Sifat dan Penerapan Sistem Koloid

Secara fisik, sistem koloid terlihat homogen seperti larutan. Amatilah oleh Anda dengan menggunakan mikroskop maka akan terlihat adanya perbedaan antara koloid dan larutan. Dapatkah Anda menjelaskan mengapa demikian? Sistem koloid mempunyai sifat yang berbeda dengan sifat sistem dispersi lainnya. Beberapa sifat koloid yang khas, di antaranya efek Tyndall, gerak Brown, adsorpsi, dan koagulasi.

1. Efek Tyndall

Pernahkah Anda melihat sorot lampu dimalam hari /cahaya matahari yang melewati celah-celah pohon?

Dari gambar di bawah apa yang dapat kalian simpulkan ?

Kedua gambar disamping merupakan salah satu sifat yang dimiliki oleh koloid yaitu dapat menghamburkan cahaya atau yang sering disebut dengan Efek Tyndall. Hal ini disebabkan oleh ukuran partikel koloid yang relatif besar (diameter ± 100 nm) yang mengakibatkan partikel koloid menyebarkan cahaya tampak ketika tersebar dalam pelarut dan membuat campuran tampak berawan. Saat cahaya matahari menyinari debu di udara, debu akan menyebarkan cahaya yang kemudian masuk melalui sela-sela pepohonan.

Jika cahaya dilewatkan ke dalam sistem koloid, cahaya yang melewati sistem koloid tersebut terlihat lebih terang. Cahaya yang terlihat lebih terang ini disebabkan oleh terjadinya efek Tyndall berupa efek penghamburan cahaya oleh partikel koloid. Partikel koloid akan memantulkan dan menghamburkan cahaya yang mengenainya sehingga cahaya akan terlihat lebih terang. Jika kemudian cahaya ini ditangkap layar, cahaya pada layar tersebut tampak buram.

Pada larutan, zat terdispersi dan zat pendispersi berbentuk partikel yang bersifat homogen. Jika pada larutan tersebut dilewatkan cahaya, tidak akan terlihat adanya perbedaan. Cahaya yang tampak pada layar tidak menjadi buram karena tidak terhalang seperti pada sistem koloid. Hal inilah yang membedakan antara larutan sejati dengan koloid. 

2. Gerak Brown

Masih ingatkan Anda bahwa susu merupakan salah satu contoh koloid? 

Taukah Anda bahwa didalam susu terjadi gerak brown ?

Untuk itu simak video berikut ini.

Susu merupakan salah satu contoh koloid, karena susu termasuk dalam campuran heterogen, di mana partikel- partikel susu di dalamnya terus bergerak karena memiliki konsentrasi yang tinggi. Partikel koloid yang senantiasa bergerak inilah merupakan salah satu sifat koloid.

Secara mikroskopis, jika dispersi koloid diamati di bawah mikroskop dengan pembesaran yang tinggi, akan tampak adanya partikel yang bergerak dengan arah yang acak (tak beraturan/ zig zag). Gerakan-gerakan tersebut mempunyai lintasan lurus. Gerakan partikel koloid dengan lintasan lurus dan arah yang acak disebut dengan Gerak Brown. 

Gerak Brown terjadi karena benturan tidak teratur partikel koloid dan medium pendispersi. Benturan tersebut mengakibatkan partikel koloid bergetar dengan arah yang tidak beraturan dan jarak yang pendek.

3. Adsorpsi

Partikel koloid mampu menyerap molekul netral atau ion-ion pada permukaannya. Jika partikel koloid menyerap ion bermuatan, kemudian lon lon tersebut menempel pada permukaannya, partikel koloid tersebut menjadi bermuatan.

Sol Fe(OH)3 mampu mengadsorpsi ion-ion H+ sehingga sol Fe(OH)3 menjadi bermuatan positif. Sol As2S3 mampu mengadsorpsi ion-ion OH- sehingga sol As2S3 menjadi bermuatan negatif. Penyerapan yang hanya terjadi di permukaan saja disebut adsorpsi atau penyerapan, sedangkan penyerapan yang terjadi di seluruh bagian disebut absorpsi. Muatan dalam partikel koloid bukan disebabkan oleh ionisasi partikel seperti pada larutan, melainkan disebabkant oleh adanya ion lain yang diadsorpsi.

