MENGELOMPOKAN SIFAT-SIFAT KOLOID

STANDAR KOMPETENSI

Menjelaskan sistem dan sifat koloid serta penerapannya dalam kehidupan sehari-hari

KOMPETENSI DASAR

5.1   Membuat berbagai sistem koloid dengan bahan-bahan yang ada di sekitarnya

5.2   Mengelompokkan sifat-sifat koloid dan penerapannya dalam kehidupan sehari-hari

Indikator

1.         Mengelompokkan campuran yang ada di lingkungannya ke dalam suspensi kasar, sistem koloid, dan larutan sejati serta menyimpulkan perbedaannya.

2.         Menjelaskan adanya 8 macam sistem koloid berdasarkan fasa terdispersi dan medium pendispersi.

3.         Mengelompokkan koloid yang ada di lingkungan ke dalam beberapa macam sistem koloid.

4.         Menjelaskan penggunaan sistem koloid di industri kosmetik, makanan, farmasi dan sebagainya.

Apersepsi                             

Pernahkah kamu memperhatikan proses pengecatan rumah ?

Kebanyakan cat rumah merupakan pigmen dasar yang dicampur dengan acrylic resins dilarutkan dalam air. Cat digunakan dalam bentuk cair. Setelah air mengering dan resins mengeras, meninggalkan lapisan yang tipis di permukaan benda yang di cat.

Gambar 1.1 Cat Tembok

Cat adalah salah satu contoh koloid. Banyak sekali hasil industri yang berupa kloloid, untuk mengetahui lebih banyak tentang koloid cobalah kamu simak bahan kajian berikut.

Pengertian Sistem Koloid

Pernahkah kamu membandingkan pada saat melarutkan garam dapur dalam air dan mencampurkan tepung kanji dengan air. Jika garam dapur dicampurkan ke dalam air, molekul garam dapur segera larut dan terbentuklah suatu larutan yang jernih dan bila tepung kanji  dicampurkan dengan air, ternyata tepung  ’’ larut’’ tetapi ’’ larutan ’’ itu tidak bening melainkan keruh.  Jika didiamkan, campuran itu tidak memisah  dan juga tidak dapat disaring ( hasil penyaringan tetap keruh ). Lain lagi kalau kita mencampurkan tepung beras dengan air, ternyata tepung  beras  tidak larut. Walaupun campuran ini diaduk, lambat laun tepung beras  akan memisah ( menngendap).

Jika garam dapur  dicampurkan ke dalam air, terbentuklah suatu larutan yang jernih. Ukuran partikel garam dapur  dalam larutan lebih kecil dari 10^-7 cm dan tidak dapat dipisahkan dari air dengan cara penyaringan. Jika tepung beras  dicampurkan dengan air, tepung beras dan air akan memisah ketika campuran itu didiamkan. Campuran semacam itu disebut suspensi. Partikel  tepung beras  berukuran lebih besar dari 10^-5 cm, dan dapat dipisahkan dengan cara penyaringan. Diantara kedua sistem di atas ( antara suspensi dan larutan ), terdapat sistem koloid. Contohnya, yaitu jika  tepung kanji  dicampurkan dengan air.

Istilah koloid diusulkan oleh Thomas Graham (1805-1869) dari Inggris pada tahun 1861. Graham mengamati bahwa zat seperti kanji, gelatin, getah, dan albumin berdifusi sangat lambat dan tidak menembus membran tertentu. Kelompok ini yang dinamainya koloid, yang berarti seperti lem  ( bahasa Yunani : kolla = lem, oidos = seperti).

Dewasa ini istilah koloid dipakai untuk menyatakan ukuran partikel serta sistim campuran. Partikel-partikel suatu zat dikatakan berukuran koloid apabila berdiameter  antara 10^-5 sampai  10^-7 cm. Yang disebut sistem koloid adalah suatu campuran zat dimana suatu zat tersebar merata dengan berukuran koloid dalam suatu zat lain.

Sebagaimana halnya larutan yang tersusun dari zat terlarut dan pelarut, maka sistem koloid juga tersusun dari dua komponen, yaitu fase terdispersi dan fase pendispersi, yaitu zat medium tempat partikel-partikel koloid itu tersebar.

