1

Disusun oleh : ZULTINIAR

Referensi

1. Bird, T.,(1987) ,“ Physical Chemistry”, Alih bahasa Kwee Ie Tjien, Cet. I, Gramedia,

Jakarta 2. R.A., Alberty dan F. Daniels, (1983), “ Kimia

Fisika “, Erlangga, Jakarta, 3. Sukarjo, (1985), “ Kimia Fisika “, Penerbit

Bina Aksara, Yokjakarta4. S.K Dogra and S.Dogra, “Physical Chem.

Through Problems”, Wiley Eastern Limited 1984

3

Tiga macam campuran yang penting:

• Larutan,• Dispersi koloid, • Suspensi

Larutan adalah suatu campuran yang bersifat homogen

Sistem koloid adalah suatu bentuk campuran yang keadaannya terletak antara larutan dan suspensi (campuran kasar). Sistem koloid ini mempunyai sifat-sifat khas yang berbeda dari sifat larutan atau suspensi.

Suspensi dapat dipisahkan dengan penyaringan atau dengan sentrifugasi.

4

Tabel 1. Perbedaan larutan, koloid dan suspensiLARUTAN DISPERSI

KOLOIDSUSPENSI

Semua bentuk partikeldari atom,ion ataumolekul (0,1 – 1 nm)

Partikel paling sedikit satukomponen atom, ion ataumolekul kecil (1 – 1000 nm)

Partikel paling sedikit satukomponen yang dapat dilihat dibawah mikroskop

Stabil terhadap gravitasi

Kurang Stabil Tidak stabil

Homogen Perbatasan homogen Tidak HomogenTembus Cahaya Buram Tidak tembusTidak ada efek Tyndall

Efek Tyndall Tidak transparan

Tidak ada gerak Brown

Gerak Brown Partikel terpisah

Tidak dapat dipisahkan denganpenyaringan

Tidak dapat dipisahkandengan penyaringan

Dapat dipisahkandengan penyaringan

5

Penyelidikan terhadap zat yang berupa larutan pertama kali dilakukan oleh Thomas Graham (1861)

Kecepatan difusi : - cepat - lambat

- tidak berdifusi

Graham membagi larutan berdasarkan kecepatan diffusi menjadi :

1. KRISTALOID : Bila zat dilarutkan dalam suatu pelarut maka diperoleh larutan yang homogen yang tidak dapat dibedakan dan mudah berdifusi melalui membran

– larutan gula – larutan garam.

6

2. KOLOID : campuran yang juga bersifat homogen tapi dapat dibedakan. Kecepatan difusi koloid sangat lambat , hampir tak berdiffusi

Perbedaan utama antara KOLOID dan KRISTALOID berdasarkan ukuran partikelnya : - KRISTALOID : 10 Ao ( Larutan sejati )

- KOLOID : 10 Ao - 10.000 Ao

- SUSPENSI : > 10.000 Ao

7

Koloid tidak dapat berdifusi melalui membran.Proses pemisahan berdasarkan difusi pada

membran semipermiable : DIALISIS

8

suatu 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 dijumpai pengendapan, misalnya.

KOLOID :

9

Di dalam larutan koloid secara umum, selalu terdiri dari dua fase:

Fase terdispersi, yakni zat yang terlarut di dalam larutan koloid, berupa partikel-partikel berukuran koloid

Fase pendispersi, yakni zat pelarut di dalam larutan koloid, merupakan medium tempat partikel koloid tersebut tersebar.

Koloid memiliki bentuk bermacam-macam, tergantung dari fasa zat pendispersi dan zat terdispersinya.

10

Tabel 2. Jenis-jenis Dispersi KoloidFASA

TERDISPERSIMEDIA

PENDISPERSIJENIS CONTOH

Gas Cair Busa Busa sabun

Gas Padat Busa Padat Batu apung

Cair Gas Aerosol Cair Kabut, halimun, awan

Cair Cair Emulsi Krim, susu, saos

Cair Padat Emulsi Padat Mentega, keju

Padat Gas Asap Debu, partikulat dalam asap

Padat Cair Sol Pati dalam air, jeli, cat

padat padat Sol Padat Aloy, mutiara

11

a. Ditinjau dari jenis partikelnya, koloid dibedakan atas :

- dispersi koloid - larutan koloid sejati / larutan

makromolekul. - koloid asosiasi.

