Peranan Koloid

Peranan Koloid dalam Kehidupan Sehari-hari

a. Mengurangi polusi udara

Gas buangan pabrik yang mengandung asap dan partikel berbahaya dapat diatasi dengan menggunakan alat yang disebut pengendap cottrel. Prinsip kerja alat ini memanfaatkan 

sifat muatan dan penggumpalan koloid sehingga gas yang dikeluarkan ke udara telah bebas dari asap dan partikel berbahaya

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 diadsorpsi oleh partikel asap dan menjadi bermuatan. Selanjutnya, partikel  bermuatan itu akan tertarik dan diikat pada elektrode yang lainnya. Pengendap Cottrel ini banyak digunakan dalam industri untuk dua tujuan, yaitu mencegah polusi udara oleh buangan beracun dan memperoleh kembali debu yang berharga (misalnya debu logam).

b. Penggumpalan lateks

Getah karet dihasilkan dari pohon karet atau hevea. Getah karet merupakan sol, yaitu dispersi koloid fase padat dalam cairan. Karet alam merupakan zat padat yang molekulnya sangat besar (polimer). Partikel karet alam terdispersi sebagai partikel koloid dalam sol  getah karet. Untuk mendapatkan karetnya, getah karet harus dikoagulasikan agar karet
menggumpal dan terpisah dari medium pendispersinya. Untuk mengkoagulasikan getah  karet, biasanya digunakan asam formiat; HCOOH atau asam asetat; CH3COOH. Larutan asam pekat itu akan merusak lapisan pelindung yang mengelilingi partikel karet. Sedangkan ion-ion H+-nya akan menetralkan muatan partikel karet sehingga karet akan menggumpal.

Selanjutnya, gumpalan karet digiling dan dicuci lalu diproses lebih lanjut sebagai lembaran yang disebut sheet atau diolah menjadi karet remah (crumb rubber). Untuk keperluan lain,  misalnya pembuatan balon dan karet busa, getah karet tidak digumpalkan melainkan dibiarkan dalam wujud cair yang disebut lateks. Untuk menjaga kestabilan sol lateks, getah karet dicampur dengan larutan amonia; NH3. Larutan amonia yang bersifat basa melindungi partikel karet di dalam sol lateks dari zat-zat yang bersifat asam sehingga sol
tidak menggumpal.

c. Membantu pasien gagal ginjal

Proses dialisis untuk memisahkan partikel-partikel koloid dan zat terlarut merupakan dasar bagi pengembangan dialisator. Penerapan dalam kesehatan adalah sebagai mesin pencuci darah untuk penderita gagal ginjal. Ion-ion dan molekul kecil dapat melewati selaput semipermiabel dengan demikian pada akhir proses pada kantung hanya tersisa  koloid saja. Dengan melakukan cuci darah yang memanfaatkan prinsip dialisis koloid, senyawa beracun seperti urea dan keratin dalam darah penderita gagal ginjal dapat dikeluarkan. Darah yang telah bersih kemudian dimasukkan kembali ke tubuh pasien.

d. Penjernihan air

Untuk memperoleh air bersih perlu dilakukan upaya penjernihan air. Kadang-kadang air  dari mata air seperti sumur gali dan sumur bor tidak dapat dipakai sebagai air bersih jika tercemari. Air permukaan perlu dijernihkan sebelum dipakai. Upaya penjernihan air dapat dilakukan baik skala kecil ( rumah tangga) maupun skala besar seperti yang dilakukan oleh Perusahaan Daerah Air Minum (PDAM). Pada dasarnya penjernihan air itu dilakukan  secara bertahap. Mula-mula mengendapkan atau menyaring bahan-bahan yang tidak larut
dengan saringan pasir. Kemudian air yang telah disaring ditambah zat kimia, misalnya tawas atau aluminium sulfat dan kapur agar kotoran menggumpal dan selanjutnya mengendap, dan kaporit atau kapur klor untuk membasmi bibit-bibit penyakit. Air yang  dihasilkan dari penjernihan itu, apabila akan dipakai sebagai air minum, harus dimasak  terlebih dahulu sampai mendidih beberapa saat lamanya.

Untuk memperjelas tentang penjernihan air perhatikan gambar 9.13 berikut! 

Proses pengolahan air tergantung pada mutu baku air (air belum diolah), namun pada  dasarnya melalui 4 tahap pengolahan. Tahap pertama adalah pengendapan, yaitu air baku dialirkan perlahan-lahan sampai benda-benda yang tak larut mengendap. Pengendapan ini  memerlukan tempat yang luas dan waktu yang lama. Benda-benda yang berupa koloid  tidak dapat diendapkan dengan cara itu.

