Pembuatan dan Pemurnian Koloid

I. Pembuatan Koloid

Ukuran partikel koloid terletak antara partikel larutan sejati dengan partikel-partikel suspensi. Oleh karena itu, pembuatan sistem koloid dapat dilakukan dengan dua cara, yaitu cara kondensasi dan cara dispersi.

1. Cara Kondensasi

            Cara kondensasi adalah pembuatan sistem koloid dengan menggabungkan ion-ion, atom-atom, molekul-molekul, atau partikel yang lebih halus membentuk partikel yang lebih besar dan sesuai dengan ukuran partikel koloid.

a. dengan reaksi hidrolisis

Sol Fe(OH)₃  dapat diperoleh dari reaksi hidrolisis garam Al dalam air mendidih

FeCl_{3 (aq)} + 3 H₂O_(l)  →  Fe(OH)_{3 (s)} + 3 HCl _(aq)

b. dengan reaksi redoks

Sol belerang dapat dibuat dengan mengalirkan gas H₂S ke dalam larutan SO₂.

2 H₂S_(g) + SO_2(aq)  →  2 H₂O_(l) + 2S_(s)

Sol Au dapat dibuat dengan mereduksi larutan garamnya menggunakan peeduksi Posfor.

5 AuCl_3(aq) + 3 P _(s) 12 H₂O_(l)  →  5 Au _(s) + 3 H₃PO_{4 (aq)} + 15 HCl _(aq)

c. dengan reaksi dekomposisi rangkap

Sol As₂S₃ dibuat dengan mengalirkan gas H₂S perlahan melalui larutan As₂O₃ dingin sampai terbentuk sol As₂S₃ yang berwarna kuning terang.

As₂O_{3 (aq)} +  3 H₂S_(g)  →  As₂S_{3 (koloid)}  + 3 H₂O _(l)

Sol AgCl dibuat dengan mencampurkan larutan AgNO₃ encer dan larutan HCl encer.

AgNO_{3 (aq)}   +   HCl _(aq)    →   AgCl _(koloid) + HNO_{3 (aq)}

2. Cara Dispersi

            Cara dispersi adalah cara pembuatan sistem koloid dengan menghaluskan butir-butir zat yang bersifat makroskopis (kasar) menjadi butir-butir yang bersifat mikroskopis (halus), sesuai dengan ukuran partikel koloid. Cara ini dapat dilakukan sebagai berikut :

a. cara mekanik

Pengertian dengan cara mekanik adalah penghalusan partikel-partikel kasar zat padat dengan penggilingan untuk membentuk partikel-partikel berukuran koloid. Alat yang digunakan disebut dengan penggiligan koloid. Partikel-partikel yang besar atau kasar digerus sampai halus sekali kemudia dicampur dengan medium pendispersi dan dikocok-kocok. Alat penggilingan koloid koloid terdiri dari dua pelat baja dengan arah rotasi yang berlawanan. Partikel-partikel kasar akan dimasukkan ke ruang antara kedua pelat tersebut dan selanjutnya di giling. Partikel-partikel berukuran koloid yang terbentuk kemudian didispersikan dalam medium pendispersinya untuk membentuk sistem koloid. Contoh koloid yang dibuat dengan proses ini adalah koloid grafit untuk pelumas, tinta cetak, cat, dan sol belerang. 

b. cara peptisasi

Molekul besar zat dipecah menjadi molekul lebih kecil sesuai dengan ukuran partikel koloid dengan penambahan zat kimia. Zat pemecah dapat berupa elektrolit khususnya yang mengandung ion sejenis ataupun pelarut tertentu. Beberapa contoh pembuatan koloid dengan peptisasi adalah :

- Sol NiS dibuat dengan penambahan H2S ke dalam endapan NiS

- Sol AgCl dibuat dengan penambahan HCl ke dalam endapan AgCl

- Sol Al (OH)₃ di buat dengan penambahan AlCl₃ ke dalam endapan Al (OH)₃

- beberapa zat mudah terdispersi dalam pelarut tertentu membentuk sistem koloid. Contohnya, gelatin dalam air.

c. cara busur bredig

Cara busur Bredig digunakan untuk membuat sol logam seperti Ag, Au, Pt. Digunakan logam sebagai elektrode yang dicelupkan dalam air sebagai medium pendispersi. Logam yang akan diubah menjadi pertikel-partikel koloid digunakan sebagai elektrode. Dua elektrode logam dicelupkan ke dalam medium pendispersinya (air suling dingin) sedemikian rupa sehingga kedua ujungnya saling berdekatan. Kemudian kedua elektrode diberi loncatan listrik. Panas yang timbul akan menyebabkan logam menguap. Uapnya kemudian akan terkondensasi dalam medium pendispersi dingin. Hasil kondensasi ini berupa partikel-partikel koloid.

