Pembuatan Dan Pemurnian Koloid

Pembuatan dan Pemurnian Koloid

Pembuatan koloid ada dua macam yaitu cara kondensasi dan cara dispersi.Cara kondensasi dilakukan dengan cara mengubah partikel yang kecil menjadi partikel yang berukuran koloid. Sedangkan cara dispersi dilakukan dengan menghaluskan partikel-partikel yang besar menjadi partikel yang berukuran koloid.Ada 3 macam pembuatan koloid dengan cara kondensasi adalah reaksi pengendapan, reaksi hidrolisis dan reaksi redoks.Yang termasuk cara dispersi adalah cara mekanik, peptisasi dan cara Bredig.

a.          Cara Kondensasi

Salah satu cara pembuatan sistem koloid adalah cara kondensasi, yaitu menggumpalkan partikel larutan yang terlalu kecil menjadi partikel yang berukuran koloid. Partikel larutan yang berupa ion, atom, atau molekul dapat dikondensasi atau digumpalkan menjadi ukuran koloid melalui cara fisis (penurunan kelarutan) atau cara kimia (reaksi tertentu)

Cara fisis yang dapat dilakukan untuk mengkondensasi partikel adalah sebagai berikut:

1.       Pendinginan

Kelarutan suatu zat pada umumnya berbanding lurus dengan suhu, sehingga proses pendinginan akan menggumpalkan partikel larutan menjadi koloid.

2.       Penggantian pelarut

Misalnya kita ingin membuat sol belerang dalam air; belerang sukar larut dalam air, tetapi melarutkan belerang akan baik dalam alkohol. Maka larutan jenuh belerang dalam alkohol diteteskan ke dalai air sambil diaduk. Belerang akan menggumpal menjadi partikel koloid, kemudian alkohol dipisahkan dengan metode dialisis.

3.       Pengembunan

Misalnya uap raksa dialirkan melalui air dingin, sehingga terbentuk sol raksa. Kemudian amonium sitrat ditambahkan sebagai penstabil (stabilizer)

Pembuatan sistem koloid cara kondensasi yang paling banyakdilakukan adalah memalui reaksi kimia. Adapun reaksi kimia tersebut antara lain sebagai berikut.

1.       Reaksi pengendapan

Dua buah reaksi encer yang masing-masing mengandung elektrolit dicampurkan sehingga menghasilkan endapan yang berukuran koloid.

As₂O₃   +   3H₂S   ------->  As₂S₃ (s)    +    3H₂O

AgNO₃    +    NaCl  -------->  AgCl (s)    +     NaNO₃

2.       Reaksi hidrolisis

Sol hidroksida seperti Fe(OH)3   dan Al(OH)3 doperoleh dengan menambahkan garam klorida ke dalam air mendidih, dan garam terhidrolisis menjadi hidroksida yang berukuran koloid.

FeCl₃    +    3H₂O  -------> Fe(OH)₃ (s)      +     3HCl

AlCl₃    +    3H₂O  ------->  Al(OH)₃ (s)      +     3HCl

3.       Reaksi redoks.

Sol logam seperti sol emas seperti sol emas dapat diperoleh dengan mereduksi larutan garamnya, menggunakan reduktor non elektrolit seperti formaldehida.

2AuCl₃   +   3HCHO   +   3H₂O ------->  2Au   +   6HCl  +  3HCOOH

Sol belerang dan iodin dapat dibuat dengan mengoksidasi ion sulfida dan ion iodida.

2H₂S     +    SO₂   ------>  3S(s)   +   2H₂O

5HI     +     HIO   ------>  3H₂    +    3H₂O

b.         Cara Dispersi

Selain cara kondensasi, suatu sistem koloid dapat dibuat melalui cara dispersi yaitu menghaluskan partikel suspensi yang terlalu besar manjadi partikel yang berukuran koloid.

