Karya Ilmiah tentang Koloid

KATA PENGANTAR

Puji syukur kami panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa karena pada akhirnya kami bisa menyelesaikan laporan karya ilmiah ini.

            Laporan ini disusun berdasarkan perintah guru kimia kelas XI mengenai pembuatan produk system koloid (sabun cair / hand wash). Diharapkan dengan adanya laporan karya ilmiah ini dapat bermanfaat bagi pembaca.

            Kami menyadari bahwa laporan karya ilmiah ini masih jauh dari sempurna. Oleh karena itu, kami mohon maaf apabila terdapat kesalahan. Terimakasih.

Tanjung Ampalu,10 Juni 2015

Penyusun

BAB I 

PENDAHULUAN 

1.1 LATAR BELAKANG 
      Dilingkungan kita banyak sekali penerapan ilmu-ilmu kimia salah satunya adalah penggunaan ”KOLOID” dalam kehidupan sehari – hari , jadi kita atau khusunya seorang siswa sebaiknya mengerti apa itu sebenarnya koloid , sifat – sifatnya serta kegunaanya karena itu sangat berguna serta memang menjadi salah satu materi kimia yang harus dikuasai.

1.2 RUMUSAN MASALAH 
Dari latar belakang diatasa dapat dirumuskan masalah sebagai berikut :
a. Apa itu koloid ?
b. Apa saja jenis – jenis koloid ?
c. Apa saja sifat – sifat dari koliod ?
d. Bagaimana cara pembuatan koloid ?
e. Dimana saja koloid itu dipergunakan ?

1.3  TUJUAN PENULISAN

a.       Agar para pembaca mengetahui apa itu koloid beserta jenis-jenisnya .

b.      Agar para pembaca mengetahui sifat – sifat dari koloid .

c.       Agar para pembaca mengetahui cara-cara pembuatan koloid.

d.      Agar para pembaca mengetahui cara penggunaan koloid .

1.4 MANFAAT PENULISAN

            Tujuan penulisan karya ilmiah ini, selain sebagai syarat untuk menyelesaikan tugas kimia, juga diharapkan untuk memberi manfaat bagi saya sendiri, dan para pembaca khusunya  siswa agar lebih mengerti tentang materi kimia khususnya  materi “KOLOID”  .

BAB II

PEMBAHASAN

2.1 PENGERTIAN KOLOID 

Ada kehidupan sehari-hari ini, sering kita temui beberapa produk yang merupakan campuran dari beberapa zat, tetapi zat tersebut dapat bercampur secara merata/ homogen. Misalnya saja saat ibu membuatkan susu untuk adik, serbuk/ tepung susu bercampur secara merata dengan air panas. Produk-produk seperti itu adalah sistem koloid.

 Koloid adalah suatu campuran zat heterogen (dua fase) antara dua zat atau lebih di mana partikel-partikel zat yang berukuran koloid (fase terdispersi/yang dipecah) tersebarsecara merata di dalam zat lain (medium pendispersi/ pemecah). Ukuran partikel koloid berkisar antara 1-100 nm. Ukuran yang dimaksud dapat berupa diameter, panjang, lebar, maupun tebal dari suatu partikel. Contoh lain dari sistem koloid adalah adalah tinta, yang terdiri dari serbuk-serbuk warna (padat) dengan cairan (air). Selain tinta, masih terdapat banyak sistem koloid yang lain, seperti mayones, hairspray, jelly, dll.  

Keadaan koloid atau sistem koloid atau suspensi koloid atau larutan koloid atau suatu koloid adalah suatu campuran berfasa dua yaitu fasa terdispersi dan fasa pendispersi dengan ukuran partikel terdispersi berkisar antara 10^-7 sampai dengan 10^-4 cm. Besaran partikel yang terdispersi, tidak menjelaskan keadaan partikel tersebut. Partikel dapat terdiri atas atom, molekul kecil atau molekul yang sangat besar. Koloid emas terdiri atas partikel-partikel dengan bebagai ukuran, yang masing-masing mengandung jutaan atom emas atau lebih. Koloid belerang terdiri atas partikel-partikel yang mengandung sekitar seribu molekul S₈. Suatu contoh molekul yang sangat besar (disebut juga molekul makro) ialah haemoglobin. Berat molekul dari molekul ini 66800 s.m.a dan mempunyai diameter sekitar 6 x 10^-7.

