KATA PENGANTAR

Dengan memanjatkan puji syukur kehadirat Allah SWT, karena rahmat dan

hidayah-Nya sehingga kesempatan ini kami dapat menyusun makalah kimia fisika ini

sebagaimana mestinya. Tidak lupa salam serta shalawat kepada junjungan kita nabi

besar Muhammad SAW beserta sahabatnya, karena tanpa adanya rahmat dan syafaat

Allah SWT dan Rasul-Nya, kita tidak akan pernah berada dimuka bumi ini.

Dalam penyusunan makalah ini selaku penulis, telah melakukan banyak cara

untuk memperoleh dan mendapatkan informasi-informasi yang mendukung

menyangkut masalah Kimia Permukaan dan Koloid yang bersumber dari media

elektronik. Kami telah berusaha dengan maksimal dalam penyusunan makalah kimia

fisika ini, kami yakin bahwa makalah ini sangan jauh dari kesempurnaan. Oleh

karena itu, kami sebagai penulis sangat mengharapkan saran dan kritik dari semua

pihak guna dalam penyempurnaan laporan ini serta menjadikan laporan ini menjadi

semakin bermanfaat, baik bagi kami selaku penulis maupun bagi para pembaca.

Akhir kata, kami mengucapkan terima kasih kepada pihak yang telah

membantu sehingga terselesaikannya laporan ini, semoga kita semua berada didalam

lindungan-Nya dan selalu mendapat ridho Allah SWT.

i

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR....................................................................................................iDAFTAR ISI.................................................................................................................iiDAFTAR GAMBAR....................................................................................................ivDAFTAR GRAFIK.......................................................................................................v

BAB I PENDAHULUAN.............................................................................................1

BAB II ISI.....................................................................................................................32.1 Kimia Permukaan............................................................................................3

2.2 Daerah Antar Muka.........................................................................................3

2.3 Tegangan Permukaan......................................................................................5

2.4 Pengukuran Tegangan Antar Muka................................................................8

2.4.1 Metode Kapiler........................................................................................8

2.4.2 Metode Cincin.........................................................................................9

2.4.3 Metode Bobot Tetes.................................................................................9

2.4.4 Metode Menghitung Jumlah Tetes........................................................10

2.5 Sistem Antar Muka Cair - Cair.....................................................................11

2.5.1 Koefisien Sebar......................................................................................11

2.5.2 Kerja Adhesi (Wa).................................................................................11

2.5.3 Kerja Kohesi (Wc).................................................................................12

2.6 Sistem Antar Muka Cair – Padat..................................................................12

2.6.1 Peristiwa Pembasahan...........................................................................12

2.6.2 Rumus Young........................................................................................14

2.6.3 Rumus Dupress.........................................................................................15

2.7 Sistem Antar Muka Pada – Gas (Adsorbsi)..................................................15

2.8 Isoterm Adsorpsi..........................................................................................16

2.8.1. Isoterm Adsorpsi Langmuir.......................................................................16

ii

2.8.2 Isoterm Adsorpsi Freundlich................................................................18

2.8.3 Faktor yang mempengaruhi Adsorbsi....................................................19

2.9 Koloid...........................................................................................................19

2.9.1 Jenis Koloid...........................................................................................22

2.9.2 Pembuatan Koloid.................................................................................24

2.9.3 Sifat Koloid............................................................................................27

2.10 Pemurnian Koloid.....................................................................................31

2.11 Pemanfaatan Koloid..................................................................................32

BAB III PENUTUP.....................................................................................................333.1 Kesimpulan...................................................................................................33

DAFTAR PUSTAKA..................................................................................................34

iii

DAFTAR GAMBAR

iv

Gambar 2.1. Ilustrasi sistem dua fasa dengan dan tanpa daerah antar muka................3Gambar 2.2. Rangka kawat piston dengan film permukaan..........................................6Gambar 2.3 model gelembung sabun............................................................................7Gambar 2.4 Stalagnometer..........................................................................................10Gambar 2.5 Pembasahan sempurna.............................................................................12Gambar 2.6 Pembasahan tidak sempurna....................................................................13Gambar 2.7 tetesan – tetesan cairan............................................................................13Gambar 2.8 Pendekatan isoterm adsorpsi Langmuir...................................................17

DAFTAR TABEL

v

Tabel 2.1 Jenis Fase Antar permukaan..........................................................................4Tabel 2.2 Sudut kontak................................................................................................14Tabel 2.3. Perbedaan adsorpsi fisik dan kimia............................................................16Tabel 2.4 Perbedaan antara Larutan, Koloid, dan Suspensi........................................21Table 2.5 Beberapa Jenis Dispersi Koloid...................................................................23

BAB I

PENDAHULUAN

Tegangan permukaan zat cair merupakan kecenderungan permukaan zat cair

untuk menegang, sehingga permukaannya seperti ditutupi oleh suatu lapisan elastic.

Selain itu, tegangan permukaan juga diartikan sebagai suatu kemampuan atau

kecenderungan zat cair untuk selalu menuju ke keadaan yang luas permukaannya

lebih kecil yaitu permukaan datar atau bulat seperti bola atau ringkasnya didefinisikan

sebagai usaha yang membentuk luas permukaan baru. Dengan sifat tersebut zat cair

mampu untuk menahan benda-benda kecil di permukaannya. Seperti silet, berat silet

menyebabkan permukaan zat cair sedikit melengkung ke bawah tampak silet itu

berada. Lengkungan itu memperluas permukaan zat cair namun zat cair dengan

tegangan permukaannya berusaha mempertahankan luas permukaan-nya sekecil

mungkin.

            Tegangan permukaan merupakan fenomena menarik yang terjadi pada zat cair

(fluida) yang berada dalam keadaan diam (statis). Tegangan permukaan  

didefinisikan sebagai gaya F persatuan panjang L yang bekerja tegak lurus pada setia

garis di permukaan fluida.