Pada  tahap kedua, setelah suspensi kasar terendapkan, air yang mengandung koloid diberi zat yang dinamakan koagulan. Koagulan yang banyak digunakan adalah aluminium sulfat, besi(II)sulfat,     besi(III)klorida, dan klorinasi koperos (FeCl₂Fe₂(SO₄)₃). Pemberian koagulan selain untuk mengendapkan partikel-partikel koloid, juga untuk menjadikan  pH air sekitar 7 (netral). Jika pH air berkisar antara 5,5–6,8, maka yang digunakan adalah aluminium sulfat, sedangkan untuk senyawa besi sulfat dapat digunakan pada pH air 3,5–5,5.

Pada  tahap ketiga, air yang telah diberi koagulan mengalami proses pengendapan, benda-benda koloid yang telah menggumpal dibiarkan mengendap. Setelah mengalami pengendapan, air tersebut disaring melalui penyaring pasir sehingga sisa endapan yang masih terbawa di dalam air akan tertahan pada saringan pasir tersebut.

Pada  tahap terakhir, air jernih yang dihasilkan diberi sedikit air kapur untuk menaikkan pHnya, dan untuk membunuh bakteri diberikan kalsium hipoklorit (kaporit) atau klorin (Cl₂).

e.  Sebagai deodoran

Deodoran mengandung aluminium klorida yang dapat mengkoagulasi atau mengendapkan protein dalam keringat.endapan protein ini dapat menghalangi kerja kelenjer keringat sehingga keringat dan potein yang dihasilkan berkurang.

f. Sebagai bahan makanan dan obat

Ada zat-zat yang tidak larut dalam air sehingga harus dikemas dalam bentuk koloid sehingga mudah diminum. Contohnya obat dalam bentuk kapsul.

g. Sebagai bahan kosmetik

Ada berbagai bahan kosmetik kosmetik berupa padatan, tetapi lebih baik digunakan dalam bentuk cairan. Untuk itu biasanya dibuat berupa koloid dengan tertentu.

h. Sebagai bahan pencuci

Prinsip koloid juga digunakan dalam proses pencucian dengan sabun dan detergen. Dalam pencucian dengan sabun atau detergen, sabun/ detergen berfungsi sebagai emulgator. Sabun/detergen akan mengemulsikan minyak dalam air  sehingga kotoran-kotoran berupa lemak atau minyak dapat dihilangkan dengan cara pembilasan dengan air.

Aplikasi Koloid dalam Kehidupan Sehari-Hari

Sistem koloid banyak digunakan pada kehidupan sehari-hari, terutama dalam kehidupan sehari-hari. Hal ini disebabkan sifat karakteristik koloid yang penting, yaitu dapat digunakan untuk mencampur zat-zat yang tidak dapat saling melarutkan secara homogen dan bersifat stabil untuk produksi dalam skala besar.

          Berikut ini adalah tabel aplikasi koloid: 

Jenis industri	Contoh aplikasi
Industri makanan	Keju, mentega, susu, saus salad
Industri kosmetika dan perawatan tubuh	Krim, pasta gigi, sabun
Industri cat	Cat
Industri kebutuhan rumah tangga	Sabun, deterjen
Industri pertanian	Peptisida dan insektisida
Industri farmasi	Minyak ikan, pensilin untuk suntikan

Berikut ini adalah penjelasan mengenai aplikasi koloid:

1.       Pemutihan Gula

Gula tebu yang masih berwarna dapat diputihkan. Dengan melarutkan gula ke dalam air, kemudian larutan dialirkan melalui sistem koloid tanah diatomae atau karbon. Partikel koloid akan mengadsorpsi zat warna tersebut. Partikel-partikel koloid tersebut mengadsorpsi zat warna dari gula tebu sehingga gula dapat berwarna putih.

2.      Penggumpalan Darah

Darah mengandung sejumlah koloid protein yang bermuatan negatif. Jika terjadi luka, maka luka tersebut dapat diobati dengan pensil stiptik atau tawas yang mengandung ion-ion Al³⁺ dan Fe^3+. Ion-ion tersebut membantu agar partikel koloid di protein bersifat netral sehingga proses penggumpalan darah dapat lebih mudah dilakukan.

3.      Penjernihan Air

Air keran (PDAM) yang ada saat ini mengandung partikel-partikel koloid tanah liat,lumpur, dan berbagai partikel lainnya yang bermuatan negatif. Oleh karena itu, untuk menjadikannya layak untuk diminum, harus dilakukan beberapa langkah agar partikel koloid tersebut dapat dipisahkan. Hal itu dilakukan dengan cara menambahkan tawas (Al₂SO₄)₃.Ion Al³⁺ yang terdapat pada tawas tersebut akan terhidroslisis membentuk partikel koloid Al(OH)³ yang bermuatan positif melalui reaksi:

Al³⁺   +   3H₂O     à    Al(OH)₃   +      3H⁺

Setelah itu, Al(OH)₃ menghilangkan muatan-muatan negatif dari partikel koloid tanah liat/lumpur dan terjadi koagulasi pada lumpur. Lumpur tersebut kemudian mengendap bersama tawas yang juga mengendap karena pengaruh gravitasi.

