Suatu koloid adalah campuran di mana satu substansi partikel yang tidak larut terdispersi secara mikroskopik ditangguhkan di seluruh zat lain. Karena struktur koloid yang aneh ini, ia memiliki sifat fisik dan kimia yang bervariasi. Mari kita telusuri lebih jauh tentang sifat fisik, kimia, optik, dan listrik dari larutan koloid.
Pengertian Koloid
Koloid adalah salah satu jenis campuran utama. Koloid biasanya mengandung zat-zat yang tersebar secara merata di tempat lain. Dalam campuran tersebut, zat yang didispersikan disebut sebagai fase terdispersi sedangkan zat yang didispersikan dikatakan berada dalam fase kontinu.
Secara sederhana, kita dapat mendefinisikan koloid sebagai campuran di mana salah satu zat dipecah menjadi partikel sangat kecil yang tersebar di seluruh zat kedua. Partikel kecil dikenal sebagai partikel koloid.
Sebagai alternatif, kita juga bisa mengatakan bahwa koloid pada dasarnya adalah larutan yang ukuran partikel terlarutnya berkisar antara 1 nm – 1000 nm. Koloid bersifat heterogen.
Pembuatan Larutan Koloid
Koloid yang stabil juga dikenal sebagai sol liofilik, dalam kekuatan interaksi yang kuat ini ada antara fase terdispersi dan media dispersi. Ini disiapkan dengan metode yang sesuai berikut.
Metode Kondensasi
Dalam metode pembuatan koloid ini, partikel terlarut kecil dikondensasi untuk membentuk partikel fase terdispersi.
1. Metode kimia:
a) Dengan oksidasi:
Sulfur koloid dapat diperoleh dengan melewatkan gas oksigen melalui larutan hidrogen sulfida. Dalam metode ini zat pengoksidasi seperti HNO3, H3Br2 juga dapat digunakan.
2H2S + O2 → 2H2O + 2S (Sulfur sol)
b) Dengan dekomposisi ganda:
Suatu larutan arsenik sulfida diperoleh dalam metode ini. Dalam proses ini hidrogen sulfida dilewatkan melalui larutan dingin Arsenik trioksida dalam air.
AS2O3 + 3H2S → AS2S3 + 3H2O Arsenik sulfida (sol)
c) Dengan reduksi:
Sejumlah logam seperti emas, perak, dan platinum diperoleh dalam keadaan koloid dengan mereaksikan larutan berair dari garam-garam ini dengan zat pereduksi yang sesuai seperti formaldehida, fenilhidrazin, hidrogen peroksida, stannous klorida dll.
2AuCl3 + 3SnCl2 → 3SnCl4 + 2Au (sol emas)
2AuCl3 + 3HCHO + 3H2O → 2Au + 3HCOOH + 6HCl
Sol emas yang dibuat dalam reduksi larutan emas klorida memiliki warna ungu dan disebut ungu Cassius.
d) Dengan hidrolisis:
Banyak larutan garam dihidrolisis dengan cepat dengan merebus larutan garam mereka. Misalnya, larutan besi hidroksida dan aluminium hidroksida diperoleh dengan larutan mendidih dari klorida yang sesuai.
FeCl3 + 3H2O → Fe(OH)3 + 3HCl sol koloid
Sol asam silikat diperoleh dengan hidrolisis oleh natrium silikat.
e) Dengan dekomposisi ganda:
Sol arsenik sulfida diperoleh dalam metode ini. Dalam proses ini hidrogen sulfida dilewatkan melalui larutan dingin Arsenious oxide dalam air.
As2O3 + 3H2S → As2 S3 + 3H2O arsenik sulfida (sol)
f) Dengan pendinginan berlebihan:
Sol es koloid diperoleh dalam proses ini. Es diambil dalam pelarut organik seperti kloroform eter. Sol es diperoleh dengan membekukan larutan air dalam pelarut. Molekul-molekul air tidak lagi dalam larutan secara terpisah bergabung untuk membentuk partikel-partikel ukuran koloid.
h) Dengan pertukaran pelarut:
Dalam proses ini, sol koloid dari zat-zat tertentu seperti belerang, fosfor yang larut dalam alkohol tetapi tidak larut dalam air dapat disiapkan dengan menuangkan larutan alkoholnya ke dalam air. Untuk larutan alkohol belerang yang cukup pada penuangan ke dalam air memberikan larutan sulfur koloid seperti susu.
i) Dengan perubahan kondisi fisik:
Sol zat seperti merkuri dan sulfur disiapkan dengan melewatkan uap melalui air dingin yang mengandung zat penstabil yang sesuai seperti garam amonium atau sitrat.