II. Pemurnian Koloid

            Di dalam pembuatan suatu sistem koloid, sering terdapat partikel-partikel zat terlarut yang tidak diinginkan. Pertikel-partikel ini dapat menggangu kestabilan koloid sehingga harus dihilangkan/dimurnikan. Ada beberapa metode pemurnian yang dapat digunakan yaitu dialisis, elektrodialisis, dan penyaring ultra.

a. Dialisis

            beberapa jenis selaput memungkinkan ion atau molekul kecil untuk melewatinya tetapi menahan partikel koloid atau molekul besar. Selapu demikian disebut selaput semipermeabel. Pergerakan ion-ion dan molekul-molekul kecil melalui selaput semipermeabel disebut dialisis. Proses dialisis diamati pertama kali oleh Thomas Graham. Ia menemukan bahwa beberapa zat seperti lem dan gelatin (gel) dapat dipisahkan dari zat-zat terlarut seperti gula dan garam dengan menggunakan selaput semipermeabel. Proses dialisis untuk memisahkan partikel-partikel zat terlarut yang tidak diinginkan dalam sistem koloid.

            Proses dialisis untuk pemisahan partikel-partikel koloid dan zat terlarut dijadikan dasar bagi pengembanagn dialisator, salah satunya mesin pencuci darah untuk penderita gagal ginjal.

b. Elektrodialisis

            elektrodialisis merupakan proses dialisis dibawah pengaruh medan listrik. Elektrodialisis hanya dapat digunakan untuk memisahkan partikel-partikel zat terlarut elektrolit. Listrik tegangan tinggi dialirkan melalui dua layar logam yang menyokong selaput semipermeabel. Akibatnya, partikel-partikel zat terlarut dalam sistem koloid berupa ion-ion akan bergerak menuju elektrode dengan muatan berlawanan. Adanya pengaruh medan listrik mempercepat proses pemurnian sistem koloid.

c. Penyaring Ultra (Ultrafiltrasi)

            partikel-partikel koloid dapat dipisahkan daripartikel-partikel zat terlarut menggunakan penyaring ultra. Penyaring ultra dapat dibuat dari kertas saring yang telah diresapi selulosa seperti selofan (cellophane). Proses pemurnian sistem koloid dengan menggunakan penyaring ultra termasuk lambat. Tekanan harus dinaikkan untuk mempercepat proses ini. Pada akhir proses, partikel-partikel koloid akan tertinggaldi kertas saring. Dengan menggunakan penyaring ultra bertahap, partikel-partikel koloid dapat dipisahkan berdasarkan ukurannya.

Peranan Koloid dalam Industri dan dalam Kehidupan Sehari-hari

I. Peranan Koloid dalam Industri

            Dalam kenyataannya, banyak produk industri yang diperlukan dalam kehidupan sekarang ini berupa koloid, baik sebagai bahan makanan, bahan bangunan, maupun produk-produk lain. Mengapa sistem koloid digunakan dalam produk industri ? Salah satu ciri khas koloid, yaitu partikel padat dari suatu zat dapat tersuspensi dalam zat lain, terutama dalam bentuk cairan. Hal ini merupakan dasar dari berbagai hasil industri yang dibutuhkan manusia.

  

Tabel 4. Contoh aplikasi kimia koloid dalam industri

No.	Jenis Industri	Contoh aplikasi
1	Industri makanan	Keju, mentega, susu, saus salad
2	Industri kosmetika dan perawatan tubuh	Krim, pasta gigi dan sabun
3	Industri cat	Barbagai macam cat
4	Industri kebutuhan rumah tangga	Sabun, detergen
5	Industri pertanian	Pestisida dan insektisida
6	Industri farmasi	Minyak ikan, penisilin untuk suntikan

            Penggunaan koloid juga dapat menghasilkan campuran hasil industri tanpa saling melarutkan secara homogen. Di samping itu juga bersifat stabil, sehingga dapat digunakan dalam waktu yang relatif lama. Koloid yang dapat menstabilkan hasilindustri ini dinamakan koloid pelindung. Misalnya, es krim yang ditambah gelatin. Adanya gelatin dalam es krim menyebabkan es krim tidak dapat meleleh.

