yang tingginya 1 m, dengan energi sebesar 78,48 J . (Jawab : 2Kg)

2.  Sebuah benda dengan massa 5 kg, bergerak dengan energi 250 J.  Berapa kira-kira kecepatan gerak dari benda tersebut.  (Jawab : 10 m . s^-1)

3.      Hitung energi ( J ) yang diperlukan untuk menaikkan    suhu 7 gram besi dari 25^O Celcius sampai 100^O Celcius.  (Jawab : 237,2 J)

diketahui kalor jenis Fe = 0,108 kal.derajat^-1/gram.

4.  Tentukan panjang gelombang dari suatu sinar foton dengan energi 3,88 X 10^-19 J. (Jawab : 540 nm )

5.  Berapa energi listrik yang dihasilkan jika             muatan sebesar 50 C mengalir melalui kawat  yang beda potensialnya 10 V. (Jawab : 500 J)

 

Kromatografi Gas-Cair

Kromatografi Gas-Cair Kromatografi gas-cair (biasa disebut kromatografi gas) merupakan analisis yang sangat bermanfaat. Pelaksanaan kromatografi gas-cair Pengantar Seluruh bentuk kromatografi terdiri dari fase diam dan fase gerak. Dalam seluruh bentuk kromatografi yang lain, anda akan menemui fase gerak adalah cairan. Dalam kromatografi gas-cair, fase gerak adalah gas seperti helium dan fase diam adalah cairan yang mempunyai titik didih yang tinggi diserap pada padatan. Bagaimana kecepatan suatu senyawa tertentu bergerak melalui mesin, akan tergantung pada seberapa lama waktu yang dihabiskan untuk bergerak dengan gas dan sebaliknya melekat pada cairan dengan jalan yang sama. Diagram alir kromatografi gas-cair

