POKOK BAHASAN

Sistem Dispersi

Suatu zat dicampurkan dengan zat lain, maka akan terjadi penyebaran secara merata dari suatu zat ke zat lain

SUSPENSISUSPENSI LARUTANLARUTAN KOLOIDKOLOID

Sistem dispersi dengan partikel yang berukuran relative besar tersebar merata di dalam medium pendispersinya

SUSPENSISUSPENSI

endapan hasil reaksi atau pasir yang dicampur dengan air

Endapan Fe(OH)3

LARUTANLARUTAN

Sistem dispersi yang ukuran partikel-partikelnya sangat kecil sehingga tidak dapat dibedakan (diamati) antara partikel pendispersi dengan partikel terdispersinya.

KOLOIDKOLOID

Sistem dispersi yang ukuran partikel-partikelnya sangat kecil sehingga tidak dapat dibedakan (diamati) antara partikel pendispersi dengan partikel terdispersinya.

Partikel koloid mempunyai dua keistimewaan antara lain :

KOLOIDKOLOID

Pertama, partikel koloid mempunyai karakter partikel suspensi dengan massa tertentu mampu membawa muatan.

Pertama, partikel koloid mempunyai karakter partikel suspensi dengan massa tertentu mampu membawa muatan.Kedua, partikel koloid mempunyai karakter partikel larutan yang dengan lincah bisa bergerak dalam mediumnya.

Kedua, partikel koloid mempunyai karakter partikel larutan yang dengan lincah bisa bergerak dalam mediumnya.

Partikel koloid mempunyai sifat mekanik, sifat optic dan sifat listrik

KLASIFIKASI KOLOIDKLASIFIKASI KOLOIDFASE TERDISPERSI FASE PENDISPERSI NAMA CONTOH

Padat

SolPadat

Padat

Cair

Cair

Cair

Gas

Gas

Aerosol padatGas

Cair

Padat

Gas

Cair

Padat

Cair

Padat

Sol padat

Aerosol cair

Emulsi

Emulsi padat

Buih

Buih padat

Asap, debu di udara

Sol emas, sol belerang, tinta, cat

Jelly, mutiara, opal

Susu, santan, minyak ikan

Kabut dan awan

Gelas berwarna, intan hitam

Buih sabun, krim kocok

Karet busa, batu apung

KLASIFIKASI KOLOIDKLASIFIKASI KOLOIDAEROSOLSistem koloid dari partikel padat atau cair yang terdispersi dalam gas disebut aerosol. Jika zat yang terdispersi berupa zat padat, disebut aerosol padat; jika zat yang terdispersi berupa zat cair, disebut aerosol cair.

SOLSistem koloid dari partikel padat yang terdipersi dalam zat cair disebut sol.CONTOH SOL : air sungai (sungai dari lempung dalam air), sol sabun, sol detergen, sol kanji, tinta tulis, dan cat.

EMULSISyarat terjadinya emulsi adalah kedua jenis zat cair itu tidak saling melarutkan. Emulsi dapat digolongkan ke dalam 2 bagian, yaitu emulsi minyak dalam air (M/A) atau emulsi air dalam minyak (A/M).

BUIHSistem koloid dari gas yang terdispersi dalam zat cair disebut buih. Buih digunakan pada pengolahan biji logam dan pada alat pemadam kebakaran. Zat- zat yang dapat memecah buih antara lain eter, isoamil, dan alkohol.

GELKoloid yang setengah kaku (antara padat dan cair) disebut gel.Contoh : agar-agar, lem kanji, selai, gelatin, gel sabun, dan gel silika.

PERMUKAAN PARTIKEL KOLOID

PERMUKAAN PARTIKEL KOLOID

1. Keadaan Partikel Koloid dalam Medium

Dibatasi oleh dua daerah, yaitu: Daerah permukaan: daerah pembatas antara partikel koloid dengan mediumnya.Daerah diam: daerah yang terletak antara medium yang bergerak mengikuti gerak partikel dengan medium yang tidak ikut bergerak mengikuti gerak partikel. Daerah ini sering disebut daerah pembatas.

