SISTEM KOLOID

 SISTEM KOLOID

Kompetensi Dasar

3.14 Mengelompokkan berbagai tipe sistem koloid, dan menjelaskan kegunaan koloid dalam                           kehidupan berdasarkan sifat-sifatnya     

4.14  Membuat makanan atau produk lain yang berupa koloid atau melibatkan prinsip koloid   

Indikator Pencapaian Kompetensi Dasar 

1. Menjelaskan pengertian koloid  

2. Mengelompokkan jenis koloid berdasarkan fase terdispersi dan fase pendispersi

3. Mendeskripsikan sifat-sifat koloid 

4. Mendeskripsikan  pembuatan koloid

5. Mendeskripsikan peranan koloid dalam kehidupan sehari-hari

6. Merancang, melakukan   pembuatan makanan/produk lain yang berupa koloid 

Materi Pembelajaran

PETA KONSEP

1. Sistem Koloid

    Apabila suatu zat dicampurkan dengan zat lain, maka akan terjadi penyebaran secara merata dari            suatu zat ke dalam zat lain yang disebut sistem dispersi Zat yang didispersikan disebut fase                      terdispersi, sedangkan medium yang digunakan untuk mendispersikan disebut medium pendispersi. 

    Berdasarkan ukuran partikelnya, sistem dispersi dibedakan menjadi tiga kelompok, yaitu suspensi,          koloid, larutan.

    a. Suspensi

        Suspensi merupakakn sistem dispersi dengan ukuran relatif besar tersebar merata dalam medium            pendispersinya. Suspensi merupakan campuran heterogen.

    b. Larutan

        Sistem dispersi yang ukuran partikel-partikelnya sangat kecil, sehingga tidak dapat diamati                      (dibedakan) antara partikel pendispersi dan partikel terdispersi meskipun    dengan menggunakan            mikroskop ultra. Larutan Merupakan campuran homogen

    c. Koloid

        Istilah koloid pertama kali diperkenalkan oleh Thomas Graham (1861) berdasarkan

        pengamatannya terhadap gelatin. Koloid berasal dari kata “kolia”, yang artinya “lem”. Koloid                merupakan campuran yang terdispersinya berada diantara larutan dan suspensi. Koloid merupakan         campuran yang sifatnya diantara campuran homogen dan campuran heterogen 

       Tabel 1. Perbandingan antara sifat larutan, koloid dan suspensi.

2. Jenis-jenis koloid

    Sistem koloid dapat dikelompokkan berdasarkan jenis fasa terdispersi dan fasa pendispersinya.              Sistem koloid dibedakan atas 8 jenis yaitu seperti yang ditunjukkan dalam tabel berikut ini.

       

 Tabel 2. Jenis-Jenis Koloid

3. Sifat koloid

    a. Efek Tyndall

        Efek Tyndall adalah efek penghamburan cahaya yang disebabkan oleh partikel-partikel koloid.                Pertama kali dikemukakan oleh John Tyndall (1820-1893), seorang fisikawan Inggris; setelah                  mengamati seberkas cahaya putih yang dilewatkan pada sistem koloid.

                                                  Gambar 3.1 Efek Tyndall pada koloid

(Sumber: https://www.ruangguru.com/)

       Contoh:

       ▪ Sorot lampu mobil akan tampak jelas pada malam hari atau pada kondisi berkabut.

       ▪ Berkas sinar matahari yang melalui celah rimbunnya dedaunan pada pagi hari yang berkabut                    akan  tampak lebih jelas.

       ▪ Terjadinya warna biru di langit pada siang hari dan warna jingga atau merah di langit pada saat                matahari terbenam

    b. Gerak Brown

        Gerak Brown adalah gerak acak, gerak tidak beraturan atau gerak zig zag partikel koloid. Pertama          kali disampaikan oleh Robert Brown (1827), seorang ahli biologi dari Inggris.  Dia mengamati                pergerakan tepung sari yang terus-menerus di dalam air 

                                                          Gambar 3.2 Gerak Brown 

(Sumber: https://www.ruangguru.com/)

    c. Muatan koloid

       1. 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

           Contoh penggunaan metode ini adalah:

           ▪ untuk identifikasi DNA

           ▪ penyaring debu pada cerobong asap pabrik ( disebut pesawat Cottrel ).

                                             Gambar 3.3 Peristiwa elektroforesis pada koloid

                            (Sumber: https://www.ruangguru.com/)

       2. Adsorpsi

           Adsorpsi adalah proses penyerapan suatu partikel zat, baik berupa ion, atom, maupun molekul                 pada permukaan zat lain. Adsorpsi terjadi karena adanya gaya tarik yang tidak seimbang pada,               partikel zat yang berada pada permukaan adsorben.

