There are two principal ways of preparation of colloids:
1. Dispersion of large particles to the colloidal dimensions. There are three methods of colloidal preparation using this method : mechanical, peptization, and Briedig arc methods.
a. Mechanical method
In the mechanical method, large particles are broken down into colloidal size particles by grinding. The colloidal size particles obtained are then dispersed in the dispersing medium by stirring. Paint pigments, for example, are produced by dispersing large particles by grinding in special mills.
b. Peptization method
A few solid substances such as gelatin, glue, and starch, when brought into contact with water, disperse spontaneously and form colloidal system. Gelatin , glue, and starch particles are already in colloidal size, the water simply disperses them. Gelatin, glue, and starch particles in water are said to undergo peptization.
c. Bredig arc method
Bredig arc method is used to prepare metallic sol such as colloid of gold in water. Gold metal that will be dispersed in water is used as electrode and is immersed in water as shown in figure above.
Gold atoms are released from gold electrodes when potential difference is given between the electrodes. The gold atom disperse and condense to produce colloidal particles in water.
2. Condensation of molecules dissolved in a true solution into larger colloidal particles.For examples, clouds form when water condense and produce very small droplets of colloidal size. Many con densation methods employ chemical reactions such as redox, double decomposition adn hydrolisis reactions.
a. By oxidation : A colloidal solution of sulphur can be obtained by bubbling oxygen (or any other oxidising agent like HNO3, Br2 etc.) through a solution of hydrogen sulphide in water.
2H2S + O2 (or any other agent) → 2H2O + 2S
b. By reduction : A number of metals such as silver, gold and platinum, have been obtained in colloidal state by treating the aqueous solution of their salts, with a suitable reducing agent such as formaldehyde, phenyl hydrazine, hydrogen peroxide, stannous chloride etc
2AuCl3 + 3SnCl2 → 3SnCl + 2Au
Gold sol
2AuCl3 + 3HCHO + 3H2O → 2Au + 3HCOOH + 6HCl
Gold sol
The gold sol, thus prepared, has a purple colour and is called purple of cassius.
c. By hydrolysis : Many salt solutions are rapidly hydrolysed by boiling dilute solutions of their salts. For example, ferric hydroxide and aluminium hydroxide sols are obtained by boiling solutions of the corresponding chlorides.
FeCl3 + 3H2O → Fe(OH)3 + 3HCl
Colloidal sol
Similarly silicic acid sol is obtained by the hydrolysis of sodium silicate.
d. By double decomposition : A sol of arsenic sulphide is obtained by passing hydrogen sulphide through a cold solution of arsenious oxide in water.
As2O3 + 3H2S → As2S3 + 3H2O
Tampilkan postingan dengan label koloid. Tampilkan semua postingan
Tampilkan postingan dengan label koloid. Tampilkan semua postingan
Rabu, April 13, 2011
EMULSIFIER *THE IMPORTANT THING IN DAILY LIFE*
Emulsion are mixture of liquids which ae immiscible. You have found out that when two liquids are immiscible they do not mix but form two different layers. Oil and water are like this but if you shake the mixture it becomes cloudy.
The apparent mixing that you see is due to the fact that ine of the liquids has been broken into tiny droplets which float suspended in the other liquid. If the mixture of oil and water now left to stand the two layers will re-form. To make emulsion, such as mayonnaise, an emulsifier is used to stop the droplets joining back together again to form a seperate layer. The emulsifier used when making mayonnaise is egg yolk. In may countries of the world, if you examine the ingridients on the side of many packets found in kitchen cupboards you will find that emulsifier have ‘E-numbers’ in the range E322 to E494. For example, ammonium phospatide E422 is used as the emulsifier in cocoa and chocolate. Other food addictives such as colourings and preservatives, are also given E-numbers but in different range of the emulsifier.
Cleaning agents are emulsifier
Soaps are sodium or potassium fatty acids salts, produced from the hydrolysis of fats in a chemical reaction called saponification. Each soap molecule has a long hydrocarbon chain, sometimes called its 'tail', with a carboxylate 'head'. In water, the sodium or potassium ions float free, leaving a negatively-charged head.
Soap is an excellent cleanser because of its ability to act as an emulsifying agent. An emulsifier is capable of dispersing one liquid into another immiscible liquid. This means that while oil (which attracts dirt) doesn't naturally mix with water, soap can suspend oil/dirt in such a way that it can be removed.
The organic part of a natural soap is a negatively-charged, polar molecule. Its hydrophilic (water-loving) carboxylate group (-CO2) interacts with water molecules via ion-dipole interactions and hydrogen bonding. The hydrophobic (water-fearing) part of a soap molecule, its long, nonpolar hydrocarbon chain, does not interact with water molecules. The hydrocarbon chains are attracted to each other by dispersion forces and cluster together, forming structures called micelles. In these micelles, the carboxylate groups form a negatively-charged spherical surface, with the hydrocarbon chains inside the sphere. Because they are negatively charged, soap micelles repel each other and remain dispersed in water.
Grease and oil are nonpolar and insoluble in water. When soap and soiling oils are mixed, the nonpolar hydrocarbon portion of the micelles break up the nonpolar oil molecules. A different type of micelle then forms, with nonpolar soiling molecules in the center. Thus, grease and oil and the 'dirt' attached to them are caught inside the micelle and can be rinsed away.