Perbandingan sifat Larutan, Koloid dan Suspensi

Larutan (Dispersi Molekuler)	Koloid (Dispersi Koloid)	Suspensi (Dispersi Kasar)
Contoh : Larutan garam dapur dalam air	Contoh : Campuran tepung  kanji dengan air	Contoh : Campuran tepung beras  dengan air
1.         Homogen, tak dpat dibedakan walaupun menggunakan mikroskop ultra.	1.         Secara makroskopis bersifat homogen tetapi heterogen jika diamati dengan mikroskop ultra.	1.         Heterogen
2.         Semua partikel berdemensi (panjang, lebar atau tebal) kurang dari 1 nm.	2.         Partikel berdemensi antara 1 nm samapi 100 nm	2.         Salah satu atau semua demensi partikelnya lebih besar dari 100 nm
3.         Satu fase	3.         Dua fase	3.         dua fase
4.         Stabil	4.         Pada umumnya stabil	4.         Tidak stabil
5.         tidak dapat disaring.	5.         Tidak dapat disaring kecuali dengan penyaring ultra.	5.         Dapat disaring.

Dalam kehidupan sehari-hari kita dapat menemukan campuran yang tergolong larutan, koloid atau suspensi.

Contoh larutan : larutan garam, larutan gula, spiritus, alkohol 60%, larutan cuka, air laut, udara dan bensin.

Contoh koloid : susu, santan, jelli, selai, mentega dan mayonase.

Contoh suspensi : air sungai yang keruh, campuran air dengan pasir, tepung beras dengan air, dan campuran minyak dengan air.
Untuk lebih jelasnya perbedaan suspensi, koloid dan larutan dapat dilihat dalam video berikut:

Setelah melihat video tersebut, buatlah rancangan percobaan untuk membedakan larutan, suspensi dan koloid.

JENIS-JENIS KOLOID 

Gambar 1. Kabut di pegunungan, Cat, dan Cerobong asap pabrik

 Kalau kita perhatikan foto-foto di atas, pikirkan secara bersama-sama zat-zat apa saja yang  terkandung di dalamnya. Ingatlah bahwa koloid adalah campuran yang terdiri atas partikel yang kecil yang terdistribusikan ke dalam materi lain

Telah kamu ketahui bahwa sistem koloid terdiri atas dua fase, yaitu fase terdispersi dan fase pendispersi (medium pendispersi). Koloid digolongkan berdasarkan fase terdispersi dan fase pendispersinya. Baik fase terdispersi maupun fase pendispersi dalam suatu sistem koloid dapat berupa gas, cair atau padat. Berdasarkan fase terdispersinya, sistem kolid dapat dikelompokkan menjadi 3 yaitu :

1.         Sol

Sol adalah koloid dengan fase terdispersi padat dan medium pendispersi dapat berupa zat padat, zat cair, atau gas. Oleh karena itu koloid sol ada 3 jenis yaitu :

a.         Sol padat (sol dalam medium pendispersi padat ).

b.         Sol cair ( sol dalam medium pendispersi cair).

c.         Sol gas (sol dalam medium pendispersi gas).

2.         Emulsi

Emulsi adalah suatu jenis koloid dengan fase terdispersi berupa zat cair dan medium pendispersi dapat berupa zat padat, zat cair atau gas. Oleh karena itu ada 3 jenis emulsi yaitu :

a.         Emulsi gas (aerosol cair)

b.         Emulsi cair

c.         Emulsi padat (gel)

3.         Buih

Buih adalah satu jenis koloid dengan fase terdispersi berupa gas dan medium pendispersi dapat berupa zat cair atau zat padat. Perlu kamu ingat bahwa campuran

Dengan demikian kita mengenal 8 jenis sistem koloid, seperti yang tercantum dalam tabel berikut.

Tabel Jenis-jenis koloid

No	Fase Terdispersi	Fase Pendispersi	Nama	Contoh
1.	Padat	Gas	Aerosol padat	Asap (smoke), debu di udara, buangan knalpot
2.	Padat	Cair	Sol	Sol emas, sol belerang, tinta, cat, protoplasma, air lumpur, semir cair, lem cair
3.	Padat	Padat	Sol padat	Gelas berwarna, tanah, perunggu, kuningan
4.	Cair	Gas	Aerosol cair	Kabut (fog), awan, pengeras rambut (hairspray), obat semprot
5.	Cair	Cair	Emulsi	Susu, santan, minyak ikan, mayonnaise
6.	Cair	Padat	Emulsi padat	Jelly, mutiara, mentega
7.	Gas	Cair	Buih	Buih sabun, krim kocok, ombak
8.	Gas	Padat	Buih padat	Karet busa, batu apung

Koloid Dalam Industri

Sistem koloid peranannya sangat penting dalam kehidupan sehari-hari kita, mulai dari dapur, kosmetik, pertanian, farmasi sampai industri yang lain.

Industri kosmetik antara lain : susu pembersih kulit muka, parfum, talk.

Industri makanan antara lain : mentega, keju, agar-agar, roti.

Industri farmasi antara lain : sirup, salep dan obat-obatan.