Klasifikasi Koloid

12

DISPERSI KOLOID :

Terdiri dari zat-zat yang tidak larut dengan partikel –partikel yang terdiri dari gabungan banyak molekul.

Misal : - dispers koloid Au , AS2 S3 - minyak dalam air.

- Kedua fase terdispersi dan dispers medium dapat berupa gas, padat, cair,

- Secara termodinamik, dispers koloid tidak stabil karena nisbah permukaan dan volume sangat besar

13

LARUTAN KOLOID SEJATI / LARUTAN MAKRO MOLEKUL

Terdiri dari larutan dengan zat terlarut yang BM nya tinggi ( makro molekul : misal pati, protein ).

Secara termodinamik sistim ini stabil. Dapat disintesis, misal polistiren, nylon Sifat larutan polimer ini mirip sol liofil

14

KOLOID ASOSIASI KOLOID ELEKTROLIT :

•Sistim terdiri dari molekul yang BM nya rendah yang beragregasi membentuk partikel berukuran koloid.

•Secara TD sistim ini juga stabil. Contoh : larutan sabun dan deterjen, alkil

sulfat dan sulfonat.

15

SABUN

           

molekul organik - gugus liofil ( hidrofilik ) - gugus liofob ( hidrofobik )

16

BAGAIMANA SABUN DAN DETERGENT BEKERJA

17

Klasifikasi Koloid

b. Berdasarkan sifat adsorpsi partikel koloid terhadap medium pendispersinya, dikenal 2 macam koloid :

1.Koloid liofil yaitu koloid yang ”senang cairan” (bahasa Yunani : liyo = cairan; philia = senang). Partikel koloid akan mengadsorpsi molekul cairan, sehingga terbentuk selubung di sekeliling partikel koloid itu. Mis : kanji,protein, agar-agar

2.Koloid liofob yaitu koloid yang ”benci cairan” (phobia = benci). Partikel koloid tidak mengadsorpsi molekul cairan. Misal : sol sulfida dan sol logam

18

c. Berdasarkan jenis muatannya dikenal dua macam koloid, yaitu :

•Koloid bermuatan positif , misal koloid Fe(OH)3 mengadsorbsi ion H+ , sehingga menjadi bermuatan (+). Karena muatan senama maka koloid Fe(OH)3, akan tolak-menolak sesamanya sehingga partikel-partikel koloid tidak akan saling menggerombol.

•Koloid bermuatan negatif, misal koloid As2S3 mengadsorbsi ion OH- dalam larutan sehingga akan bermuatan (-)

Klasifikasi Koloid

19

Karena muatannya sejenis, maka terdapat gaya tolak menolak antar partikel koloid, sehingga memberikan kestabilan pada sistem koloid.

Namun secara keseluruhan system koloid bersifat netral, karena partikel koloid yang bermuatan ini akan menarik ion-ion dengan muatan berlawanan dalam medium pendispersinya.

20

SOL , EMULSI , Busa SOL :

Dispersi koloid dimana fase terdispersinya merupakan zat padat

Sol Liofobik butir – butir koloid tidak suka pelarut.

Sol Liofilik butir – butir koloid suka pelarutnya.

d. Koloid berdasarkan fasa zat pendispersi dan zat terdispersinya:

Klasifikasi Koloid

21

Berdasarkan medium pendispersinya, sol dapat dibagi menjadi:

1. Sol Padat, merupakan sol di dalam medium pendispersi padat. Contoh : paduan logam, gelas berwarna, dan intan hitam.

2. Sol Cair (Sol), merupakan sol di dalam medium pendispersi cair. Contoh : cat, tinta, tepung dalam air, tanah liat,

3. Sol Gas (Aerosol Padat), merupakan sol di dalam medium pendispersi padat. Contoh : debu di udara, asap pembakaran, dll.