2.2  JENIS-JENIS KOLOID

            Sistem koloid tersusun dari fase terdispersi yang tersebar merata dalam medium pendispersi. Fase terdispersi dan medium pendispersi dapat berupa zat padat, cair, dan gas. Berdasarkan fase terdispersinya, sistem koloid dapat dikelompokkan menjadi 3, yaitu:

A.  Koloid Sol

             Seperti yang telah dijelaskan, sol merupakan jenis koloid dimana fase terdispersinya merupakan zat padat. Berdasarkan medium pendispersinya, sol dapat dibagi menjadi:

1.      Sol Padat      

 Sol padat merupakan sol di dalam medium pendispersi padat. Contohnya adalah paduan logam, gelas berwarna, dan intan hitam.

2.      Sol Cair (Sol)

Sol cair merupakan sol di dalam medium pendispersi cair. Contohnya adalah cat, tinta, tepung dalam air, tanah liat, dll. 

3.      Sol Gas (Aerosol Padat)       

Sol gas merupakan sol di dalam medium pendispersi padat. Contohnya adalah debu di udara, asap pembakaran, dll

B.  Koloid Emulsi

             Seperti yang telah dijelaskan, emulsi merupakan jenis koloid dimana fase terdispersinya merupakan zat cair. Kemudian, berdasarkan medium pendispersinya, emulsi dapat dibagi menjadi:

1.      Emulsi Gas (Aerosol Cair)

Emulsi gas merupakan emulsi di dalam medium pendispersi gas. Aerosol cair seperti hairspray dan baygon, dapat membentuk system koloid dengan bantuan bahan pendorong seperti CFC. Selain itu juga mempunyai sifat seperti sol liofob yaitu efek Tyndall, gerak Brown.

2.      Emulsi Cair

Emulsi cair merupakan emulsi di dalam medium pendispersi cair. Emulsi cair melibatkan campuran dua zat cair yang tidak dapat saling melarutkan jika dicampurkan yaitu zat cair polar dan zat cair non-polar. Biasanya salah satu zat cair ini adalah air dan zat lainnya seperti minyak.

                              Sifat emulsi cair yang penting ialah:

a.       Demulsifikasi

Kestabilan emulsi cair dapat rusak akibat pemanasan, pendinginan, proses sentrifugasi, penambahan elektrolit, dan perusakan zat pengelmusi. 

b.       Pengenceran

Emulsi dapat diencerkan dengan penambahan sejumlah medium pendispersinya.

C.  Emulsi Padat atau Gel

Gel merupakan emulsi didalam medium pendispersi zat padat. Gel dapat dianggap terbentuk akibat penggumpalan sebagian sol cair. Pada penggumpalan ini, partikel-partikel sol akan bergabung membentuk suatu rantai panjang. Rantai ini kemudian akan saling bertaut sehingga terbentuk suatu struktur padatan di mana medium pendispersi cair terperangkap dalam lubung-lubang struktur tersebut.

                   Berdasarkan sifat keelastisitasnya, gel dapat dibagi menjadi:

1.      Gel elastic

Gel yang bersifat elastis, yaitu dapat berubah bentuk jika diberi gaya dan kembali ke bentuk awal jika gaya ditiadakan. Contoh adalah sabun dan gelatin.

2.      Gel non-elastis

Contoh adalah gel silica.

D. Koloid Buih

Buih merupakan koloid dimana fase terdispersinya merupakan gas. Kemudian, berdasarkan medium pendispersinya, buih dapat dibagi menjadi:

1.      Buih Cair (Buih)

  Buih cair adalah sistem koloid dengan fase terdispersi gas dan medium pendispersi zat cair. Biasanya fase terdispersi gas berupa udara atau CO2. Kestabilan buih diperoleh karena adanya zat pembuih (surfaktan). Zat ini teradsorpsi ke daerah antar fase dan mengikat gelembung-gelembung gas sehingga diperoleh kestabilan. Contohnya adalah buih yang dihasilkan alat pemadam kebakaran dan kocokan putih telur.