4.      Agar-Agar

Padatan agar-agar yang terdispersi di dalam air panas akan menghasilkan system koloid yanmg disebut sol. Jika konsentrasi agar-agar rendah, pada keadaan dingin, sol ini akan tetap berwujud cair. Sebaliknya, jika konsentrasi agar-agar tinggi pada keadaan dingin sol menjadi padat dan kaku. Keadaan seperti ini disebut gel.

5.      Pektin

Pektin adalah teoung yang diperoleh dari buah papaya muda, apel, dan kulit jeruk. Jika pektin didispersikan di dalam air, terbentuk sol yang kemudian memadat sehingga membentuk gel. Pektin biasa digunakan untuk membuat selai.

6.      Gelatin

Gelatin adalah tepung yang diperoleh dari hasil perebusan kulit atau kaki binatang, misalnya sapi. Jika gelatin didispresikan di dalam air, terbentuk suatu sol yang kemudia memadat dan membentuk gel. Gelatin banyak digunakan untuk pembuatan cangkang kapsul. Agar-agar, pectin, gelatin juga digunakan untuk mpembuatan makanan, seperti jelly atau permen yang kenyal (gummy candies)

7.      Cairan Kanji

Tepung kanji yang dilarutkan di dalam air dingin akan membentuk suatu suspense. Jika suspense dipanaskan terbentuk sol, dan jika konsentrasi tepung kanji cukup tinggi, sol tersebut akan memadat sehingga membentuk gel. Suatu gel yang terbentuk karena fase terdispresi menyerap medium pendispresi sehingga fase terdispresi mengembang, memadat, dan menjadi kaku.

8.      Cat Tembok dan tinta (zat warna terdispersi di dalam medium air)

9.      Cat Kayu dan Cat Besi (zat warna terdispersi di dalam pelarut organik)

10.   Gel Kalsium asetat di dalam alkohol

11.   Sol Arpus  (dammar)

12.   Sol emas, sol Fe(OH)₃, sol Al(OH)₃, dan sol belerang.

13.   Proses Menghilangkan Bau Badan

Pada produk roll on deodorant, digunakan adsorben (zat yang mengadsorpsi) berupa Al-strearat. Jika deodorant digosokkan pada anggota badan, Al-strearat mengadsorpsi keringat yang menyebabkan bau badan

14.   Proses Perebusan Telur

Telur mentah meruapakn suatu system koloid dengan fase terdispresi beruapa protein. Jika telur tersebut direbus akan terjadi koagulasi sehingga teluar tersebut menggumapl.

15.   Pembuatan Yoghurt

Susu dapat berubah menjadi yoghurt melalui fermentasi. Pada fermentasi susu akan terbentuk asam laktat yang menggumpal dan berasa asam.

16.   Pembuatan Tahu

Pada pembuatan tahu dari kedelai, mula-mula kedelai dihancurkan sehingga terbentuk bubur kedelai (seperti susu). Kemudian, ditambahkan larutan elektrolit, yaitu CaSO₄.2H₂O yang disebut batu tahu sehingga protein kedelai menggumapal dan membentuk tahu.

17.   Pembuatan Lateks

Lateks terbuat dari getah karet, salah satu system koloid. Pada pembuatan lateks, getah karet digumpalkan dengan penambahan asam asetat atau asam format.

18.   Penjernih Air Sungai

Air sungai mengandung padatan lumpur yang terdispersi di dalam air (sol). Sol tanah liat dalam air sungai memiliki muatan negative sehingga dapat diendapkan dengan penambahan tawas atau PAC. Di dalam air sungai, tawas atau PAC membentuk koloid Al(OH)3 yang bermuatan positif. Pengendapan terjadi karena koagulasi koloid yang bermuatan negatef dengan koloid yang bermuatan positif.

19.   Pembentukan Delta

Delta terbentuk dari hasil pencampuran air sungai yang mengandung koloidtanah liat hasil elektrolit yang berasal dari air laut. Pencampuran tersebut menyebabkan terjadinya koagulasi sehingga terbentuk delta

20.   Pengolahan Asap atau Debu

Asap dan debu yang diohasilkan dari suatu proses industry dapat mencemari udara disekitarnya. Asap dan debu merupakan system koloid zat padat dalam medium pendispersi gas (udara). Padatan dalam asap atau debu dapat diendapkan dengan menggunakan lat Cottrel.

Asap dan debu dilewatkan melelui cerobing yang di dalamnya terdapat ujung-ujung electrode bermuatan dengan bertegangan 20.000 V hingga 75.000 V. Elektrode mengakibatkan asap dan debu akan tertarik pada electrode yang lainnya dan mengendap. Endapan yang terbentuk dipisahkan secara berkala sehingga gas-gas yang keluar dari cerobong sudah terbebas dari partikel padatan yang berbahaya.