22

Berdasarkan medium pendispersinya, emulsi dapat dibagi menjadi: • Emulsi Gas (Aerosol Cair) : medium pendispersi

gas. Aerosol cair seperti hairspray dan baygon, • Emulsi Cair : medium pendispersi cair , yang

melibatkan campuran dua zat cair yang tidak dapat saling melarutkan

• Emulsi Padat atau Gel, merupakan emulsi didalam medium pendispersi zat padat. Gel dapat dianggap terbentuk akibat penggumpalan sebagian sol cair.

EMULSI :Dispersi koloid dimana fase terdispersinya adalah zat cair

23

Emulsi Cair yang paling dikenal : • Emulsi minyak dalam air (O / W )• Emulsi air dalam minyak ( W / O )

Agar stabil EMULGATOR

Sifat emulsi cair yang penting ialah: • Demulsifikasi. Kestabilan emulsi cair dapat

rusak akibat pemanasan, pendinginan, proses sentrifugasi, penambahan elektrolit, dan perusakan zat pengelmusi. 

• Pengenceran. Diencerkan dengan medium pendispersinya

24

Ditinjau dari segi kepolaran, emulsi merupakan campuran cairan polar dan cairan non polar.

Salah satu emulsi adalah susu, di mana lemak terdispersi dalam air.

Dalam susu terkandung kasein suatu protein yang berfungsi sebagai zat pengemulsi.

25

Emulsi Padat / Gel

Gel merupakan emulsi didalam medium pendispersi zat padat.

Berdasarkan sifat elastisitasnya, gel dapat dibagi menjadi:• Gel elastis, contoh adalah sabun dan gelatin• Gel non-elastis, contoh adalah gel silika

Gel memiliki sifat tiksotropi : menjadi cairan ketika digoyang, tetapi kembali memadat ketika dibiarkan tenang

26

Dengan mengganti cairan dengan gas, dimungkinkan untuk membentuk aerogel ('gel udara'), yaitu bahan dengan sifat yang khusus, seperti massa jenis rendah, luas permukaan yang sangat besar, dan isolator panas yang sangat baik.

Aerogel adalah zat berdasar-silikon dan merupakan benda padat kepadatan-terendah di dunia. Dia terbentuk dari 99,8% udara dan foam yang kaku dengan kepadatan 3 miligram per cm³.

27

Aerogel dibuat dengan mengeringkan sebuah gel yang terdiri dari silika koloid dalam sebuah lingkungan yang ekstrim.

Alkohol cair, seperti ethanol dicampur dengan prekursor silikon alkoksida membentuk sebuah gel silikon dioksida (gel silika).

Melalui proses yang disebut pengeringan superkritikal, alkohol disingkirkan dari gel.

Biasanya dilakukan dengan menukar etanol dengan CO2 cair dan membuat CO2 berada di atas titik kritis.

Terakhir menghilangkan seluruh cairan dari gel dan menggantikannya dengan gas, tanpa membuat struktur gel rusak atau berkurang volumenya.

28

Koloid Buih / Busa

Buih merupakan koloid dimana fase terdispersinya merupakan gas.

Berdasarkan medium pendispersinya, buih dapat dibagi menjadi:• Buih Cair (Buih), sistem koloid dengan fase

terdispersi gas dan medium pendispersi zat cair. Contohnya adalah buih yang dihasilkan alat pemadam kebakaran dan kocokan putih telur.

• Buih Padat, fase terdispersi gas dan medium pendispersi zat padat .Contoh : roti,styrofoam, batu apung

29

SIFAT – SIFAT KOLOID1. Menurut ukuran partikelnya :10 A - 10.000A.

Umumnya dengan BM besar. Misalnya albumin BM = 44.000.

2. EFEK TYNDALL Ahli fisika Inggris

Tahun 1869 Tyndall menemukan : bila seberkas sinar dilewatkan pada larutan koloid maka cahaya tadi akan kelihatan.