Industri pertanian antara lain : obat-obatan pembunuh serangga, obat semprot pertanian.

Industri lainnya : cat, keramik, lem, tinta

Setelah kamu lihat beberapa contoh di atas, kamu dapat menyimpulkan bahwa kecenderungan industri membuat produk yang berupa koloid. Dapatkah kamu menjelaskan penyebabnya?

Koloid merupakan satu-satunya cara untuk menyajikan suatu campuran dari zat-zat yang tidak saling melarutkan secara homogen dan stabil. Homogen dalam hal ini diartikan sebagai, mempunyai komposisi yang sama setiap bagiannya.

Pahami Kimia

1.      Klasifikasikan beberapa produk kesehatan dan kecantikan sesuai dengan jenis koloidnya.

2.      Lengkapilah daftar berikut :

Jenis industri	Contoh aplikasi
Industri makanan
Industri kosmetika dan perawatan tubuh
Industri kebutuhan rumah tangga
Industri pertanian
Industri farmasi
Industri cat

SIFAT-SIFAT KOLOID

1. Efek Tyndall dan Gerak Brown

Pernahkah kamu memperhatikan cahaya lampu mobil pada saat berkabut, bandingkan dengan pada saat tidak ada kabut ? Dapatkah kamu menjelaskan penyebabnya.

Cahaya lampu mobil pada saat berkabut lebih mudah kelihatan, sebab cahaya itu dihamburkan oleh partikel kabut yang merupakan suatu sistem koloid. Demikian pula jika kamu memperhatikan seberkas cahaya yang masuk ke dalam ruangan gelap melalui suatu celah, maka berkas cahaya itu akan terliahat jelas. Partikel debu dalam ruangan yang berukuran koloid akan menghamburkan  cahaya.

Peristiwa-peristiwa seperti di atas merupakan salah satu sifat koloid. Sifat-sifat koloid dapat digunakan untuk mengenali sistem koloid.

a. EFEK TYNDALL

Bagaimanakah cara kamu membedakan larutan sejati dengan koloid? Ada beberapa sistem koloid yang tampak bening dan sukar dibedakan dengan larutan sejati. Salah satu cara yang dapat kamu kerjakan adalah dengan menjatuhkan seberkas cahaya ke obyek.

Untuk dapat lebih memahami, lakukan kegiatan berikut :

Aktivitas Kita

Mengamati efek tyndall

1.         Siapkan 5 tabung reaksi yang besar dan bersih, kemudian isilah dengan larutan dan koloid seperti tertera pada tabel masing-masing setinggi kira-kira 5 cm.

2.         Arahkan berkas cahaya lampu senter pada masing-masing tabung satu persatu. Amati berkas cahaya itu dengan arah yang tegak lurus. Apakah berkas sinar dihamburkan oleh partikel-partikel dalam campuran tersebut?

3.         Apa yang dapat kamu amati dan simpulkan dari kegiatan ini ?

Campuran	Apakah berkas sinar dihamburkan ?
Larutan K2CrO4
Larutan gula
Larutan Sabun
Sol Fe(OH)3

Gambar efek tyndal

Partikel dalam larutan yang berupa molekul atau ion terlalu kecil untuk menghamburkan cahaya, sehingga berkas cahaya dalam larutan tidak terlihat. Sebaliknya, cahaya yang melewati sistem koloid akan terlihat nyata. Partikel-partikel koloid yang berukuran cukup besar akan menghamburkan cahaya itu ke segala arah, meskipun partikel koloidnya tidak tampak.

Peristiwa panghamburan cahaya oleh partikel kolod disebut efek Tyndall. Efek Tyndall dalam kehidupan  yang sehari-hari dapat kamu amati antara lain :

1.         Sorot lampu mobil pada malam yang berkabut

2.          Sorot lampu proyektor dalam gedung bioskop yang berasap

3.         Berkas sinar mata hari melalui celah daun pohon-pohon pada pagi hari yang berkabut.

Pernahkah kamu pergi ke pantai, misalnya pantai Kuta yang berada di pulau Bali ? Atau dimanapun pada saat kamu mengamati langit. Langit pada siang hari berwarna biru, sedangkan ketika matahari terbenam langit di ufuk barat berwarna jingga atau merah. Dapatkah kamu menerangkan penyebabnya ?

Gambar. Langit berwarna biru di siang hari dan jingga pada waktu senja

b. GERAK BROWN

Telah kamu ketahui bahwa partikel koloid tersebar merata dalam medium pendispersinya dan tidak memisah meskipun didiamkan. Dapatkah kamu menjelaskan penyebabnya ?