         

  Sifat-sifat buih cair ialah:

a.       Struktur buih cair berubah dengan waktu karena drainase (pemisahan medium pendispersi) akibat kerapatan fas dan zat cair yang jauh berbeda, rusaknya film antara dua gelembung gas, dan ukuran gelembung gas menjadi lebih besar akibat difusi.

b.      Struktur buih cair dapat berubah jika diberi gaya dari luar

2.      Buih Padat

           Buih padat adalah sistem koloid dengan fase terdispersi gas dan medium pendispersi

zat padat. Kestabilan buih padat diperoleh dari zat pembuih (surfaktan). Beberapa buih padat yang kita kenal adalah roti, styrofoam, batu apung,dll

         Sebagai catatan, tidak terdapat buih gas, dimana medium pendispersi dan fase terdispersi sama-sama berupa gas. Hal itu karena campuran dari keduanya tergolong sebagai larutan.

2.3 SIFAT-SIFAT KOLOID

A.    Efek Tyndall

            Efek Tyndall ialah gejala penghamburan berkas sinar (cahaya) oleh partikel-partikel koloid. Hal ini disebabkan karena ukuran molekul koloid yang cukup besar. Efek tyndall ini ditemukan oleh John Tyndall (1820-1893), seorang ahli fisika Inggris. Oleh karena itu sifat itu disebut efek tyndall.

            Efek tyndall adalah efek yang terjadi jika suatu larutan terkena sinar. Pada saat larutan sejati (gambar kiri) disinari dengan cahaya, maka larutan tersebut tidak akan menghamburkan cahaya, sedangkan pada sistem koloid (gambar kanan), cahaya akan dihamburkan. hal itu terjadi karena partikel-partikel koloid mempunyai partikel-partikel yang relatif besar untuk dapat menghamburkan sinar tersebut. Sebaliknya, pada larutan sejati, partikel-partikelnya relatif kecil sehingga hamburan yang terjadi hanya sedikit dan sangat sulit diamati.

B.      Gerak Brown

            Jika kita amati system koloid dibawah mikroskop ultra, maka kita akan melihat bahwa partikel-partikel tersebut akan bergerak membentuk zigzag. Pergerakan zigzag ini dinamakan gerak Brown. Pergerakan tersebut dijelaskan pada penjelasan berikut:

        Partikel-partikel suatu zat senantiasa bergerak. Gerakan tersebut dapat bersifat acak seperti pada zat cair dan gas, atau hanya bervibrasi di tempat seperti pada zat padat. Untuk system koloid dengan medium pendispersi zat cair atau gas, pergerakan partikel-partikel akan menghasilkan tumbukan dengan partikel-partikel koloid itu sendiri. Tumbukan tersebut berlangsung dari segala arah. Oleh karena ukuran partikel cukup kecil, maka tumbukan yang terjadi cenderung tidak seimbang. Sehingga terdapat suatu resultan tumbukan yang menyebabkan perubahan arah gerak partikel sehingga terjadi gerak zigzag atau gerak Brown.

                Semakin kecil ukuran partikel koloid, semakin cepat gerak Brown terjadi. Demikian pula, semakin besar ukuran partikel kolopid, semakin lambat gerak Brown yang terjadi. Hal ini menjelaskan mengapa gerak Brown sulit diamati dalam larutan dan tidak ditemukan dalam zat padat (suspensi).

             Gerak Brown juga dipengaruhi oleh suhu. Semakin tinggi suhu system koloid, maka semakin besar energi kinetic yang dimiliki partikel-partikel medium pendispersinya. Akibatnya, gerak Brown dari partikel-partikel fase terdispersinya semakin cepat. Demikian pula sebaliknya, semakin rendah suhu system koloid, maka gerak Brown semakin lambat.

C.   Adsorbsi
            Beberapa partikel koloid mempunyai sifat adsorbsi (penyerapan) terhadap partikel atau ion atau senyawa yang lain.
Penyerapan pada permukaan ini disebut adsorbsi (harus dibedakan dari absorbsi yang artinya penyerapan sampai ke bawah permukaan).
Contoh :
(i) Koloid Fe(OH)₃ bermuatan positif karena permukaannya menyerap ion H⁺.
(ii) Koloid As₂S₃ bermuatan negatit karena permukaannya menyerap ion S₂.