Although soaps are excellent cleansers, they do have disadvantages. As salts of weak acids, they are converted by mineral acids into free fatty acids:
CH3(CH2)16CO2-Na+ + HCl → CH3(CH2)16CO2H + Na+ + Cl-
These fatty acids are less soluble than the sodium or potassium salts and form a precipitate or soap scum. Because of this, soaps are ineffective in acidic water. Also, soaps form insoluble salts in hard water, such as water containing magnesium, calcium, or iron.
2 CH3(CH2)16CO2-Na+ + Mg2+ → [CH3(CH2)16CO2-]2Mg2+ + 2 Na+
The insoluble salts form bathtub rings, leave films that reduce hair luster, and gray/roughen textiles after repeated washings. Synthetic detergents, however, may be soluble in both acidic and alkaline solutions and don't form insoluble precipitates in hard water. But that is a different story.
G. Supplemental concepts
Water purification is the process of removing undesirable chemicals, materials, and biological contaminants from contaminated water. The goal is to produce water fit for a specific purpose. Most water is purified for human consumption (drinking water) but water purification may also be designed for a variety of other purposes, including meeting the requirements of medical, pharmacology, chemical and industrial applications. In general the methods used include physical processes such as filtration and sedimentation, biological processes such sallow sand filters or activated sludge, chemical processes such as flocculation and chlorination and the use of electromagnetic radiation such as ultraviolet light.
The apparent mixing that you see is due to the fact that ine of the liquids has been broken into tiny droplets which float suspended in the other liquid. If the mixture of oil and water now left to stand the two layers will re-form. To make emulsion, such as mayonnaise, an emulsifier is used to stop the droplets joining back together again to form a seperate layer. The emulsifier used when making mayonnaise is egg yolk. In may countries of the world, if you examine the ingridients on the side of many packets found in kitchen cupboards you will find that emulsifier have ‘E-numbers’ in the range E322 to E494. For example, ammonium phospatide E422 is used as the emulsifier in cocoa and chocolate. Other food addictives such as colourings and preservatives, are also given E-numbers but in different range of the emulsifier.
Cleaning agents are emulsifier
Soaps are sodium or potassium fatty acids salts, produced from the hydrolysis of fats in a chemical reaction called saponification. Each soap molecule has a long hydrocarbon chain, sometimes called its 'tail', with a carboxylate 'head'. In water, the sodium or potassium ions float free, leaving a negatively-charged head.
Soap is an excellent cleanser because of its ability to act as an emulsifying agent. An emulsifier is capable of dispersing one liquid into another immiscible liquid. This means that while oil (which attracts dirt) doesn't naturally mix with water, soap can suspend oil/dirt in such a way that it can be removed.
The organic part of a natural soap is a negatively-charged, polar molecule. Its hydrophilic (water-loving) carboxylate group (-CO2) interacts with water molecules via ion-dipole interactions and hydrogen bonding. The hydrophobic (water-fearing) part of a soap molecule, its long, nonpolar hydrocarbon chain, does not interact with water molecules. The hydrocarbon chains are attracted to each other by dispersion forces and cluster together, forming structures called micelles. In these micelles, the carboxylate groups form a negatively-charged spherical surface, with the hydrocarbon chains inside the sphere. Because they are negatively charged, soap micelles repel each other and remain dispersed in water.
Grease and oil are nonpolar and insoluble in water. When soap and soiling oils are mixed, the nonpolar hydrocarbon portion of the micelles break up the nonpolar oil molecules. A different type of micelle then forms, with nonpolar soiling molecules in the center. Thus, grease and oil and the 'dirt' attached to them are caught inside the micelle and can be rinsed away.
Although soaps are excellent cleansers, they do have disadvantages. As salts of weak acids, they are converted by mineral acids into free fatty acids:
CH3(CH2)16CO2-Na+ + HCl → CH3(CH2)16CO2H + Na+ + Cl-
These fatty acids are less soluble than the sodium or potassium salts and form a precipitate or soap scum. Because of this, soaps are ineffective in acidic water. Also, soaps form insoluble salts in hard water, such as water containing magnesium, calcium, or iron.
2 CH3(CH2)16CO2-Na+ + Mg2+ → [CH3(CH2)16CO2-]2Mg2+ + 2 Na+
The insoluble salts form bathtub rings, leave films that reduce hair luster, and gray/roughen textiles after repeated washings. Synthetic detergents, however, may be soluble in both acidic and alkaline solutions and don't form insoluble precipitates in hard water. But that is a different story.
G. Supplemental concepts
Water purification is the process of removing undesirable chemicals, materials, and biological contaminants from contaminated water. The goal is to produce water fit for a specific purpose. Most water is purified for human consumption (drinking water) but water purification may also be designed for a variety of other purposes, including meeting the requirements of medical, pharmacology, chemical and industrial applications. In general the methods used include physical processes such as filtration and sedimentation, biological processes such sallow sand filters or activated sludge, chemical processes such as flocculation and chlorination and the use of electromagnetic radiation such as ultraviolet light.
A. The Differences among Solution, Colloidal dispersion, and Suspension
Colloids represent a state intermediate between a solution and a suspension. Some of the noticeable differences among solution, colloidal dispersion, and suspension are given in table 1.
The differences of solution, colloidal dispersion, and suspension.
The differences of solution, colloidal dispersion, and suspension.
