makalah 4 - koloid

8/19/2019 Makalah 4 - Koloid

1/20

PENDAHULUAN

I. 1 RUMUSAN MASALAH

1. Memahami konsep koloid dan perbedaannya dengan larutan serta suspensi

2. Mengetahui jenis-jenis dispersi koloid

3.

Mengetahui cara pembuatan koloid

4. Mengetahui sifat-sifat dan karakteristik koloid

5. Memahami konsep koagulasi-flokulasi

6.

Memahami 4 mekanisme utama destabilisasi koloid

7. Memahami konsep emulsi dan emulsifier

ISI

II. 1 TEORI DASAR

1.

Konsep koloid

2. Koagulasi-Flokulasi

3. Proses pengolahan air

4.

Emulsi

5. Creaming, Floculation, Coalescene, dan Ostwald Rippening

6.

Sedimentasi

7. Hukum Stoke

II. 2 JAWABAN PERTANYAAN

POIN A

SOAL 1. Jelaskan apa yang Anda ketahui tentang koloid, dan jelaskan juga jenis-

jenis dari dispersi koloid, serta berikan contohnya. Tuliskan rujukan anda berdasarkan

buku Kimia Fisika yang anda gunakan.

Jawab:

Diameter dari partikel dalam larutan sejati selalu lebih kecil dari 1 nm. Bila

diameter partikel-partikel dalam larutan terletak diantara 1-100 nm, sistem disebut

koloid, dan bila lebih besar dari 100 nm disebut campuran kasar atau dispers kasar.

Jadi, koloid adalah suatu bentuk campuran yang karakteristiknya terletak antara

larutan dan suspensi. Sistem koloid terdiri atas fase terdispersi dengan ukuran tertentu

yang tersebar secara merata dalam medium pendispersi.

Dispersi koloid bersifat heterogen, terdiri atas dispers fase dan dispers medium.

Berikut adalah pembagian jenis dispersi koloid berdasarkan fase terdispersi dan

medium pendispersinya:


2/20

Tabel 1. Jenis Dispersi Koloid

Fase

Terdispersi

Medium

Pendispersi Nama Koloid Contoh

Padat Gas Aerosol Padat Asap, debu

Padat Cair Sol Larutan garamPadat Padat Sol Padat Gelas berwarna

Cair Gas AerosolObat semprot, kabut,

awan

Cair Cair Emulsi Susu, santan

Cair PadatEmulsi Padat

(Gel)Mentega, agar-agar

Gas Gas -

Gas Cair Busa Buih, sabun

Gas Padat Busa Padat Batu apung

Buku rujukan:

Sukardjo. 2013. Kimia Fisika. Jakarta: Rineka Cipta

SOAL 2. Flokulasi merupakan proses reversibel, sedangkan koagulasi adalah

ireversibel. Dapatkah Anda menjelaskan tentang proses koagulasi dan flokulasi pada

pengolahan air bersih?

Jawab:

Partikel koloid dapat dipisahkan dari larutannya dengan cara pendestabilisasian

menjadi agregat-agregat yang memiliki ukuran yang lebih besar sehingga mudahdiendapkan. Proses pendestabilisasian ini disebut dengan proses koagulasi.

Koagulasi secara umum didefinisikan sebagai penambahan zat kimia (koagulan) ke

dalam air baku dengan maksud mengurangi gaya tolak menolak antar partikel koloid,

sehingga partikel-partikel terseut dapat bergabung menjadi flok-flok halus.

Sedangkan flokulasi adalah suatu proses aglomerasi (penggumpalan) partikel-partikel

terdestabilisasi menjadi flok dengan ukuran yang memungkinkan dapat dipisahkan

oleh sedimentasi dan filtrasi.


3/20

Gambar 1. Ringkasan Proses Koagulasi dan Flokulasi

Penjelasan Singkat Proses Pengolahan Air (Koagulasi-Flokulasi)

Tahap awal dimulai dengan proses koagulasi, koagulasi melibatkan netralisasi muatan

partikel dengan penambahan bahan kimia, yaitu koagulan. Koagula yang sering

digunakan pada proses pengolahan air adalah Alum Sulfat atau yang sering kita

dengar dengan nama tawas. Penambahan koagulan ini menyebabkan agregat-

agregat/kumpulan partikel yang dapat dipisahkan karena elektrolit atau konsentrasi

ion yang ditambahkan cukup untuk mengurangi tekanan elektrostatis diantara kedua

partikel. Tahap selanjutnya adalah proses flokulasi. Flokulasi disebabkan oleh adanya

penambahan sejumlah kecil bahan kimia yang disebut sebagai flokulan. Mikroflok

yang terbentuk pada saat proses koagulasi sebagai akibat penetralan muatan akan

saling bertumbukan dengan adanya pengadukan lambat. Tumbukan tersebut akanmenyebabkan mikroflok berikatan menghasilkan flok yang lebih besar. Fungsi dari

penambahan flokulan ini adalah sebagai polielektrolit untuk memproduksi flok yang

cepat mengendap. Flokulan yang umumnya digunakan pada pengolahan air adalah

poliakrilamida.