Jika diamati dengan mikroskop ultra, dimana arah cahaya tegak lurus dengan sumbu mikroskop, akan terlihat partikel koloid senantiasa  bergerak terus menerus dengan gerak patah-patah (gerak zig-zag). Gerakan acak (zig-zag) dari partikel koloid ini disebut dengan gerak Brown.

Gambar.  Gerak Brown

Gerak Brown membuktikan teori kinetik molekul, yang mengatakan bahwa molekul-molekul dalam zat cair senantiasa bergerak. Gerakan tersebut terjadi sebagai akibat tumbukan yang tidak seimbang dari molekul-molekul medium terhadap partikel koloid.

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. Karena bergerak terus menerus maka partikel koloid dapat mengimbangi gaya gravitasi sehingga tidak mengendap.

MUATAN KOLOID

Sifat koloid yang sangat perlu kamu ketahui juga adalah muatan koloid. Semua partikel koloid memiliki muatan sejenis (positif atau negatif). Untuk lebih jelasnya simak bahan kajian berikut :

a. Sumber muatan koloid :

Partikel-partikel koloid memperoleh muatan listrik melalui dua cara, yaitu dengan proses adsorpsi dan proses ionisasi gugus permukaan partikelnya.

·           Proses adsorbsi

Pernahkah kamu sakit perut, kemudian minum norit ? Norit merupkan serbuk karbon, campuran norit dengan cairan usus akan membentuk sistem koloid yang mampu mengadsorsi kuman yang yang berbahaya.  Suatu sistem koloid mempunyai kemampuan mengadsorsi.

Adsorpsi  adalah peristiwa penyerapan suatu molekul atau ion pada permukaan zat. Hal ini juga dapat menjelaskan penyebab partikel koloid mendapatkan muatan listrik. Sol Fe (OH)₃ dalam air mengadsorbsi ion postif sehingga bermuatan positif, sedangkan sol As₂S₃ mengadsorsi ion negatif sehingga bermuatan negatif.

Gambar. Adsorbsi ion-ion menyebabkan partikel koloid bermuatan listrik.

Tahukah kamu apakah perbedaan antara adsorbsi dengan absorbsi ? Penyerapan pada permukaan disebut adsorbsi dan jika penyerapan sampai ke bawah permukaan disebut absorbsi.

Disamping gerak Brown, muatan koloid juga merupakan faktor yang dapat menjaga kestabilan koloid. Karena bermuatan sejenis maka muatan partikel-partikel koloid saling tolak menolak sehingga terhindar dari pengelompokan antara sesama partikel koloid. Sebab jika partikel koloid saling bertumbukan dan kemudian bersatu, maka lama kelamaan dapat terbentuk partikel yang cukup besar dan akhirnya mengendap.

Partikel koloid selain dapat mengadsorbsi ion atau muatan listrik, juga dapat mengadsorsi zat lain yang berupa molekul netral. Sifat adsorbsi koloid digunakan dalam berbagai proses antara lain :

a.      Pemutihan gula tebu. Gula yang masih kotor ( berwarna coklat) dilarutkan dalam air panas, lalu dialirkan melalui sistem koloid yang berupa tanah diatom                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                           atau karbon. Kotoran pada gula akan teradsorbsi, sehingga diperoleh gula yang putih bersih.

b.      Pada pencelupan serat wool, kapas atau sutera. Serat yang akan diwarnai dicelupkan dalam larutan alumunium sulfat dan larutan basa seperti natrium karbonat. Endapan Al(OH)₃ bersifat koloid, melekat pada serat, dan menyerap zat warna tersebut. Tanpa Al(OH)₃ aerat tak dapat diberi warna.

·           Beberapa partikel koloid memperoleh muatan dari proses ionisasi gugus-gugus yang ada pada permukaan partikel koloid. Contohnya adalah koloid lipoprotein dan koloid sabun/deterjen.

Ø  Koloid sabun dan deterjen

Saat kita membersihkan kotoran dengan sabun, kotoran akan digumpalkan oelh sabun. Sisi luar sabun memiliki muatan negatif  dan merupakan gugus polar yang larut dalam air

Gambar. Misel yang dibentuk oleh sabun membentuk sistem koloid yang mengikat minyak dan air pada ujung yang berbeda

Ø  Koloid protein. Bersama dengan lemak, protein membentuk satu sistem lipoprotein pada sel yang menyebabkan tidak semua benda dapat masuk ke dalam sel. Muatan yang terbentuk bersal dari gugus samping protein.