           Contoh:

   ▪ proses pemurnian gula tebu

   ▪ pembuatan obat norit

   ▪ proses penjernihan air minum

   ▪ Pewarnaan tekstil.

                                                             Gambar 3.4 Peristiwa adsorpsi

       d. Koagulasi

           Koagulasi adalah peristiwa pengendapan partikel-partikel koloid sehingga fase terdispersi                       terpisah dari medium pendispersinya. Koagulasi disebut juga penggumpalan. Koagulasi terjadi               karena dispersi koloid kehilangan kestabilannya dalam mempertahankan partikel-partikelnya                   untuk tetap tersebar di dafam mediumnya. Hal ini terjadi karena keduanya mempunyai muatan               yang berlawanan sehingga saling menetralkan. Keadaan ini menyebabkan penggabungan                         partikel-partikel koloid sehingga ukuran partikelnya menjadi lebih besar (hingga berukuran                     suspensi).

          Contoh:

          ▪ Pengolahan karet dari bahan mentahnya (lateks) dengan koagulan berupa asam format.

          ▪ Proses penjernihan air dengan menambahkan tawas.

          ▪ Proses terbentuknya delta di muara sungai

          ▪ Asap atau debu pabrik dapat digumpalkan dengan alat koagulasi listrik (pesawat Cottrel)

                                                                 Gambar 3.5 Koagulasi

                            (Sumber: https://www.ruangguru.com/)

      e. Dialisis

          Dialisis merupakan cara mengurangi ion-ion pengganggu yang terdapat dalam sistem koloid                    dengan menggunakan selaput semipermiabel. Ion-ion pengganggu koloid berasal dari larutan                  elektrolit yang ditambahkan ke dalam koloid untuk mempertahankan kestabilan koloid.                            Kestabilan koloid dapat dipertahankan dengan penambahan sedikit  elektrolit dengan konsentrasi            tepat. Apabila konsentrasi elektrolit tidak tepat terbentuklah ion- ion yang mengganggu                            kestabilan koloid. Adanya ion-ion pengganggu ini dapat dicegah atau dihilangkan dengan cara                dialisis. Alat yang digunakan disebut dialisator. Proses dialisis dilakukan dengan cara                              memasukkan dispersi koloid ke dalam kantong semipermeabel dan mencelupkannya ke dalam                air  mengaiir.

          Contoh:

          ▪ Memisahkan ion-ion sianida dari tepung tapioka 

          ▪ Proses cuci darah bagi penderita gagal ginjal (hemodialisis ).

          ▪ Proses pemisahan hasil metabolisme dari darah oleh ginjal manusia.

                                                         Gambar 3.6 Peristiwa dialisis

                                            (Sumber: http://firdanurzanah.blogspot.com/)

      f. Koloid Pelindung

         Koloid pelindung adalah koloid yang dapat melindungi koloid lain agar tidak terjadi koagulasi.               Koloid pelindung bekerja dengan cara membentuk lapisan di sekeliling partikel koloid lain.                     Lapisan ini berfungsi sebagai pelindung muatan koloid tersebut sehingga partikel koloid tidak                 menggumpal atau terpisah dari mediumnya.

         Contoh:

         ▪  Pada pembuatan es krim digunakan gelatin untuk mencegah pembentukan kristal besar es atau                gula.

         ▪ Zat-zat pengemulsi (sabun dan deterjen).

         ▪ Butiran-butiran halus air dalam margarin distabilkan dengan lesitin.

         ▪ Warna-warna dalam cat distabilkan dengan oksida logam dengan menambahkan minyak silikon.

         ▪ Pada industri susu, kasein digunakan untuk melindungi partikel-partikel minyak atau 

     g. Koloid Liofil dan Liofob

         Koloid yang medium pendispersinya cair, dibedakan atas koloid liofil dan koloid liofob.