Selasa, Maret 08, 2011
[Part 3] Sifat-Sifat Koloid
Coba perhatikan gambar di bawah ini!
Dari tiga macam sistem dispersi tersebut, tunjukkan manakah larutan, koloid, dan suspensi??
Apa yang menyebabkan koloid memiliki sifat yang berbeda dari larutan dan suspensi??
A. Gerak Brown
Gerakan terpatah-patah (gerak zig-zag) yang terus menerus dalam koloid disebut gerak Brown. Gerak zig-zag ini disebut gerak Brown karena sesuai dengan nama penemunya Robert Brown seorang ahli biologi Skotlandia tahun 1872.
Gerak Brown terjadi sebagai akibat adanya tumbukan dari molekul-molekul pendispersi terhadap partikel terdispersi, sehingga partikel terdispersi akan terlontar. Lontaran tersebut akan mengakibatkan partikel terdispersi menumbuk partikel terdispersi yang lain dan akibatnya partikel yang tertumbuk akan terlontar. Peristiwa ini terjadi terus menerus yang diakibatkan karena ukuran partikel yang terdispersi relatif besar dibandingkan medium pendispersinya.
Gerak ini dipengaruhi oleh ukuran partikel dan suhu. Gerak ini akan makin cepat jika ukuran partikel koloid makin kecil atau suhunya makin tinggi.
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. Data tersebut hasil perhitungan Robert Brown yang dibuat dalam bentuk skala pada jarak tertentu.
B. Efek Tyndall
Bagaimanakah kita dapat mengenali suatu koloid? Kita dapat mengenalinya dengan cara melewatkan seberkas cahaya (sinar) kepada obyek yang akan kita kenali yang kita kenal dengan sebutan Efek Tyndall. Gejala ini pertama kali dipelajari oleh John Tyndall, ahli fisika bangsa inggris pada tahun 1869. Tyndall menemukan bahwa apabila suatu berkas cahaya dilewatkan pada koloid maka berkas cahaya tadi akan tampak. Tetapi apabila berkas cahaya yang sama dilewatkan pada dilewatkan pada larutan sejati, berkas cahaya tadi tidak akan tampak.
Efek Tyndall adalah suatu efek penghamburan berkas sinar oleh partikel-partikel yang terdapat dalam koloid, sehingga jalannya berkas sinar terlihat.
Gambar Efek Tyndall
Pengamatan mengenai efek Tyndall dapat dilihat pada gambar
Bila dilihat tegak lurus dari arah datangnya cahaya, maka akan terlihat sebagai berikut :
1. Jika obyek adalah larutan, maka cahaya akan diteruskan (transparan).
2. Jika obyek adalah koloid, maka cahaya akan dihamburkan dan partikel terdispersinya
tidak tampak.
3. Jika obyek adalah suspensi, maka cahaya akan dihamburkan tetapi partikel
terdispersinya dapat terlihat kelihatan.
Terhamburnya cahaya oleh partikel koloid disebut efek Tyndall. Partikel koloid dan suspensi cukup besar untuk dapat menghamburkan sinar, sedangkan partikel-partikel larutan berukuran sangat kecil sehingga tidak dapat menghamburkan cahaya. Dalam kehidupan sehari-hari, efek Tyndall dapat kita amati antara lain pada:
1. Sorot lampu proyektor dalam gedung bioskop yang berasap dan berdebu
2. Sorot lampu mobil pada malam yang berkabut
3. Berkas sinar matahari melalui celah daun pohon-pohon pada pagi hari yang berkabut.
Efek Tyndall dapat menerangkan mengapa langit pada siang hari berwarna biru, sedangkan ketika 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 yang sama. Oleh karena intensitas cahaya yang dihamburkan berbanding lurus dengan frekuensi, maka ketika matahari melintas di atas kita frekuensi paling tinggilah yang banyak sampai ke mata kita, sehingga kita melihat langit berwarna biru. Ketika matahari terbenam, hamburan frekuensi rendah lebih banyak, sehingga kita menyaksikan langit berwarna jingga atau merah.
Cahaya matahari yang masuk melalui sela-sela pepohonan akan tampak dengan nyata sebab cahaya itu dihamburkan oleh partikel kabut yang merupakan suatu koloid.
B. Adsorpsi
Partikel koloid mempunyai kemampuan menyerap ion atau muatan listrik pada permukaannya. Oleh karena itu, partikel koloid menjadi bermuatan listrik. Penyerapan pada permukaan disebut adsorpsi, jika penyerapan sampai ke bawah permukaan disebut absorpsi. Kemampuan menarik ini disebabkan adanya tegangan permukaan koloid yang cukup tinggi, sehingga apabila ada partikel yang menempel akan canderung dipertahankan pada permukaannya. Bila partikel koloid mengadsorpsi ion yang bermuatan positif, maka koloid tersebut menjadi bermuatan positif, dan sebaliknya. Muatan koloid merupakan faktor yang menstabilkan koloid, disamping gerak Brown. Karena partikel-partikel koloid bermuatan sejenis maka akan saling tolak menolak sehingga terhindar dari pengelompokan antar sesama partikel koloid itu (jika partikel koloid itu saling bertumbukan dan kemudian bersatu, maka lama kelamaan terbentuk partikel yang cukup besar dan akhirnya akan mengendap).