Injeksi sampel Sejumlah kecil sampel yang akan dianalisis diinjeksikan pada mesin menggunakan semprit kecil. Jarum semprit menembus lempengan karet tebal (Lempengan karet ini disebut septum) yang mana akan mengubah bentuknya kembali secara otomatis ketika semprit ditarik keluar dari lempengan karet tersebut. Injektor berada dalam oven yang mana temperaturnya dapat dikontrol. Oven tersebut cukup panas sehingga sampel dapat mendidih dan diangkut ke kolom oleh gas pembawa misalnya helium atau gas lainnya. Bagaimana kerja kolom?　 Material padatan Ada dua tipe utama kolom dalam kromatografi gas-cair. Tipe pertama, tube panjang dan tipis berisi material padatan; Tipe kedua, lebih tipis dan memiliki fase diam yang berikatan dengan pada bagian terdalam permukaannya. Untuk menyederhanakan, kita akan melihat pada kolom terpadatkan. Kolom biasanya dibuat dari baja tak berkarat dengan panjang antara 1 sampai 4 meter, dengan diameter internal sampai 4 mm. Kolom digulung sehingga dapat disesuakan dengan oven yang terkontrol secara termostatis. Kolom dipadatkan dengan tanah diatomae, yang merupakan batu yang sangat berpori. Tanah ini dilapisis dengan cairan bertitik didih tinggi, biasanya polimer lilin. Temperatur kolom Temperatur kolom dapat bervariasi antara 50 oC sampai 250 oC. Temperatur kolom lebih rendah daripada gerbang injeksi pada oven, sehingga beberapa komponen campuran dapat berkondensasi pada awal kolom. Dalam beberapa kasus, seperti yang anda akan lihat pada bagian bawah, kolom memulai pada temperatur rendah dan kemudian terus menerus menjadi lebih panas dibawah pengawasan komputer saat analisis berlangsung. Bagaimana pemisahan berlangsung pada kolom? Ada tiga hal yang dapat berlangsung pada molekul tertentu dalam campuran yang diinjeksikan pada kolom: Molekul dapat berkondensasi pada fase diam. Molekul dapat larut dalam cairan pada permukaan fase diam Molekul dapat tetap pada fase gas Dari ketiga kemungkinan itu, tak satupun yang bersifat permanen. Senyawa yang mempunyai titik didih yang lebih tinggi dari temperatur kolom secara jelas cenderung akan berkondensasi pada bagian awal kolom. Namun, beberapa bagian dari senyawa tersebut akan menguap kembali dengan dengan jalan yang sama seperti air yang menguap saat udara panas, meskipun temperatur dibawah 100 oC. Peluangnya akan berkondensasi lebih sedikit selama berada didalam kolom. Sama halnya untuk beberapa molekul dapat larut dalam fase diam cair. Beberapa senyawa akan lebih mudah larut dalam cairan dibanding yang lainnya. Senyawa yang lebih mudah larut akan menghabiskan waktunya untuk diserap pada fase diam: sedangkan senyawa yang suka larut akan menghabiskan waktunya lebih banyak dalam fase gas. Proses dimana zat membagi dirinya menjadi dua pelarut yang tidak bercampurkan karena perbedaan kelarutan, dimana kelarutan dalam satu pelarut satu lebih mudah dibanding dengan pelarut lainnya disebut sebagai partisi. Sekarang, anda bisa beralasan untuk memperdebatkan bahwa gas seperti helium tidak dapat dijelaskan sebagai “pelarut”. Tetapi, istilah partisi masih dapat digunakan dalam kromatografi gas-cair. Anda dapat mengatakan bahwa substansi antara fase diam cair dan gas. Beberapa molekul dalam substansi menghabiskan waktu untuk larut dalam cairan dan beberapa lainnya menghabiskan waktu untuk bergerak bersama-sama dengan gas. Waktu retensi Waktu yang digunakan oleh senyawa tertentu untuk bergerak melalui kolom menuju ke detektor disebut sebagi waktu retensi. Waktu ini diukur berdasarkan waktu dari saat sampel diinjeksikan pada titik dimana tampilan menunujukkan tinggi puncak maksimum untuk senyawa itu. Setiap senyawa memiliki waktu retensi yang berbeda. Untuk senyawa tertentu, waktu retensi sangat bervariasi dan bergantung pada: Titik didih senyawa. Senyawa yang mendidih pada temperatur yang lebih tinggi daripada temperatur kolom, akan menghabiskan hampir seluruh waktunya untuk berkondensasi sebagai cairan pada awal kolom. Dengan demikian, titik didih yang tinggi akan memiliki waktu retensi yang lama. Kelarutan dalam fase cair. Senyawa yang lebih mudah larut dalam fase cair, akan mempunyai waktu lebih singkat untuk dibawa oleh gas pembawa.. Kelarutan yang tinggi dalam fase cair berarti memiiki waktu retensi yang lama. Temperatur kolom. Temperatur tinggi menyebakan pergerakan molekul-molekul dalam fase gas; baik karena molekul-molekul lebih mudah menguap, atau karena energi atraksi yang tinggi cairan dan oleh karena itu tidak lama tertambatkan. Temperatur kolom yang tinggi mempersingkat waktu retensi untuk segala sesuatunya di dalam kolom. Untuk memberikan sampel dan kolom, tidak ada banyak yang bisa dikerjakan menggunakan titik didih senyawa atau kelarutannya dalam fase cair, tetapi anda dapat mempunyai pengatur temperatur. Semakin rendah temperatur kolom semakin baik pemisahan yang akan anda dapatkan, tetapi akan memakan waktu yang lama untuk mendapatkan senyawa karena kondensasi yang lama pada bagian awal kolom! Dengan kata lain, menggunakan temperatur tinggi, segala sesuatunya akan melalui kolom lebih cepat, tetapi pemisihannya kurang baik. Jika segala sesuatunya melalui kolom dalam waktu yang sangat singkat, tidak akan terdapat jarak antara puncak-puncak dalam kromatogram. Jawabannya dimulai dengan kolom dengan suhu yang rendah kemudian perlahan-lahan secara teratur temperaturnya dinaikkan. Pada awalnya, senyawa yang menghabiskan lebih banyak waktunya dalam fase gas akan melalui kolom secara cepat dan dapat dideteksi. Dengan adanya sedikit pertambahan temperatur akan memperjelas “perlekatan” senyawa. Peningkatan temperatur masih dapat lebih `melekatan` molekul-molekul fase diam melalui kolom. Detektor Ada beberapa tipe detektor yang biasa digunakan. Detektor ionisasi nyala dijelaskan pada bagian bawah penjelasan ini, merupakan detektor yang umum dan lebih mudah untuk dijelaskan daripada detektor alternatif lainnya. Detektor ionisasi nyala Dalam mekanisme reaksi, pembakaran senyawa organik merupakan hal yang sangat kompleks. Selama proses, sejumlah ion-ion dan elektron-elektron dihasilkan dalam nyala. Kehadiran ion dan elektron dapat dideteksi. Seluruh detektor ditutup dalam oven yang lebih panas dibanding dengan temperatur kolom. Hal itu menghentikan kondensasi dalam detektor.