D.   Koagulasi
            Koagulasi adalah penggumpalan partikel koloid dan membentuk endapan. Dengan terjadinya koagulasi, berarti zat terdispersi tidak lagi membentuk koloid.
Koagulasi dapat terjadi secara fisik seperti pemanasan, pendinginan dan pengadukan atau secara kimia seperti penambahan elektrolit, pencampuran koloid yang berbeda muatan.

E.    Koloid Liofil dan Koloid Liofob
Koloid ini terjadi pada sol yaitu fase terdispersinya padatan dan medium pendispersinya cairan.

1.      Koloid Liofil: sistem koloid yang affinitas fase terdispersinya besar terhadap medium pendispersinya.
Contoh: sol kanji, agar-agar, lem, cat

2.      Koloid Liofob : sistem koloid yang affinitas fase terdispersinya kecilterhadap medium pendispersinya.
Contoh: sol belerang, sol emas.

F.    Dialisis

            Dialisis ialah pemisahan koloid dari ion-ion pengganggu dengan cara ini disebut proses dialisis. Yaitu dengan mengalirkan cairan yang tercampur dengan koloid melalui membran semi permeable yang berfungsi sebagai penyaring. Membran semi permeable ini dapat dilewati cairan tetapi tidak dapat dilewati koloid, sehingga koloid dan cairan akan berpisah

G.   Elektroforesis

Elektroferesis ialah peristiwa pemisahan partikel koloid yang  bermuatan dengan menggunakan arus listrik.

2.4 PEMBUATAN SISTEM KOLOID

            Jika kita atau sebuah industri akan memproduksi suatu produk berbentuk koloid, bahan bakunya adalah larutan (partikel berukuran kecil) atau suspensi (partikel berukuran besar). Didasarkan pada bahan bakunya, pembuatan koloid dapat dilakukan dengan dua cara, yaitu sebagai berikut.

1.    Kondensasi

            Kondensasi adalah cara pembuatan koloid dari partikel kecil (larutan) menjadi partikel koloid. Proses kondensasi ini didasarkan atas reaksi kimia; yaitu melalui reaksi redoks, reaksi hidrolisis, dekomposisi rangkap, dan pergantian pelarut.

a)      Reaksi Redoks

Contoh

1.      Pembuatan sol belerang dari reaksi redoks antara gas H ₂ S dengan larutan SO ₂.

Persamaan reaksinya: 2 H ₂ S (g) + SO ₂ (aq) →2 H ₂ O (l) + 3 S (s) (sol belerang)

2.      Pembuatan sol emas dari larutan AuCl ₃ dengan larutan encer formalin (HCHO).

Persamaan reaksinya:

2 AuCl ₃(aq) + 3 HCHO (aq) + 3H ₂ O (l) → 2 Au (s) + 6HCl (aq) + 3 HCOOH (aq) (sol emas)

b)      Reaksi Hidrolisis

Contoh,

1.      pembuatan sol Fe(OH) 3 dengan penguraian garam FeCl 3 Persamaan reaksinya adalah: mengunakan air mendidih.

FeCl ₃ (aq) + 3 H ₂ O (l) → Fe(OH) 3 (s) + 3 HCl ( aq) (sol Fe(OH) 3)

c)      Reaksi Dekomposisi Rangkap

Contoh

1)      Pembuatan sol As ₂ S ₃, dibuat dengan mengalirkan gas H ₂ S dan asam arsenit (H₃AsO ₃ ) yang encer.

Persamaan reaksinya: 2 H₃AsO ₃ (aq) + 3H₂S (g) → As₂S₃ (s) + 6H₂O (l) (sol As ₂S₃ )

2)      Pembuatan sol AgCl dari larutan AgNO 3 dengan larutan NaCl encer.

