Koloid adalah salah satu fase materi yang seringkali terabaikan dalam studi kimia, namun memiliki peran yang sangat penting dalam berbagai aspek kehidupan sehari-hari. Sifat-sifat koloid membentuk dasar dari banyak fenomena yang kita saksikan, mulai dari kejernihan air hujan hingga kualitas pasta gigi yang kita gunakan setiap pagi. Dalam artikel ini, kita akan membahas sifat-sifat unik yang membuatnya begitu menarik, dan memahami bagaimana pengetahuan tentang koloid dapat memberikan wawasan yang lebih dalam tentang berbagai proses kimia dan fisika di sekitar kita.
Sifat-Sifat Koloid
1. Efek Tyndal
Salah satu cara yang termudah untuk mengenali koloid dengan menjatuhkan seberkas cahaya kepada objek. Larutan sejati akan meneruskan cahaya, sedangkan sistem koloid akan menghamburkan cahaya. Contoh lainnya adalah cahaya matahari yang masuk rumah melewati celah akan terlihat jelas. Hal itu dikarenakan partikel debu yang berukuran koloid akan menghamburkan sinar yang datang.
Sifat penghamburan cahaya oleh sistem koloid ditemukan oleh seorang ahli fisika Inggris, John Tyndall (1820-1893). Oleh karena itu, sifat ini disebut efek Tyndall . Efek Tyndall merupakan salah satu hal yang membedakan antara larutan sejati dan system koloid.
Efek Tyndall juga dapat menjelaskan mengapa langit pada siang hari berwarna biru sedangkan pada saat matahari terbenam, langit di ufuk barat berwarna jingga atau merah. Hal itu disebabkan oleh penghamburan cahaya matahari oleh partikel koloid di angkasa dan tidak semua frekuensi dari sinar matahari dihamburkan dengan intensitas sama.
Jika intensitas cahaya yang dihamburkan berbanding lurus dengan frekuensi, maka pada waktu siang hari ketika matahari melintas di atas kita frekuensi paling tinggi (warna biru) yang banyak dihamburkan, sehingga kita melihat langit berwarna biru. Sedangkan ketika matahari terbenam, hamburan frekuensi rendah (warna merah) lebih banyak dihamburkan, sehingga kita melihat langit berwarna jingga atau merah.
Baca Juga : Mengenal Apa Itu Koloid dan Jenis-jenisnya
2. Gerak Brown
Telah disebutkan bahwa partikel koloid dapat menghamburkan cahaya. Jika diamati dengan mikroskop ultra, di mana arah cahaya tegak lurus dengan sumbu mikroskop, akan terlihat partikel koloid senantiasa bergerak terusmenerus dengan gerak patah-patah (gerak zig-zag). Gerak zig-zag partikel koloid ini disebut gerak Brown, sesuai dengan nama penemunya, seorang ahli biologi Robert Brown berkebangsaan Inggris.
Dalam suspensi tidak terjadi gerak Brown karena ukuran partikel cukup besar, sehingga tumbukan yang dialaminya setimbang. Partikel zat terlarut juga mengalami gerak Brown, tetapi tidak dapat diamati. Makin tinggi suhu makin cepat gerak Brown karena energi kinetik molekul medium meningkat, sehingga menghasilkan tumbukan yang lebih kuat. Gerak Brown merupakan salah satu faktor yang menstabilkan koloid. Oleh karena bergerak terus-menerus, maka partikel koloid dapat mengimbangi gaya gravitasi, sehingga tidak mengalami sedimentasi.
3. Adsorpsi
Adsorpsi merupakan proses penyerapan permukaan. Hal ini dapat terjadi karena partikel koloid mempunyai permukaan yang luas, sehingga partikelpartikel yang teradsorpsi terkonsentrasi pada permukaan partikel koloid. Partikel koloid (terutama koloid sol), baik partikel netral maupun partikel bermuatan, mempunyai daya adsorpsi yang baik terhadap partikel-partikel pendispersi pada permukaannya. Sifat adsorpsi koloid ini banyak digunakan dalam berbagai proses, yaitu;
Proses Penjernihan Air
Proses penjernihan air dapat dilakukan dengan menambahkan tawas (Al2(SO4)3) pada air. Di dalam air, Al2(SO4)3 akan terhidrolisis menjadi Al(OH)3 yang merupakan koloid. Koloid ini dapat mengadsorpsi zat pencemar dalam air serta dapat menggumpalkan lumpur.