Jika tidak terdapat senyawa organik datang dari kolom, anda hanya memiliki nyala hidrogen yang terbakar dalam air. Sekarang, anggaplah bahwa satu senyawa dalam campuran anda analisa mulai masuk ke dalam detektor. Ketika dibakar, itu akan menghasilkan sejumlah ion-ion dan elektron-elektron dalam nyala. Ion positif akan beratraksi pada katoda silinder. Ion-ion negatif dan elektron-elektron akan beratraksi pancarannya masing-masing yang mana merupakan anoda. Hal ini serupa dengan apa yang terjadi selama elektrolisis normal. Pada katoda, ion positif akan mendatangi elektron-elektron dari katoda dan menjadi netral. Pada anoda, beberapa elektron dalam nyala akan dipindahkan pada elektroda positif; ion-ion negatif akan memberikan elektron-elektronnya pada elektroda dan menjadi netral. Kehilangam elektron-elektron dari satu elektroda dan perolehan dari elektroda lain, akan menghasilkan aliran elektron-elektron dalam sirkuit eksternal dari anoda ke katoda. Dengan kata lain, anda akan memperoleh arus listrik. Arus yang diperoleh tidak besar, tetapi dapat diperkuat. Jika senyawa-senyawa organik lebih banyak dalam nyala, maka akan banyak juga dihasilkan ion-ion, dan dengan demikian akan terjadi arus listrik yang lebih kuat. Ini adalah pendekatan yang beralasan, khususnya jka anda berbicara tentang senyawa-senyawa yang serupa, arus yang anda ukur sebanding dengan jumlah senyawa dalam nyala. Kekurangan detektor ionisasi nyala Kekurangan utama dari detektor ini adalah pengrusakan setiap hasil yang keluar dari kolom sebagaimana yang terdeteksi. Jika anda akan mengrimkan hasil ke spektrometer massa, misalnya untuk analisa lanjut, anda tidak dapat menggunakan detektor tipe ini. Penerjemahan hasil dari detektor Hasil akan direkam sebagai urutan puncak-puncak; setiap puncak mewakili satu senyawa dalam campuran yang melalui detektor. Sepanjang anda mengontrol secara hati-hati kondisi dalam kolom, anda dapat menggunakan waktu retensi untuk membantu mengidentifikasi senyawa yang tampak-tentu saja anda atau seseorang lain telah menganalisa senyawa murni dari berbagai senyawa pada kondisi yang sama. Area dibawah puncak sebanding dengan jumlah setiap senyawa yang telah melewati detektor, dan area ini dapat dihitung secara otomatis melalui komputer yang dihubungkan dengan monitor. Area yang akan diukur tampak sebagai bagian yang berwarna hijau dalam gambar yang disederhanakan. Perlu dicatat bahwa tinggi puncak tidak merupakan masalah, tetapi total area dibawah puncak. Dalam beberapa contoh tertentu, bagian kiri gambar adalah puncak tertinggi dan memiliki area yang paling luas. Hal ini tidak selalu merupakan hal seharusnya.. Mungkin saja sejumlah besar satu senyawa dapat tampak, tetapi dapat terbukti dari kolom dalam jumlah relatif sedikit melalui jumlah yang lama. Pengukuran area selain tinggi puncak dapat dipergunakan dalam hal ini. Perangkaian kromatogram gas pada spektrometer massa Hal ini tidak dapat dillakukan menggunakan detektor ionisasi nyala, karena detektor dapat merusak senyawa yang melaluinya. Anggaplah anda menggunakan detektor yang tidak merusak. Senyawa, Ketika detektor menunjukkan puncak, beberapa diantaranya melalui detektor dan pada waktu itu dapat dibelokkan pada spektrometer massa. Hal ini akan memberikan pola fragmentasi yang dapat dibandingkan dengan data dasar senyawa yang telah diketahui sebelumnya pada komputer. Itu berarti bahwa identitas senyawa-senyawa dalam jumlah besar dapat dihasilkan tanpa harus mengetahui waktu retensinya

Sistem Koloid II (pemurniaan dan kegunaan koloid)

PEMURNIAN KOLOID

Suatu koloid biasanya mengandung senyawa lain yang larut, yang dapat dimurnikan dengan cara dialisis, elektroosmosis atau elektroforesis.