Tegangan antar muka adalah gaya persatuan panjang yang terdapat pada

antarmuka dua fase cair yang tidak bercampur. Tegangan antar muka selalu lebih

kecil dari pad tegangan permukaan karena gaya adhesi antara dua cairan tidak

bercampur lebih besar dari pada adhesi antara cairan dan udara

Tegangan permukaan terjadi karena permukaan zat cair cenderung untuk menegang,

sehingga permukaannya tampak seperti selaput tipis. Hal ini dipengaruhi oleh adanya

gaya kohesi antara molekul air. Pada zat cair yang adesiv berlaku bahwa besar gaya

kohesinya lebih kecil dari pada gaya adesinya dan pada zat yang non-adesiv berlaku

sebaliknya. Salah satu model peralatan yang sering digunakan untuk mengukur

1

tegangan permukaan zat cair adalah pipa kapiler. Salah satu besaran yang berlaku

pada sebuah pipa kapiler adalah sudut kontak, yaitu sudut yang dibentuk oleh

permukaan zat cair yang dekat dengan dinding. Sudut kontak ini timbul akibat gaya

tarik-menarik antara zat yang sama (gaya kohesi) dan gaya tarik-menarik antara

molekul zat yang berbeda (adesi).

            Molekul biasanya saling tarik-menarik. Dibagian dalam cairan, setiap molekul

cairan dikelilingi oleh molekul-molekul cairan di samping dan di bawah. Di bagian

atas tidak ada molekul cairan lainnya karena molekul cairan tarik-menarik satu

dengan yang lainnya, maka terdapat gaya total yang besarnya nol pada molekul yang

berada di bagian dalam caian. Sebaliknya molekul cairan yang terletak di permukaan

di tarik oleh molekul cairan yang berada di samping dan bawahnya. Akibatnya, pada

permukaan cairan terdapat gaya total yang berarah ke bawah karena adanya gaya total

yang arahnya ke bawah, maka cairan yang terletak di permukaan cenderung

memperkecil luas permukaannya dengan menyusut sekuat mungkin. Hal ini yang

menyebabkan lapisan cairan pada permukaan seolah-olah tertutup oleh selaput elastis

yang tipis.

2

α

β

Sistem dua fasa

β

α

Sistem dua fasa dengan daerah antar muka

BAB II

ISI

2.1 Kimia Permukaan

adalah ilmu yang mempelajari fenomena yang terjadi pada antarmuka

dua fase zat, termasuk antarmuka padatan-cairan, padatan-gas, padatan-ruang

hampa, dan cairan-gas

2.2 Daerah Antar Muka

Pada pembahasan termodinamika terdahulu, setiap fasa dari suatu

sistem termodinamika dianggap sangat homogen, dengan sifat – sifat intensif

yang dianggap tetap. Tetapi jika efek permukaan diperhitungkan, maka

terlihat bahwa sifat – sifat molekul atau atom pada permukaan tidak sama jika

dibandingkan dengan molekul atau atom pada fasa ruah. Daerah tiga dimensi

yang membatasi dua fasa yang berbeda disebut sebagai daerah antar muka

(interphase / interface / interfacial region). Bila salah satu fasa yang terlibat

adalah fasa gas (udara), maka daerah antar muka dapat disebut permukaan

(surface region).

Gambar 2.1. Ilustrasi sistem dua fasa dengan dan tanpa daerah antar muka

3

α dan β merupakan fasa ruah. Daerah antar muka adalah daerah

terarsir antara kedua fasa ruah, dengan ketebalan kurang lebih 3 molekul. Efek

permukaan / daerah antar muka sangat berpengaruh untuk sistem – sistem

seperti koloid (dimana perbandingan permukaan terhadap volume tinggi) atau

sistem gas – padat (dimana sejumlah gas dapat teradsorpsi pada padatan).

Pengetahuan tentang efek permukaan sangat penting dalam dunia industri dan

biologi. Banyak reaksi kimia yang berlangsung dengan bantuan katalis

heterogen, yang berfungsi sebagai permukaan tempat terjadinya reaksi.

Antar permukaan dapat dibagi menjadi beberapa jenis tergantung pada

fase yang dipisahkan

Tabel 2.1 Jenis Fase Antar permukaan

Emulsi = emulsi adalah campuran yang secara termodinamika tidak

stabil, yang terdiri dari dua cairan yang tidak tercampurkan.)

Suspensi= adalah suatu campuran fluida yang mengandung partikel

padat. Atau dengan kata lain campuran heterogen dari zat cair dan zat padat

yang dilarutkan dalam zat cair tersebut.)

4

Dari sekian banyak jenis antar permukaan, maka di bagi lagi atas 2

kategori :

1.Antar permukaan cair : antar permukaan cair-gas dan cair-cair

2.Antar permukaan padat : antar permukaan padat-gas, padat-cair

Sedangkan antar permukaan padat-padat sudah sering digunakan yaitu pada

pembuatan tablet, proses granulasi. Selain itu sangat sedikit data yang

membicarakan ikatan antar partikel padat, maka jarang dibicarakan.

2.3 Tegangan Permukaan

Tegangan Permukaan (TP) adalah gaya per satuan panjang yang harus

diberikan sejajar pada permukaan untuk mengimbangi tarikan ke dalam.

Tegangan Antar Permukaan (TAP) adalah gaya persatuanpanjang yang

terdapat pada antar permukaan dua fase cair yang tidak bercampur.

TP atau TAP = γ = dyne/cm

Pada suatu tetesa cairan , molekul-molekul yang berada pada permukaan

memiliki sifat yang berbeda dengan molekul pada bagian dalam tetesan.

Molekul dalam cairan dikelilingi oleh molekul lain dari segala arah yang

memiliki daya tarik menarik yang sama.

Sedangkan molekul pada permukaan (yakni pada antar permukaan cair-

udara) hanya dapat memiliki daya tarik menarik dengan molekul lain yang

terletak di bawah atau disampingya.