Persamaan reaksinya: AgNO ₃ (aq) + NaC1 (aq) → AgCl (s) + NaNO ₃ (aq)

Sol AgCl

d)     Reaksi Pergantian Pelarut

            Contoh, pembuatan sol belerang dari larutan belerang dalam alkohol ditambah dengan air. Persamaan reaksinya:

S (aq) + alkohol + air → S (s) Larutan S sol belerang

2.    Dispersi

            Dispersi adalah pembuatan partikel koloid dari partikel kasar (suspensi). Pembuatan koloid dengan dispersi meliputi: cara mekanik, peptisasi, busur Bredig, dan ultrasonik.

a)      Proses Mekanik

            Proses mekanik adalah proses pembuatan koloid melalui penggerusan atau penggilingan (untuk zat padat) serta dengan pengadukan atau pengocokan (untuk zat cair). Setelah diperoleh partikel yang ukurannya sesuai dengan ukuran koloid, kemudian didispersikan ke dalam medium (pendispersinya). Contoh, pembuatan sol belerang.

b)       Peptisasi

            Peptisasi adalah cara pembuatan koloid dengan menggunakan zat kimia (zat elektrolit) untuk memecah partikel besar (kasar) menjadi partikel koloid. Contoh, proses pencernaan makanan dengan enzim dan pembuatan sol belerang dari endapan nikel sulfida, dengan mengalirkan gas asam sulfida.

c)      Busur Bredig

            Busur Bredig ialah alat pemecah zat padatan (logam) menjadi partikel koloid dengan menggunakan arus listrik tegangan tinggi. Caranya adalah dengan membuat logam, yang hendak dibuat solnya, menjadi dua kawat yang berfungsi sebagai elektrode yang dicelupkan ke dalam air; kemudian diberi loncatan listrik di antara kedua ujung kawat. Logam sebagian akan meluruh ke dalam air sehingga terbentuk sol logam. Contoh, pembuatan sol logam.

d)     Suara Ultrasonik

            Cara ini hampir sama dengan cara busur Bredig, yaitu sama-sama untuk pembuatan sol logam. Ka1au busur Bredig menggunakan arus listrik tegangan tinggi, maka cara ultrasonik menggunakan energi bunyi dengan frekuensi sangat tinggi, yaitu di atas 20.000 Hz.

2.5 KEGUNAAN KOLOID

Sistem koloid banyak digunakan pada kehidupan sehari-hari, terutama dalam kehidupan sehari-hari. Hal ini disebabkan sifat karakteristik koloid yang penting, yaitu dapat digunakan untuk mencampur zat-zat yang tidak dapat saling melarutkan secara homogen dan bersifat stabil untuk produksi dalam skala besar.

          Berikut ini adalah tabel aplikasi koloid:

Jenis industri	Contoh aplikasi
Industri makanan	Keju, mentega, susu, saus salad
Industri kosmetika dan perawatan tubuh	Krim, pasta gigi, sabun
Industri cat	Cat
Industri kebutuhan rumah tangga	Sabun, deterjen
Industri pertanian	Peptisida dan insektisida
Industri farmasi	Minyak ikan, pensilin untuk suntikan

Berikut ini adalah penjelasan mengenai aplikasi koloid:

 1.       Pemutihan Gula

            Gula tebu yang masih berwarna dapat diputihkan. Dengan melarutkan gula ke dalam air, kemudian larutan dialirkan melalui sistem koloid tanah diatomae atau karbon. Partikel koloid akan mengadsorpsi zat warna tersebut. Partikel-partikel koloid tersebut mengadsorpsi zat warna dari gula tebu sehingga gula dapat berwarna putih.

2.       Pe                         2.         Penggumpalan Darah

            Darah mengandung sejumlah koloid protein yang bermuatan negatif. Jika terjadi luka, maka luka tersebut dapat diobati dengan pensil stiptik atau tawas yang mengandung ion-ion Al³⁺ dan Fe^3+. Ion-ion tersebut membantu agar partikel koloid di protein bersifat netral sehingga proses penggumpalan darah dapat lebih mudah dilakukan.

3.         Penjernihan Air

            Air keran (PDAM) yang ada saat ini mengandung partikel-partikel koloid tanah liat,lumpur, dan berbagai partikel lainnya yang bermuatan negatif. Oleh karena itu, untuk menjadikannya layak untuk diminum, harus dilakukan beberapa langkah agar partikel koloid tersebut dapat dipisahkan. Hal itu dilakukan dengan cara menambahkan tawas (Al₂SO₄)₃.Ion Al³⁺ yang terdapat pada tawas tersebut akan terhidroslisis membentuk partikel koloid Al(OH)³ yang bermuatan positif melalui reaksi:

Al³⁺   +   3H₂O     à    Al(OH)₃   +      3H⁺

Setelah itu, Al(OH)₃ menghilangkan muatan-muatan negatif dari partikel koloid tanah liat/lumpur dan terjadi koagulasi pada lumpur. Lumpur tersebut kemudian mengendap bersama tawas yang juga mengendap karena pengaruh gravitasi.