SOAL 3. Proses pembuatan koloid dapat dilakukan dengan dua cara, yaitu cara

kondensasi dan cara dispersi. Jelaskan perbedaan antara kedua cara tersebut. Akan

lebih baik jika Anda dapat memberikan penjelasan secara visual.

Jawab:

Seperti yang sudah dijelaskan pada poin sebelumnya, koloid merupakan suatucampuran yang terdiri dari zat terdispersi yang tersebar secara merata dalam suatu


4/20

medium pendispersi. Koloid memiliki karakteristik diantara larutan sejati dan

suspensi. Sehingga untuk membuat koloid terdapat dua cara, yaitu kondensasi dan

dispersi.

Gambar 2. Cara Pembuatan Koloid

Kondensasi merupakan penggabungan partikel-partikel halus yang terkandung dalam

larutan sejati menjadi partikel yang lebih besar. Sedangkan dispersi merupakan pemecahan partikel-partikel besar pada suspensi menjadi lebih kecil.

Gambar 3. Detail dari Cara Pembuatan Koloid

SOAL 4. Partikel koloid dapat bermuatan listrik yang disebabkan oleh sifat-sifat

partikel koloid seperti adsorpsi, elektroforesis, dan koagulasi. Dapatkah Anda

menjelaskan sifat-sifat koloid tersebut, dan sifat koloid lainnya? Berikan contoh untuk

setiap sifat yang Anda jelaskan.

Jawab:

Sifat-sifat Koloid

Berikut merupakan macam-macam sifat koloid, yaitu :

a. Efek TyndallEfek Tyndall adalah penghamburan cahaya oleh larutan koloid, peristiwa di

mana jalannya sinar dalam koloid dapat terlihat karena partikel koloid dapat

menghamburkan sinar ke segala jurusan.

Contoh: sinar matahari yang dihamburkan partikel koloid di angkasa, hingga langit

berwarna biru pada siang hari dan jingga pada sore hari, debu dalam ruangan akan

terlihat jika ada sinar masuk melalui celah.

b. Gerak Brown

100 nm


5/20

Gerak Brown adalah gerak partikel koloid dalam medium pendispersi secara

terus menerus, karena adanya tumbukan antara partikel zat terdispersi dan zat

pendispersi. Karena gerak aktif yang terus menerus ini, partikel koloid tidak memisah

jika didiamkan.

c. Adsorpsi Koloid

Adsorpsi Koloid adalah penyerapan zat atau ion pada permukaan koloid. Sifatadsorbsi digunakan dalam proses:

1) Pemutihan gula tebu.

2) Norit.

3) Penjernihan air.

Contoh: koloid antara obat diare dan cairan dalam usus yang akan menyerap kuman

penyebab diare.

Koloid Fe(OH)3 akan mengadsorbsi ion H+ sehingga menjadi bermuatan +.

Adanya muatan senama maka koloid Fe(OH), akan tolak-menolak sesamanya

sehingga partikel-partikel koloid tidak akan saling menggerombol.

Koloid As2S3 akan mengadsorbsi ion OH- dalam larutan sehingga akan

bermuatan - dan tolak-menolak dengan sesamanya, maka koloid As2S3 tidak akanmenggerombol.

d. Muatan Koloid dan ElektroforesisMuatan Koloid ditentukan oleh muatan ion yang terserap permukaan koloid.

Elektroforesis adalah gerakan partikel koloid karena pengaruh medan listrik.

Karena partikel koloid mempunyai muatan maka dapat bergerak dalam medan

listrik. Jika ke dalam koloid dimasukkan arus searah melalui elektroda, maka koloid

bermuatan positif akan bergerak menuju elektroda negatif dan sesampai di elektroda

negatif akan terjadi penetralan muatan dan koloid akan menggumpal (koagulasi).

Contoh: cerobong pabrik yang dipasangi lempeng logam yang bermuatan listrik

dengan tujuan untuk menggumpalkan debunya.

e. Koagulasi Koloid

Koagulasi koloid adalah penggumpalan koloid karena elektrolit yang muatannya

berlawanan.

Contoh: kotoran pada air yang digumpalkan oleh tawas sehingga air menjadi jernih.

Faktor-faktor yang menyebabkan koagulasi:

1) Perubahan suhu.

2) Pengadukan.

3) Penambahan ion dengan muatan besar (contoh: tawas).

4) Pencampuran koloid positif dan koloid negatif.

Koloid akan mengalami koagulasi dengan cara:

1) Mekanik, cara mekanik dilakukan dengan pemanasan, pendinginan atau pengadukan cepat.

2) Kimia, dengan penambahan elektrolit (asam, basa, atau garam).

Contoh: susu + sirup masam — > menggumpal

lumpur + tawas — > menggumpal

3) Dengan mencampurkan 2 macam koloid dengan muatan yang berlawanan.

Contoh: Fe(OH)3 yang bermuatan positif akan menggumpal jika dicampur

As2S3 yang bermuatan negatif.

f. Koloid Liofil dan Koloid Liofob

Koloid Liofil adalah koloid yang mengadsorbsi cairan, sehingga terbentuk

selubung di sekeliling koloid.

Contoh: agar-agar.