Molekul ini dapat memiliki daya tarik menarik dengan molekul yang

menyusun fase lain yang terlibat dalam antar permukaan tersebut

tapi pada antar permukaan cair-gas, antaraksi ini kecil dan bisa

diabaikan.

5

Molekul pada permukaan tetesan tersebut akan mengalami gaya tarik ke

arah dalam sehingga akan menyusutnya permukaan.

TAP selalu lebih kecil dari TP karena gaya adhesi antara dua fase

cair yang membentuk suatu antar permukaan lebih besar dibandingkan antar

cair-gas. Bila 2 cairan bercampur sempurna maka tidak ada TAP yang terjadi.

Untuk mendefinisikan tegangan permukaan, digambarkan suatu rangka

kawat yang disusun seperti piston. Di dalam rangka kawat tersebut terdapat

film permukaan yang luasnya dapat berubah bila tangkai piston ditarik.

Gambar 2.2. Rangka kawat piston dengan film permukaan

Gaya (F) yang diperlukan untuk meregang film permukaan berbanding

lurus dengan panjang piston (l). Karena terdapat dua permukaan (depan dan

belakang) pada film, maka

6

f

AD C

B

L

γ= F2 l atau F=γ (2 l)

Dimana :

γ = Tegangan Permukaan

F = Gaya

l = Panjang kawat

dimana γ adalah tegangan permukaan. Satuan tegangan permukaan

adalah kerja (energi) per satuan luas. Satuan SI untuk γ adalah adalah J/m2

atau N/m, sedangkan satuan cgs untuk γ adalah erg/cm2 atau dyn/cm.

1 erg/cm2 = 1 dyn/cm = 10-3 J/m2 = 10-3 N/m = 1 mN/m = 1 mJ/m2

Gambar 2.3 model gelembung sabun

Perbedaan tekanan antar muka yang melengkung.

• W = 4 p r2 g

• Mengkerut à r berkurang dr

W = 8 p g (r – dr)2

7

r

dr

= 8pgr2 - 8 p g r dr + 4pg(dr)2

• W = DP x 4pr2 x dr

2.4 Pengukuran Tegangan Antar Muka

2.4.1 Metode Kapiler

Apabila suatu pipa kapiler ditempatkan di dalam suatu cairan

dalam gelas piala, cairan ini biasanya naik ke atas pipa sampai suatu

jarak tertentu. Hal ini terjadi bila gaya adhesi antar molekul cairan

dengan dinding kapiler lebih besar dari gaya kohesi antar molekul

cairan. Cairan ini dikatakan membasahi dinding kapiler, menyebar

diatasnya dan naik dalam pipa.

γ= rhpg2

Dimana :

γ = Tegangan Permukaan

h = Tinggi kenaikan fluida

p = Massa jenis

g = percepatan gravitasi

2.4.2 Metode Cincin

Dikenal dengan nama Dunouy Tensiometer

Prinsip :

8

Gaya yang diperlukan untuk melepaskan sebuah cincin paltinum

iridium yang dicelupkan pada permukaan cairan sebanding dengan

tegangan permukaan cairan tersebut.

γ=pembacaandial (dyne )

2xkeliling cincinxfaktor koreksi

2.4.3 Metode Bobot Tetes

Prinsip :

TP ditentukan oleh bobot jenis cairan yang menetes secara perlahan dari ujung pipa yang berdiri tegak.

γ=m . g2 π

f

Dimana :

γ = Tegangan Permukaan

m = Massa

g = percepatan gravitasi

f = factor koreksi

9

Gambar 2.4 Stalagnometer

2.4.4 Metode Menghitung Jumlah Tetes

Prinsip :

Menghitung jumlah tetes yang dikandung suatu volume

tertentu yang akan diukur TP nya. Dalam hal ini harus diadakan

perbandingan dengan suatu cairan pembanding yang TP nya kira-kira

sama dengan cairan yang akan diukur.

10

cairan 1 : cairan yang diukur

cairan 2 : cairan pembanding

γ 1

γ 2

=N2 p2

N2 p2

Dimana :

N = Jumlah tetes dari suatu volume cairan

ρ = Bobot jenis cairan

2.5 Sistem Antar Muka Cair - Cair

2.5.1 Koefisien Sebar

Bila suatu zat seperti asam oleat ditaruh pada pemukaan air,

maka asam oleat dapat menyebar pada permukaan sebagai lapisan

film, bila harga koefisien sebarnya positif

S (+) Wa > Wc

Dimana :

Wa = Kerja Adhesi

Wc = Kerja Kohesi

Harga koefisien sebar sangat tergantung pada kerja adhesi dan kerja

kohesi

2.5.2 Kerja Adhesi (Wa)

Yaitu energi yang dibutuhkan untuk memisahkan /mematahkan

gaya tarik menarik antara molekul-molekul yang tidak sejenis atau

kerja yang dibutuhkan untuk memisahkan 2 cairan yang tidak

bercampur.

Wa=γ1+¿γ 2−γ 12.¿

11

2.5.3 Kerja Kohesi (Wc)

Adalah kerja yang dibutuhkan untuk memisahkan molekul cairan yang menyebar sehingga ia dapat mengalir di atas lapisan bawah.

Wc=2 γ1

suatu cairan dapat menyebar diatas cairan lain bila gaya adhesi lebih besar dari gaya kohesi Wa > Wc

S = Wa – Wc

= ¿¿ - 2 γ 1

= γ 2- γ 1−γ1 2.

= γ 2- (γ 1+γ 12.)

2.6 Sistem Antar Muka Cair – Padat

zat padat yang dapat berkontak dengan cairan dan molekul-molekul

antar permukaan dikatakan bahwa cairan dapat membasahi zat padat.