ELEKTROFORESIS

Telah kamu ketahui bahwa partikel-partikel koloid dapat bermuatan listrik karena sifat adsorsinya.  Kira-kira apakah yang terjadi jika ke dalam sistem koloid dimasukkan  dua batang elektrode kemudian dihubungkan dengan sumber arus searah ?  Koloid yang bermuatan negatif akan bergerak ke anode (elektrode positif ) sedangkan koloid yang bermuatan positif akan bergerak ke katode (elektrode negatif). Peristiwa pergerakan partikel koloid yang bermuatan ke salah satu elektroda disebut elekroforesis.

Elekroforesis dapat digunkan untuk mendeteksi (menentukan) muatan partikel koloid. Jika partikel koloid berkumpul di elektroda positif berarti koloid bermuatan negatif dan jika partikel koloid berkumpul di elektroda negatif berarti koloid bermuatan positif.

Jika koloid bermuatan positif seperti sol Fe(OH)₃ dialiri arus listrik searah kemudian masukkan elektroda positif dan elektroda negatif, maka partikel koloid Fe(OH)₃ bergerak dan mengumpul pada elektroda negative. Begitu juga jika kedua elektroda dimasukkan dalam koloid As₂S₃, maka partikel koloid tersebut akanbergerak dan mengumpul pada elektroda positif.

KOAGULASI

Kira-kira apakah yang terjadi jika koloid diberi suatu larutan elektrolit yang berbeda muatannya ? Telah kamu ketahui bahwa koloid distabilkan oleh muatannya. Apabila muatan koloid dilucuti maka kestabilan akan berkurang dan dapat menyebabkan koagulasi atau penggumpalan. Penghilangan muatan listrik oleh partikel koloid dapat dilakukan dengan empat cara, yaitu :

a. Menggunakan prinsip elektroforesis

Apabila arus listrik dialirkan cukup lama kedalam sel elektrolisis maka partikel koloid akan digumpalkan ketika mencapai elektrode. Koloid yang bermuatan negatif akan digumpalkan di anode, sedangkan koloid yang bermuatan positif akan digumpalkan di katode.

b. Penambahan koloid lain dengan muatan yang berlawanan.

Koagulasi 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 ke dua itu terlalu dekat maka selubung itu akan menetralkan muatan koloid sehingga terjadi koagulasi.

c. Penambahan elektrolit

Jika suatu elektrolit ditambahkan ke dalam sistem 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 yang berlawanan dengan muatan lapisan pertama. Apabila jarak antara lapisan pertama dan kedua cukup dekat, maka muatan keduanya akan hilang sehingga terjadi koagulasi.

d. Pendidihan

Kenaikan suhu sistem koloid menyebabkan jumlah tumbukan antara partikel-partikel sol dengan molekul-molekul air bertambah banyak. Hal ini meyebabkan lepasnya elektrolit yang teradsorpsi pada permukaaan partikel koloid. Akibatnya molekul-moleku koloid menjadi tidak bermuatan sehingga terjadi koagulasi.

Sifat koagulasi dari partikel koloid antara lain dapat kamu amati pada :

        Pengendap Cottrel. Kalau kamu melewati kawasan industri, misalnya di daerah Tangerang atau di sekitarmu yang terdapat banyak pabrik apakah yang dapat kamu amati atau rasakan ? Cerobong asap pabrik yang mengeluarkan asap berwarna hitam atau terkadang bau yang menyengat, pencemaran udara terasa sekali bukan? Frederick Cottrell (1877-1948) dari Amerika Serikat membuat suatu alat yang digunakan untuk mengurang zat pencemar udara yang dikeluarkan cerobong asap pabrik. Asap dari pabrik sebelum meninggalkan cerobong asap dialirkan melalui ujung-ujung logam yang tajam dan bermuatan pada tegangan tinggi (20.000 sampai 75.000 volt). Ujung-ujung yang runcing akan mengionkan molekul-molekul dalam udara. Ion-ion tersebut akan di adsorbsi oleh partikel asap dan menjadi bermuatan. Selanjutnya, partikel bermuatan itu akan tertarik dan diikat pada elektrode yang lainnya. Pengendap Cotrell ini banyak digunakan dalam industri dan untuk dua tujuan yaitu mencegah polusi udara oleh buangan beracun atau memperoleh kenbali debu yang berharga, misalnya debu logam.

Gambar. Cotrell dan Bagan Pengendapan pada Cerobong Asap Pabrik

• Karet dalam lateks digumpalkan dengan menambahkan asam format.
•  Pembentukan delta di muara sungai.

Partikel tanah liat dalam air sungai merupakan koloid. Jika bertemu dengan air dari sungai lain atau air laut akan mengendap dan membentuk delta di muara sungai tersebut. Hal ini disebabkan adanya penetralan muatan partikel-partikel tanah liat dalam sungai oleh air laut.