Selain dari ion, partikel koloid juga dapat menarik muatan dari listrik statis, karena adanya peristiwa adsorpsi partikel koloid bermuatan listrik, maka jika koloid diletakkan dalam medan listrik, partikelnya akan bergerak menuju kutub yang muatannya berlawanan dengan muatan koloid tersebut.
Antara partikel koloid dengan ion-ion yang diadsorpsi akan membentuk beberapa lapisan, yaitu :
• Lapisan pertama ialah lapisan inti yang bersifat netral, terdiri atas partikel koloid netral.
• Lapisan ion dalam ialah lapisan ion-ion yang diadsorpsi oleh koloid
• Lapisan ion luar
C. Elektroforesis
Partikel koloid dapat bergerak dalam medan listrik. Hal ini menunjukkan bahwa partikel koloid tersebut bermuatan. Pergerakan partikel koloid dalam medan listrik ini disebut elektroforesis. Partikel-partikel koloid yang bermuatan dengan bantuan arus listrik akan mengalir ke masing-masing elektroda yang bermuatannya berlawanan. Koloid bermuatan negatif akan bergerak ke anoda (elektro positif), sedangkan koloid yang bermuatan positif bergerak ke katoda (elektroda negatif). Dengan demikian elektroforesis dapat digunakan untuk menentukan jenis muatan koloid.
E. Koagulasi
Koagulasi adalah penggumpalan partikel koloid sehingga terjadi endapan. Dengan terjadinya koagulasi, zat terdispersi tidak lagi membentuk koloid. Suatu koloid distabilkan oleh muatannya. Apabila muatan koloid dilucuti, maka kestabilannya akan berkurang dan dapat menyebabkan koagulasi atau penggumpalan. Koagulasi atau penggumpalan dapat disebabkan oleh adanya pemanasan atau pendinginan. Pelucutan muatan koloid dapat terjadi pada sel elektroforesis atau jika elektrolit ditambahkan ke dalam koloid. Pada elektroforesis, koagulasi terjadi ketika partikel koloid mencapai elektroda. Jadi, koloid yang bermuatan negatif akan digumpalkan di anoda, sedangkan koloid yang bermuatan positif digumpalkan di katoda.
Adapun koagulasi koloid karena penambahan elektrolit terjadi sebagai berikut. 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 kedua. Apabila selubung lapisan kedua itu terlalu dekat, maka selubung itu akan menetralkan muatan koloid, sehingga terjadi koagulasi. Semakin besar muatan ion, semakin kuat daya tarik-menariknya dengan partikel koloid, sehingga semakin cepat terjadi koagulasi.
Penghilangan muatan listrik pada partikel koloid dapat dilakukan dengan tiga cara, yaitu :
• Menggunakan prinsip elektrolisis
Proses elektroforesis adalah pergerakan partikel-partikel koloid yang bermuatan ke elektrode dengan muatan berlawanan. Ketika partikel-partikel ini mencapai elektrode, maka partikel-partikel tersebut akan kehilangan muatannya sehingga menggumpal dan mengendap di elektrode.
• Penambahan koloid lain dengan muatan berlawanan
Apabila suatu koloid ditambahkan koloid lain dengan muatan berlawanan, maka kedua koloid tersebut akan saling mengadsorpsi dan menjadi netral. Akibatnya, terbentuk koagulasi.
• Penambahan elektrolit
Jika suatu elektrolit ditambahkan ke dalam koloid, maka partikel-partikel koloid yang bermuatan negatif akan menarik ion positif (kation) dari elektrolit. Sementara itu, partikel-partikel koloid yang bermuatan positif akan menarik ion negatif (anion) dari elektrolit. Hal ini menyebabkan partikel-partikel koloid tersebut dikelilingi oleh lapisan kedua yang memiliki muatan berlawanan dengan muatan lapisan pertama. Apabila jarak antara lapisan pertama dan kedua cukup dekat, maka muatan keduanya akan hilang sehingga terjadi koagulasi.
Sol Fe(OH)3 bermuatan positif yang dikelilingi oleh ion-ion negative Cl- atau PO43- akan kehilangan muatannya. Oleh karena ion PO43- memiliki muatan yang lebih besar dibandingkan Cl-, maka ion PO43- lebih efektif untuk menghilangkan muatan koloid. Hal ini ditunjukkan oleh jumlah molekul ion PO43- yang lebih sedikit di sekeliling Fe(OH)3 dibanding jumlah Cl-.
F. Koloid Pelindung
Koloid pelindung adalah koloid yang dapat melindungi/menstabilkan koloid lain dari proses koagulasi atau penggumpalan. Koloid pelindung akan membungkus partikel zat terdispersi sehingga tidak dapat lagi menggumpal. Koloid pelindung sering digunakan diantaranya pada koloid tinta, cat, dan es krim. Koloid pelindung yang berfungsi untuk menstabilkan emulsi disebut emulgator, misalnya susu yang merupakan emulsi lemak-air, emulgatornya adalah kasein. Demikian juga pada santan dan lateks, sedangkan emulgator antara minyak dan air adalah sabun dan detergen. Koloid ini akan membungkus partikel zat terdispersi, sehingga tidak dapat lagi mengelompok.
G. Koloid Liofil dan Liofob
Umumnya terjadi pada koloid yang fase terdispersinya padatan dan mediumnya cairan atau berupa sol, sehingga lebih dikenal sebagai sol liofil atau sol liofob.