2.6.1 Peristiwa Pembasahan

1. Pembasahan Sempurna (S>0)

Gambar 2.5 Pembasahan sempurna

12

2. Pembasahan tidak sempurna (S < 0)

Gambar 2.6 Pembasahan tidak sempurna

3. Berupa tetesan : cairan hanya berbentuk tetesan-tetesan saja

Gambar 2.7 tetesan – tetesan cairan

Penyebaran cairan diatas zat padat secara teoritis dapat

dihubungkan dengan koefisien sebar :

Cair – cair

S = γ 2- (γ 1+γ 12)

Padat – cair

S = γ p /c – (γ¿¿c+γ p /c )¿

Cairan dapat menyebar jika (S+) Tapi secara praktek penetuan

TP padat dan TAP padat-cair sangat sukar dilakukan, maka penetuan

dikakukan secara tidak langsung yaitu dengan mengukur sudut kontak

antar cairan – zat padat

13

Sudut kontak : 0 – 180

Tabel 2.2 Sudut kontak

Agar koefisien sebar dari zat bertambah, maka pada pembuatan

sediaan ditambahkan zat pembasah (WETTING AGENT)

Zat pembasah bekerja mengecilkan sudut kontak antara zat

padat dengan cairan SUDUT KONTAK

Adalah sudut yang terbentuk antara tetesan cairan dan

permukaan padatan tempat dia menyebar.

2.6.2 Rumus YoungRumus ini dikembangkan oleh Thomas Young Rumus ini

mengukur tegangan permukaan zat padat berdasarkan sudut kontak

antara zat padat dengan suatu cairan

γ p=γ p /c+γ c cos ϴ

14

2.6.3 Rumus Dupress

Merupakan kombinasi antara rumus young dengan rumus kerja

adhesi. Makin besar kerja adhesi (Wa) maka cairan makin mudah

menyebar.

W apc = γ c+γ c cosϴ

2.7 Sistem Antar Muka Pada – Gas (Adsorbsi)

Adsorpsi adalah peristiwa penyerapan / pengayaan (enrichment) suatu

komponen di daerah antar fasa. Pada peristiwa adsorpsi, komponen akan

berada di daerah antar muka, tetapi tidak masuk ke dalam fasa ruah.

Komponen yang terserap disebut adsorbat (adsorbate), sedangkan daerah

tempat terjadinya penyerapan disebut adsorben (adsorbent / substrate).

Berdasarkan sifatnya, adsorpsi dapat digolongkan menjadi adsorpsi fisik dan

kimia.

15

Tabel 2.3. Perbedaan adsorpsi fisik dan kimia

Adsorpsi Fisik Adsorpsi Kimia

Molekul terikat pada adsorben oleh gaya van der Waals

Molekul terikat pada adsorben oleh ikatan kimia

Mempunyai entalpi reaksi – 4 sampai – 40 kJ/mol

Mempunyai entalpi reaksi – 40 sampai – 800 kJ/mol

Dapat membentuk lapisan multilayer Membentuk lapisan monolayer

Adsorpsi hanya terjadi pada suhu di bawah titik didih adsorbat

Adsorpsi dapat terjadi pada suhu tinggi

Jumlah adsorpsi pada permukaan merupakan fungsi adsorbat

Jumlah adsorpsi pada permukaan merupakan karakteristik adsorben dan adsorbat

Tidak melibatkan energi aktifasi tertentu

Melibatkan energi aktifasi tertentu

Bersifat tidak spesifik Bersifat sangat spesifik

2.8 Isoterm Adsorpsi

Percobaan adsorpsi yang paling umum adalah menentukan hubungan

jumlah gas teradsorpsi (pada adsorben) dan tekanan gas. Pengukuran ini

dilakukan pada suhu tetap, dan hasil pengukuran digambarkan dalam grafik

dan disebut isoterm adsorpsi.

2.8.1. Isoterm Adsorpsi Langmuir

Pada tahun 1918, Langmuir menurunkan teori isoterm adsorpsi

dengan menggunakan model sederhana berupa padatan yang

16

lapisan adsorbat monolayer

adsorben

mengadsorpsi gas pada permukaannya. Pendekatan Langmuir meliputi

lima asumsi mutlak, yaitu

1. Gas yang teradsorpsi berkelakuan ideal dalam fasa uap

2. Gas yang teradsorpsi dibatasi sampai lapisan monolayer

3. Permukaan adsorbat homogen, artinya afinitas setiap kedudukan

ikatan untuk molekul gas sama

4. Tidak ada antaraksi lateral antar molekul adsorbat

5. Molekul gas yang teradsorpsi terlokalisasi, artinya mereka tidak

bergerak pada permukaan

Gambar 2.8 Pendekatan isoterm adsorpsi Langmuir

Teori isoterm adsorpsi Langmuir berlaku untuk adsorpsi kimia,

dimana reaksi yang terjadi adalah spesifik dan umumnya membentuk

lapisan monolayer.

persamaan berdasarkan teori bahwa molekul atau atom gas akan

diadsorbsi pada tempat-tempat aktif dari zat padat membentuk suatu

lapisan 1 molekul (monolayer)

Fraksi dari pusat zat padat yang ditempati oleh molekul-molekul

gas pada pada tekanan p dilukiskan dengan θ dan fraksi yang tidak

ditempati molekul gas adalah

1 – θ

Kecepatan adsorbsi atau kondensasi molekul-molekul gas pada

permukaan (r1) sebanding dengan tempat yang tidak ditempati

r1 = k1 ( 1 - ϴ) p

17

Kecepatan penguapan = kecepatan desorbsi dari molekul gas

yang terikat pada permukaan sebanding dengan fraksi permukaan yang

ditempati (θ)

r2 = k2 . ϴPada Saat Kesetimbangan : r1 = r2

2.8.2 Isoterm Adsorpsi Freundlich

Adsorpsi zat terlarut (dari suatu larutan) pada padatan adsorben

merupakan hal yang penting. Aplikasi penggunaan prinsip ini antara

lain penghilangan warna larutan (decolorizing) dengan menggunakan

batu apung (charcoal?) dan proses pemisahan dengan menggunakan

teknik kromatografi.