6/20

Koloid Liofob adalah kolid yang tidak mengadsorbsi cairan. Agar muatan

koloid stabil, cairan pendispersi harus bebas dari elektrolit dengan cara dialisis, yakni

pemurnian medium pendispersi dari elektrolit.

g. Emulsi

Emulsi adalah kolid cairan dalam medium cair. Agar larutan kolid stabil, ke

dalam koloid biasanya ditambahkan emulsifier, yaitu zat penyetabil agar koloid stabil.Contoh: susu merupakan emulsi lemak di dalam air dengan kasein sebagai emulsifier.

h. Kestabilan KoloidBanyak koloid yang harus dipertahankan dalam bentuk koloid untuk

penggunaannya.

Contoh: es krim, tinta, cat.

Untuk itu digunakan koloid lain yang dapat membentuk lapisan di sekeliling

koloid tersebut. Koloid lain ini disebut koloid pelindung.

Contoh: gelatin pada sol Fe(OH)3.

Untuk koloid yang berupa emulsi dapat digunakan emulgator yaitu zat yang

dapat tertarik pada kedua cairan yang membentuk emulsi

Contoh: sabun deterjen sebagai emulgator dari emulsi minyak dan air.i. Pemurnian Koloid

Untuk memurnikan koloid yaitu menghilangkan ion-ion yang mengganggu

kestabilan koloid, dapat dilakukan cara dialisis. Koloid yang akan dimurnikan

dimasukkan ke kantong yang terbuat dari selaput semipermeabel yaitu selaput yang

hanya dapat dilewati partikel ion saja dan tidak dapat dilewati molekul koloid.

Contoh: kertas perkamen, selopan atau kolodion.

Kantong koloid dimasukkan ke dalam bejana yang berisi air mengalir, maka

ion-ion dalam koloid akan keluar dari kantong dan keluar dari bejana dan koloid

tertinggal dalam kantong. Proses dialisis akan di percepat jika di dalam bejana

diberikan arus listrik yang disebut elektro dialisis.

Proses pemisahan kotoran hasil metabolisme dari darah oleh ginjal termasuk

proses dialisis. Maka apabila seseorang menderita gagal ginjal, orang tersebut harus

menjalani “cuci darah” dengan mesin dialisator di rumah sakit. Koloid juga dapat

dimurnikan dengan penyaring ultra.

SOAL 5. Air mengandung partikel-partikel koloid tanah liat yang bermuatan negatif.

Untuk keperluan air minum, partikel-partkel koloid ini harus dipisahkan, seperti

dengan penambahan tawas, Al2(SO4)3. Jelaskan proses penjernihan air berdasarkan

konsep koloid dari pemicu di atas. Sertakan gambar ataupun video untuk melengkapi

penjelasan Anda.

Jawab:

Penjernihan air

Air dari mata air seperti sumur gali dan sumur bor terkadang tidak dapat

langsung dipakai sebagai air bersih jika kotor dan tercemari. Upaya penjernihan air

dapat dilakukan baik skala kecil (rumah tangga) maupun skala besar seperti yang

dilakukan oleh PDAM.

Pengolahan air bersih secara lengkap didasarkan pada sifat-sifat koloid, yaitu :

1. Adsorpsi penyerapan ion pada permukaan koloid


7/20

2. Koagulasi pengendapan/ penggumpalan partikel koloid

Bahan-bahan yang diperlukan dalam proses penjernihan air antara lain : tawas

(Al2(SO4)3), karbon aktif, klorin/kaporit, kapur tohor, pasir

Bagan pengolahan air di PDAM

Gambar 4. Bagan Pengolahan Air Bersih

Berikut uraian mekanisme kerja pengolahan air bersih pada bagan di atas:

1. Air sungai dipompakan ke dalam bak prasedimentasi

Dalam bak prasedimentasi ini lumpur dibiarkan mengendap karena pengaruh

gravitasi.

2. Lumpur dibuang dengan pompa, sedangkan air dialirkan ke dalam bak ventury

Pada tahap ini dicampurkan Al2(SO4)3(tawas) dan gas klorin (preklorinasi). Ion

Al3+yang terdapat pada tawas tersebut akan terhidroslisis membentuk partikel koloid

Al(OH)3 yang bermuatan positif melalui reaksi:

Al3+ + 3H2O → Al(OH)3 + 3H+

Setelah itu, Al(OH)3 menghilangkan muatan-muatan negatif dari partikel koloidtanah liat/lumpur dan terjadi koagulasi pada lumpur. Lumpur tersebut kemudian

mengendap bersama tawas yang juga mengendap karena pengaruh gravitasi, sehingga

lumpur lebih mudah disaring. Selain itu, tawas yang membentuk koloid

Al(OH)3dapat mengadsorpsi zat-zat warna atau zat-zat pencermar seperti detergen

dan pestisida. Sedangkan gas klorin berfungsi sebagai pembasmi hama (desinfektan).

Selanjutnya ditambahkan karbon aktif (bila tingkat kekeruhan air baku tinggi).

Karbon aktif ini berfungsi untuk menghilangkan bau, rasa, dan zat organik yang

terkandung dalam air baku.