Liofil berasal dari bahasa Yunani yang tersusun dari kata lio yang berarti cairan dan fil yang berarti suka. Jadi, Sol liofil adalah sol dimana fase terdispersinya suka akan medium pendispersinya (suka akan cairan) atau dapat dikatakan juga sol yang afinitas atau gaya tarik-menarik antara fase terdispersi terhadap mediumnya sangat kuat.
Liofob berasal dari bahasa Yunani yang tersusun dari kata lio yang berarti cairan dan fob yang berarti benci. Jadi, sol liofob adalah kebalikan dari sol liofil, yaitu sol dimana partikel fase terdispersinya kurang/tidak suka akan cairannya (mediumnya) karena gaya tarik-menarik antara fase terdispersi terhadap mediumnya tidak ada atau sangat lemah.
Jika medium pendispersi yang digunakan adalah air, maka kedua jenis koloid di atas masing-masing disebut koloid hidrofil (suka air) dan koloid hidrofob (takut air). Berikut ini adalah beberapa contoh dari koloid hidrofil dan koloid hidrofob.
Contoh :
Koloid Hidrofil : sabun colek, deterjen, agar-agar, kanji, dan gelatin.
Koloid Hidrofob : air diatas daun talas dan belerang dalam air.
Dari tiga macam sistem dispersi tersebut, tunjukkan manakah larutan, koloid, dan suspensi??
Apa yang menyebabkan koloid memiliki sifat yang berbeda dari larutan dan suspensi??
A. Gerak Brown
Gerakan terpatah-patah (gerak zig-zag) yang terus menerus dalam koloid disebut gerak Brown. Gerak zig-zag ini disebut gerak Brown karena sesuai dengan nama penemunya Robert Brown seorang ahli biologi Skotlandia tahun 1872.
Gerak Brown terjadi sebagai akibat adanya tumbukan dari molekul-molekul pendispersi terhadap partikel terdispersi, sehingga partikel terdispersi akan terlontar. Lontaran tersebut akan mengakibatkan partikel terdispersi menumbuk partikel terdispersi yang lain dan akibatnya partikel yang tertumbuk akan terlontar. Peristiwa ini terjadi terus menerus yang diakibatkan karena ukuran partikel yang terdispersi relatif besar dibandingkan medium pendispersinya.
Gerak ini dipengaruhi oleh ukuran partikel dan suhu. Gerak ini akan makin cepat jika ukuran partikel koloid makin kecil atau suhunya makin tinggi.
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. Data tersebut hasil perhitungan Robert Brown yang dibuat dalam bentuk skala pada jarak tertentu.
B. Efek Tyndall
Bagaimanakah kita dapat mengenali suatu koloid? Kita dapat mengenalinya dengan cara melewatkan seberkas cahaya (sinar) kepada obyek yang akan kita kenali yang kita kenal dengan sebutan Efek Tyndall. Gejala ini pertama kali dipelajari oleh John Tyndall, ahli fisika bangsa inggris pada tahun 1869. Tyndall menemukan bahwa apabila suatu berkas cahaya dilewatkan pada koloid maka berkas cahaya tadi akan tampak. Tetapi apabila berkas cahaya yang sama dilewatkan pada dilewatkan pada larutan sejati, berkas cahaya tadi tidak akan tampak.
Efek Tyndall adalah suatu efek penghamburan berkas sinar oleh partikel-partikel yang terdapat dalam koloid, sehingga jalannya berkas sinar terlihat.
Gambar Efek Tyndall
Pengamatan mengenai efek Tyndall dapat dilihat pada gambar
Bila dilihat tegak lurus dari arah datangnya cahaya, maka akan terlihat sebagai berikut :
1. Jika obyek adalah larutan, maka cahaya akan diteruskan (transparan).
2. Jika obyek adalah koloid, maka cahaya akan dihamburkan dan partikel terdispersinya
tidak tampak.
3. Jika obyek adalah suspensi, maka cahaya akan dihamburkan tetapi partikel
terdispersinya dapat terlihat kelihatan.
Terhamburnya cahaya oleh partikel koloid disebut efek Tyndall. Partikel koloid dan suspensi cukup besar untuk dapat menghamburkan sinar, sedangkan partikel-partikel larutan berukuran sangat kecil sehingga tidak dapat menghamburkan cahaya. Dalam kehidupan sehari-hari, efek Tyndall dapat kita amati antara lain pada:
1. Sorot lampu proyektor dalam gedung bioskop yang berasap dan berdebu
2. Sorot lampu mobil pada malam yang berkabut
3. Berkas sinar matahari melalui celah daun pohon-pohon pada pagi hari yang berkabut.
Efek Tyndall dapat menerangkan mengapa langit pada siang hari berwarna biru, sedangkan ketika 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 yang sama. Oleh karena intensitas cahaya yang dihamburkan berbanding lurus dengan frekuensi, maka ketika matahari melintas di atas kita frekuensi paling tinggilah yang banyak sampai ke mata kita, sehingga kita melihat langit berwarna biru. Ketika matahari terbenam, hamburan frekuensi rendah lebih banyak, sehingga kita menyaksikan langit berwarna jingga atau merah.
Cahaya matahari yang masuk melalui sela-sela pepohonan akan tampak dengan nyata sebab cahaya itu dihamburkan oleh partikel kabut yang merupakan suatu koloid.