Pada proses pemurnian gula pasir. Gula yang masih kotor dilarutkan dalam air panas kemudian dialirkan melewati sistem koloid yaitu tanah diatom. Akibatnya, kotoran yang terdapat pada gula akan teradsorpsi sehingga didapatkan gula yang putih bersih.
Anti Keringat Deodoran
Pada deodoran dan anti perspiran (zat anti keringat). Anti perspiran mengandung senyawa aluminium seperti aluminium klorohidrat (Al2(OH)5Cl.2H2O) yang dapat memperkecil pori keringat. Sedangkan, deodorant mengandung seng peroksida, parfum, dan zat anti septic yang dapat menghentikan aktivitas bakteri sehingga dapat menghilangkan bau tidak sedap.
Pembuatan Obat Norit
Norit adalah tablet yang terbuat dari karbon aktif. Jika diminum, di dalam usus norit membentuk sistem koloid yang dapat mengadsorpsi gas atau racun.
Baca Juga
4. 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.
Elektroforesis banyak digunakan dalam industri, misalnya pelapisan antikarat (cat) pada badan mobil. Partikel-partikel cat yang bermuatan listrik dioleskan pada badan mobil yang dialiri muatan listrik berlawanan dengan muatan cat. Pelapisan logam dengan cat secara elektroforesis lebih kuat dibandingkan cara konvensional seperti pakai kuas.
5. Dialisi
Dialisis adalah suatu teknik pemurnian koloid yang didasarkan pada perbedaan ukuran partikel-partikel koloid. Dialisis dilakukan dengan cara menempatkan dispersi koloid dalam kantong yang terbuat dari membrane semipermeabel, seperti kertas selofan dan perkamen. Selanjutnya merendam kantong tersebut dalam air yang mengalir. Oleh karena ion-ion atau molekul memiliki ukuran lebih kecil dari partikel koloid maka ion-ion tersebut dapat pindah melalui membran dan keluar dari sistem koloid. Adapun partikel koloid akan tetap berada di dalam kantung membran.
6. Koagulasi
Penggumpalan partikel koloid disebut koagulasi Peristiwa koagulasi pada koloid dapat diakibatkan oleh peristiwa mekanis atau peristiwa kimia.
Peristiwa mekanis
Misalnya pemanasan atau pendinginan.
Contoh:
- Darah merupakan sol butir-butir darah merah dalam plasma darah, bila dipanaskan akan menggumpal.
- Agar-agar akan menggumpal bila didinginkan.
Peristiwa kimia
Di atas telah disebutkan bahwa koloid dapat distabilkan oleh muatannya.
Apabila muatannya ini dilucuti maka akan terjadi penggumpalan, yaitu dengan cara;
- Menambahkan elektrolit ke dalam sistem koloid tersebut. Koloid yang bermuatan negatif akan menarik ion positif (kation), sedangkan koloid yang bermuatan positif akan menarik ion negatif (anion). Ion-ion tersebut akan membentuk selubung lapisan ke dua. Apabila selubung lapisan kedua ini terlalu dekat maka selubung ini akan menetralkan muatan koloid sehingga terjadi koagulasi. Makin besar muatan ion makin kuat daya menariknya dengan partikel koloid, sehingga makin cepat terjadi koagulasi.
- Dengan sel elektroforesis. Apabila arus listrik dialirkan cukup lama ke dalam sel elektroforesis, maka partikel koloid akan digumpalkan ketika mencapai elektrode. Koloid yang bermuatan negative akan digumpalkan di anode, sedangkan koloid bermuatan positif digumpalkan di katode.
Beberapa contoh koagulasi dalam kehidupan sehari-hari:
- Pembentukan delta di muara sungai , terjadi karena koloid tanah liat (lempung) dalam air sungai mengalami koagulasi ketika bercampur dengan elektrolit dalam air laut.
- Asap atau debu dari pabrik dapat digumpalkan dengan alat koagulasi listrik Cottrel.
- Karet dalam lateks digumpalkan dengan menambahkan asam format.