30

Efek Tyndall adalah efek yang terjadi jika suatu larutan terkena sinar.

Pada saat larutan sejati disinari dengan cahaya, maka larutan tersebut tidak akan menghamburkan cahaya, sedangkan pada sistem koloid, cahaya akan dihamburkan.

Penghamburan cahaya terjadi karena partikel-partikel koloid mempunyai partikel-partikel yang relatif besar untuk dapat menghamburkan sinar tersebut

Contoh efek Tyndall : sinar matahari yang dihamburkan partikel koloid di angkasa ; langit berwarna biru pada siang hari dan jingga pada sore hari ; debu dalam ruangan akan terlihat jika ada sinar masuk melalui celah.

31

Berkas cahaya akan kelihatan karena adanya pantulan atau hamburan cahaya oleh permukaan partikel koloid.

Efek Tyndall Mikroskop UltraDapat digunakan untuk memperkirakan BM koloid karena intensitas hamburan cahaya bergantung pada ukuran partikel

Efek Tyndall merupakan Sifat Optik.

32

3. GERAK BROWN Gerak Brown adalah gerakan partikel-partikel koloid yang senantiasa bergerak lurus tapi tidak menentu (gerak acak/tidak beraturan).

Dibawah mikroskop ultra,akan terlihat partikel-partikel tersebut akan bergerak membentukzig zag.

33

Koloid dengan medium pendispersi zat cair atau gas, pergerakan partikel-partikel akan menghasilkan tumbukan dengan partikel-partikel koloid itu sendiri.

Gerak Brown dipengaruhi oleh :suhu ukuran partikel koloid

Gerak Brown merupakan SIFAT KINETIK

34

Sifat kinetik ini timbul, bisa disebabkan oleh :• Gerakan termal dari partikel koloid• Pengaruh gravitasi

Pergerakan partikel koloid bukan karena penguapan lokal, tapi akibat tumbukan acak dengan molekul pelarut. Partikel koloid cukup kecil, tumbukan cenderung tidak seimbang, sehingga terjadi gerak zigzag atau gerak brown

Pengaruh gravitasi, bisa bersifat alami atau buatan.

35

4. ADSORPSIPeristiwa penyerapan partikel atau ion atau senyawa lain

pada permukaan partikel koloid yang disebabkan oleh luasnya permukaan partikel

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.

36

Contoh :(i) Koloid Fe(OH)3

bermuatan positif karena permukaannya menyerap ion H+.

(ii) Koloid As2S3

bermuatan negatif karena permukaannya menyerap ion S -2.

37

Sifat adsorbsi digunakan dalam proses:• Pemutihan gula tebu.• Norit.• Penjernihan air.

Misal : koloid antara obat diare dan cairan dalam usus yang akan menyerap kuman penyebab diare.

38

5. ELEKTROFORESISPartikel sol bermuatan listrik, maka partikel ini akan bergerak dalam medan listrik.

Pergerakan ini disebut elektroforesis

Partikel koloid yang bermuatan positif bergerak menuju elektrode negatif dan sebaliknya

39

Koloid akan membentuk suatu permukaan bermuatan listrik bila berhubungan dengan medan listrik

Peristiwa elektroforesis merupakan SIFAT ELEKTRIK

Terjadinya Elektroforesis

40

Adanya muatan listrik pada butir-butir koloid menyebabkan terjadinya beda potensial antara permukaan zat padat dan larutan

Menurut Helmholtz dan Debye-Huckel, pada permukaan koloid terdapat lapisan rangkap listrik, karena adanya ion-ion yang mengimbangi, butir-butir koloid tersebut selalu bergerak

Gerakan koloid dalam alat elektroforesis menentukan jenis muatan partikel koloid

41

PEMBUATAN KOLOID SOL

Metode kondensasi : merupakan metode bergabungnya partikel-partikel kecil larutan sejati yang membentuk partikel-partikel berukuran koloid.

Metode dispersi : merupakan metode dipecahnya partikel-partikel besar sehingga menjadi partikel-partikel berukuran koloid.