B. Adsorpsi
Partikel koloid mempunyai kemampuan menyerap ion atau muatan listrik pada permukaannya. Oleh karena itu, partikel koloid menjadi bermuatan listrik. Penyerapan pada permukaan disebut adsorpsi, jika penyerapan sampai ke bawah permukaan disebut absorpsi. Kemampuan menarik ini disebabkan adanya tegangan permukaan koloid yang cukup tinggi, sehingga apabila ada partikel yang menempel akan canderung dipertahankan pada permukaannya. Bila partikel koloid mengadsorpsi ion yang bermuatan positif, maka koloid tersebut menjadi bermuatan positif, dan sebaliknya. Muatan koloid merupakan faktor yang menstabilkan koloid, disamping gerak Brown. Karena partikel-partikel koloid bermuatan sejenis maka akan saling tolak menolak sehingga terhindar dari pengelompokan antar sesama partikel koloid itu (jika partikel koloid itu saling bertumbukan dan kemudian bersatu, maka lama kelamaan terbentuk partikel yang cukup besar dan akhirnya akan mengendap).
Selain dari ion, partikel koloid juga dapat menarik muatan dari listrik statis, karena adanya peristiwa adsorpsi partikel koloid bermuatan listrik, maka jika koloid diletakkan dalam medan listrik, partikelnya akan bergerak menuju kutub yang muatannya berlawanan dengan muatan koloid tersebut.
Antara partikel koloid dengan ion-ion yang diadsorpsi akan membentuk beberapa lapisan, yaitu :
• Lapisan pertama ialah lapisan inti yang bersifat netral, terdiri atas partikel koloid netral.
• Lapisan ion dalam ialah lapisan ion-ion yang diadsorpsi oleh koloid
• Lapisan ion luar
C. Elektroforesis
Partikel koloid dapat bergerak dalam medan listrik. Hal ini menunjukkan bahwa partikel koloid tersebut bermuatan. Pergerakan partikel koloid dalam medan listrik ini disebut elektroforesis. Partikel-partikel koloid yang bermuatan dengan bantuan arus listrik akan mengalir ke masing-masing elektroda yang bermuatannya berlawanan. Koloid bermuatan negatif akan bergerak ke anoda (elektro positif), sedangkan koloid yang bermuatan positif bergerak ke katoda (elektroda negatif). Dengan demikian elektroforesis dapat digunakan untuk menentukan jenis muatan koloid.
E. Koagulasi
Koagulasi adalah penggumpalan partikel koloid sehingga terjadi endapan. Dengan terjadinya koagulasi, zat terdispersi tidak lagi membentuk koloid. Suatu koloid distabilkan oleh muatannya. Apabila muatan koloid dilucuti, maka kestabilannya akan berkurang dan dapat menyebabkan koagulasi atau penggumpalan. Koagulasi atau penggumpalan dapat disebabkan oleh adanya pemanasan atau pendinginan. Pelucutan muatan koloid dapat terjadi pada sel elektroforesis atau jika elektrolit ditambahkan ke dalam koloid. Pada elektroforesis, koagulasi terjadi ketika partikel koloid mencapai elektroda. Jadi, koloid yang bermuatan negatif akan digumpalkan di anoda, sedangkan koloid yang bermuatan positif digumpalkan di katoda.
Adapun koagulasi koloid karena penambahan elektrolit terjadi sebagai berikut. 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 kedua. Apabila selubung lapisan kedua itu terlalu dekat, maka selubung itu akan menetralkan muatan koloid, sehingga terjadi koagulasi. Semakin besar muatan ion, semakin kuat daya tarik-menariknya dengan partikel koloid, sehingga semakin cepat terjadi koagulasi.
Penghilangan muatan listrik pada partikel koloid dapat dilakukan dengan tiga cara, yaitu :
• Menggunakan prinsip elektrolisis
Proses elektroforesis adalah pergerakan partikel-partikel koloid yang bermuatan ke elektrode dengan muatan berlawanan. Ketika partikel-partikel ini mencapai elektrode, maka partikel-partikel tersebut akan kehilangan muatannya sehingga menggumpal dan mengendap di elektrode.
• Penambahan koloid lain dengan muatan berlawanan
Apabila suatu koloid ditambahkan koloid lain dengan muatan berlawanan, maka kedua koloid tersebut akan saling mengadsorpsi dan menjadi netral. Akibatnya, terbentuk koagulasi.
• Penambahan elektrolit
Jika suatu elektrolit ditambahkan ke dalam koloid, maka partikel-partikel koloid yang bermuatan negatif akan menarik ion positif (kation) dari elektrolit. Sementara itu, partikel-partikel koloid yang bermuatan positif akan menarik ion negatif (anion) dari elektrolit. Hal ini menyebabkan partikel-partikel koloid tersebut dikelilingi oleh lapisan kedua yang memiliki muatan berlawanan dengan muatan lapisan pertama. Apabila jarak antara lapisan pertama dan kedua cukup dekat, maka muatan keduanya akan hilang sehingga terjadi koagulasi.
Sol Fe(OH)3 bermuatan positif yang dikelilingi oleh ion-ion negative Cl- atau PO43- akan kehilangan muatannya. Oleh karena ion PO43- memiliki muatan yang lebih besar dibandingkan Cl-, maka ion PO43- lebih efektif untuk menghilangkan muatan koloid. Hal ini ditunjukkan oleh jumlah molekul ion PO43- yang lebih sedikit di sekeliling Fe(OH)3 dibanding jumlah Cl-.