3. Air baku dari bak ventury yang telah dicampur dengan bahan-bahan kimia


8/20

dialirkan ke dalam accelator. Dalam bak accelator terjadi proses koagulasi, lumpur

dan kotoran lain menggumpal membentuk flok-flok yang akan mengalami

sedimentasi secara gravitasi.

4. Air yang setengah bersih dari accelator dialirkan ke dalam bak saringan pasir

Dari bak pasir diperoleh air yang hampir bersih, karena sisa flok akan tertahan

oleh saringan pasir.

5. Air dalam bak pasir dialirkan ke dalam siphon. Di dalam siphon air yang hampir

bersih ditambahkan kapur untuk menaikkan pH dan gas klorin (post klorinasi) untuk

mematikan hama.

6. Air yang sudah memenuhi standar bersih dari bak siphon dialirkan ke reservoar.

7. Air siap dikonsumsi konsumen

Proses pengolahan air bersih pada industri pengolahan air bersih (PDAM) yang telahdiuraikan di atas disebut sebagai pengolahan air minum sistem konvensional, seperti

yang dipergunakan oleh hampir seluruh PDAM di Indonesia. Proses itu disebut

konvensional karena teknologi yang digunakan dalam pengolahan air tersebut kurang

maju. Selain itu, dengan banyaknya industri yang tumbuh di sepanjang sungai

terutama industri dengan tingkat pencemaran berat seperti tektil, logam, kimia dan

lain-lain, serta tingginya tingkat pertumbuhan dan aktivitas manusia, telah

mengakibatkan pencemaran pada sungai-sungai yang merupakan sumber air baku

utama bagi produksi air minum di kota-kota besar, pengolahan air yang diterapkan

oleh PDAM di Indonesia ini dinilai masih belum bisa menghasilkan air yang layak

bagi konsumen karena pemurnian air belum 100% menghilangkan zat pencemar.

POIN B

SOAL 1. Campuran berdasarkan ukuran partikelnya, dibedakan menjadi 3 golongan

utama. Jelaskan apa saja dan uraikan secara singkat perbedaannya.

Jawab:

Berdasarkan ukuran partikelnya, campuran dibagi menjadi tiga macam, yaitu:

Larutan : 100 nm

Gambar 5. Larutan, koloid, dan suspensi


9/20

Tabel 2. Perbedaan Karakteristik Larutan, Koloid, dan Suspensi

Larutan

(Dispersi Molekuler)

Koloid

(Dispersi Koloid)

Suspensi

(Dispersi Kasar)

Homogen (tidak dapat dibedakan

walaupun menggunakanmikroskop ultra)

Homogen, jika diamati secara

maksroskopis. Namun heterogen jikadiamati dengan mikroskop ultra

Heterogen

Ukuran partikel: 100 nm

Satu fase Dua Fase Dua Fase

Stabil Stabil Tidak stabil

Tidak dapat disaringTidak dapat disaring, kecuali dengan

penyaring ultraDapat disaring

Contoh: Larutan gula dalam air Campuran susu bubuk-air Campuran tepung terigu-air

SOAL 2. Mayo merupakan salah satu contoh emulsi cair dalam pendispersi cair.

Jelaskan apa maksud dari kalimat tersebut. Jelaskan juga jenis emulsi lain yang Andaketahui. Bagaimana dua fase cairan yang saling tidak menyukai bisa bercampur

selama penyimpanan? Jelaskan faktor-faktor apa saja yang dapat mempengaruhi

kestabilan emulsi dan bagaimana faktor-faktor tersebut dapat mempengaruhi

kestabilan emulsi. Berikan gambaran visual untuk memperjelas keterangan Anda.

Jawab:

Maksud kalimat emulsi cair dalam pendispersi cair adalah hal tersebut

merupakan emulsi cair. Sedangkan arti dari emulsi cair adalah emulsi di dalam

medium pendispersi cair. Emulsi cair melibatkan campuran dua zat cair yang tidak

dapat saling melarutkan jika dicampurkan yaitu zat cair polar dan zat cair non-polar.Biasanya salah satu zat cair ini adalah air dan zat lainnya seperti minyak .

Ada beberapa jenis emulsi yaitu:

a. Emulsi padat (cair-padat)

Emulsi padat (gel) ialah koloid dengan zat fase cair terdispersi dalam zat fase

padat. Hal ini berarti zat terdispersi fase cair dan medium fase padat. Contoh:

mentega, keju, jeli, dan mutiara.

b.

Emulsi cair (cair-cair)

Emulsi cair (emulsi) ialah koloid dengan zat fase cair terdispersi dalam zat fase

cair. Hal ini berarti zat terdispersi fase cair dan medium fase cair. Contoh: susu,

minyak ikan, dan santan kelapa.

c. Emulsi gas (cair-gas)

Emulsi gas (aerosol cair) ialah koloid dengan zat fase cair terdispersi dalam zat

fase gas. Hal ini berarti zat terdispersi fase cair dan medium fase gas. Contoh:obat-obat insektisida (semprot), kabut, dan hair spray.