Gambar di bawah merupakan delta sungai Mississipi.

4. PENGOLAHAN AIR BERSIH

Tahukah kamu darimana air yang digunakan untuk keperluan sehari – hari di rumahmu diperoleh ? Air yang digunakan di rumah-rumah umumnya berasal dari air sumur, air danau, dan air sungai. Air tersebut umumnya mengandung berbagai zat seperti lumpur, zat organik, zat pencemar, dan bakteri berbahaya. Oleh karena itu, air tersebut terlebih dahulu harus diolah sebelum dikonsumsi. Ada dua metode pengolahan air, yaitu pengolahan air bersih secara sederhana dan pengolahan air bersih di kota besar.

a. Pengolahan air bersih secara sederhana

Pengolahan air bersih secara sederhana dilakukan dengan menggunakan pasir dan kerikil sebagai penyaring. Selain itu ditambahkan zat kimia misalnya tawas, karbon aktif, kaporit dan kapur.

Gambar. Pengolahan air bersih secara sederhana.

Penambahan zat kimia :

·           Tawas (Al₂(SO₄)₃) akan membentuk koloid Al(OH)₃ bermuatan positif. Al(OH)₃ akan menggumpalkan lumpur dan mengadsorpsi zat warna atau zat pencemar dalam air.

·           Karbon aktif jika air terlalu keruh untuk menyerap bau, warna, rasa, dan zat organik.

·           Kaporit/klorin untuk membunuh kuman

·           Kapur untuk menaikkan pH karena tawas telah mengkonsumsi alkalinitas air.

Sedangkan pasir dan kerikil digunakan untuk penyaringan (filtrasi) guna memisahkan zat-zat padat termasuk endapan.

b. Pengolahan air bersih di kota besar.

Pernahkah kamu melihat tempat pengolahan air bersih di kotamu ? Cobalah kamu perhatikan air sebelum diolah. Sumber air bersih untuk pengolahan di dalam kota biasanya berasal dari danau atau sungai. Danau atau sungai ini cenderung mengandung padatan dan zat-zat pencemar lainnya, termasuk buangan untuk industri. Oleh karena itu pengolahannyapun lebih kompleks daripada air sumur. Namun demikian, prinsip yang digunakan hampir sama. Pengolah air bersih di kota besar melalui beberapa tahapan sebagai berikut :

·           Presedimentasi.

Air danau atau sungai dipompa ke dalam reservoar.  Di sini zat padat termasuk lumpur akan mengendap akibat pengaruh gaya gravitasi. Selanjutnya, air akan masuk ke tangki pengendapan (flokulasi).

·           Pengendapan.

Di dalam tangki pengendapan, ditambahkan zat pembentuk koloid Al(OH)₃, misalnya tawas (KAl(SO₄)₂), aluminium sulfat (Al₂(SO₄)₃) atau PAC (Poly Aluminium Chlorida) AlCl₃- AlCl₃- AlCl₃.... PAC ini lebih bagus dibanding yang lainnya dan ini sudah banyak digunakan dalam pengolahan air dalam jumlah besar. Koloid Al(OH)₃ bermuatan positif. Koloid akan mengadsorpsi padatan, zat warna, sebagian bakteri, dan zat pencemar dalam air. Selanjutnya koloid Al(OH)₃ akan menggumpalkan lumpur. Gumpalan-gumpalan besar akan mengendap akibat pengaruh gravitasi. Selain tawas juga dapat ditambahkan karbon aktif untuk menghilangkan rasa, bau, dan warna dalam air.

·           Penyaringan (filtrasi).

Air dari tangki pengendapan di saring melalui saringan yang terdiri dari pasir, kerikil, dan anthracite coal untuk memisahkan sisa-sisa gumpalan.

·           Penambahan zat kimia.

-            Kapur Ca(OH)₂ ditambahkan untuk menaikkan pH air menjadi 6,5. Hal ini dikarenakan tawas telah mengkonsumsi alkalinitas (OH^-) air sehingga menurunkan pH air.

-            Klorin (Cl₂ ) di dalam air terhidrolisis membentuk ion hipoklorit (OCl^-) yang berfungsi membunuh kuman disamping membunuh tumbuhnya ganggang di dalam pipa.

-            Cl₂ (g)  +  H₂O _(l)     →    HOCl _(aq)  +  H⁺ _(aq)  +  Cl^- _(aq)

·           Penyimpanan dalam reservoar.

Air yang sudah memenuhi standar kemudian disimpan dalam reservoar sebelum didistribusikan ke konsumen.

