Pengertian koloid, jenis, sifat dan contoh

Dalam fisika dan kimia, koloid, sistem koloid, suspensi koloid atau dispersi koloid adalah sistem yang terdiri dari dua fase atau lebih, biasanya satu fluida (cair atau gas) dan fluida lain yang terdispersi dalam bentuk partikel sangat halus yang umumnya padat, dengan diameter antara 10 -9 dan 10-5 m. Fase terdispersi adalah fase dengan proporsi terkecil. Biasanya fase pendispersi adalah cair, tetapi koloid dapat ditemukan yang komponennya berada dalam keadaan agregasi materi lainnya.

Nama koloid berasal dari akar kata Yunani kolas yang berarti “yang bisa menempel”. Nama ini mengacu pada salah satu sifat utama koloid: kecenderungan spontannya untuk berkumpul atau membentuk gumpalan. Dari sinilah kata “lem” juga berasal, cairan pucat yang digunakan untuk merekatkan. Koloid juga mempengaruhi titik didih air dan merupakan polutan.

Koloid berbeda dari suspensi kimia, terutama dalam ukuran partikel fase terdispersi. Partikel-partikel dalam koloid tidak terlihat secara langsung, mereka terlihat pada tingkat mikroskopis (antara 1 nm dan 1 µm), dan dalam suspensi kimiawi mereka terlihat pada tingkat makroskopik (lebih besar dari 1 µm). Selanjutnya, saat berdiri, fase suspensi kimia terpisah, sedangkan fase koloid tidak. Suspensi kimiawi dapat disaring, sedangkan koloid tidak dapat disaring.

Sistem koloid adalah sistem non-homogen dimana partikel penyusun satu atau lebih komponennya (fase terdispersi atau dispersoid) memiliki ukuran antara 10 dan 2000 Å, sedangkan komponen sisanya terdiri dari partikel dengan ukuran lebih kecil dari sekitar 10 Å (fase pendispersi atau medium pendispersi).

Partikel koloid memiliki sifat perantara antara larutan dan suspensi kimia; mereka terdispersi tanpa terikat pada molekul pelarut dan tidak mengendap saat dibiarkan diam.

Dalam beberapa kasus, partikel adalah molekul besar, seperti protein. Dalam fase air, sebuah molekul terlipat sedemikian rupa sehingga bagian hidrofiliknya berada di luar, yaitu bagian yang dapat membentuk interaksi dengan molekul air melalui gaya ion-dipol atau gaya ikatan hidrogen bergerak ke arah bagian luar molekul. Koloid dapat memiliki viskositas tertentu (viskositas adalah hambatan internal fluida: cairan atau gas, terhadap pergerakan relatif molekulnya).

Jenis koloid

Koloid diklasifikasikan menurut besarnya tarikan antara fase pendispersi dan fase kontinu atau fase terdispersi. Jika yang terakhir berbentuk cair, sistem koloid diklasifikasikan sebagai “matahari” dan dibagi lagi menjadi “liofob” (tarikan kecil antara fase terdispersi dan media pendispersi) dan “liofilik” (tarikan tinggi antara fase terdispersi dan media pendispersi)..

Dalam koloid liofil, fase terdispersi dan media pendispersi saling berhubungan, oleh karena itu mereka membentuk larutan sejati dan memiliki karakter stabil secara termodinamika; sedangkan koloid liofob adalah koloid di mana fasa terdispersi dan media pendispersi tidak berhubungan, dapat membentuk dua fasa dan memiliki sifat yang stabil secara kinetik.

Karakteristik mendasar dari koloid liofobik adalah mereka tidak stabil secara termodinamika, seperti yang telah disebutkan di atas, meskipun mereka memiliki kestabilan tipe kinetik yang memungkinkannya untuk tetap dalam keadaan terdispersi untuk jangka waktu yang lama.

Partikel koloid berukuran cukup kecil sehingga perilakunya dikendalikan oleh gerakan Brown dan bukan oleh efek makroskopik, seperti gaya gravitasi. Dengan menambahkan sejumlah elektrolit ke dalamnya mereka dapat membeku, jumlahnya tergantung pada valensi dan sifat elektrolitnya.

Mengenai klasifikasi koloid, perlu juga dicatat bahwa, jika medium pendispersinya adalah air, maka disebut “hidrofobik” (tolakan terhadap air) dan “hidrofilik” (tarikan ke air).

Tabel berikut mencantumkan berbagai jenis koloid menurut status fase kontinu dan terdispersinya:

 

Fase terdispersi

Gas

Cair

Padat

Fase pendispersi Gas Itu tidak mungkin karena semua gas larut satu sama lain. Aerosol,

Contoh: kabut, kabut asap

Aerosol padat,

Contoh: asap, debu di udara

Cair Buih,

Contoh: busa cukur, krim

Emulsi,

Contoh: susu, saus mayonaise, krim kosmetik

Sol,

Contoh: lukisan, tinta Cina

Padat Buih padat,

Contoh: batu apung, aerogel, kue busa.

Gel,

Contoh: jelly, jelly bean, keju

Sol padat,

Contoh: kristal ruby

Pada prinsipnya, tidak ada aturan tetap yang menetapkan keadaan agregasi di mana fase terdispersi dan media pendispersi harus ditemukan. Oleh karena itu, semua kombinasi yang mungkin dimungkinkan, seperti yang ditunjukkan pada tabel di atas.

