*Disusun oleh : Yelmida A

*TOPIKEnergi Bebas Gibbs & Kesetimbangan KimiaKesetimbangan Fasa dan Diagram FasaLarutan Non-Elektrolit & Larutan ElektrolitPengantar Kimia Koloid &Kimia PermukaanElektrokimia dan Sel ElektrokimiaKinetika Reaksi2 SKS

ReferensiBird, T.,(1987) , Physical Chemistry, Alih bahasa Kwee Ie Tjien, Cet. I, Gramedia, Jakarta R.A., Alberty dan F. Daniels, (1983), Kimia Fisika , Erlangga, Jakarta, Sukarjo, (1985), Kimia Fisika , Penerbit Bina Aksara, YokjakartaS.K Dogra and S.Dogra, Physical Chem. Through Problems, Wiley Eastern Limited 1984

Penilaian :UTSUAS Kuis TugasPekerjaan rumahAbsen tak berpengaruh

* Tiga macam campuran yang penting: Larutan,Dispersi koloid, Suspensi

Larutan adalah suatu campuran yang bersifat homogenSistem koloid adalah suatu bentuk campuran yang keadaannya terletak antara larutan dan suspensi (campuran kasar). Sistem koloid ini mempunyai sifat-sifat khas yang berbeda dari sifat larutan atau suspensi. Suspensi dapat dipisahkan dengan penyaringan atau dengan sentrifugasi.

*Tabel 1. Perbedaan larutan, koloid dan suspensi

LARUTANDISPERSI KOLOIDSUSPENSISemua bentuk partikeldari atom,ion ataumolekul (0,1 1 nm)Partikel paling sedikit satukomponen atom, ion ataumolekul kecil (1 1000 nm)Partikel paling sedikit satukomponen yang dapat dilihat dibawah mikroskopStabil terhadap gravitasiKurang StabilTidak stabilHomogenPerbatasan homogenTidak HomogenTembus CahayaBuramTidak tembusTidak ada efek TyndallEfek TyndallTidak transparanTidak ada gerak BrownGerak BrownPartikel terpisahTidak dapat dipisahkan denganpenyaringanTidak dapat dipisahkandengan penyaringanDapat dipisahkandengan penyaringan

*Penyelidikan terhadap zat yang berupa larutan pertama kali dilakukan oleh Thomas Graham (1861) Kecepatan difusi : - cepat - lambat - tidak berdifusi

Graham membagi larutan berdasarkan kecepatan diffusi menjadi :1. KRISTALOID : Bila zat dilarutkan dalam suatu pelarut maka diperoleh larutan yang homogen yang tidak dapat dibedakan dan mudah berdifusi melalui membran larutan gula larutan garam.

*2. KOLOID : campuran yang juga bersifat homogen tapi dapat dibedakan. Kecepatan difusi koloid sangat lambat , hampir tak berdiffusi

Perbedaan utama antara KOLOID dan KRISTALOID berdasarkan ukuran partikelnya : - KRISTALOID : 10 Ao ( Larutan sejati ) - KOLOID : 10 Ao - 10.000 Ao - SUSPENSI : > 10.000 Ao

*Koloid tidak dapat berdifusi melalui membran.Proses pemisahan berdasarkan difusi pada membran semipermiable : DIALISIS

*suatu campuran (sistem dispersi) dua atau lebih zat yang bersifat homogen namun memiliki ukuran partikel terdispersi yang cukup besar (1 - 100 nm), sehingga terkena efek Tyndall. Bersifat homogen berarti partikel terdispersi tidak terpengaruh oleh gaya gravitasi atau gaya lain yang dikenakan kepadanya; sehingga tidak dijumpai pengendapan, misalnya. KOLOID :

*Di dalam larutan koloid secara umum, selalu terdiri dari dua fase:

Fase terdispersi, yakni zat yang terlarut di dalam larutan koloid, berupa partikel-partikel berukuran koloid

Fase pendispersi, yakni zat pelarut di dalam larutan koloid, merupakan medium tempat partikel koloid tersebut tersebar.