Gambar. Bagan pengolahan air bersih di kota besar

Info Kimia

Biji kelor (moringa olafera) sebagai penjernih alami

Biji kelor yang banyak tumbuh di lapangan terbuka dapat digunakan sebagai penjernih alami. Caranya biji kelor yang tua dan kering dihaluskan kemudian dilarutkan dalam air. Tepung biji kelor ini dapat langsung digunakan sebagai bahan penjernih air gambut. Biasanya 5-10 biji kelor untuk 1 liter air. Tepung biji kelor merupakan bahan penggumpal alami yang cukupefektif sebab biji kelor mengandung mirosin, emulsin, asam gliserid, asam polmirat, lemak dan minyak, serta zat yang bersifat bakterisida.

5. KOLOID LIOFIL DAN KOLOID LIOFOB

Dari uraian terdahulu telah kamu ketahui bahwa medium pendispersi koloid dapat berupa cair, padat dan gas.  Koloid yang memiliki medium pendispersi berupa zat cair dapat dibedakan menjadi koloid liofil dan koloid liofob.

Suatu koloid disebut liofil (suka cairan ) apabila terdapat gaya tarik menarik yang cukup besar antara fase terdispersi dengan medium pendispersinya. Contohnya, protein dalam air, kanji, sabun, deterjen.

Suatu koloid disebut liofob (tidak suka cairan ) jika gaya tarik-menarik antara fase terdispersi dengan medium pendispersinya tidak ada atau sangat lemah. Contohnya, sol belerang, sol Fe(OH)₃,  dan sol-sol logam.

Jika medium  dispersi yang dipakai adalah air, maka kedua jenis koloid di atas masing-masing disebut koloid hidrofil dan koloid hidrofob. Gaya tarik menarik koloid hidrofil lebih kuat dibandingkan dengan koloid hidrofob, hal ini disebabkan oleh keberadaan ikatan hidrogen yang terbentuk antara fase terdispersi dengan medium pendispersinya (air).

Tabel. Perbandingan sifat-sifat sol liofil(hidrofil) dan sol liofob (hidrofob).

Sol Hidrofil	Sol  Hidrofob
Mengadsorbsi mediumnya	Tidak mengadsorbsi mediumnya
Dapat dibuat dengan konsentrasi yang relatif besar	Hanya stabil pada konsentrasi kecil
Tidak mudah digumpalkan dengan penambahan elektrolit	Mudah menggumpal pada penambahan elektrolit
Viskositas lebih besar daripada mediumnya	Viskositas hampir sama dengan mediumnya
Bersifat reversibel	Tidak reversibel
Efek Tyndall lemah	Efek tyndall lebih jelas

C. EMULSI

Telah kamu ketahui dari uraian di atas bahwa emulsi adalah suatu jenis koloid dengan fase terdispersi berupa zat cair dan medium pendispersi berupa zat padat, zat cair atau gas. Ada tiga jenis emulsi yaitu, emulsi gas (aerosol cair), emulsi cair (emulsi, dan emulsi padat (gel)

1. Emulsi Gas (Aerosol Cair)

Emulsi gas atau aerosol cair merupakan emulsi dalam medium pendispersi gas. Contoh aerosol cair yang dilingkungan sekitar kamu adalah kabut (fog). Di industri aerosol cair banyak digunakan, misalnya hairspray dan obat nyamuk dalam kaleng.  Hair spray dan obat nyamuk dalam kaleng dapat membentuk sistem koloid dengan bantuan bahan pendorong atau propelan aerosol seperti CFC.

2 Emulsi Cair

Emulsi cair melibatkan campuran dua zat cair yang tidak dapat saling melarutkan, yaitu zat cair polar dan zat cair non polar. Biasanya salah satu zat cair adalah air (zat cair polar) dan zat lainnya seperti minyak (lemak). Sehingga emulsi dapat digolongkan dalam dua bagian, yaitu emulsi minyak dalam air (M/A) atau emulsi air dalam dalam minyak (A/M).

Dapatkah air dan minyak bercampur membentuk emulsi cair ? Jika minyak kelapa dicampurkan dengan air kemudian dikocok, terjadilah campuran yang akan memisah kembali jika didiamkan agak lama. Untuk menstabilkan emulsi ini perlu ditambahkan zat pengemulsi atau emulgator. Zat pengemulsi harus dapat larut baik dlam air maupun dalam minyak. zat pengemulsi  merupakan senyawa organik yang mengandung kombinasi gugus polar dan non polar sehingga ia mampu mengikat zat polar (air) dan zat non polar (minyak). Misalnya, sabun yang merupkan garam karboksilat. Tahukah kamu bagaimana sabun dapat bekerja membersihkan kotoran ?