42

A. Metode KondensasiPembuatan koloid sol dengan metode ini umumnya dengan cara kimia (dekomposisi rangkap, hidrolisis, dan redoks) atau dengan penggantian pelarut.

1. Reaksi dekomposisi rangkap- Sol As2S3, dibuat dengan cara mengalirkan H2S perlahan-lahan melalui larutan As2O3 dingin sampai terbentuk sol As2S3 yang berwarna kuning terang;

As2O3 (aq) + 3H2S(g) As2S3 (koloid) + 3H2O(l)

- Sol AgCl, dibuat dengan mencampurkan larutan AgNO3 encer dan larutan HCl encer;AgNO3 (ag) + HCl(aq) AgCl (koloid) + HNO3 (aq)

43

Hidrolisis adalah reaksi suatu zat dengan air.

- Sol Fe(OH)3, dibuat dengan hidrolisis larutan FeCl3 dengan memanaskan larutan FeCl3, atau reaksi hidrolisis garam Fe dalam air mendidih;

FeCl3 (aq) + 3H2O(l) Fe(OH)3 (koloid) + 3HCl(aq)

`- Sol Al(OH)3 dapat diperoleh dari reaksi hidrolisis garam Al dalam air mendidih;

AlCl3 (aq) + 3H2O(l) Al(OH)3 (koloid) + 3HCl(aq)

2. Reaksi hidrolisis

44

- Sol emas atau sol Au, dibuat dengan mereduksi larutan garamnya dengan melarutkan AuCl3 dengan reduktor HCOH;

2AuCl3 (aq) + HCOH(aq) + 3H2O(l) 2Au(s) + HCOOH(aq) + 6HCl(aq)

- Sol belerang dibuat dengan mereduksi SO2 yang terlarut dalam air dengan mengalirkan gas H2S ;2H2S(g) + SO2 (aq) 3S(s) + 2H2O(l)

3. Reaksi redoks

45

4. Penggantian pelarut

Dilakukan dengan mengganti medium pendispersi sehingga fasa terdispersi yang semula larut, setelah diganti pelarutnya menjadi berukuran koloid.

Misal : membuat sol belerang yang sukar larut dalam air tetapi mudah larut dalam alkohol seperti etanol .

Belerang terlebih dahulu dilarutkan dalam etanol sampai jenuh.

Selanjutnya larutan belerang dalam etanol ditambahkan sedikit demi sedikit ke dalam air sambil diaduk.

46

B. Metode Dispersi Metode ini melibatkan pemecahan

partikel-partikel kasar menjadi berukuran koloid, kemudian didispersikan dalam medium pendispersinya.

Ada 3 cara dalam metode ini, yaitu:• Cara Mekanik• Cara peptisasi• Cara Busur Bredig

47

Cara Mekanik

Cara mekanik : penghalusan partikel-partikel kasar zat padat dengan penggilingan partikel-partikel berukuran koloid.

Misal :- industri makanan untuk membuat jus buah,

selai, krim, es krim,dsb.- Industri kimia rumah tangga untuk membuat

pasta gigi, semir sepatu, deterjen, dsb.- Industri kimia untuk membuat pelumas padat,

cat dan zat pewarna.- Industri-industri lainnya seperti industri plastik, farmasi, tekstil, dan kertas.

48

Cara peptisasi

Cara peptisasi adalah :pembuatan koloid daributir-butir kasar atau dari suatu endapan denganbantuan suatu zat pemecah. Zat pemecah dapat berupa elektrolit, Contoh:

- Agar-agar dipeptisasi oleh air ; karet oleh bensin.- Endapan NiS dipeptisasi oleh H2S ; - Endapan Al(OH) 3 oleh AlCl3.

49

Cara Busur Bredig Cara busur Bredig biasanyadigunakan untuk membuatsol-sol logam, seperti Ag, Au, Pt. Logam yang akan diubah jadi

partikel koloid digunakan sebagai elektrode. Kemudian kedua logam dicelupkan ke dalam

medium pendispersinya (air suling dingin) sampai kedua ujungnya saling berdekatan.