         1. Koloid liofil adalah  koloid yang fase terdispersinya dapat menarik medium pendispersi yang                 berupa cairan akibat adanya gaya Van der Waals atau ikatan hidrogen. Liofil artinya “cinta                       cairan” (Bahasa Yunani; lio=cairan; philia=cinta). Sol liofil yang setengah padat disebut gel.                   Contoh, selai dan gelatin. Jika medium pendispersinya berupa air, maka disebut koloid hidrofil.               Koloid hidrofil mempunyai gugus ionik atau gugus polar di permukaannya, sehingga                               mempunyai interaksi yang baik dengan air. Butir-butir koloid liofil/hidrofil dapat                                     mengadsorpsi  molekul mediumnya sehingga membentuk suatu selubung (disebut solvatasi /                   hidratasi). Akibatnya butir-butir koloid terhindar dari agregasi/pengelompokan. Sol hidrofil                     tidak menggumpal pada saat penambahan sedikit elektrolit. Zat terdispersinya dapat dipisahkan               melalui proses pengendapan atau penguapan.

             Contoh: sabun, detergen, agar-agar, kanji, dan gelatin.

         2. Koloid liofob adalah suatu koloid yang fase terdispersinya tidak dapat mengikat atau menarik                 medium pendispersinya. Liofob berarti takut cairan. (phobia=takut). Jika medium                                     pendispersinya berupa air, maka disebut koloid hidrofob. Koloid ini biasanya berasal dari                       senyawa anorganik. Koloid hidrofob bersifat irreversibel, artinya tidak dapat kembali ke                         keadaan semula. Misalnya: sol emas. Jika medium pendispersinya diambil, sol emas                               membentuk emas padat. Setelah emas padat terbentuk, tidak dapat berubah menjadi sol emas                 kembali, meskipun ditambah dengan medium pendispersinya.

                                                Tabel 1 Perbedaan sol liofil dan sol liofob

 4. Pembuatan koloid

     Koloid dapat dibuat dengan 2 cara utama yaitu:

     a. Kondensasi

         Cara kondensasi yaitu dengan mengubah partikel-partikel yang lebih kecil menjadi partikel yang             lebih besar yaitu partikel koloid. Pembuatan koloid dengan cara ini dapat dilakukan dengan 2                 macam cara yaitu kimia dan fisika.

        1) Kimia.

            Pembuatan partikel koloid dari partikel larutan sejati melalui reaksi kimia, meliputi :

            a) Reaksi Hidrolisis. Reaksi hidrolisis merupakan reaksi yang terjadi antara suatu spesi dengan                    air.

                Contoh: Pembuatan sol Fe(OH)₃ dari hidrolisis FeCl₃

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

            b) Reaksi Substitusi. Merupakan reaksi penggantian pasangan. Contoh: Pembuatan sol As₂O₃                    dengan mengalirkan gas H₂Ske dalam larutan As₂O₃

     As₂O₃(aq) + 3H₂S(g) → As₂S₃(s) + 3H₂O(l).

            c) Reaksi Redoks. Merupakan reaksi kimia yang diikuti dengan perubahan bilangan oksidasi.

                Contoh: Pembuatan sol belerang.

                     2 H₂S(g) + SO₂(aq) ⟶ 2 H₂O(l) + 3 S (koloid)

        2) Fisika.

            Pembuatan partikel koloid dengan cara mengkondensasikan partikel melalui:

            a) Penggantian Pelarut untuk menurunkan kelarutan suatu zat terlarut

                Contoh:  Pembuatan sol belerang

                Sol belerang dalam air dapat dibuat dengan cara melarutkan belerang ke dalam alkohol                            hingga larutan menjadi jenuh. Selanjutnya larutan jenuh yang terbentuk diteteskan ke dalam                    air sedikit demi sedikit.

           b) Pendinginan

               Suatu koloid dapat dibuat melalui proses pendinginan, tujuannya untuk menggumpalkan                         suatu  larutan sehingga menjadi koloid karena kelarutan suatu zat sebanding dengan suhu. 

               Contoh : pembuatan sol belerang, dapat dibuat dengan melarutkan belerang ke dalam air                         panas, kemudian didinginkan

          c)  Pengembunan Uap

               Sol raksa (Hg) dibuat dengan cara menguapkan raksa. Setelah itu, uap raksa dialirkan melalui                 air dingin hingga akhirnya diperoleh sol raksa.

      b. Cara Dispersi

Cara dispersi dilakukan dengan memperkecil ukuran partikel koloid dari suspensi kasar menjadi             partikel berukuran koloid. Pembuatan koloid dengan cara dispersi dapat dilakukan melalui                       beberapa metode yaitu:

           1.  Cara Mekanik

        Pembuatan koloid secara mekanik dilakukan dengan cara menggerus/ menghaluskan                                partikel- partikel kasar menjadi partikel-partikel halus. Kemudian didispersikan ke dalam                        medium pendispersi. 