2. Titik Isoelektrik dan Titik Non-muatan

+

-

0Titik isoelektrik

Zeta potensial (mV)

pH

Jika potensial zeta suatu partikel koloid diukur dalam suatu rentangan pH tertentu maka pada suatu nilai pH akan diperoleh hasil pengukuran nol. Titik nol disebut dengan titik isoelektrik. Pada perubahan pH kecil disekitar titik ini terjadi perubahan potensial yang cukup besar. Sebaliknya pada pH yang jauh dari titik ini, perubahan pH menghasilkan perubahan potensial yang kecil.

+

-

0

Titik nol muatan

Muatan permukaan ( C cm2-)

pH

Jika muatan permukaan partikel diukur dalam suatu rentangan pH tertentu, maka pada suatu pH tertentu juga akan diperoleh nilai nol. Titik ini disebut dengan titik nol muatan. Perubahan pH disekitar titik ini hanya menyebabkan perubahan harga muatan yang relatif kecil dibandingkan dengan perubahan pH jauh dari titik ini.

3. Muatan Partikel Koloid

Polarisasi : Contohnya adalah polarisasi yang terjadi pada permukaan elektroda ketika elektroda dimasukan ke dalam larutan. Elektroda diibaratkan sebagai permukaan yang mengalami polarisasi karena muatan yang dimiliki berubah-ubah dan muatan berpindah dari bagian dalam ke bagian permukaan. Sebagai akibatnya terbentuk perbedaan potensial sepanjang permukaan elektroda.

Adsorpsi:Permukaan partikel koloid mampu untuk mengadsorpsi muatan dari mediumnya. Jenis muatan yang diserap adalah muatan yang berlawanan dengan sifat permukaannya. Contohnya adalah partikel koloid Fe(OH)3 bermuatan positif karena Gugusan hidroksida yang terikat pada ion Fe (III) memberikan tendensi negatif terhadap permukaan partikel Fe(OH)3. Oleh karena itu, partikel tersebut menyerap muatan positif dari mediumnya.

Kelarutan Ionik :ion-ion secara ketat diikat oleh paling tidak dua lapisan molekul air. Lapisan pertama disebut lapisan hidrasi utama yang terikat sangat kuat dan jarang lepas. Lapisan kedua disebut lapisan hidrasi kedua yang terikat kuran kuat dan sering lepas dalam proses adsorpsi.

4. Struktur Muatan Partikel Koloid

Lapisan Permukaan:adalah lapisan fisik tempat muatan intrinsik permukaan terbentuk.

Lapisan Dalam Helmholtz (LDH):adalah lapisan yang bisa didekati oleh ion yang kehilangan lapisan hidrasi kedua bukan lapisan hidrasi utama. Jarak LDH dari permukaan partikel didefinisikan sebesar: dLDH = rion + 2rair

Lapisan Luar Helmholtz (LLH):adalah lapisan yang dapat didekati oleh ion yang masih memiliki lapisan hidrasi pertama dan kedua. Jarak lapisan ini dari permukaan partikel yaitu: dLLH = rion + 4rair.

Lapisan Diam:Lapisan diam atau lapisan pembatas terletak jauh dari permukaan pertikel. Muatan permukaan bisa berpengaruh sampai beberapa lapisan molekul air, diperkirakan antara 2-20 lapisan air.

Model LapisanRangkap Listrik

Partikel koloid yang terdispersi di dalam mediumnya bermuatan

tertentu. muatan tersebut dapat diperoleh melalui berbagai cara,

misalnya melalui adsorpsi, polarisasi ataupun kelarutan ionik.

Akibatnya, molekul medium yang ada di sekitar partikel mengalami

polarisasi membentuk lapisan-lapisan yang disebut dengan lapisan rangkap listrik (LRL).

LRL yang terbentuk dipermukaan partikel akan menentukan spesi yang dapat diserap oleh permukaan partikel serta jarak

spesi tersebut dari permukaan koloid

Berdasarkan data percobaan berbagai partikel koloid dalam molekul cair, diturunkan berbagai

model lapisan rangkap listrik. Model-model tersebut antara lain:

Model Goay-Chapman-Stern-Graham (GCSG)

Model Stern

Model Guoy-Chapman (GC)

Model Helmholtz.