Koloid Liofil dan Liofob
Koloid yang memiliki medium dispersi cair dibedakan atas koloid liofil dan koloid liofob. Berdasarkan interaksi antara partikel terdispersi dengan medium pendispersinya.
Koloid adalah suatu sistem dispersi yang terdiri dari dua fase, yaitu fase dispersi (zat yang terdispersi dalam bentuk partikel-partikel kecil) dan fase dispersan (zat pelarut atau medium dalam yang terdispersi). Koloid dapat dibagi menjadi dua kategori utama berdasarkan sifat interaksi antara fase dispersi dan fase dispersan, yaitu koloid liofil dan liofob. Mari kita jelaskan keduanya secara lebih lengkap:
1. Koloid Liofil
Koloid liofil merupakan jenis koloid di mana partikel-partikel dispersi cenderung bersifat afinitas (mengikat) terhadap pelarut atau medium dispersan. Ini berarti partikel-partikel koloid memiliki kemampuan untuk larut atau berinteraksi dengan baik dalam medium yang dipilih. Dalam koloid liofil, daya tarik antara partikel dispersi dan pelarut biasanya kuat, sehingga partikel koloid akan tetap terdispersi dalam medium tanpa mengendap atau menggumpal. Contoh umum koloid liofil adalah suspensi protein dalam air atau larutan garam dalam air. Dalam koloid liofil, stabilisasi partikel umumnya terjadi karena interaksi kimia antara partikel dan medium.
2. Koloid Liofob
Koloid liofob adalah jenis koloid di mana partikel dispersi memiliki sedikit atau tidak ada afinitas terhadap pelarut atau medium dispersan. Ini berarti partikel-partikel koloid cenderung tidak larut dalam medium tersebut dan cenderung menggumpal atau mengendap. Untuk menjaga partikel-partikel koloid liofob terdispersi, diperlukan aditif tertentu yang disebut agen pelindung atau agen dispersan. Agen ini bekerja dengan menghambat interaksi antara partikel koloid sehingga mereka tetap terpisah. Koloid liofob seringkali memerlukan perlakuan khusus untuk menjaga stabilitasnya. Contoh umum dari koloid liofob adalah suspensi tanah liat dalam air atau emulsi minyak dalam air.
Dalam kedua jenis koloid, partikel-partikel dispersi biasanya memiliki ukuran antara 1 nanometer hingga beberapa mikrometer, yang membuat mereka tampak homogen meskipun terdiri dari berbagai partikel yang tersebar di dalam medium. Sifat dan perilaku koloid ini sangat penting dalam berbagai aplikasi industri, seperti pembuatan cat, farmasi, makanan, dan banyak lagi. Pemahaman yang baik tentang sifat-sifat koloid liofil dan liofob sangat relevan dalam memahami dan mengendalikan berbagai proses kimia dan fisika dalam aplikasi-aplikasi ini.
Berdasarkan uraian tersebut, maka dapat disimpulhan bahwa :
- Koloid liofil adalah koloid yang fase terdispersinya suka menarik medium pendispersinya, yang disebabkan gaya tarik antara partikel-partikel terdispersi dengan medium pendispersinya kuat.
- Koloid liofob adalah sistem koloid yang fase terdispersinya tidak suka menarik medium pendispersinya. Bila medium pendispersinya air maka koloid liofil disebut koloid hidrofil, sedangkan koloid liofob disebut koloid hidrofob.
Contoh:
Koloid hidrofil : sabun, detergen, agar-agar, kanji, dan gelatin. Koloid hidrofob : sol belerang, sol-sol sulfida, sol Fe(OH)3, sol-sol logam. Koloid liofil/hidrofil lebih kental daripada koloid liofob/hidrofob. Sol hidrofil tidak akan menggumpal pada penambahan sedikit elektrolit. Zat terdispersi dari sol hidrofil dapat dipisahkan dengan pengendapan atau penguapan. Apabila zat padat tersebut dicampurkan kembali dengan air maka dapat membentuk kembali sol hidrofil (bersifat reversibel). Sebaliknya , sol hidrofob akan terkoagulasi pada penambahan sedikit elektrolit. Sekali zat terdispersi sudah dipisahkan , tidak akan membentuk sol lagi jika dicampur kembali dengan air.