Hubungan antara jumlah gas yang diadsorbsi secara fisika pada

suatu zat padat dengan tekanan/konsentrasi setimbang pada suhu

Dengan rumus :

y= xM

=k p1 /n

y = massa gas yang diadsorbsi persatuan massa dari adsorben

X = jumlah gas yang diadsorbsi

M = massa adsorben

P = tekanan gas pada kesetimbangan

k dan n = konstanta yang bisa didapatkan dari hasil percobaan

18

2.8.3 Faktor yang mempengaruhi Adsorbsi

1. SUHU = makin tinggi suhu, derajat adsorbsi makin kecil

2. KONSENTRASI ADSORBAT = Makin besar konsentrasi adsorbat

makin besar derajat adsorbsinya

3. BM (Berat Moekul) = Makin besar BM, derajat adsorbsi makin

besar

4. KELARUTAN = Makin kecil kelarutan suatu zat dalam pelarut

maka makin kuat Diabsorsinya

5. LUAS PERMUKAAN ADSORBSI = Serbuk yang halus dan

berpori mempunyai permukaan yang luas sehingga derajat

adsorbsinya tinggi

2.9 Koloid

Pada tahun 1861, Thomas Graham, seorang ahli kimia bangsa Inggris

melakukan percobaan untuk menguji perbedaan kemampuan aliran zat terlarut

dengan menggunakan kantong perkamen, air, kristal gula, lem perekat, dan

tepung kanji. Mula – mula gula, lem perekat, dan tepung kanji masing –

masing dilarutkan ke dalam air. Kemudian larutannya dimasukkan ke dalam

kantong perkamen, ditutup rapat dan direndam dalam air.

Dari percobaan tersebut ternyata molekul gula memiliki kemampuan

untuk merembes keluar menembus pori – pori perkamen sehingga keluar dari

kantong. Akan tetapi partikel kanji tidak dapat keluar dari kantong. Zat lain

yang dicobakan oleh Thomas Graham adalah zat perekat dengan percobaan

yang sama. Ternyata zat perekat tersebut sifatnya sama dengan sifat kanji,

yaitu tidak mampu menembus membran perkamen.

19

Berdasarkan hasil percobaan tersebut, Graham memberikan gagasan

sebagai berikut.

1. Molekul gula dapat lolos dari membran perkamen, sedangkan kanji dan

perekat tidak dapat lolos dari membran perkamen. Hal ini dimungkinkan

karena ada perbedaan diameter molekul antara molekul kanji dengan

molekul gula. Molekul kanji mempunyai diameter lebih besar dari

diameter molekul gula.

2. Larutan gula yang berasal dari kristal gula dan semacamnya disebut

larutan yang berdifusi cepat atau kristaloid, sedangkan zat perekat, kanji,

dan susu, atau semacamnya yang bersifat lekat dan kental disebut koloid.

Pada perkembangan selanjutnya, penggolongan zat menjadi koloid dan

kristaloid tidak dapat dipertahankan karena banyak koloid dapat dikristalkan

dan kristaloid dapat dibuat koloid.

Pada tahun 1907, Ostwald mengemukakan istilah system terdispersi

dan medium pendispersi. System koloid terdiri dari fase terdispersi dengan

ukuran tertentu dalam medium pendispersi. Zat yang didispersikan disebut

fase terdispersi, sedangkan medium yang digunakan untuk mendispersikan

disebut medium pendispersi. Analogi dalam larutan, fase terdispersi adalah zat

terlarut sedangkan medium pendispersi adalah zat pelarut. Pada contoh

campuran susu dan air, fase terdispersi adalah partikel susu dan medium

pendispersinya adalah air.

Seorang kimiawan Jerman bernama Richard Zsigmondy, pada tahun

1912 mendesain mikroskop ultra untuk mengamati partikel – partikel terlarut

termasuk partikel koloid. Dari pengamatannya tersebut ternyata partikel

koloid mempunyai diameter molekul 10−7

cm - 105

cm. Mengapa harus

menggunakan mikroskop ultra? Karena hanya partikel yang ukuran

diameternya lebih besar dari 10−5

cm yang dapat dilihat dengan mikroskop

biasa.

20

No. Larutan Koloid Suspensi

1. Ukuran partikel < 10−7

cm Ukuran partikel antara Ukuran partikel >10−5

cm

10−7

- 10−5

cm

2. Homogen Antara homogen dan Heterogen

heterogen

3. Satu fase Dua fase Dua fase

4. Jernih Keruh Keruh

5. Tidak memisah jika Tidak memisah jika Memisah jika didiamkan

didiamkan didiamkan

6. Tidak dapat disaring Tidak dapat disaring Dapat disaring dengan

dengan saringan biasa dengan saringan biasa saringan biasa

7. Tidak dapat disaring Dapat disaring dengan Dapat disaring dengan

dgn membran perkamen membran perkamen membran perkamen

8. Berbentuk ion, molekul Molekul besar, partikel Partikel besar

kecil

Tabel 2.4 Perbedaan antara Larutan, Koloid, dan Suspensi

21

Dalam kehidupan sehari – hari, kita sering menemukan zat yang

tergolong larutan, koloid, dan suspensi.

Contoh larutan : larutan gula, larutan garam dapur, larutan cuka,

larutan alcohol, dan udara.

Contoh koloid : susu, santan, busa sabun, salad krim, margarine, lateks

dan asap.

Contoh suspensi : air sungai yang keruh, tanah liat dengan air, pasir

dengan air, dan air kapur.

2.9.1 Jenis Koloid

Seperti yang sudah diketahui bahwa wujud ( fase ) benda

terdiri dari padat, cair dan gas. Tiap wujud tersebut dapat menjadi

medium pendispersi ataupun fase terdispersi, kecuali untuk gas. Gas

sebagai fase perdispensi pada medium pendispersi tidak membentuk

koloid. Gas dengan gas merupakan campuran yang homogen.