Metode Dispersi
Dalam metode pembuatan koloid ini, partikel besar suatu zat (suspensi) dipecah menjadi partikel yang lebih kecil. Metode berikut digunakan.
a) Dispersi mekanis
Dalam metode ini, zat ini pertama kali di-ground-kan ke partikel kasar. Kemudian dicampur dengan media dispersi untuk mendapatkan suspensi. Suspensi kemudian digiling di pabrik koloidal.
Ini terdiri dari dua pewarna logam yang hampir saling bersentuhan dan berputar ke arah yang berlawanan dengan kecepatan 7000 putaran per menit. Ruang antara pewarna gilingan diatur sedemikian rupa sehingga suspensi kasar menjadi gaya geser yang besar menimbulkan partikel ukuran koloid. Larutan koloid tinta hitam, cat pewarna pernis diperoleh dengan metode ini.
b) Metode Busur Bredig atau dengan Dispersi Listrik
Metode pembuatan koloid ini digunakan untuk menyiapkan sol platinum, tembaga perak atau emas. Logam yang solnya disiapkan dibuat sebagai dua elektroda yang direndam dalam media dispersi seperti air dll.
Media dispersi dijaga tetap dingin oleh es. Busur listrik ditempatkan di antara elektroda. Panas yang luar biasa dihasilkan oleh dan memberikan zat terlarut koloid. Elektrolit digunakan untuk proses ini untuk stabilisasi dan pendinginan.
c) Peptisasi
Proses mengubah endapan yang baru disiapkan menjadi larutan koloid dikenal sebagai peptisasi. Dalam metode ini ditambahkan elektrolit dalam jumlah yang lebih sedikit yang dikenal sebagai zat peptisasi atau zat peptisasi. Penyebab peptisasi adalah adsorpsi ion-ion elektrolit oleh partikel-partikel endapan. Agen peptisasi penting adalah gelatin permata gula dan elektrolit.
Contohnya
1. Hidroksida besi yang baru disiapkan dapat diubah menjadi keadaan koloid dengan mengocoknya dengan air yang mengandung masing-masing ion Fe3 + atau OH- yaitu FeCl3 atau NH4OH.
Fe(OH)3 + FeCl3 → (Fe(OH)1 Fe)+3 + 3Cl– elektrolit endapan
2. Sol stabil oksida stannik diperoleh dengan menambahkan sejumlah kecil HCl encer ke endapan oksida sama seperti larutan koloid Al (OH) 3 dan AgCl diperoleh dengan mengolah yang sesuai yang baru disiapkan dengan larutan HCl yang sangat encer. AgNO3 atau KCl masing-masing.
Sifat Koloid- Fisik, koligatif, optik, mekanik, listrik
Sifat Fisik Larutan Koloid
- Stabilitas: Koloid relatif stabil di alam. Partikel-partikel dari fase terdispersi berada dalam keadaan gerak terus menerus dan tetap tersuspensi dalam larutan.
- Filterabilitas: Koloid memerlukan filter khusus yang dikenal sebagai ultrafilters untuk filtrasi. Mereka mudah melewati kertas saring biasa tanpa menghasilkan residu.
- Sifat heterogen: Karena koloid terdiri dari dua fase, fase terdispersi serta media dispersi, mereka dikenal sebagai heterogen di alam.
- Penampilan homogen: Meskipun koloid memiliki partikel tersuspensi dan bersifat heterogen, mereka tampak seolah-olah itu adalah larutan yang homogen. Ini karena partikel tersuspensi sangat kecil sehingga tidak terlihat oleh mata telanjang.