INFO KIMIA

Sabun merupakan garam karboksilat. Molekul sabun tersusun dari ” ekor” alkil yang non polar (larut dalam minyak) dan  ”kepala” ion karboksilat yang polar (laurt dalam air ).

Prinsip inilah yang menyebabkan sabun dan deterjen mempunyai daya pembersih. Ketika kamu mandi atau mencuci pakaian, ekor non polar dari sabun menempel pada kotoran dan kepala polarnya menempel pada air. Akibatnya tegangan pemukaan air akan berkurang, sehingga air jauh lebih mudah menarik kotoran.

Gambar. Cara Kerja sabun.

Untuk lebih jelasnya coba kamu perhatikan saus salad. Saus salad terbuat dari larutan asam cuka (polar) dan minyak (non polar).Pengocokan minyak dan cuka pada awalnya akan menghasilkan campuran yang mengandung butiran minyak yang terdispersi dalam asam cuka. Namun setelah pengocokan dihentikan, maka butiran-butiran tersebut secara bertahap akan bergabung kembali membentuk partikel yang cukup besar. Akibatnya asam cuka dan minyak akan terpisah lagi. Untuk menstabilkan saus salad ini dapat ditambahklan zat pengemulsi yang mengandung lesitin. Lesitin  terdapat pada kuning telur dan dapat dibuat secara komersial dari ekstrak kacang kedelai. Saus salad  tersebut kita kenal sebagai mayones.

Contoh emulsi lain yang kamu kenal sehari-hari adalah susu, dimana lemak terdispersi dalam air.  Dalam susu terkandung kasein, suatu protein yang berfungsi sebagai zat pengemulsi.

3. Emulsi padat

Gel merupakan emulsi dalam medium pendispersi  zat padat.  Gel dapat terbentuk dari suatu sol yang zat terdispersinya mengadsorpsi medium pendispersinya sehingga terjadi koloid yang agak padat. Terdapat dua jenis gel, yaitu gel elastis dan gel non elastis.

·           Gel elastis

Gel elastis bersifat elastis, yaitu dapat berubah bentuk jika diberi gaya dan kembali ke bentuk awal jika gaya tersebut ditiadakan.

·           Gel nonelastis

Gel non elastis tidak memiliki sifat elastis, artinya tidak berubah jika diberi gaya. Sifat non elastis ini disebabkan ikatan pada rantai berupa ikatan kovalen yang cukup kuat. Contoh gel non elastis adalah gel silika. Tahukah kamu kegunaan gel silika ?

Info Kimia

Gel silika dibuat dengan reaksi kimia, yaitu penambahan HCl pekat ke dalam natrium silikat. Molekul-molekul asam silikat yang terbentuk selanjutnya akan terpolimerisasi membentuk gel silika..

Gel silika digunakan untuk mencegah kelembaban, karena sifatnya yang higroskopis. Biasanya ditaruh dalam kemasan barang-barang elektronika, sepatu, tas dan lain sebagainya.

D.  BUIH

Buih adalah suatu jenis koloid dengan fase terdispersi berupa gas dan medium pendispersi berupa zat cair atau zat padat. Maka berdasarkan fase medium pendispersinya buih dikelompokkan menjadi buih cair (buih) dan buih padat.

1. Buih Cair (buih).

Buih cair adalah sistem koloid dengan fase terdispersi berupa gs dan medium pendispersi zat cair. Fase terdispersi gas biasanya berupa udara atau CO2 yang terbentuk dari fermentasi. Contoh buih cair :

·           Buih yang dihasilkan alat pemadam kebakaran. Alat pemadam kebakaran mengandung campuran air, alumunium sulfat, natrium bikarbonat, seta suatu zat pembuih. CO2 yang dilepas akan membentuk buih dengan bantuan zat pembuih tersebut.

·           Kocokan putih telur. Putih telur yang dikocok akan mengembang.

·           Ombak

2. Buih Padat

Buih padat adalah sistem koloid dengan fase terdispersi gas dan medium pendispersi zat padat. Beberapa contaoh buih padat :

·           Roti.

·           Styrofoam

·           Batu apung

PAHAMI KIMIA

1.         Jelaskan secara singkat mengenai hal berikut :

a.         Effek Tyndall

b.         Gerak Brown

c.         Adsorpsi koloid

Berikan contoh masing-msing hal di atas dalam kehidupan sehari-hari

2.         Jelaskan mengenai peranan zat pengemulsi dalam menstabilkan koloid.

Berikan contoh zat pengemulsi.

3.         Apakah yang dimaksud koloid liofil dan liofob.

Jelaskan perbedaan dan berikan contohnya.

4.         Jelaskan cara kerja sabun sebagai pembersih

5.          Jelaskan cara penjernihan air yang diterapkan di kotamu.