Cara Dialisis

Partikel koloid umumnya tidak dapat melewati pori-pori saringan kertas perkamen, selofan atau plastik tertentu, tetapi saringan tersebut dapat dilewati oleh molekul kecil dan ion yang larut dalam medium. Saringan seperti itu disebut selaput permiabel, karena pori-porinya amat kecil (± 1mµ).

Jika slang yang terbuat dari selaput semipermiabel dimasukkan ke dalam koloid dan dialiri cairan murni terus-menerus, maka molekul kecil atau ion akan masuk ke dalam slang dan terbawa ke luar, sehingga koloid makin lama makin murni. Cara ini disebut dialisis(gambar 10.7a). Cara dialisis lain adalah dengan memasukkan koloid ke dalam kantong (bahannya bersifat semipermiabel) dan dicelupkan ke dalem medium beberapa lama sehingga molekul kecil atau ion keluar dari kantong. Jika medium (cairan) diganti berkali-kali dengan yang baru akan didapat koloid yang makin tinggi kemurniannya (gambar 10,7b).

Cara Elekrolisis

Koloid yang mengandung ion dapat dimurnikan, dengan cara elektroosmosis, yaitu memaksa ion-ion melewati pori-pori selaput semipermiabel dengan bantuan listrik (gambar 10.8). Koloid dalam ruang A dibatasi dinding D dan D’ yang tebuat dari selaput semipermiabel. Ruang B dan C diisi cairan murni yang masing-masing diberi elektoda yang mendekati dinding D dan D’. Jika kedua elektoda diberi arus listrik searah, maka ion dalam A tertarik ke elektroda yang kutubnya berlawanan, sehingga menembus selaput semipermiabel (D dan D’). Akhirnya ion dalam koloid semakin berkurang.

Elektroforesis

Campuran beberapa koloid yang bermuatan listrik dapat dipisahkan dengan cara elektroforesis, karena koloid akan tertarik ke elektroda yang berlawanan muatannya (gambar 10.9). Tabung U berisi campuran  dua macam kolid atau lebih. Kemudian masing-masing kakinya diberi elektroda. Setelah dialiri arus searah, koloid bermuatan posistif akan tertarik ke katoda, dan yang bermuatan negatif ke anoda, sehingga keduanya dapat dipisahkan. Koloid yang sama muatannya dapat dipisahkan berdasarkan perbedaan difusinya. Koloid yang cepat berdifusi akan sampai di elektroda lebih dulu. Cara ini sering dipakai dalam analisis protein, asam nukleat dan polisakarida dalam biokimia dan biologi.

KEGUNAAAN KOLOID

Di lingkungan kita banyak terdapat sistem koloid, baik yang alami maupun buatan manusia. Sistem itu ada yang menguntungkan dan ada yang merugikan manusia. Dengan pengetahuan tentang kploid, kita dapat menghindari atau mengurangi hal yang merugikan dan memenfaatkan atau menciptakan yang menguntungkan itu. Beberapa keuntungan koloid dapat digunakan akan dijelaskan sebagai berikut.

Mengurangi Polusi

Gas buangan pabrik yang mengandung asap dan partikel berbahaya dapat diatasi dengan menggunakan alat yang disebut  pengendap Cottrel (gambar 10.10). Asap buangan itu dimasukkan ke dalam ruangan bertegangan listrik tinggi sehingga elektron mengionkan molekul udara. Partikel asap akan menyerap ion positif dan tertarik ke elektroda negatif sehingga menggumpal. Akhirnya gas yang keluar bebas asap dan padatan.

Penggumpalan Lateks

Lateks adalah koloid karet dalam air, berupa sol bermuatan negatif. Bila ditambah ion positif, lateks menggumpal dan dapat dibentuk sesuai cetakan.

Membantu Pasien Gagal Ginjal

Darah banyak mengandung partikel koloid, seperti sel darah merah, sel dararh putih dan antibodi. Orang yang ginjalnnya tidak mampu mengeluarkan senyawa beracun dari darah seperti urea dan kreatin disebut gagal ginjal. Orang ini dapat dibantu dengan cara dialisis, yaitu mengisap darahnya dan dialirkan ke dalam alat (disebut alat cuci darah) sehingga urea dan kreatin serta ion-ion lain tetarik ke luar (gambar 10.11) Darah yang telah bersih dimasukkan kembali ke tubuh pasien.