Sifat Koligatif Koloid
Partikel-partikel fase terdispersi bersatu membentuk molekul asosiasi. Pembentukan molekul-molekul ini menghasilkan larutan sifat-sifat khusus tertentu seperti:
- penurunan tekanan uap
- kenaikan titik didih
- depresi pada titik beku
- penurunan tekanan osmotik
Sifat Optik Larutan Koloid: Efek Tyndall
Koloid menunjukkan sebuah fenomena yang dikenal sebagai efek Tyndall yang diamati oleh Tyndall pada tahun 1869. Ketika kita melewati sinar cahaya yang menyatu melalui larutan koloid yang disimpan dalam gelap, jalur sinar akan diterangi dengan cahaya kebiruan. Fenomena hamburan cahaya oleh partikel-partikel koloid disebut efek Tyndall dan jalur iluminasi dikenal sebagai kerucut Tyndall. Partikel koloid terdispersi menyebarkan cahaya yang jatuh pada mereka menghasilkan emisi yang sebanding dengan radiasi ultraviolet dan terlihat. Radiasi yang tersebar ini diterangi.
Zona cahaya yang tersebar diamati jauh lebih besar dari partikel itu sendiri. Ini membuat partikel-partikel koloid muncul sebagai bintik-bintik terang kecil jika dilihat di bawah mikroskop. Ini harus dilakukan pada sudut yang tepat terhadap sinar cahaya.
Larutan sejati tidak menunjukkan efek Tyndall. Ini karena ukuran partikel (ion atau molekul) yang ada dalam larutan sejati terlalu kecil untuk menyebarkan cahaya. Dengan demikian, efek Tyndall dapat digunakan untuk membedakan larutan koloid dari larutan sejati.
Sifat Mekanik dari Partikel Koloid: Gerakan Brown
Partikel terdispersi hadir dalam larutan koloid menunjukkan sifat yang sangat penting yang disebut gerakan Brown. Ketika larutan koloid dilihat di bawah ultramatroskop, partikel koloid terlihat terus bergerak dalam jalur zigzag.
Ada pemboman terus menerus dari molekul yang bergerak dari media dispersi pada partikel koloid dari semua arah. Ini memberikan momentum pada partikel untuk bergerak ke arah maju di mana lagi itu bertabrakan dengan partikel lain. Tabrakan ini menghasilkan pergerakan zigzag acak dari partikel koloid.
Gerakan Brown memberikan stabilitas pada sol. Ini menentang gaya gravitasi yang bekerja pada partikel koloid dan mencegah mereka dari pengendapan sehingga menjaga stabilitas sol.
Sifat Listrik dari Larutan Koloid
Partikel-partikel larutan koloid membawa jenis muatan yang sama, sedangkan media dispersi membawa muatan yang sama dan berlawanan. Muatan pada media dispersi menyeimbangkan muatan pada partikel terdispersi dan larutan secara keseluruhan netral secara listrik.
Partikel-partikel yang terdispersi dari suatu koloid saling tolak karena mereka membawa muatan yang sama dan ini mencegah mereka dari pengendapan sehingga menjaga stabilitas sol. Berdasarkan sifat muatannya, sol koloid dapat diklasifikasikan sebagai sol bermuatan positif dan negatif.
Contoh Koloid
1) Darah:
Pigmen respirasi yang mengandung protein albumin dalam air. Bagian pigmen mengandung albumin yang bertindak sebagai fase terdispersi dan media dispersi adalah air. Itu adalah hidrosol.
2) Awan:
Ini berisi udara yang merupakan media dispersi dan tetesan air sebagai fase terdispersi. Ini aerosol.
3) sol Emas:
Ini adalah sol logam di mana partikel emas tersebar di air.
Kegunaan Koloid
Koloid sangat berguna dalam aplikasi industri, medis dan domestik.
Sebagai bahan makanan: Sirup, Halwa, Soup termasuk dalam jenis sistem koloid.
Kedokteran: Koloid perak atas nama Argyrols, bertindak sebagai antiseptik untuk infeksi mata.
Dalam pemurnian udara oleh precipitator Cottrell:
Proses ini melibatkan koagulasi partikel larutan. Debu atau asap dilewatkan melalui saluran masuk dari ruang yang dialiri listrik yang memiliki pelat listrik pusat yang dilengkapi dengan muatan berlawanan dari penyok partikel asap ketika debu yang melewati partikel-partikel tersebut dikoagulasi dan udara murni dilewatkan melalui outlet lain.