Koloid memiliki bentuk bermacam-macam, tergantung dari fasa zat pendispersi dan zat terdispersinya.

*Tabel 2. Jenis-jenis Dispersi Koloid

FASATERDISPERSIMEDIAPENDISPERSIJENISCONTOHGasCairBusaBusa sabunGasPadatBusa PadatBatu apungCairGasAerosol CairKabut, halimun, awanCairCairEmulsiKrim, susu, saosCairPadatEmulsi PadatMentega, kejuPadatGasAsapDebu, partikulat dalam asapPadatCairSolPati dalam air, jeli, catpadatpadatSol PadatAloy, mutiara

*a. Ditinjau dari jenis partikelnya, koloid dibedakan atas : - dispersi koloid - larutan koloid sejati / larutan makromolekul. - koloid asosiasi.Klasifikasi Koloid

*DISPERSI KOLOID : Terdiri dari zat-zat yang tidak larut dengan partikel partikel yang terdiri dari gabungan banyak molekul.

Misal : - dispers koloid Au , AS2 S3 - minyak dalam air.

Kedua fase terdispersi dan dispers medium dapat berupa gas, padat, cair,Secara termodinamik, dispers koloid tidak stabil karena nisbah permukaan dan volume sangat besar

*LARUTAN KOLOID SEJATI / LARUTAN MAKRO MOLEKUL

Terdiri dari larutan dengan zat terlarut yang BM nya tinggi ( makro molekul : misal pati, protein ).Secara termodinamik sistim ini stabil.Dapat disintesis, misal polistiren, nylonSifat larutan polimer ini mirip sol liofil

*KOLOID ASOSIASIKOLOID ELEKTROLIT : Sistim terdiri dari molekul yang BM nya rendah yang beragregasi membentuk partikel berukuran koloid.

Secara TD sistim ini juga stabil. Contoh : larutan sabun dan deterjen, alkil sulfat dan sulfonat.

* SABUN molekul organik - gugus liofil ( hidrofilik ) - gugus liofob ( hidrofobik )

*BAGAIMANA SABUN DAN DETERGENT BEKERJA

*Klasifikasi Koloidb. Berdasarkan sifat adsorpsi partikel koloid terhadap medium pendispersinya, dikenal 2 macam koloid :

Koloid liofil yaitu koloid yang senang cairan (bahasa Yunani : liyo = cairan; philia = senang). Partikel koloid akan mengadsorpsi molekul cairan, sehingga terbentuk selubung di sekeliling partikel koloid itu. Mis : kanji,protein, agar-agarKoloid liofob yaitu koloid yang benci cairan (phobia = benci). Partikel koloid tidak mengadsorpsi molekul cairan. Misal : sol sulfida dan sol logam

*c. Berdasarkan jenis muatannya dikenal dua macam koloid, yaitu :

Koloid bermuatan positif , misal koloid Fe(OH)3 mengadsorbsi ion H+ , sehingga menjadi bermuatan (+). Karena muatan senama maka koloid Fe(OH)3, akan tolak-menolak sesamanya sehingga partikel-partikel koloid tidak akan saling menggerombol.

Koloid bermuatan negatif, misal koloid As2S3 mengadsorbsi ion OH- dalam larutan sehingga akan bermuatan (-) Klasifikasi Koloid

*Karena muatannya sejenis, maka terdapat gaya tolak menolak antar partikel koloid, sehingga memberikan kestabilan pada sistem koloid. Namun secara keseluruhan system koloid bersifat netral, karena partikel koloid yang bermuatan ini akan menarik ion-ion dengan muatan berlawanan dalam medium pendispersinya.

* SOL , EMULSI , Busa

SOL :Dispersi koloid dimana fase terdispersinya merupakan zat padat Sol Liofobikbutir butir koloid tidak suka pelarut.Sol Liofilikbutir butir koloid suka pelarutnya.d. Koloid berdasarkan fasa zat pendispersi dan zat terdispersinya: Klasifikasi Koloid

*Berdasarkan medium pendispersinya, sol dapat dibagi menjadi:

Sol Padat, merupakan sol di dalam medium pendispersi padat. Contoh : paduan logam, gelas berwarna, dan intan hitam.Sol Cair (Sol), merupakan sol di dalam medium pendispersi cair. Contoh : cat, tinta, tepung dalam air, tanah liat, Sol Gas (Aerosol Padat), merupakan sol di dalam medium pendispersi padat. Contoh : debu di udara, asap pembakaran, dll.