F. Koloid Pelindung
Koloid pelindung adalah koloid yang dapat melindungi/menstabilkan koloid lain dari proses koagulasi atau penggumpalan. Koloid pelindung akan membungkus partikel zat terdispersi sehingga tidak dapat lagi menggumpal. Koloid pelindung sering digunakan diantaranya pada koloid tinta, cat, dan es krim. Koloid pelindung yang berfungsi untuk menstabilkan emulsi disebut emulgator, misalnya susu yang merupakan emulsi lemak-air, emulgatornya adalah kasein. Demikian juga pada santan dan lateks, sedangkan emulgator antara minyak dan air adalah sabun dan detergen. Koloid ini akan membungkus partikel zat terdispersi, sehingga tidak dapat lagi mengelompok.
G. Koloid Liofil dan Liofob
Umumnya terjadi pada koloid yang fase terdispersinya padatan dan mediumnya cairan atau berupa sol, sehingga lebih dikenal sebagai sol liofil atau sol liofob.
Liofil berasal dari bahasa Yunani yang tersusun dari kata lio yang berarti cairan dan fil yang berarti suka. Jadi, Sol liofil adalah sol dimana fase terdispersinya suka akan medium pendispersinya (suka akan cairan) atau dapat dikatakan juga sol yang afinitas atau gaya tarik-menarik antara fase terdispersi terhadap mediumnya sangat kuat.
Liofob berasal dari bahasa Yunani yang tersusun dari kata lio yang berarti cairan dan fob yang berarti benci. Jadi, sol liofob adalah kebalikan dari sol liofil, yaitu sol dimana partikel fase terdispersinya kurang/tidak suka akan cairannya (mediumnya) karena gaya tarik-menarik antara fase terdispersi terhadap mediumnya tidak ada atau sangat lemah.
Jika medium pendispersi yang digunakan adalah air, maka kedua jenis koloid di atas masing-masing disebut koloid hidrofil (suka air) dan koloid hidrofob (takut air). Berikut ini adalah beberapa contoh dari koloid hidrofil dan koloid hidrofob.
Contoh :
Koloid Hidrofil : sabun colek, deterjen, agar-agar, kanji, dan gelatin.
Koloid Hidrofob : air diatas daun talas dan belerang dalam air.
[Part 2] Koloid ada di sekitar kita~~~ macam-macamnya
Koloid mudah dijumpai di mana-mana: susu, agar-agar, tinta, sampo, serta awan merupakan contoh-contoh koloid yang dpat dijumpai sehari-hari. Sitoplasma dalam sel juga merupakan sistem koloid. Kimia koloid menjadi kajian tersendiri dalam kimia industri karena kepentingannya.
Berdasarkan fasa terdispersinya, sistem koloid dapat dikelompokkan menjadi 3, yaitu:
1. Sol (fase terdispersi padat)
a. Sol padat adalah sol dalam medium pendispersi padat
Contoh: paduan logam, gelas warna, intan hitam
b. Sol cair adalah sol dalam medium pendispersi cair
Contoh: cat, tinta, tepung dalam air, tanah liat
c. Sol gas adalah sol dalam medium pendispersi gas
Contoh: debu di udara, asap pembakaran
2. Emulsi (fase terdispersi cair)
a. Emulsi padat adalah emulsi dalam medium pendispersi padat
Gel adalah emulsi dalam medium pendispersi zat padat, dapat juga dianggap sebagai hasil bentukkan dari penggumpalan sebagian sol cair. Partikel-partikel sol akan bergabung untuk membentuk suatu rantai panjang pada proses penggumpalan ini. Rantai tersebut akan saling bertaut sehingga membentuk suatu struktur padatan di mana medium pendispersi cair terperangkap dalam lubang-lubang struktur tersebut. Sehingga, terbentuklah suatu massa berpori yang semi-padat dengan struktur gel.
Contoh: Jelly, keju, mentega, nasi
b. Emulsi cair adalah emulsi dalam medium pendispersi cair
Emulsi cair melibatkan dua zat cair yang tercampur, tetapi tidak dapat saling melarutkan, dapat juga disebut zat cair polar dan zat cair non-polar. Biasanya salah satu zat cair ini adalah air (zat cair polar) dan zat lainnya; minyak (zat cair non-polar). Emulsi cair itu sendiri dapat digolongkan menjadi 2 jenis, yaitu; emulsi minyak dalam air (contoh: susu yang terdiri dari lemak yang terdispersi dalam air,jadi butiran minyak di dalam air), atau emulsi air dalam minyak (contoh: margarin yang terdiri dari air yang terdispersi dalam minyak, jadi butiran air dalam minyak).
c. Emulsi gas adalah emulsi dalam medium pendispersi gas.
Emulsi gas dapat disebut juga aerosol cair yang merupakan emulsi dalam medium pendispersi gas. Aerosol cair juga memiliki sifat-sifat seperti sol liofob; efek Tyndall, gerak Brown, dan kestabilan denganmuatan partikel.