10/20

Dua fase cairan yang saling tidak menyukai bisa bercampur selama

penyimpanan dengan cara menggunakan Emulgator. Emulgator adalah bahan aktif

permukaan yang dapat menurunkan tegangan antar muka antara minyak dan air dan

membentuk film yang liat mengelilingi tetesan terdispersi sehingga mencegah

koalesensi dan terpisahnya fase terdispersi ( Parrot, 1971 ).

Kestabilan emulsi ditentukan oleh dua gaya, yaitu:

1. Gaya tarik-menarik yang dikenal dengan gaya London-Van Der Waals. Gaya ini

menyebabkan partikel-partikel koloid berkumpul membentuk agregat dan

mengendap,

2. Gaya tolak-menolak yang disebabkan oleh pertumpang-tindihan lapisan ganda

elektrik yang bermuatan sama. Gaya ini akan menstabilkan dispersi koloid

Faktor-faktor yang mempengaruhi stabilitas emulsi, adalah:

1. Tegangan antarmuka rendah

2. Kekuatan mekanik dan elastisitas lapisan antarmuka

3. Tolakkan listrik double layer

4. Relatifitas phase pendispersi kecil

5. Viskositas tinggi.

SOAL 3. Ada 2 tipe pembentukan emulsi, yaitu oil in water emulsion dan water in oil

emulsion. Jelaskan ke dua tipe tersebut dalam bentuk diagram, simbol, karakteristik

dan juga contohnya. Adakah metode yang dapat digunakan untuk membedakan antara

emulsi o/w dan emulsi w/o? Jelaskan.

Jawab:

Pada umumnya dikenal dua tipe emulsi yaitu :

a) Tipe A/M (Air/Minyak) atau W/O (Water/Oil)

Emulsi ini mengandung air yang merupakan fase internalnya dan minyakmerupakan fase luarnya. Emulsi tipe A/M umumnya mengandung kadar air yang

kurang dari 10 – 25% dan mengandung sebagian besar fase minyak. Emulsi jenis ini

dapat diencerkan atau bercampur dengan minyak, akan tetapi sangat sulit

bercampur/dicuci dengan air.

Pada fase ini bersifat non polar maka molekul – molekul emulsifier tersebut

akan teradsorbsi lebih kuat oleh minyak dibandingkan oleh air. Akibatnya tegangan

permukaan minyak menjadi lebih rendah sehingga mudah menyebar menjadi fase

kontinu.

b) Tipe M/A (Minyak/Air) atau O/W (Oil/Water)


11/20

Merupakan suatu jenis emulsi yang fase terdispersinya berupa minyak yang

terdistribusi dalam bentuk butiran-butiran kecil didalam fase kontinyu yang berupa

air. Emulsi tipe ini umumnya mengandung kadar air yang lebih dari 31 –

41% sehingga emulsi M/A dapat diencerkan atau bercampur dengan air dan sangat

mudah dicuci.

Pada fase ini bersifat polar maka molekul – molekul emulsifier tersebut akan

teradsorbsi lebih kuat oleh air dibandingkan minyak. Akibatnya tegangan permukaan

air menjadi lebih rendah sehingga mudah menyebar menjadi fase kontinue.

Cara membedakan tipe emulsi

a. Dengan Pengenceran, Tipe O/W dapat diencerkan dengan air, Tipe W/O dapat

diencerkan dengan minyak.

b. Cara Pengecatan, Tipe O/W dapat diwarnai dengan amaranth/metilen blue, Tipe

W/O dapat diwarmai dengan sudan III.

c. Cara creaming test, creaming merupakan peristiwa memisahkan emulsi karena

fase internal dari emulsi tersebut melakukan pemisahan sehingga tdk tersebar dlm

emulsimis : air susu setelah dipanaskan akan terlihat lapisan yang tebal pada

permukaan. Pemisahan dengan cara creaming bersifat refelsibel.

d. Konduktifitas, dimana elektroda dicelup didalam cairan emulsi, bila ion menyala

tipe emulsi O/W demikian sebaliknya.

Gambar 6. Tipe Emulsi

SOAL 4. Bahan dasar mayo adalah minyak nabati, tapi rasa minyak nabati dalam

mayo ini sudah tidak ada. Dapatkah anda menjelaskan ssecara saintifik dan

bagaimana setiap molekul minyak dapat dikelilingi oleh mikromolekul dari larutan

asam?


12/20

Jawab:

Rasa minyak nabati dalam mayonaise tidak terasa meskipun mayonaise terbuat dari

sebagian besar minyak nabati. Hal ini dikarenakan setiap molekul minyak dikelilingi

oleh mikromolekul dari larutan asam. Prinsipnya bukan mengemulsikan

sejumlah larutan asam ke dalam minyak yang banyak melainkan mengemulsikansejumlah besar minyak dalam sebagian kecil larutan asam. Pada produk mayonaise

bagian yang terdispersi adalah minyak nabati, bagian yang mendispersi (media

pendispersi) adalah asam cuka atau lemon juice, dan bagian emulsifiernya adalah

kuning telur. Kuning telur merupakan emulsifier yang sangat kuat (terdapat sejenis

bahan yang memiliki tingkat kesukaan terhadap air dan minyak sekaligus). Satu ujung

molekul tersebut suka air dan ujung yang lainnya suka minyak. Oleh karenanya bahan

itu dapat dijadikan jembatan untuk mencampurkan antara bahan lemak dan bahan air.