4. Koagulasi

Koagulasi dapat terjadi karena pengaruh pemanasan, pendinginan, penambahan elektrolit. pembusukan, pencampuran koloid yang berbeda muatan, atau karena elektroforesis. Koloid Fe(OH)3 yang bermuatan positif jika dicampur dengan kolold As2S3 yang bermuatan negatif akan mengalami koagulasi. Koagulasi terjadi karena setiap partikel koloid yang memiliki muatan berlawanan saling menetralkan dengan gaya elektrostatik hingga membentuk partikel yang besar dan menggumpal. 

Elektroforesis adalah berpindahnya partikel-partikel dalam sistem koloid karena pengaruh medan listrik. Pengaruh medan listrik pada koloid, ketika sistem koloid dimasukkan dua batang elektrode, lalu 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). 

Elektroforesis dapat menyebabkan koagulasi karena endapan pada salah satu elektrode semakin lama semakin pekat, dan akhirnya membentuk gumpalan.

5. Koloid Liofil dan Koloid Liofob

Sistem koloid sol (zat padat dalam medium pendispersi cair) dapat bersifat liofil dan juga bersifat liofob. Pada sol yang bersifat liofil, zat terdispersi dapat menarik atau mengikat medium pendispersi. Pada sol yang bersifat liofob, zat terdispersi tidak dapat mengikat medium pendispersinya.

Apa yang kalian gunakan saat mandi? 

Mengapa sabun dapat membersihkan badan kita yang kotor? 

Sabun terdiri dari beberapa senyawa, misalnya seperti natrium stearat CHCOONa. Ion stearat memiliki ujung hidrokarbon panjang yang hidrofobik (karena nonpolar) dan gugus karboksil (COO) di bagian ujung lain yang hidrofilik (karena ionik).

Ketika ion stearat berada dalam air, ion tersebut akan bergabung menjadi misel (partikel berukuran koloid yang terbentuk dalam air yang memiliki ujung hidrofobik dan ujung hidrofilik), di mana ujung hidrokarbon menjauh dari air sedangkan ion karboksil mendekat ke air. 

Berikut cara kerja sabun dalam mengangkat kotoran! 

Bagian hidrofobik sabun masuk ke dalam lemak, sedangkan bagian hidrofilik larut dalam air. Adanya gaya tolak menolak antara muatan listrik negatif (muatan hidrofobik dan hidrofilik) menyebabkan kotoran pecah menjadi partikel-partikel kecil dan membentuk emulsi sehingga kotoran dapat lepas dari kain atau benda lain. 

6. Koloid Pelindung

Koloid pelindung merupakan suatu sistem koloid yang ditambahkan pada sistem koloid lainnya agar diperoleh koloid yang stabil. Contoh koloid pelindung adalah gelatin yang merupakan koloid padatan dalam medium air. Gelatin biasa digunakan pada pembuatan es krim untuk mencegah pembentukan kristal es yang kasar sehingga diperoleh es krim yang lebih lembut.

7. Dialisis

Proses dialisis yaitu proses menghilangkan muatan koloid dengan cara memasukkan koloid ke dalam membran semipermeabel (membran yang  mampu ditembus oleh ion, tetapi tidak mampu ditembus partikel koloid). Pada proses dialisis, koloid yang mengandung ion-ion dimasukkan ke dalam kantung penyaring, kemudian dicelupkan ke dalam medium pendispersi (air). Ion-ion dapat keluar melewati penyaring sehingga partikel koloid terbebas dari ion-ion. Kantung penyaring merupakan selaput semipermeabel yang hanya dapat dilewati ion dan air, tetapi tidak dapat dilewati partikel koloid. 

Pernahkah kalian mendengar tentang cuci darah? 

Bagaimana proses yang terjadi didalamnya? 

Proses pencucian darah biasanya dilakukan oleh pasien penderita gagal ginjal. Cara kerja dalam pencucian darah yaitu darah kotor dari pasien dilewatkan dalam pipa-pipa yang terbuat dari membran semipermeabel. Selama darah berjalan, pipa semipermeabel tersebut dialiri cairan (biasanya plasma darah) yang berfungsi sebagai pencuci. Proses pencucian darah pada gambar di atas menggunakan proses Dialisis.