Penyamakan kulit:
Kulit hewan sangat lembut, ketika ini dicelupkan ke dalam larutan tannin yang memiliki muatan berlawanan dengan kulit hewan, partikel terkoagulasi dan kulit menjadi keras ini dikenal sebagai penyamakan kulit.
Pembentukan delta:
Ini melibatkan koagulasi partikel tanah liat dari sungai dengan elektrolit air laut.
Klasifikasi Koloid
Koloid diklasifikasikan menjadi banyak jenis.
Klasifikasi Berdasarkan Status Fisik:
(a) Larutan Padat
Dalam fase terdispersi ini padat dan medium dispersi. Misalnya: batu permata.
(B) Aerosol
Koloid ini terdiri dari udara sebagai media dispersi.
Contoh 1: Awan. Ini mengandung udara sebagai media dispersi dan air turun sebagai fase terdispersi.
Contoh 2: Debu. Udara ini mengandung medium dispersi dan partikel penyok sebagai fase terdispersi.
Contoh 3: Asap. Ini mengandung partikel karbon di udara.
(c) Gel
Ini berisi medium dispersi padat dan fase terdispersi cair
Contoh: Keju, mentega.
(d) Emulsi
Ini adalah larutan cair-cair di mana fase terdispersi adalah media cair dan terdispersi cair. Emulsi terutama terdiri dari dua aspek.
Jenis minyak dalam air:
Minyak adalah fase terdispersi dan air adalah media dispersi
Contoh: Susu
Jenis air dalam minyak:
Air adalah fase terdispersi dan minyak / lemak adalah media dispersi.
Contoh: Vanishing cream
Sol dan gel adalah reversibel dan interconvertible. Ini dikenal sebagai thixotropy.
Klasifikasi Berdasarkan Medium Dispersi
Atas dasar media dispersi sol diklasifikasikan sebagai;
(a) Hidrosol:
Dalam koloid ini air bertindak sebagai media dispersi.
Contoh: Pati
(B) Alcosol:
Dalam jenis ini, alkohol bertindak sebagai media dispersi.
(c) Acrosol:
Ini mengandung partikel fase terdispersi di udara.
Contoh: Asap
Klasifikasi Berdasarkan gaya Interaksi
Atas dasar kekuatan interaksi antara medium dispersi dan fase terdispersi.
Sol liofob: [Emulsoid]
a) Ketegangan Permukaan: Ini sama dengan medium.
b) Viskositas: Ini sama dengan medium.
c) Tidak dapat dipulihkan: Ini adalah koloid yang tidak dapat dipulihkan ketika sekali media dispersi diuapkan dan sekali lagi ketika pelarut ditambahkan tidak ada sol baru yang terbentuk.
d) Stabilitas: Ada interaksi yang lemah antara fase terdispersi dan media dispersi sehingga sol lyophobic tidak stabil.
e) Visibilitas: Partikel dapat dideteksi menggunakan ultramicroscope.
f) Migrasi: Partikel bermigrasi baik koloid anoda tergantung pada muatan partikel sol.
g) Tindakan elektrolit: Ketika elektrolit ditambahkan ke sol, koagulasi terjadi.
h) Hidrasi: Tidak terjadi hidrasi sol.
i) Contoh: Sol logam seperti Ag, emas dll.
Sol Liofil
Ini adalah sol kuat yang stabil. Interaksi yang kuat hadir antara fase terdispersi dan media dispersi. Berikut ini adalah karakteristik sol lyophilic.
a) Ketegangan permukaan: Lebih rendah dari pada medium.
b) Viskositas: Lebih tinggi dari sedang.
c) Reversibilitas: Ini adalah sol yang reversibel. Ketika media dispersi diuapkan dan pelarut ditambahkan lagi, jenis sol yang sama terbentuk.
d) Stabilitas: Lebih stabil karena interaksi yang kuat antara fase terdispersi dan media dispersi.
e) Visibilitas: Partikel terlihat di bawah mikroskop elektron.
f) Penambahan elektrolit: Sejumlah kecil elektrolit diperlukan untuk pembentukan sol.
g) Hidrasi: Hidrasi luas terjadi.
h) Contoh: permen karet, gelatin, pati.