Sifat seperti itu sangat dibutuhkan dalam pengolahan berbagai jenis makanan, seperti

dalam pembuatan biskuit, cake, kue, mayonaise, dan sebagainya.

SOAL 5. Sistem emulsi dapat didestabilisasi melalui beberapa metode yaitucreaming , flocculation, coalescence dan Ostwald ripening . Jelaskan secara prinsip

metode-metode tersebut, dan gunakan rujukan yang sesuai.

Jawab:

Metode Creaming:

Selama penyimpanan, adanya perbedaan densitas antara dua fase yang membuat

kecenderungan fase dengan kerapatan (densitas) kecil akan naik ke permukaan.

Creaming dapat diatasi dengan cara agitasi atau pengadukkan. Contoh metode

creaming adalah susu non-homogen.

Gambar 7. Metode Creaming

Metode Flocculation:

Flocculation diartikan sebagai proses dimana dua atau lebih droplet saling menempeltanpa kehilangan identitas. Bersifat reversible dan dapat diatasi dengan cara agitasi

atau pengadukkan.

Gambar 8. Metode Flocculation


13/20

Metode Coalescence

Coalescence merupakan proses ketika dua atau lebih droplet bergabung dan

membentuk droplet yang lebih besar dan bersifat irreversible.

Gambar 9. Metode Coalescence

Metode Ostwald Ripening

Ostwald ripening terjadi pada emulsi dimana droplet bertabrakan dengan yang lain

dan membentuk droplet yang lebih besar dan yang lebih kecil. Droplet berukurankecil cenderung menjadi makin kecil dan bersifat irreversible.

Gambar 10. Metode Ostwald Ripenning

POIN C

SOAL 1. Benarkah penggunaan emulsifier dapat digunakan untuk menstabilisasi

emulsi? Jelaskan dan berikan rujukan sebagai dasar penjelasan Anda. Berikan satu

contoh emulsifier food grade, dan jelaskan proses pembuatan emulsifier tersebut.

Jawab:

Emulsifier bisa digunakan untuk menstabilisasi emulsi, mengapa? Karena

salah satu tujuan dari penambahan emulsifier adalah untuk menurunkan tegangan

permukaan antara kedua fase (tegangan interfasial) secara bertahap, hal ini akanmenurunkan energy bebas yang diperlukan untuk pembentukan emulsi menjadi

semakin minimal. Semakin rendah energy bebas, pembentukan emulsi. Maka, emulsi

akan semakin mudah terbentuk. Tegangan permukaan menurun karena terjadi

adsorpsi oleh emulgator pada permukaan cairan dengan bagian ujung yang polar dan

ujung hidrokarbon pada minyak.


14/20

Contoh pengaplikasian emulsifier food grade bisa dilihat dari magarine. Proses

pembuatan emulsifier untuk margarine adalah sebagai berikut:

Gambar 11. Proses Pembuatan Emulsifier

Penjelasan mengenai tahap emulsifikasi pada margarine:

Proses pencampuran emulsifier fase minyak

Emulsifier fase minyak merupakan bahan tambahan yang dapat larut dalam minyakyang berguna untuk menghindari terpisahnya air dari emulsi air minyak terutama

dalam penyimpanan. Emulsifier ini contohnya Lechitin sedangkan penambahan b-

karoten pada margarine sebagai zat warna serta vitamin A dan D untuk menambah

gizi.

Proses pencampuran emulsifier fase cair

Emulsifier fase cair merupakan bahan tambahan yang tidak larut dalam minyak.

Bahan tambahan ini dicampurkan ke dalam air yang akan dipakai untuk membuat

emulsi dengan minyak. Emulsifier fase cair ini adalah garam untuk memberikan rasa

asin TBHQ sebagai bahan anti oksidan yang mencegah teroksidasinya minyak yang

mengakibatkan minyak menjadi rusak dan berbau tengik. Natrium Benzoat sebagai bahan pengawet (Bailey’s,1950).

SOAL 2. Bagaimana cara memperoleh kondisi emulsi yang stabil? Perlukah anda

tahu ukuran dan densitas partikel untuk menjaga kestabilan emulsi? Jelaskan

Netraliasasi

• Proses pemisahan asam lemak bebas dari minyak

Bleaching

• Proses pemurnian untuk menghilangkan zat-zatwarna yang tidak disukai dalam minyak

Hidrogenasi

• Proses pengolahan minyak/lemak dgn menambahkanhidrogen pada ikatan rangkap asam lemak

Emulsifikasi

• Proses pencampuran emulsifier fase minyak

• Proses pencampuran emulsifier fase cair


15/20

Jawab:

Untuk memperoleh kondisi yang stabil kita perlu mengetahui ukuran dan

densitas partikel (misal: globula lemak, garam mineral and partikel coklat) dalam

emulsi mengapa? Karena emulsi dikatakan stabil jika dalam waktu paling sedikit 5

hari pada suhu 15 tidak terjadi pemisahan komponen-komponenya, atau palingtidak 50% dari fase internalnya yang berupa bola-bola kecil (droplets atau globula)

tetap dalam keduduknnya.