Model Goay-Chapman-Stern-Graham (GCSG)

Model Stern

Model Guoy-Chapman (GC)

Model Helmholtz

Kestabilan Partikel Koloid

Dapat ditinjau dari dua aspek

1. Kestabilan secara termodinamik 2. Kestabilan secara kinetik

Sistem koloid dinyatakan memiliki kestabilan termodinamik apabila sistem tersebut dapat terbentuk dengan disertai oleh penurunan energi bebas. Kebanyakan sistem koloid akan kehilangan sistem kestabilan dalam waktu yang lama karena sistem tersebut masih mungkin mengalami penurunan energi bebas. Koloid semacam ini dinyatakan secara termodinamik tidak stabil.

Sistem koloid dinyatakan memiliki kestabilan kinetik, apabila sistem tersebut bisa bertahan lama walupun dalam waktu yang cukup lama memperlihatkan perubahan.

Gaya-Gaya yang Mempengaruhi Kestabilan koloid dalam Medium Pendispersi

1. Gaya tarik-menarik Van der Waals

Menyebabkan partikel koloid bergabung satu sama lain, sehingga sistem koloid menjadi tidak stabil.

2. Gaya tolak-menolak elektrostatik

Menyebabkan partikel berada dalam jarak yang renggang satu sama lain, akibatnya sistem koloid berada dalam keadaan stabil.

Perpaduan gaya di atas dijelaskan dalam teori DLVO (Deryagin-Landau-Verwey-Overbeek)

VT = VA + VR

,

VT = energi potensial totalVA = gaya Van der WaalsVR = gaya elektrostatikA = tetapan Hamakerr = jari-jari partikel koloidH = jarak antara dua permukaan datarR = jarak antara dua pusat bola = tetapan dielektrik zat pelarut = muatan permukaan partikel

Vmax

Minimum pertama

VA Minimum kedua

VT

VR

Jarak

Energi Potensial

Kerja gaya Van der Waals dan gaya elektrostatik yang terjadi antar partikel koloid digambarkan sebagai berikut:

Partikel koloid yang keluar dan kestabilannya dapat membentuk sedimen, koagulan, atau flokulan, yang prosesnya disebut sedimentasi, koagulasi, dan flokulasi:

1. Sedimentasi

Sedimentasi adalah proses pengendapan partikel-partikel dari cairan. mengacu pada proses pengendapan partikel secara kinetik, misalnya karena pengaruh grafitasi. Sedimen yang dihasilkan akan mempunyai kerapatan yang relatif tinggi karena penyusunan partikelnya terjadi secara lambat.

Partikel koloid distabilkan dengan memberikan

serapan polimer

Partikel tersebut akan mendapatkan hambatan

ruang

Akibatnya gaya Van der Waals cenderung menurunkan kestabilan partikel koloid, tidak dapat beroperasi secara optimal.

2. Koagulasi

Koagulasi adalah proses pemisahan zat berbentuk padat atau berbentuk agar-agar dari larutan suspensi sebagai akibat dari pemanasan atau reaksi kimia. Materi yang terbentuk dari hasil koagulasi mempunyai jarak antar partikel yang cukup kecil, sehingga partikelnya mempunyai keterikatan yang kuat satu sama lain dan materi yang terbentuk cenderung sulit untuk didespersikan kembali.

3. Flokulasi

Flukolasi adalah terpisahnya fasa terdispersi dari dispersi koloid. Materi yang dihasilkan melalui proses flokulasi mempunyai jarak partikel yang relatif jauh, oleh karena itu sifat individu partikel yang mengalami flokulasi tidak hilang. Partikel yang telah mengalami flokulasi dengan mudah dapat didespersikan kembali hanya dengan perlakuan mekanik, misalnya dikocok.

Ditinjau dari diagram gaya-gaya yang menentukan stabilitas partikel koloid dapat dinyatakan bahwa koagulasi terjadi pada minimum pertama, sedangkan flokulasi terjadi pada minimum kedua.