BAB  III

PENUTUP

3.1 KESIMPULAN

o   Partikel koloid dapat menghamburkan cahaya sehingga berkas cahaya yang melalui sistem koloid. Dapat diamati dari samping sifat partikel koloid ini disebut efek Tyndall.

o   Jika diamati dengan mikroskop ultra ternyata partikel koloid senantiasa bergerak dengan gerak patah-patah yang disebut gerak Brown. Gerak Brown terjadi karena tumbukan tak simetris antara molekul medium dengan partikel koloid.

o   Koloid dapat mengadsorpsi ion atau zat lainpada permukaannya, dan oleh karena luas permukaannya yang relatif besar, maka koloid mempunyai daya adsorpsi yang besar.

o   Adsorpsi ion-ion oleh partikel koloid membuat partikel koloid menjadi bermuatan listrik. Muatan koloid menyebabkan gaya tolak-menolak di antara partikel koloid, sehingga menjadi stabil (tidak mengalami sedimentasi).

o   Muatan partikel koloid dapat ditunjukkan dengan elektroforesis, yaitu pergerakan partikel koloid dalam medan listrik.

o   Penggumpalan partikel koloid disebut koagulasi. Koagulasi dapat terjadi karena berbagai hal, misalnya pada penambahan elektrolit. Penambahan elekrolit  akan menetralkan muatan koloid, sehingga faktor yang menstabilkannya hilang.

o   Campuran koloid dapat dipisahkan dari ion-ion atau partikel terlarut lainnya melalui dialisis.

o   Koloid yang medium dispersinya berupa cairan dibedakan atas koloid liofil dan koloid liofob. Koloid liofil mempunyai interaksi yang kuat dengan mediumnya; sebaliknya, pada koloid liofob interaksinya tersebut tidak ada atau sangat lemah.

o   banyak sekali produk industri dalam bentuk koloid, terutama karena dengan bentuk koloid, maka zat-zat yang tidak saling melarutkan dapat disajikan homogen secara makroskopis.

o   Pengolahan air bersih memanfaatkan sifat koloid, yaitu adsorpsi dan koagulasi. Pada pengolahan air bersih digunakan tawas (alumunium sulfat), kaporit (klorin) dan kapur.

o   Koloid dapat dibuat dengan cara dispersi atau kondensasi. Pada cara dispersi, bahan kasar dihaluskan kemudian didispersikan ke dalam medium dispersinya. Pada cara kondensasi, koloid dibuat dari larutan di mana atom atau molekul mengalami agregasi (pengelompokan), sehingga menjadi partikel koloid.

o   Sabun dan detergen bekerja sebagai bahan aktif permukaan yang fungsinya mengelmusikan lemak ke dalam air.

o   Asbut adalah suatu bentuk pencemaran yang merupakan sistem koloid.

BAB IV

DAFTAR PUSAKA

·   Lakitan, B., 1993, Dasar-dasar Fisiologi Tumbuhan, PT Raja Grafindo Persada, Jakarta, hal.      63-71.

·  Loveless, A.R., 1991, Prinsip-prinaip Biologi Tumbuhan Untuk Daerah Tropik, buku 1, Penerjemah Kuswoto Karta Winata dkk, PT Gramedia Pustaka Utama, Jakarta.

·   Mahida U.N., 1984, Pencemaran Air Dan Pemanfaatan Limbah Industri, C.V. Rajawali, Jakarta, hal. 87-98.

·  Neis, Uwe., 1993, Memanfaatkan Air Limbah, Penerjemah: Lily Suherli, Yayasan Obor Indonesia, Jakarta.

·  Steenis C.G.G.J. Van., 1975, Flora Untuk Sekolah-sekolah Di Indonesia, Penerjemah : M. suryowinoto, S.Hardjosuwarno, S.S. Adisewojo, Wibisono, M. Partodidjojo, S.Wirjohardjo., P.T. Pradnya Paramita, Jakarta.