        Contoh:

        Sol belerang dapat dibuat dengan cara menggerus serbuk belerang bersama-sama dengan zat                  inert (misalnya gula pasir) kemudian mencampur serbuk halus tersebut dengan air.

          2.  Cara Peptisasi

               Cara peptisasi adalah cara pembuatan koloid dari butir-butir kasar atau dari suatu endapan                       dengan bantuan suatu zat pemecah (zat pemeptisasi). Zat pemeptisasi akan memecahkan                         butir- butir kasar menjadi butir-butir koloid. 

               Contoh:

               ▪ Agar-agar dipeptisasi oleh air

               ▪ Nitroselulosa oleh aseton

               ▪ Karet oleh bensin

               ▪ Endapan NiS dipeptisasi oleh H2S

          3.  Busur Bredig

               Cara ini digunakan untuk membuat sol-sol logam (koloid logam). Logam yang akan dijadikan                 koloid digunakan sebagai elektrode yang dicelupkan ke dalam medium pendispersi.                                 Kemudian dialiri arus listrik yang cukup kuat sehingga terjadi loncatan bunga api listrik.                         Adanya suhu  tinggi  menyebabkan  atom-atom logam akan terlempar ke dalam medium                         pendispersi (air), lalu atom-atom tersebut akan  mengalami kondensasi sehingga membentuk                   suatu koloid  logam. Cara ini  merupakan gabungan antara cara dispersi dan kondensasi. 

               Contoh: Pembuatan sol platina dalam sol emas.

          4.  Cara Homogenisasi

               Cara yang digunakan untuk membuat suatu zat menjadi homogen dan berukuran partikel                         koloid dengan menggunakan mesin homogenisasi 

               Contoh 

               ▪ Emulsi obat di pabrik obat dilakukan dengan proses homogenisasi.

               ▪ Pembuatan susu kental manis yang bebas kasein dilakukan dengan mencampurkan serbuk                       susu skim ke dalam air dengan menggunakan mesin homogenisasi

         5.  Cara Dispersi dalam Gas

              Cara ini dilakukan dengan menyemprotkan cairan melalui atomizer. 

              Contoh: obat asma semprot, hair spray dan parfum.

 5.  Cara Memurnikan Koloid

      Dalam kehidupan sehari-hari, koloid dalam keadaan bercampur dengan zat lain atau belum dalam          keadaan murni. Terdapat 3 cara untuk memurnikan koloid, yaitu:

      a.  Dialisis.

           Dialisis adalah teknik memurnikan koloid dengan cara melewatkan suatu pelarut pada sistem                 koloid melalui membran semi permeabel. Ion-ion atau molekul terlarut akan terbawa oleh                       pelarut, sedangkan partikel koloid tidak.

      b. Ultrafiltrasi.

          Diameter partikel koloid lebih kecil daripada partikel suspensi sehingga koloid tidak dapat                      disaring menggunakan kertas saring biasa. Koloid dapat disaring dengan menggunakan kertas                saring yang berpori halus. Untuk memperkecil pori, kertas saring dicelupkan ke dalam kolodian,            misalnya selofan.

      c. Elektroforesis.

          Selain untuk menentukan muatan koloid dan memisahkan asap dan debu dari udara,                                elektroforesis juga dapat digunakan untuk memurnikan koloid dari partikel-partikel zat pelarut.              Cara kerja pemurnian dengan cara elektroforesis adalah koloid yang bermuatan negatif akan                    bergerak ke arah elektrode positif, sedangkan koloid yang bermuatan positif akan bergerak ke                arah elektrode negatif sehingga campuran koloid positif dan negatif dapat dipisahkan.

 6.  Koloid Dalam Kehidupan Sehari hari

      a. Sabun dan Detergen

          Sabun dan detergen tersusun atas bagian kepala (polar) yang bersifat liofil (hidrofil) dan bagian              ekor (nonpolar ) yang bersifat liofob (hidrofob). Bagian ekor lebih suka berikatan dengan                        minyak  atau lemak, sedangkan bagian kepala lebih suka berikatan dengan air. Ketika sabun/                  detergen dilarutkan dalam air, maka molekul-molekul sabun/detergen akan mengadakan asosiasi            dan orientasi karena gugus nonpolarnya (ekor) saling terdesak sehingga terbentuk partikel                      koloid. Bagian kepala (hidrofil) akan menghadap ke air sedangkan bagian ekornya (hidrofob)                  akan berkumpul mengarah ke dalam.