*Berdasarkan medium pendispersinya, emulsi dapat dibagi menjadi: Emulsi Gas (Aerosol Cair) : medium pendispersi gas. Aerosol cair seperti hairspray dan baygon, Emulsi Cair : medium pendispersi cair , yang melibatkan campuran dua zat cair yang tidak dapat saling melarutkan Emulsi Padat atau Gel, merupakan emulsi didalam medium pendispersi zat padat. Gel dapat dianggap terbentuk akibat penggumpalan sebagian sol cair. EMULSI :Dispersi koloid dimana fase terdispersinya adalah zat cair

*Emulsi Cair yang paling dikenal : Emulsi minyak dalam air (O / W )Emulsi air dalam minyak ( W / O )

Agar stabil EMULGATOR

Sifat emulsi cair yang penting ialah: Demulsifikasi. Kestabilan emulsi cair dapat rusak akibat pemanasan, pendinginan, proses sentrifugasi, penambahan elektrolit, dan perusakan zat pengelmusi. Pengenceran. Diencerkan dengan medium pendispersinya

*Ditinjau dari segi kepolaran, emulsi merupakan campuran cairan polar dan cairan non polar.Salah satu emulsi adalah susu, di mana lemak terdispersi dalam air. Dalam susu terkandung kasein suatu protein yang berfungsi sebagai zat pengemulsi.

*Emulsi Padat / Gel

Gel merupakan emulsi didalam medium pendispersi zat padat. Berdasarkan sifat elastisitasnya, gel dapat dibagi menjadi:Gel elastis, contoh adalah sabun dan gelatinGel non-elastis, contoh adalah gel silika Gel memiliki sifat tiksotropi : menjadi cairan ketika digoyang, tetapi kembali memadat ketika dibiarkan tenang

*Dengan mengganti cairan dengan gas, dimungkinkan untuk membentuk aerogel ('gel udara'), yaitu bahan dengan sifat yang khusus, seperti massa jenis rendah, luas permukaan yang sangat besar, dan isolator panas yang sangat baik.

Aerogel adalah zat berdasar-silikon dan merupakan benda padat kepadatan-terendah di dunia. Dia terbentuk dari 99,8% udara dan foam yang kaku dengan kepadatan 3 miligram per cm.

*Aerogel dibuat dengan mengeringkan sebuah gel yang terdiri dari silika koloid dalam sebuah lingkungan yang ekstrim. Alkohol cair, seperti ethanol dicampur dengan prekursor silikon alkoksida membentuk sebuah gel silikon dioksida (gel silika). Melalui proses yang disebut pengeringan superkritikal, alkohol disingkirkan dari gel. Biasanya dilakukan dengan menukar etanol dengan CO2 cair dan membuat CO2 berada di atas titik kritis. Terakhir menghilangkan seluruh cairan dari gel dan menggantikannya dengan gas, tanpa membuat struktur gel rusak atau berkurang volumenya.

*Koloid Buih / BusaBuih merupakan koloid dimana fase terdispersinya merupakan gas. Berdasarkan medium pendispersinya, buih dapat dibagi menjadi:Buih Cair (Buih), sistem koloid dengan fase terdispersi gas dan medium pendispersi zat cair. Contohnya adalah buih yang dihasilkan alat pemadam kebakaran dan kocokan putih telur. Buih Padat, fase terdispersi gas dan medium pendispersi zat padat .Contoh : roti,styrofoam, batu apung

*SIFAT SIFAT KOLOIDMenurut ukuran partikelnya :10 A - 10.000A. Umumnya dengan BM besar. Misalnya albumin BM = 44.000.EFEK TYNDALL Ahli fisika Inggris

Tahun 1869 Tyndall menemukan : bila seberkas sinar dilewatkan pada larutan koloid maka cahaya tadi akan kelihatan.