Berdasarkan hal tersebut, sistem koloid dapat dibagi menjadi beberapa

jenis, seperti yang tercantum dalam table

22

No. Fase Medium Fase Nama Koloid Contoh Terdispersi Pendispersi Koloid

1. Gas Cair Cair Busa / buih Busa sabun

2. Gas Padat Padat Busa padat Karet busa

3. Cair Gas Gas Aerosol cair Embun

4. Cair Cair Cair Emulsi Susu

5. Cair Padat Padat Emulsi padat Mentega

6. Padat Gas Gas Aerosol padat Asap

7. Padat Cair Cair Sol Cat

8. Padat Padat Padat Sol padat Paduanlogam

Table 2.5 Beberapa Jenis Dispersi Koloid

a. Emulsi : sistem koloid yang fase terdispersi berupa zat cair dan

medium pendispersinya berupa zat cair. Bila medium

pendispersinya berupa zat padat dikenal dengan emulsi padat.

b. Sol : sistem koloid yang fase terdispersinya berupa zat

padat dan medium pendispersinya berupa zat cair. Bila medium

pendispersinya berupa zat padat, disebut sol padat.

c. Busa : sistem koloid yang fase terdispersinya berupa gas dan

medium pendispersiya berupa zat cair. Bila medium pendispersinya

berupa zat padat disebut busa padat.

d. Aerosol : sistem koloid yang medium pendispersinya berwujud

gas, sedangkan fase terdispersinya berupa zat cair atau zat padat.

23

2.9.2 Pembuatan Koloid

Ukuran partikel koloid terletak antara partikel larutan dan

susupensi, sehingga sistem partikel koloid dapat dibuat dengan

pengelompokkan (agregasi) partikel larutan (cara ini disebut cara

kondensasi) atau dengan menghaluskan partikel-partikel kasar dari

suspensi, kemudian mendispersikannya ke dalam medium pendispersi

(cara dispersi).

1. Cara Kondensasi

Dengan cara kondensasi, partikel larutan sejati (molekul atau

ion) bergabung menjadi partikel koloid. Cara ini dapat dilakukan

dengan reaksi-reaksi kimia, seperti reaksi redoks, hidrolisis, dan

dekomposisi rangkap, atau dengan cara fisika: pengembunan uap dan

pergantian pelarut.

Cara Kimia

a. Reaksi Redoks (Reduksi-Oksidasi)

Reaksi redoks adalah reaksi yang disertai perubahan bilangan oksidasi.

Contoh 1:

Pembuatan sol belerang dari reaksi antara hidrogen sulfida (H2S)

dengan belerang dioksida (SO2), yaitu dengan mengalirkan gas H2S

ke dalam larutan SO2.

2 H2S(g) + SO2(aq) → 2 H2O(l) + 3 S (koloid) ⎯⎯Contoh 2:

Pembuatan sol emas dari reaksi antara larutan HAuCl4 dengan larutan

K2CO3 dan HCHO (formaldehida).

24

2 HAuCl4(aq) + 6 K2CO3(aq) + 3 HCHO(aq) → 2 Au(koloid) +⎯⎯

5 CO2(g) + 8 KCl(aq) + KHCO3(aq) + 2 H2O(l)

b. Reaksi Hidrolisis

Hidrolisis adalah reaksi suatu zat dengan air.

Contoh:

Pembuatan sol Fe(OH)3 dari hidrolisis FeCl3. Apabila ke dalam air

mendidih ditambahkan larutan FeCl3, maka akan terbentuk sol

Fe(OH)3.

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

c. Reaksi Dekomposisi Rangkap

Contoh 1:

Sol As2S3 dapat dibuat dari reaksi antara larutan H3AsO3 dengan

larutan H2S.

2 H3AsO3(aq) + 3 H2S(aq) → As2S3(koloid) + 6 H2O(l) ⎯⎯Contoh 2:

Sol AgCl dapat dibuat dengan mencampurkan larutan perak nitrat

encer dengan larutan HCl encer.

AgNO3(aq) + HCl(aq) → AgCl(koloid) + HNO3(aq) ⎯⎯

Cara Fisika

d. Pengembunan uap

Uap raksa yang dialirkan melalui air dingin dapat membentuk sol

raksa.

e. Penggantian Pelarut

25

Selain dengan cara-cara kimia seperti di atas, koloid juga dapat terjadi

dengan penggantian pelarut.

Contoh:

Apabila larutan jenuh kalsium asetat dicampur dengan alkohol,

maakan terbentuk suatu koloid berupa gel.

2. Cara Dispersi

Dengan cara dispersi, partikel kasar dipecah menjadi partikel

koloid. Cara dispersi dapat dilakukan secara mekanik, peptisasi, atau

dengan loncatan bunga listrik (cara busur Bredig).

a. Cara Mekanik

Menurut cara ini, butir-butir kasar digerus dengan lumping atau

penggiling koloid sampai diperoleh tingkat kehalusan tertentu,

kemudian diaduk dengan medium dispersi.

Contoh:

Sol belerang dapat dibuat dengan menggerus serbuk belerang

bersamasama dengan suatu zat inert (seperti gula pasir), kemudian

mencampur serbuk halus itu dengan air.

b. Cara Peptisasi

Peptisasi adalah cara pembuatan koloid dari butir-butir kasar atau dari

suatu endapan dengan bantuan suatu zat pemeptisasi (pemecah). Zat

pemeptisasi memecahkan butir-butir kasar menjadi butir-butir koloid.