Contoh: hairspray dan obat nyamuk, untuk dapat membentuk koloid atau menghasilkan semprot aerosol yang diperlukan, dibutuhkan bantuan bahan pendorong/ propelan aerosol, anatara lain CFC (klorofuorokarbon atau Freon).
d. Buih (fase terdispersi gas)
1. Buih padat adalah buih dalam medium pendispersi padat
Contoh: Batu apung, marshmallow, karet busa, dan Styrofoam.
2. Buih cair adalah buih dalam medium pendispersi cair
Contoh: putih telur yang dikocok, dan busa sabun
Untuk pengelompokan buih, jika fase terdispersi dan medium pendispersi sama- sama berupa gas, campurannya tergolong larutan
Berdasarkan fasa terdispersinya, sistem koloid dapat dikelompokkan menjadi 3, yaitu:
1. Sol (fase terdispersi padat)
a. Sol padat adalah sol dalam medium pendispersi padat
Contoh: paduan logam, gelas warna, intan hitam
b. Sol cair adalah sol dalam medium pendispersi cair
Contoh: cat, tinta, tepung dalam air, tanah liat
c. Sol gas adalah sol dalam medium pendispersi gas
Contoh: debu di udara, asap pembakaran
2. Emulsi (fase terdispersi cair)
a. Emulsi padat adalah emulsi dalam medium pendispersi padat
Gel adalah emulsi dalam medium pendispersi zat padat, dapat juga dianggap sebagai hasil bentukkan dari penggumpalan sebagian sol cair. Partikel-partikel sol akan bergabung untuk membentuk suatu rantai panjang pada proses penggumpalan ini. Rantai tersebut akan saling bertaut sehingga membentuk suatu struktur padatan di mana medium pendispersi cair terperangkap dalam lubang-lubang struktur tersebut. Sehingga, terbentuklah suatu massa berpori yang semi-padat dengan struktur gel.
Contoh: Jelly, keju, mentega, nasi
b. Emulsi cair adalah emulsi dalam medium pendispersi cair
Emulsi cair melibatkan dua zat cair yang tercampur, tetapi tidak dapat saling melarutkan, dapat juga disebut zat cair polar dan zat cair non-polar. Biasanya salah satu zat cair ini adalah air (zat cair polar) dan zat lainnya; minyak (zat cair non-polar). Emulsi cair itu sendiri dapat digolongkan menjadi 2 jenis, yaitu; emulsi minyak dalam air (contoh: susu yang terdiri dari lemak yang terdispersi dalam air,jadi butiran minyak di dalam air), atau emulsi air dalam minyak (contoh: margarin yang terdiri dari air yang terdispersi dalam minyak, jadi butiran air dalam minyak).
c. Emulsi gas adalah emulsi dalam medium pendispersi gas.
Emulsi gas dapat disebut juga aerosol cair yang merupakan emulsi dalam medium pendispersi gas. Aerosol cair juga memiliki sifat-sifat seperti sol liofob; efek Tyndall, gerak Brown, dan kestabilan denganmuatan partikel.
Contoh: hairspray dan obat nyamuk, untuk dapat membentuk koloid atau menghasilkan semprot aerosol yang diperlukan, dibutuhkan bantuan bahan pendorong/ propelan aerosol, anatara lain CFC (klorofuorokarbon atau Freon).
d. Buih (fase terdispersi gas)
1. Buih padat adalah buih dalam medium pendispersi padat
Contoh: Batu apung, marshmallow, karet busa, dan Styrofoam.
2. Buih cair adalah buih dalam medium pendispersi cair
Contoh: putih telur yang dikocok, dan busa sabun
Untuk pengelompokan buih, jika fase terdispersi dan medium pendispersi sama- sama berupa gas, campurannya tergolong larutan
KOLOID ada di sekitar kita~~~ let's learn about it! Part 1
Dalam kehidupan sehari-hari, sering kita temui beberapa produk yang merupakan campuran dari beberapa zat, tetapi zat tersebut dapat bercampur secara merata/homogen. Misalnya saja cincau, sabun, sol belerang, dan nata de coco. Produk-produk seperti itu termasuk ke dalam campuran yang disebut koloid.
Apa yang dimaksud dengan koloid, bagaimana sifat-sifatnya, dan bagaimana pembuatannya?
Koloid banyak terdapat disekitar kita, contohnya yaitu lem, jelly, dan santan. Nama koloid diberikan oleh Thomas Graham pada tahun 1861. Istilah itu berasal dari bahasa Yunani, yaitu “kolla” dan “oid”. Kolla berarti lem, sedangkan oid berarti seperti. Dalam hal ini yang dikaitkan dengan lem adalah sifat difusinya, sebab koloid mempunyai nilai difusi yang rendah seperti lem. Koloid adalah suatu campuran zat homogen berisi partikel-partikel pada rentang ukuran dari 1nm sampai 1000nm tapi berbeda sifat dan tidak benar-benar larut dan berinteraksi. Partikel-partikel di dalam koloid tersebar diseluruh medium pendispersi. Brady, et al. (200:558); Wilbraham, et al. (2005).
Koloid perlu dipelajari karena berkaitan erat dengan hidup dan kehidupan kita sehari-hari. Cairan tubuh seperti darah, adalah koloid. Bahan makanan seperti susu, keju, nasi, roti adalah koloid. Cat, berbagai jenis obat, bahan kosmetik, dan tanah pertanian juga merupakan koloid.
Langganan:
Postingan (Atom)