*Efek Tyndall adalah efek yang terjadi jika suatu larutan terkena sinar. Pada saat larutan sejati disinari dengan cahaya, maka larutan tersebut tidak akan menghamburkan cahaya, sedangkan pada sistem koloid, cahaya akan dihamburkan. Penghamburan cahaya terjadi karena partikel-partikel koloid mempunyai partikel-partikel yang relatif besar untuk dapat menghamburkan sinar tersebut Contoh efek Tyndall : sinar matahari yang dihamburkan partikel koloid di angkasa ; langit berwarna biru pada siang hari dan jingga pada sore hari ; debu dalam ruangan akan terlihat jika ada sinar masuk melalui celah.

*Berkas cahaya akan kelihatan karena adanya pantulan atau hamburan cahaya oleh permukaan partikel koloid.

Efek Tyndall Mikroskop UltraDapat digunakan untuk memperkirakan BM koloid karena intensitas hamburan cahaya bergantung pada ukuran partikel

Efek Tyndall merupakan Sifat Optik.

*GERAK BROWN Gerak Brown adalah gerakan partikel-partikel koloid yang senantiasa bergerak lurus tapi tidak menentu (gerak acak/tidak beraturan). Dibawah mikroskop ultra,akan terlihat partikel-partikel tersebut akan bergerak membentukzig zag.

*Koloid dengan medium pendispersi zat cair atau gas, pergerakan partikel-partikel akan menghasilkan tumbukan dengan partikel-partikel koloid itu sendiri.

Gerak Brown dipengaruhi oleh :suhu ukuran partikel koloid Gerak Brown merupakan SIFAT KINETIK

*Sifat kinetik ini timbul, bisa disebabkan oleh :Gerakan termal dari partikel koloidPengaruh gravitasiPergerakan partikel koloid bukan karena penguapan lokal, tapi akibat tumbukan acak dengan molekul pelarut. Partikel koloid cukup kecil, tumbukan cenderung tidak seimbang, sehingga terjadi gerak zigzag atau gerak brown Pengaruh gravitasi, bisa bersifat alami atau buatan.

*ADSORPSIPeristiwa penyerapan partikel atau ion atau senyawa lain pada permukaan partikel koloid yang disebabkan oleh luasnya permukaan partikel

Partikel koloid sol memiliki kemampuan untuk mengadsorpsi partikel-partikel pada permukaannya, baik partikel netral atau bermuatan (kation atau anion) karena mempunyai permukaan yang sangat luas.

*Contoh :Koloid Fe(OH)3 bermuatan positif karena permukaannya menyerap ion H+.

Koloid As2S3 bermuatan negatif karena permukaannya menyerap ion S -2.

*Sifat adsorbsi digunakan dalam proses:

Pemutihan gula tebu.Norit.Penjernihan air.

Misal : koloid antara obat diare dan cairan dalam usus yang akan menyerap kuman penyebab diare.

*ELEKTROFORESISPartikel sol bermuatan listrik, maka partikel ini akan bergerak dalam medan listrik. Pergerakan ini disebut elektroforesis

Partikel koloid yang bermuatan positif bergerak menuju elektrode negatif dan sebaliknya

*Koloid akan membentuk suatu permukaan bermuatan listrik bila berhubungan dengan medan listrik

Peristiwa elektroforesis merupakan SIFAT ELEKTRIK Terjadinya Elektroforesis

*Adanya muatan listrik pada butir-butir koloid menyebabkan terjadinya beda potensial antara permukaan zat padat dan larutanMenurut Helmholtz dan Debye-Huckel, pada permukaan koloid terdapat lapisan rangkap listrik, karena adanya ion-ion yang mengimbangi, butir-butir koloid tersebut selalu bergerakGerakan koloid dalam alat elektroforesis menentukan jenis muatan partikel koloid

*PEMBUATAN KOLOID SOLMetode kondensasi : merupakan metode bergabungnya partikel-partikel kecil larutan sejati yang membentuk partikel-partikel berukuran koloid.