Penjernihan Air

Air yang jernih harus  bebas koloid, oleh karena itu air diberi alumunium sulfat atau tawas. Tawas akan terus terurai menjadi Al3+dan SO42- yang mengkoagulasi partikerl kolloid sehingga mengendap di dasar wadah dan air menjadi jernih

Sebagai Deodoran

Keringat biasanya mengandung protein yang dapat menimbulkan bau bila diuraikan oleh bakteri yang banyak terdapat di temapt basah. Bila temapt itu diberi deodoran, bau itu dapt berkukrang atau hilang, karena deodoran mengandung alumunium klorida untuk menggumpalkan protein dalam keringat. Endapan protein ini dapt menghalangi kerja kelenjar keringat sehingga keringat dan protein yang dihasilkan berkurang.

Sebagai Bahan Makanan dan Obat

Ada bahan atau obat berwujud padat sehingga tidak enak dan sulit ditelan. Tambahan lagi, zat ini tidak larut dalam cairan (air). Untuk mengatasinya, zat itu dikemas dalam bentuik koloid sehingga mudah diminum, contohnya susu encer.

Sebagai Bahan Kosmetik

Ada berbagai bahan kosmetik dalam bentuk padatan, tetapi lebih baik dipakai dalam bentuk cairan. Untuk biasanya dibuat berupa koloid dalm pelarut tertentu.

Bahan Pencuci

Sabun sebagai pembersih karena dapat mengemulsi minyak dalam air. Sabun dalam air terion menjadi Na+ dan ion asam lemak. Kepala asam asam lemak yang bermuatan negatif dalm air, sedangkan ekornya larut dalm minyak. Hal ini menyebabkan minyak terlarut dalam air. 

Sistem Koloid II (pembuatan koloid)

PPEMBUATAN KOLOID

SSuatu sistem koloid dapat dibuat dengan dua cara, yaitu cara dispersi dan kondensasi.

Dispersi 

Gumpalan materi atau suspensi kasar dapat diubah menjadi lebih kecil sehingga tersebar dan berukuran koloid. Membuat koloid dengan memecah gumpalan itu disebut dispersi (penyebaran), yaitu dengan cara sebagai berikut.

1.      Cara mekanik, yaitu menggerus (menggiling) partikel kasar sampai berukuran koloid, contohnya membuat koloid belerang dan urea masing-masing dari butirannya.

2.      Cara elektronik, yaitu membuat koloid dengan mencelupkan dua elektroda logam (seperti emas) ke dalam air. Akibatnya atom-atom emas lepas dari elektroda dan bergabung membentuk partikel koloid emas (gambar 10.6). Demikian juga cara membuat koloid lain, seperti platina dan perak.

3.      Cara peptisasi, yaitu membuat koloid dengan menambahkan suatu cairan kapada partikel kasar (endapan) sehingga pecah menjadi koloid. Contohnya membuat koloid AgCl dengan menambahkan air suling kepada padatan AgCl, dan menambahkan HCl encer pada endapan Al (OH)3 dapat dibuat dengan menambahkan larutan FeCl3 pada endapan Fe(OH)3.

Kondensasi

Kondensasi adalah kebalikan dari dispersi, yaitu penggabungan (kondensasi) partikel kecil menjadi lebih besar sampai berukuran koloid.Penggabungan ini  terjadi dengan berbagai cara, di antaranya sebagai berikut:

1. Cara reaksi kimia, yaitu menambahkan pereaksi tertentu kedalam larutan sehingga hasil reaksinya berupa koloid.

Cara reduksi, yaitu mereduksi logam dari senyawa sehingga terbentuk agregat atau logam. Contohnya membuat koloid emas dengan mereduksi emas klorida dengan stanni klorida

               2AuCl3 + 3SnCl2        ---->           2Au + 3 SnCl

     Cara oksidasi, yaitu mengoksidasi unsur dalam senyawa sehingga terbentuk unsur bebas. Contohnya dalam membuat koloid belerang dengan mengoksidasi hidrogen sulfida dengan SO2.

               2H2S + SO2   ---->        2S + H2O

¨         Cara hidrolisis, yaitu menghidrolisis senyawa ion sehingga terbentuk senyawa yang sukar larut (koloid). Contohnya dalam membuat koloid Fe(OH)3 dengan memasukkan larutan FeCl3 ke dalam air panas.

             FeCl3(aq) + H2O(l)  --->  Fe(OH)3(s)  + 3HCl (aq)

¨         Reaksi metasis, yaitu penukaran ion sehingga terbantuk seyawa yang sukar larut (koloid). Contohnya dalam membuat koloid AgBr dengan mereaksikan larutan AgNO3 dengan KBr.

A    AgNO3 +KBr                   ------>        AgBr(s)  + KNO3

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.