Contoh:

Agar-agar dipeptisasi oleh air, nitroselulosa oleh aseton, karet oleh

bensin, dan lain-lain. Endapan NiS dipeptisasi oleh H2S dan endapan

Al(OH)3 oleh AlCl3.

c. Cara Busur Bredig (elektrodispersi)

26

Cara busur Bredig digunakan untuk membuat sol-sol logam. Logam

yang akan dijadikan koloid digunakan sebagai elektrode yang

dicelupkan dalam medium dispersi, kemudian diberi loncatan listrik di

antara kedua ujungnya. Mula-mula atom-atom logam akan terlempar

ke dalam air, lalu atom-atom tersebut mengalami kondensasi, sehingga

membentuk partikel koloid. Jadi, cara busur ini merupakan gabungan

cara dispersi dan cara kondensasi.

Contoh:

Pembuatan sol emas dan sol platina.

2.9.3 Sifat Koloid

1. Sifat Optik (Efek Tyndall) ditemukan oleh John Tyndall

Penampilan sistem koloid pada umumnya keruh, tapi beberapa

koloid tampak bening dan sukar dibedakan dengan larutan sejati. Salah

satu cara yang sangat sederhana untuk mengenali koloid yaitu dengan

melewatkan seberkas sinar kepada obyek yang diamati.

Larutan sejati akan meneruskan cahaya (transparan),

sedangkan koloid akan menghamburkan cahaya tetapi partikel

terdispersinya tidak tampak. Suspensi akan menghamburkan cahaya,

tetapi partikel terdispersinya tampak. Jadi, Efek Tyndall adalah

peristiwa penghamburan cahaya oleh partikel koloid.

2. Sifat Kinetik (Gerak Brown) ditemukan oleh Robert Brown

Apabila susu didiamkan untuk beberapa lama, kita tidak akan

mendapatkan endapan susu. Mengapa demikian? Hal ini dikarenakan

adanya gerak Brown.

27

Gerak Brown adalah gerak acak (gerak tak beraturan; patah-patah;

zig-zag) partikel koloid dalam medium pendispersinya. Gerak Brown

dapat diamati menggunakan mikroskop ultra

Pada dasarnya, partikel-partikel dalam zat selalu bergerak.

Gerak Brown terjadi sebagai akibat adanya tumbukan dari molekul-

molekul pendispersi terhadap partikel terdispersi, sehingga partikel

terdispersi akan terlontar. Lontaran tersebut akan mengakibatkan

partikel terdispersi menumbuk partikel terdispersi yang lain dan

akibatnya partikel yang tertumbuk akan terlontar. Peristiwa ini terjadi

terus menerus yang diakibatkan karena ukuran partikel yang

terdispersi relatif besar dibandingkan medium pendispersinya. Gerak

Brown dipengaruh oleh ukuran partikel dan suhu.

Dalam suspensi tidak terjadi gerak Brown, karena ukuran

partikel cukup besar sehingga tumbukan yang dialaminya setimbang.

Partikel zat terlarut juga mengalami gerak Brown akan tetapi tidak

dapat diamati. Gerak Brown merupakan salah satu faktor yang

menstabilkan koloid. Partikel-partikel koloid relatif stabil, karena

partikelnya bergerak terus-menerus, maka gaya gravitasi dapat

diimbangi sehingga tidak terjadi sedimentasi (pengendapan).

3. Sifat Elektrik (Muatan Koloid)

Muatan koloid merupakan salah satu sifat koloid yang

terpenting. Muatan koloid juga merupakan faktor yang menstabilkan

koloid, di samping gerak Brown. Semua partikel koloid mempunyai

muatan sejenis (positif atau negatif). Oleh karena bermuatan sejenis

maka partikel-partikel koloid saling tolak-menolak, sehingga terhindar

dari pengelompokan antarsesama partikel koloid itu (jika partikel-

partikel koloid saling bertumbukan dan kemudian bersatu, maka lama-

28

kelamaan dapat terbentuk partikel yang cukup besar dan akhirnya

mengendap).

Bagaimana partikel koloid memiliki muatan? Partikel koloid

dapat memiliki muatan karena adanya proses adsorpsi dan proses

ionisasi gugus permukaan partikel koloid. Beberapa sifat elektrik

koloid antara lain:

a. Elektroforesis

Elektroforesis adalah pergerakan partikel koloid dalam medan

listrik. Apabila ke dalam sistem koloid dimasukkan dua batang

elektrode, kemudian dihubungkan dengan sumber arus searah, maka

partikel koloid akan bergerak ke salah satu elektrode bergantung pada

jenis muatannya. Koloid bermuatan negatif akan bergerak ke anode

(elektrode positif), sedangkan koloid yang bermuatan positif bergerak

ke katode (elektrode negatif). Dengan demikian, elektroforesis dapat

digunakan untuk menentukan jenis muatan koloid.

b. Adsorpsi

Bagaimanakah partikel koloid mendapatkan muatan listrik?

Partikel koloid memiliki kemampuan menyerap ion atau muatan listrik

pada permukaannya. Oleh karena itu, partikel koloid menjadi

bermuatan listrik. Penyerapan pada permukaan ini disebut adsorpsi

(jika penyerapan sampai ke bawah permukaan disebut absorpsi).

Adsorpsi adalah proses penyerapan suatu zat di permukaan zat

lain. Sebagai contoh, penyerapan air oleh kapur tulis). Sol Fe(OH)3

dalam air mengadsorpsi ion positif sehingga bermuatan positif,

sedangkan sol As2S3 mengadsorpsi ion negatif sehingga bermuatan

negatif. Contoh pemanfaatan sifat adsorpsi koloid yaitu: proses

29

pemurnian gula tebu, proses penyembuhan sakit perut dengan obat

norit, dan proses penjernihan air minum.

c. Koagulasi

Koagulasi atau penggumpalan adalah peristiwa pengendapan

partikel-partikel koloid sehingga fase terdispersi terpisah dari medium

pendispersinya. Koagulasi disebabkan oleh kestabilan untuk

mempertahankan partikel-partikel agar tetap tersebar dalam medium

pendispersinya.