Selain itu, gunakan kondisi homogenisasi yang optimum untuk memperoleh ukuran

partikel terkecil (akan dipengaruhi oleh konsentrasi dan jenis protein pengemulsinya

and surfaktan dengan berat molekul rendah, jika digunakan) dan juga gunakan

kombinasi hidrokoloid (stabilizer) yang sesuai untuk memodifikasi viskositas emulsi.

SOAL 3. Pada emulsi selama penyimpanan, banyak terjadi sedimentasi bahan

padatan dan juga creaming . Mengapa demikian? Jelaskan apa yang terjadi dengan

partikel yang berada dalam system emulsi.

Jawab:

Creaming

Creaming adalah peristiwa terbentuknya dua lapisan emulsi yang memiliki

viskositas yang berbeda, dimana agregat dari bulatannya fase dalam mempunyai

kecenderungan yang lebih besar untuk naik kepermukaan emulsi. Peristiwa creaming

menunjukan ketidakstabilan emulsi, dimana emulsi terpecah menjadi dua

lapsan.lapisan yangg satu memiliki fase dispersi yg lebih banyak dari fasa lain. Ini

adalah peristiwa terbentuknya dua lapisan emulsi yang memiliki viskositas yang berbeda, dimana fase terdispersi mempunyai kecenderungan yang lebih besar untuk

naik kepermukaan emulsi.Creaming terjadi karena adanya perbedaan densitas antara

2 fase pada sebuah emulsi, akibat kurangnya homogenitas emilsi pada saat formulasi

(pembentukan).

Terjadinya creaming menandakan bahwa emulsi tidak stabil sehingga emulsi

tersebut tidaklah permanen. Proses creaming dimulai saat fase terdisperdi pada emulsi

berlahan-lahan akan membentuk flok-flok kecil yang berkumpul di bagian atas

emulsi.

Proses creaming dapat dipercepat dengan melakukan proses sentrifugasi pada

emulsi

Semakin encer medium pendispersi maka semakin cepat proses creaming

Creaming bersifat reversible, artinya bisa terdispersi kembali membentuk

emulsi apabila dikocok2

Pada proses creming tidak terjadi pemecahan emulsi

Emulsi terpecah menjadi 2 fase ketika creaming diikuti dengan peningkatan

ukuran partikel.


16/20

Sedimentasi

Sedimentasi adalah persitiwa yang serupa dengan creaming .Namun, jika pada

peristiwa creaming fasa terdispersi bergerak kearah atas permukaan emulis, pada

sedimentasi gerak fasa terdispersi yang terpisah mempunyai kecendrungan untuk

trurun kedasar emulsi akibat adanya pegaruh gravitasi.

Alasan terjadi peristiwa creaming dan sedimentasi

Kestabilan emulsi cair dapat rusak apabila terjadi pemansan, proses sentrifugasi,

pendinginan, penambahan elektrolit, dan perusakan zat pengemulsi(emulsifier).

Kestabilan emulsi dipengaruhi oleh faktor :

- Suhu

- Ukuran Partikel

- pH dan Kekutan Ion

- Keberadaan Zat Padat

- Jenis Emulsifier Yg Dipakai

Apabila kestabilan emulsi ini rusak, maka partikel-partikel / fasa terdispersi

akan mengalami kecenderungan untuk bergerak kesuatu sisi, pada creaming akan

menuju ke permukaan dan pada sedimentas turun ke bawah.

Gambar 12. peristiwa Creaming dan Sedimentasi


17/20

SOAL 4. Laju pergerakan pertikel dalam sedimentasi dapat ditentukan dengan

Hukum STOKES. Jelaskan prinsip-prinsip dari Hukum Stokes dan berikan contoh

penggunaan hukum tersebut.

Jawab:

Hukum Stokes

Persamaan hukum stokes sangat berguna untuk menunjukkan faktor yang

dapat mempengaruhi kecepatan sedimentasi atau creaming antara lain diameter

tetesan yang terdispersi, viskositas medium pendispersi, dan perbedaan berat

jenis antara fase terdispersi dan medium pendispersi. Persamaan Stokes

diturunkan untuk suatu keadaan ideal dimana partikel-partikel yang benar-benar bulat

dan seragam dalm suspensi yang encer mengendap tanpa mengakibatkan turbulensi

pada waktu turun kebawah, tanpa tumbukan antara partikel-partikel suspensoid dan

tanpa gaya tarik-menarik kimia atau fisika atau afinitas untuk medium dispersi.