Metode dispersi : merupakan metode dipecahnya partikel-partikel besar sehingga menjadi partikel-partikel berukuran koloid.

*A. Metode KondensasiPembuatan koloid sol dengan metode ini umumnya dengan cara kimia (dekomposisi rangkap, hidrolisis, dan redoks) atau dengan penggantian pelarut.

Reaksi dekomposisi rangkap - Sol As2S3, dibuat dengan cara mengalirkan H2S perlahan-lahan melalui larutan As2O3 dingin sampai terbentuk sol As2S3 yang berwarna kuning terang; As2O3 (aq) + 3H2S(g) As2S3 (koloid) + 3H2O(l) - Sol AgCl, dibuat dengan mencampurkan larutan AgNO3 encer dan larutan HCl encer; AgNO3 (ag) + HCl(aq) AgCl (koloid) + HNO3 (aq)

*Hidrolisis adalah reaksi suatu zat dengan air. - Sol Fe(OH)3, dibuat dengan hidrolisis larutan FeCl3 dengan memanaskan larutan FeCl3, atau reaksi hidrolisis garam Fe dalam air mendidih; FeCl3 (aq) + 3H2O(l) Fe(OH)3 (koloid) + 3HCl(aq) `- Sol Al(OH)3 dapat diperoleh dari reaksi hidrolisis garam Al dalam air mendidih; AlCl3 (aq) + 3H2O(l) Al(OH)3 (koloid) + 3HCl(aq) 2. Reaksi hidrolisis

* - Sol emas atau sol Au, dibuat dengan mereduksi larutan garamnya dengan melarutkan AuCl3 dengan reduktor HCOH; 2AuCl3 (aq) + HCOH(aq) + 3H2O(l) 2Au(s) + HCOOH(aq) + 6HCl(aq) - Sol belerang dibuat dengan mereduksi SO2 yang terlarut dalam air dengan mengalirkan gas H2S ; 2H2S(g) + SO2 (aq) 3S(s) + 2H2O(l) Reaksi redoks

*Penggantian pelarutDilakukan dengan mengganti medium pendispersi sehingga fasa terdispersi yang semula larut, setelah diganti pelarutnya menjadi berukuran koloid. Misal : membuat sol belerang yang sukar larut dalam air tetapi mudah larut dalam alkohol seperti etanol .Belerang terlebih dahulu dilarutkan dalam etanol sampai jenuh. Selanjutnya larutan belerang dalam etanol ditambahkan sedikit demi sedikit ke dalam air sambil diaduk.

*B. Metode DispersiMetode ini melibatkan pemecahan partikel-partikel kasar menjadi berukuran koloid, kemudian didispersikan dalam medium pendispersinya. Ada 3 cara dalam metode ini, yaitu:Cara MekanikCara peptisasiCara Busur Bredig

*1.Cara MekanikCara mekanik : penghalusan partikel-partikel kasar zat padat dengan penggilingan partikel-partikel berukuran koloid. Misal :- industri makanan untuk membuat jus buah, selai, krim, es krim,dsb. - Industri kimia rumah tangga untuk membuat pasta gigi, semir sepatu, deterjen, dsb. - Industri kimia untuk membuat pelumas padat, cat dan zat pewarna. - Industri-industri lainnya seperti industri plastik, farmasi, tekstil, dan kertas.

*2. Cara peptisasiCara peptisasi adalah :pembuatan koloid daributir-butir kasar atau dari suatu endapan denganbantuan suatu zat pemecah. Zat pemecah dapat berupa elektrolit, Contoh: - Agar-agar dipeptisasi oleh air ; karet oleh bensin. - Endapan NiS dipeptisasi oleh H2S ; - Endapan Al(OH) 3 oleh AlCl3.

*3. Cara Busur BredigCara busur Bredig biasanyadigunakan untuk membuatsol-sol logam, seperti Ag, Au, Pt.Logam yang akan diubah jadi partikel koloid digunakan sebagai elektrode.Kemudian kedua logam dicelupkan ke dalam medium pendispersinya (air suling dingin) sampai kedua ujungnya saling berdekatan. Kedua elektrode diberi loncatan listrik. Panas yang timbul menyebabkan logam menguap, dan terkondensasi menghasilkan pertikel-pertikel kolid.