II. Koloid dalam Kehidupan Sehari-hari

            Beberapa aplikasi/fenomena sistem koloid lainnya dapat disimak berikut ini :

1) Pemutihan Gula

            Gula tebu yang dijual di toko atau di pasar ada yang berwarna cokelat kotor dan ada yang berwarna putih bersih. Gula tebu yang berwarna putih bersih berasal dari gula berwarna cokelat kotor yang sudah diputihkan melalui sistem koloid. Caranya adalah larutan gula yang berwarna cokelat dilewatkan dalam sistem koloid, yaitu mineral yang berpori. Setelah itu dilewatkan dalam arang tulang yang menyerap warna gula, sehingga larutan gula menjadi jernih tidak berwarna.

2) Pengambilan partikel koloid asap dan debu dari gas buangan pabrik

            Contoh alat yang menggunakan prinsip elektriforesis adalah pengendap cottrell. Alat ini digunakan untuk memisahkan partikel-partikel koloid seperti asap dan debu yang terkandung dalam gas buangan pabrik. Hal ini bertujuan untuk mengurangi zat-zat polusi udara, di samping dapat digunakan untuk memperoleh kembali debu berharga seperti debu arsenik oksida.

3) Pengambilan endapan pengotor

            Gas atau udara yang dialirkan ke dalam suatu proses industri sering mengandung zat-zat pengotor berupa partikel-partikel koloid. Untuk memisahkan pengotor ini, digunakan alat pengendap elektrostatik. Pada alat ini digunakan pelat logam bermuatan untuk menarik partikel-partikel koloid.

4) Pembentukan delta di muara sungai

            Air sungai mengandung partikel-partikel koloid pasir dan tanah liat yang bermuatan negatif. Sedangkan air laut mengandung ion-ion Na⁺, Mg^2+, dan Ca²⁺ yang bermuatan positif. Ketika air sungai bertemu air laut, maka ion-ion positif dari air laut akan menetralkan muatan pasir dan tanah liat. Akibatnay, terjadi koagulasi yang membentuk suatu delta.

5) Penggumpalan darah

            Darah mengandung sejumlah koloid protein yang bermuatan negatif. Jika terdapat luka kecil, maka luka tersebut dapat diobati dengan pensil stiptik atau tawas yang mengandung ion-ion Al³⁺ dan Fe^3+. Ion-ion ini akan menetralkan muatan-muatan partikel koloid protein dan membantu penggumpalan darah.

6) Proses penjernihan air

            Air mengandung partikel-partikel koloid tanah liat yang bermuatan negatif. Untuk keperluan air minum, partikel-partikel koloid ini harus dipisahkan, seperti dengan penambahan tawas Al₂(SO₄)₃. Tawas mengandung ion Al³⁺ akan terhidrolisis membentuk partikel koloid Al(OH)₃ yang bermuatan positif.

Al³⁺  + 3H2O → Al(OH)₃  + 3H⁺

            Al(OH)₃ Akan menghilangkan muatan negatif dari partikel-partikel koloid lumpur sehingga terjadi koagulasi. Al(OH)₃ Akan mengendap bersama-sama lumpur. Hal ini digunakan dalam proses pengolahan air bersih.

7) Penyembuhan sakit perut yang disebabkan oleh bakteri

            Apabila kita sakit perut yang disebabkan oleh bakteri maka dianjurkan minum oralit atau norit. Oralit atau norit dapat menyembuhkan sakit perut karena dalam usus dapat membentuk sistem koloid yang mampu mengadsorpsi bakteri, sehingga bakteri tersebut mati.

Problem Solving :

Dari beberapa aplikasi atau fenomena sistem koloid lainnya yang telah dibahas diatas, kelompok dan berikan penjelasan tentang aplikasi koloid tersebut berdasarkan sifat-sifat koloid dan berikan contoh aplikasi lain dari sistem koloid yang kamu ketahui ! (adsorbsi, dialisis, elektroforesis, koagulasi)