                                               Gambar 6.1. Struktur sabun

                                           (Sumber: https://sainskimia.com)

     b. Pengolahan Air Bersih

         Secara garis besar, pengolahan air secara sederhana dapat dilakukan melalui beberapa tahapan                 yaitu:

         1)  Pengendapan

              Untuk memisahkan partikel suspensi kasar yang dengan hanya grativasi partikel tersebut akan                mengendap.

         2)  Penyaringan.

      Bertujuan untuk memisahkan gumpalan kotoran yang dihasilkan dari proses pengendapan.                      Bahan yang dipakai : pasir, kerikil, ijuk.

         3)  Koagulasi.

      Koloid yang digunakan untuk menggumpalkan kotoran, yaitu : Al(OH)₃  yang bisa diperoleh                  dari tawas KAl(SO₄)₂, aluminium sulfat dan Poly Aluminium Chloride (PAC = polimer dari                    AlCl₃-AlCl₃-AlCl₃-..... . )

         4)  Penambahan Desinfektan.

      Bertujuan untuk membunuh kuman-kuman yang terlarut dalam air. Bahan yang dipakai :                        kaporit [ Ca(ClO)2 ] atau klorin.

                                                  Gambar 6.2  Skema Pengolahan Air minum

                                                  (Sumber: https://docplayer.info)

     c. Pemurnian gula

        Gula tebu yang masih berwarna dilarutkan dengan air panas, kemudian dialirkan melewati sistem          koloid, yaitu tanah diatom atau karbon. Zat warna pada gula tebu akan teradsorpsi sehingga akan            diperoleh gula yang bersih dan putih.

    d. Pembentukan delta

        Tanah liat dan pasir yang terbawa oleh aliran sungai merupakan sistem koloid yang bermuatan                negatif. Sedangkan air laut mengandung ion-ion Na⁺ , Mg²⁺dan Ca²⁺. Ketika air sungai dan air              laut bertemu di muara, maka partikel- partikel air laut yang bermuatan positif akan menetralkan              sistem koloid pada air sungai sehingga terjadi koagulasi yang ditandai dengan terbentuknya delta.

    e. Penggumpalan darah

        Darah mengandung koloid protein yang bermuatan negatif. Jika terdapat suatu luka kecil, untuk              membantu penggumpalan darah digunakan styptic pencil atau tawas yang mengandung ion Al³⁺              dan Fe³⁺. Ion-ion ini akan menetralkan muatan-muatan partikel koloid protein sehingga                          membantu  mempercepat penggumpalan darah.

          Latihan 

          1. Jika satu sendok tepung tapioka dicampur dengan  segelas air dingin, kemudian diaduk terus                  menerus hingga tercampur sempurna. Kemudian dipanaskan di atas nyala api sambil terus                      diaduk hingga mendidih. Apakah hasil pencampuran tepung tapioka dengan air yang                                kemudian dipanaskan tersebut tergolong dalam koloid? Jelaskan alasannya!

          2. Apakah jenis koloid dari getah karet dan bagaimanakah memisahkan getah karet? 

DAFTAR PUSTAKA

Sudarmo, Unggul. 2014, Kimia untuk SMA /MA kelas XI, Surakarta, Erlangga

Sari,Novitalia Ablinda Sari, S.T, S.Pd.2020, Modul Pembelajaran SMA Kimia Kelas XI,Kemendikbud

Sunarya, Yayan, dan  Setiabudi, 2009. Muda dn Aktif Belajar Kimia Untuk Kelas XI sekolah Menengah Atas/Madrasah Aliyah Ilmu Pengetahuan Alam, Pusat Perbukuan Departemen Pendidikan Nasional, Jakarta 

Sutresna . Nana. 2013. KIMIA SMA XI Sekolah Menengah Atas. Jakarta. Grafindo.

https://www.ruangguru.com/blog/mengenal-sistem-koloid (di akses 14 juni 2021) 

https://docplayer.info/32387164-Modul-kimia-sma-xii-mipa-sistem-koloid-yovita-emiliana-irmayanti.html (di akses 14 juni 2021)

https://www.nafiun.com/2013/07/contoh-proses-elektroforesis-koloid.html (di akses 14 juni 2021)

http://firdanurzanah.blogspot.com/2015/09/dialisis-normal-0-false-false-false-en.html (di akses 14 juni 2021)

https://www.pelajaran.co.id/2016/07/cara-pembuatan-koloid-cara-kondensasi-dan-cara-dispersi.html(di akses 14 juni 2021)

https://sainskimia.com/berbagai-jenis-sabun-dan-penjelasannya/(di akses 14 juni 2021)