Kedua elektrode diberi loncatan listrik. Panas yang timbul menyebabkan logam

menguap, dan terkondensasi menghasilkan pertikel-pertikel kolid.

50

Koagulasi Koloid

Jika partikel-partikel koloid bersifat netral, maka akan terjadi penggumpalan dan pengendapan karena pengaruh gravitasi.

Proses penggumpalan partikel koloid dan membentuk endapan ini disebut : koagulasi.

51

Dengan terjadinya koagulasi, berarti zat terdispersi tidak lagi membentuk koloid.

Faktor-faktor yang menyebabkan koagulasi:• Perubahan suhu.• Pengadukan.• Penambahan ion dengan muatan besar

(contoh: tawas).• Pencampuran koloid positif dan koloid negatif.

52

Penghilangan muatan listrik pada partikel koloid dapat dilakukan empat cara :

1. Menggunakan prinsip elektroforesisProses elektroforesis adalah pergerakan partikel-partikel koloid yang bermuatan ke elektrode dengan muatan berlawanan. Ketika partikel mencapai elektrode, maka system koloid akan kehilangan muatannya dan bersifat netral.

2. Penambahan koloid lain dengan muatan berlawananKetika koloid bermuatan positif dicampur dengan koloid bermuatan negatif, maka muatan tersebut akan saling menghilang dan bersifat netral.

53

3. Penambahan elektrolitJika suatu elektrolit ditambahkan pada system koloid, maka partikel koloid yang bermuatan negatif akan mengasorpsi ion positif (kation) dari elektrolit. Begitu juga sebaliknya. Dari adsorpsi ini maka terjadi proses koagulasi.

4. PendidihanKenaikan suhu menyebabkan jumlah tumbukan antara partikel dengan molekul air bertambah banyak. Akibatnya elektrolit yang teradsorpsi pada permukaan koloid lepas dan partikel jadi tidak bermuatan.

54

Kestabilan Koloid Partikel-partikel koloid bermuatan sejenis,

sehingga terjadi gaya tolak-menolak yang mencegah partikel-partikel koloid bergabung dan mengendap akibat gaya gravitasi.

Jadi, selain gerak Brown, muatan koloid juga berperan besar dalam menjaga kestabilan koloid.

55

Sistem koloid di mana partikel terdispersinya mempunyai daya adsorpsi relatif besar disebut koloid liofil , koloid ini bersifat lebih stabil.

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.

Koloid pelindung

56

Koloid pelindung ialah koloid yang mempunyai sifat dapat melindungi koloid lain dari proses koagulasi.

Sol liofob/ hidrofob mudah terkoagulasi dengan sedikit penambahan elektrolit, tetapi menjadi lebih stabil jika ditambahkan koloid pelindung yaitu koloid liofil

57

PEMURNIAN KOLOID

a.Dialisys :Proses pemurnian partikel koloid dari muatan-muatan yang menempel pada permukaannya menggunakan membran semipermiable

Pemisahan atau pemurnian koloid dapat dilakukan dengan cara :

58

b. Elektro dialysis Proses dialysis di

bawah pengaruh medan listrik.

Elektrodialisis hanya dapat digunakan untuk memisahkan partikel-partikel zat terlarut yang berupa elektrolit

59

Partikel-partikel kolid tidak dapat disaring biasa seperti dengan kertas saring

Kertas saring diresapi dengan selulosa seperti selofan penyaring ultra

Proses pemurnian dengan menggunakan penyaring ultra ini termasuk lambat, jadi tekanan harus dinaikkan

c. Penyaring ultra

60

Koloid Dalam Kehidupan Sehari-hari

Sifat karakteristik koloid yang penting, yaitu sangat bermanfaat untuk mencampur zat-zat yang tidak dapat saling melarutkan secara homogen dan bersifat stabil untuk produksi skala besar.

61

Selain industri, sistem koloid juga banyak dijumpai dalam kehidupan kita sehari-hari• Penggumpalan darah• Pembentukan delta di muara sungai • Pengambilan endapan pengotor • Pemutihan gula

62