Saat ini, dan karena aplikasi industri dan biomedisnya, studi tentang koloid menjadi sangat penting dalam fisikaokimia dan fisika terapan. Dengan demikian, banyak kelompok penelitian di seluruh dunia yang berdedikasi untuk mempelajari sifat optik, akustik, stabilitas, dan perilakunya terhadap bidang eksternal. Secara khusus, perilaku elektrokinetik (terutama pengukuran mobilitas elektroforetik) atau konduktivitas listrik seluruh suspensi.

Secara umum, studi tentang koloid bersifat eksperimental, meskipun upaya besar juga dilakukan dalam studi teoretis, serta dalam pengembangan simulasi komputer untuk perilaku mereka. Dalam kebanyakan fenomena koloid, seperti konduktivitas dan mobilitas elektroforetik, teori-teori ini hanya mereproduksi realitas secara kualitatif, tetapi kesepakatan kuantitatif masih belum memuaskan sepenuhnya.

Sistem koloid

  • Emulsi: Emulsi disebut suspensi koloid cairan dalam cairan lain yang tidak bercampur dengannya, dan dapat dibuat dengan mengocok campuran dua cairan atau dengan melewatkan sampel melalui pabrik koloid yang disebut homogenizer. Emulsi adalah sistem di mana fase terdispersi dan fase pendispersi berbentuk cair.
  • Sol: Sol liofob relatif tidak stabil (atau meta stabil); sejumlah kecil elektrolit atau kenaikan suhu seringkali cukup untuk menyebabkan koagulasi dan pengendapan partikel terdispersi.
  • Aerosol: Aerosol didefinisikan sebagai sistem koloid dengan partikel cair atau padat yang akhirnya terbagi, terdispersi dalam gas. Saat ini istilah aerosol, dalam bahasa umum, identik dengan wadah logam dengan kandungan bertekanan, meskipun kita berbicara tentang aerosol atmosfer.
  • Gel: Pembentukan gel disebut gelasi. Secara umum, peralihan dari sol ke gel berlangsung secara bertahap. Tentu saja, gelasi disertai dengan peningkatan viskositas, yang tidak tiba-tiba, melainkan bertahap.
  • Buih atau Busa: Fase pendispersi dapat berbentuk cair atau padat dan fase terdispersi berupa gas.

Sifat koloid

Adsorpsi.

Karena ukurannya, partikel koloid memiliki rasio luas / massa yang sangat besar, menjadikannya bahan penyerap yang sangat baik. Di permukaan partikel ada gaya yang disebut Van der Waals dan bahkan ikatan antar atom yang, jika tidak terpenuhi, dapat menarik dan mempertahankan atom, ion, atau molekul zat asing. Pelekatan zat asing ke permukaan partikel ini disebut adsorpsi. Zat yang teradsorpsi terikat rapat dalam lapisan yang biasanya tebalnya tidak lebih dari satu atau dua molekul (atau ion). Meskipun adsorpsi adalah fenomena umum padatan, ini sangat efisien dalam dispersi koloid, karena jumlah luas permukaan yang sangat besar.

Efek Tyndall.

Terdiri dari berkas cahaya menjadi terlihat ketika melewati sistem koloid. Fenomena ini disebabkan partikel koloid menghamburkan cahaya ke segala arah, membuatnya terlihat. Sinar cahaya dapat terlihat saat melewati hutan, misalnya sebagai akibat hamburan cahaya oleh partikel koloid yang tersuspensi di udara hutan. Meskipun semua gas dan cairan menghamburkan cahaya, hamburan oleh zat atau larutan murni sangat kecil, yang umumnya tidak dapat dideteksi.

Gerakan Brown.

Contoh fenomena ini adalah pergerakan yang diamati pada partikel debu yang bergerak bebas secara acak dalam berkas sinar matahari yang masuk melalui jendela (atau tirai terbuka), atau partikel debu dan asap yang bergerak dalam berkas cahaya yang berasal dari dari ruang proyeksi bioskop. Pergerakan tidak teratur dari partikel-partikel koloid tersebut disebabkan oleh bombardir atau tabrakan dengan molekul dari medium pendispersi, dan dalam contoh yang dikutip itu akan terjadi karena molekul yang ada di udara (N², O², Ar, Cr², dll). Gerakan ini dikenal sebagai gerakan Brownian untuk mengenang ahli botani Inggris Robert Brown, yang pertama kali mengamati pergerakan partikel yang tidak teratur ini pada tahun 1827, saat mempelajari perilaku butiran serbuk sari yang tersuspensi dalam air di bawah mikroskop. Gerakan Brownian mencegah partikel koloid mengendap atau membentuk sedimen.

Elektroforesis.

Ini terdiri dari migrasi partikel koloid bermuatan dalam medan listrik. Partikel koloid menyerap ion pada permukaannya, mengisi daya secara positif atau negatif, meskipun seluruh sistem koloid netral secara elektrik, partikel ini bergerak menuju elektroda (katoda dan anoda) melalui gaya tarik-menarik listrik.

Dialisis

Ini didefinisikan sebagai pergerakan ion dan molekul kecil melalui membran berpori, yang disebut membran dialitik atau dialisis, tetapi bukan dari molekul besar atau partikel koloid. Dialisis bukan merupakan sifat eksklusif koloid, karena larutan tertentu juga dapat didialisis, misalnya dialisis sering digunakan dalam biokimia untuk memisahkan molekul protein dari ion air. Dalam koloid, dialisis memungkinkan untuk memurnikan sistem koloid, karena ion dan molekul kecil lainnya yang dianggap sebagai pengotor dihilangkan. Selofan dan membran hewan digunakan sebagai membran dialitik.

Related Posts