Pada persaman “Stokes-Newton Law” jika sebuah partikel turun di dalam

fluidal arena gaya gravitasi, maka kecepatan kecepatan pengendapan akan tercapai

apabila jumlah dari gaya friksi (drag force) dan gaya apung(buoyancy) sebanding

dengan gaya gravitasi benda. Pada sebuah partikel yang mulai tenggelam, kecepatan

turunnya partikel dinyataakan dengan rumus :

= . ( )

18 =

.2 ( )

9

Dimana,

=kecepatan mengendap = jari-jari butir koloid

= percepatan gravitasi =viskositas medium

=diameter butir koloid =rapat partikel (densitas) terdispersi

=rapat partikel (densitas) medium

Dengan ketentuan bahwa

< :terjadi creaming

> :terjadi sedimentasi


18/20

Koloid – Kelompok 8 – Kimia Fisika | 18

Contoh soal

Hukum Stokes memanfaatkan prinsip ukuran partikel sekecil mungkin, tingaktkan viskositas

pendispersi, mengurangi perbedaan densitat, dan kombinasi ketiganya. Contoh, pada emulsi

dengan butir koloid= 0,5 × 10−6 , = 0,015 /, (densitas) terdispersi)= 0,093 ×10 /, (densitas medium) = 1,1 × 10

/, dan tinggi wadah 10 cm, berapa lamawaktu terjadi perubahan kondisi emulsi?

v = (dx/dt)

= ⁄ =9,8 (0,5 × 10−6) . |(0,093 × 10 1,1 × 10)|

18 (0,015)

∆ = 75 ℎ

SOAL 5. Secara prinsip aplikasi emulsifier sangat meluas untuk berbagai produk makananataupun produk lain.Adakah keuntungan ataupun kerugian dalam penggunaan emulsifier?

Jelaksan!

Jawab:

Emulsifier atau zat pengemulsi didefinisikan sebagai senyawa yang mempunyai aktivitas

permukaan (surface-active agents) sehingga dapat menurunkan tegangan permukaan (surface

tension) antara udara-cairan dan cairan-cairan yang terdapat dalam suatu sistem

makanan.Kemampuannya menurunkan tegangan permukaan menjadi hal menarik karena

emulsifier memiliki keunikan struktur kimia yang mampu menyatukan dua senyawa berbeda polaritasnya.

Emulsifier adalah suatu zat yang diperlukan untuk membentuk suatu selaput (film)

disekitar butiran yang terdispersi, sehingga mencegah bersatunya kembali butir-butiran

tersebut.Cara kerja dari emulsifier yaitu bila butir-butir lemak telah terpisah karena adanya

tenaga mekanik (pengocokan), maka butir-butir lemak yang terdispersi tersebut segera

terselubungi oleh selaput tipis emulsifier. Bagian molekul emulsifier yang non polar larut dalam

lapisan luar butir-butir lemak, sedangkan bagian yang polar menghadap ke pelarut (air).

Emulsifier ada yang terdapat dalam bentuk alami dan ada juga yang terdapat dalam

bentuk buatan.

Emulsifier bentuk alami diantaranya adalah fosfolipida, lesithin (fosfatidil kolina), dan

fosfatidil etanolamina.

Emulsifier bentuk emulsifier yang buatan adalah ester dari asam lemak sorbitan yang

dikenal sebagai SPANS yang dapat membentuk emulsi air dalam lemak (w/o) dan ester


19/20


dari polioksietilena sorbitan dengan asam lemak yang dikenal sebagai TWEEN yang

dapat membentuk emulsi minyak dalam air (o/w), gliseril laktopalmitat.

Daya kerja emulsifier disebabkan oleh bentuk melokulnya yang dapat terikat baik pada

minyak atau air. Bila emulsifier tersebut lebih terikat pada air maka akan terjadi disperse minyakdalam air sebagai contoh susu. Sebaliknya bila emulsifier lebih larut dalam minyak terjadilah

emulsi air dalam minyak sebagai contoh mentega dan margarin.

Fungsi Emulsifier

Fungsi – fungsi pengemulsi pangan dapat dikelompokkan menjadi tiga golongan utama, yaitu:

1. Untuk mengurangi tegangan permukaan, pada permukaan minyak dan air yang mendorong

pembentukan emulsi dan pembentukan kesetimbangan fase antara minyak, air dan pengemulsi

pada permukaan yang memantapkan antara emulsi.

2. Untuk sedikit merubah sifat-sifat tekstur dan awetan

3. Untuk memperbaiki tekstur produk pangan

Keuntungan Emulsifier

- Keuntungan menggunakan emulsifier adalah

- Lebih ekonomis

- Bahan telur bisa dikurangi

- Adonan tetap stabil meski lama belum bisa dimasukkan ke dalam oven

- Pengocokan bisa dilakukan dalam waktu singkat namun cepat mengembang.

- Membuat cake lebih halus.

Kerugian Emulsifier

- Kerugiannya adalah jika penggunaan emulsifier terlalu banyak akan menyebabkan kue

menjadi kurang enak rasanya .


20/20


Tabel 3. Contoh Penggunaan Emulsifier pada Pangan

No Nama Pengemulsi, Pemantap,

dan Pengental Penggunaan Dalam Pangan

1 Agar

Sardine dan sejenisnya

Es krim, es puter dan sejenisnya

Keju

Yogurt

2 Dekstrin

Es Krim

Keju

Kaldu

3 Gelatin

Keju

Yogurt

4 Gom

Es Krim

Keju

Saus Selada

Yogurt

5 Karagen

Sardine

Es Krim

Yogurt

6 Lecitin Minuman hasil olahan susu, roti, dan margarine

7 Karboksimetil selulosa (CMC)

Sardine

Es Krim

Keju

8 Pektin

Es Krim

Yogurt dan sayuran kaleng yang mengandung mentega

makalah 4 - koloid

Documents