Koagulasi dapat diakukan dengan cara mekanik (misal

pemanasan, pendinginan, dan pengadukan) dan dengan cara kimiawi,

misal penetralan silang (pencampuran dua jenis koloid yang

bermuatan berlawanan) atau penghilangan muatan elektrolisis, dan

penambahan elektrolit (pengkoagulasian karet alam/lateks dengan

asam asetat).

Contoh proses-proses yang memanfaatkan sifat koagulasi: proses

pengolahan karet, penjernihan air dengan tawas, proses terjadinya delta

pada muara, proses penggumpalan debu atau asap pabrik dengan

pesawat Cottrel.

4. Koloid Pelindung

Pada beberapa proses, suatu koloid harus dipecahkan.

Misalnya, koagulasi lateks. Di lain pihak, koloid perlu dijaga supaya

tidak rusak. Suatu koloid dapat distabilkan dengan menambahkan

koloid lain yang disebut koloid pelindung. Koloid pelindung adalah

koloid yang berfungsi melindungi koloid lain supaya tidak terjadi

koagulasi. Koloid pelindung ini akan membungkus partikel zat

terdispersi, sehingga tidak dapat lagi mengelompok.

30

a. Pada pembuatan es krim digunakan gelatin untuk mencegah

pembentukan kristal besar es atau gula.

b. Cat dan tinta dapat bertahan lama karena menggunakan suatu koloid

pelindung.

c. Kasein dalam susu melindungi minyak atau lemak dalam medium

cair.

d. Lesitin merupakan pelindung yang menstabilkan butiran-butiran

halus air dalam margarin.

e. Larutan gom digunakan untuk melindungi partikel-partikel karbon

dalam tinta gambar.

2.10 Pemurnian Koloid

1. Dialisis

Dialisis adalah cara mengurangi ion-ion pengganggu yang

terdapat dalam sistem koloid denan menggunakan selaput semi

permeabel. Dalam proses ini, sistem koloid dimasukkan ke dalam

suatu kantong koloid, lalu kantong koloid itu dimasukkan ke dalam

bejana yang berisi air mengalir. Kantong koloid terbuat dari selaput

semipermiabel, yaitu selaput yang dapat melewatkan partikelpartikel

kecil, seperti ion-ion atau molekul sederhana, tetapi menahan koloid.

Dengan demikian, ion-ion keluar dari kantong dan hanyut bersama air.

Prinsip dialisis digunakan pada proses cuci darah bagi penderita ginjal

(blood dialysis).

2. Ultrafiltrasi

Pada proses ini, medium pendispersi dipaksa menembus

membrane semipermeabel dengan bantuan pompa air atau pompa

vakum.

31

2.11 Pemanfaatan Koloid

Dalam kehidupan sehari-hari, kita sering menggunakan bahan-

bahan kimia berbentuk koloid. Bahan-bahan kimia tersebut dibuat oleh

industri. Mengapa harus koloid? Oleh karena koloid merupakan satu-

satunya cara untuk menyajikan suatu campuran dari zat-zat yang tidak

saling melarutkan secara “homogen” dan stabil (pada tingkat

makroskopis atau tidak mudah rusak).

Industri Kosmetik Bahan kosmetik, seperti foundation, pembersih

wajah, sampo, pelembap badan, deodoran umumnya berbentuk

koloid yaitu emulsi.

Industri Tekstil Pewarna tekstil berbentuk koloid karena

mempunyai daya serap yang tinggi, sehingga dapat melekat pada

tekstil.

Industri Farmasi Banyak obat-obatan yang dikemas dalam bentuk

koloid agar stabil atau tidak mudah rusak.

Industri Sabun dan Detergen Sabun dan detergen merupakan

emulgator untuk membentuk emulsi antara kotoran (minyak)

dengan air, sehingga sabun dan detergen dapat membersihkan

kotoran, terutama kotoran dari minyak.

Industri Makanan Banyak makanan dikemas dalam bentuk koloid

untuk kestabilan dalam jangka waktu cukup lama

32

BAB III

PENUTUP

3.1 Kesimpulan

1. Tegangan permukaan zat cair merupakan kecenderungan permukaan zat

cair untuk menegang, sehingga permukaannya seperti ditutupi oleh suatu

lapisan elastic

2. Kimia Permukaan adalah ilmu yang mempelajari fenomena yang terjadi

pada antarmuka dua fase zat, termasuk antarmuka padatan-cairan,

padatan-gas, padatan-ruang hampa, dan cairan-gas

3. Satuan Tegangan Permukaan adalah dyne/cm

4. Pengukuran Tegangan Antar Permukaan dapat diukur menggunakan 4

metode yaitu Metode Kapiler , Metode Cincin, Metode Bobot Tetes,

Metode Menghitung Jumlah Tetes

5. Koefisien Sebar dipengaruhi oleh Kerja Adhesi dan Kerja Kohesi

6. Adsorpsi adalah peristiwa penyerapan / pengayaan (enrichment) suatu

komponen di daerah antar fasa

7. Koloid adalah suatu bentuk campuran yang keadaannya terletak antara

larutan dan suspensi (+Campuran kasar).

33

DAFTAR PUSTAKA

https://www.academia.edu/4574631/TEGANGAN_PERMUKAA1

http://teganganpermukaan.blogspot.com/2013/12/laporan-tegangan-permukaan.html

http://keyeniaminozhii.blogspot.com/2013/09/laporan-tegangan-permukaan-metode.html

http://kimiatip.blogspot.com/2013/07/penentuan-tegangan-permukaan-cairan.html

http://bintinuriyah.blogspot.com/2013/10/laporan-farmasi-fisika-penentuan.html

http://repository.usu.ac.id/bitstream/123456789/1323/1/tkimia-Hendra3.pdf

https://doc-0s-80-docs.googleusercontent.com/docs/securesc/ha0ro937gcuc7l7deffksulhg5h7mbp1/7jidt9rsr0tpp76k8ifhu14aik54i06s/1416240000000/15307308634455849152/*/0ByyS2Yqq_y7uN3NLQkRYc0Y4TGc?e=download

34