*Koagulasi KoloidJika partikel-partikel koloid bersifat netral, maka akan terjadi penggumpalan dan pengendapan karena pengaruh gravitasi. Proses penggumpalan partikel koloid dan membentuk endapan ini disebut : koagulasi.

*Dengan terjadinya koagulasi, berarti zat terdispersi tidak lagi membentuk koloid.

Faktor-faktor yang menyebabkan koagulasi:Perubahan suhu.Pengadukan.Penambahan ion dengan muatan besar (contoh: tawas).Pencampuran koloid positif dan koloid negatif.

*Penghilangan muatan listrik pada partikel koloid dapat dilakukan empat cara :

1.Menggunakan prinsip elektroforesisProses elektroforesis adalah pergerakan partikel-partikel koloid yang bermuatan ke elektrode dengan muatan berlawanan. Ketika partikel mencapai elektrode, maka system koloid akan kehilangan muatannya dan bersifat netral.

2.Penambahan koloid lain dengan muatan berlawananKetika koloid bermuatan positif dicampur dengan koloid bermuatan negatif, maka muatan tersebut akan saling menghilang dan bersifat netral.

*3.Penambahan elektrolitJika suatu elektrolit ditambahkan pada system koloid, maka partikel koloid yang bermuatan negatif akan mengasorpsi ion positif (kation) dari elektrolit. Begitu juga sebaliknya. Dari adsorpsi ini maka terjadi proses koagulasi.

4.PendidihanKenaikan suhu menyebabkan jumlah tumbukan antara partikel dengan molekul air bertambah banyak. Akibatnya elektrolit yang teradsorpsi pada permukaan koloid lepas dan partikel jadi tidak bermuatan.

*Kestabilan KoloidPartikel-partikel koloid bermuatan sejenis, sehingga terjadi gaya tolak-menolak yang mencegah partikel-partikel koloid bergabung dan mengendap akibat gaya gravitasi. Jadi, selain gerak Brown, muatan koloid juga berperan besar dalam menjaga kestabilan koloid.

*Sistem koloid di mana partikel terdispersinya mempunyai daya adsorpsi relatif besar disebut koloid liofil , koloid ini bersifat lebih stabil.

Jika partikel terdispersinya mempunyai gaya absorpsi yang cukup kecil, maka disebut koloid liofob yang bersifat kurang stabil. Yang berfungsi sebagai koloid pelindung ialah koloid liofil.Koloid pelindung

*Koloid pelindung ialah koloid yang mempunyai sifat dapat melindungi koloid lain dari proses koagulasi.

Sol liofob/ hidrofob mudah terkoagulasi dengan sedikit penambahan elektrolit, tetapi menjadi lebih stabil jika ditambahkan koloid pelindung yaitu koloid liofil

*PEMURNIAN KOLOIDa.Dialisys :Proses pemurnian partikel koloid dari muatan-muatan yang menempel pada permukaannya menggunakan membran semipermiable Pemisahan atau pemurnian koloid dapat dilakukan dengan cara :

*b. Elektro dialysisProses dialysis di bawah pengaruh medan listrik. Elektrodialisis hanya dapat digunakan untuk memisahkan partikel-partikel zat terlarut yang berupa elektrolit

*Partikel-partikel kolid tidak dapat disaring biasa seperti dengan kertas saring Kertas saring diresapi dengan selulosa seperti selofan penyaring ultra Proses pemurnian dengan menggunakan penyaring ultra ini termasuk lambat, jadi tekanan harus dinaikkan c. Penyaring ultra

*Koloid Dalam Kehidupan Sehari-hari Sifat karakteristik koloid yang penting, yaitu sangat bermanfaat untuk mencampur zat-zat yang tidak dapat saling melarutkan secara homogen dan bersifat stabil untuk produksi skala besar.

*Selain industri, sistem koloid juga banyak dijumpai dalam kehidupan kita sehari-hariPenggumpalan darahPembentukan delta di muara sungai Pengambilan endapan pengotor Pemutihan gula

*