Beberapa cara dispersi yang sering dilakukan adalah sebagai berikut :

1.       Cara mekanik

Yang dimaksud dengan cara mekanik adalah melakukan penggerusan (penggilingan) untuk zat padat. Setelah diperoleh kehalusan yang dikehendaki, barulah zat ini didispersikan ke dalam medium pendispersi. Jika perlu ditambahkan zat pemantap (stabilizer) guna mencegah penggumpalan kembali. Sol belerang sering dibuat dengan metode seperti ini.

2.       Cara peptisasi

Partikel endapan dipecah dan dihaluskan menjadi partikel koloid dengan menambahkan suatu elektrolit yang mengandung ion sejenis. Misalnya, sol Fe(OH)₃ dibuat dengan menambahkan FeCl₃, dan sol NiS dibuat dengan menambahkan H₂S

3.       Cara busur bredig (cara elektrodispersi)

Cara ini khusus untuk membuat sol logam dengan cara dispersi. Dua kawat logam berfungsi sebagai elektrode dicelupkan ke dalam air, kemudian kedua ujung kawat diberi loncatan listrik. Sebagian logam akan mendebu ke dalam air dalam bentuk partikel koloid.

Pemurnian Koloid

            Di dalam pembuatan suatu sistem koloid, sering terdapat partikel-partikel zat terlarut yang tidak diinginkan. Pertikel-partikel ini dapat menggangu kestabilan koloid sehingga harus dihilangkan/dimurnikan. Ada beberapa metode pemurnian yang dapat digunakan yaitu dialisis, elektrodialisis, dan penyaring ultra.

a. Dialisis

            beberapa jenis selaput memungkinkan ion atau molekul kecil untuk melewatinya tetapi menahan partikel koloid atau molekul besar. Selapu demikian disebut selaput semipermeabel. Pergerakan ion-ion dan molekul-molekul kecil melalui selaput semipermeabel disebut dialisis. Proses dialisis diamati pertama kali oleh Thomas Graham. Ia menemukan bahwa beberapa zat seperti lem dan gelatin (gel) dapat dipisahkan dari zat-zat terlarut seperti gula dan garam dengan menggunakan selaput semipermeabel. Proses dialisis untuk memisahkan partikel-partikel zat terlarut yang tidak diinginkan dalam sistem koloid.

            Proses dialisis untuk pemisahan partikel-partikel koloid dan zat terlarut dijadikan dasar bagi pengembanagn dialisator, salah satunya mesin pencuci darah untuk penderita gagal ginjal.

b. Elektrodialisis

            elektrodialisis merupakan proses dialisis dibawah pengaruh medan listrik. Elektrodialisis hanya dapat digunakan untuk memisahkan partikel-partikel zat terlarut elektrolit. Listrik tegangan tinggi dialirkan melalui dua layar logam yang menyokong selaput semipermeabel. Akibatnya, partikel-partikel zat terlarut dalam sistem koloid berupa ion-ion akan bergerak menuju elektrode dengan muatan berlawanan. Adanya pengaruh medan listrik mempercepat proses pemurnian sistem koloid.

c. Penyaring Ultra (Ultrafiltrasi)

            partikel-partikel koloid dapat dipisahkan daripartikel-partikel zat terlarut menggunakan penyaring ultra. Penyaring ultra dapat dibuat dari kertas saring yang telah diresapi selulosa seperti selofan (cellophane). Proses pemurnian sistem koloid dengan menggunakan penyaring ultra termasuk lambat. Tekanan harus dinaikkan untuk mempercepat proses ini. Pada akhir proses, partikel-partikel koloid akan tertinggal di kertas saring. Dengan menggunakan penyaring ultra bertahap, partikel-partikel koloid dapat dipisahkan berdasarkan ukurannya.

Tekanan pada zat cair

Tekanan pada zat cair

Cobalah kamu masukkan plastik yang telah ditiup ke dalam air! Apa yang terjadi dengan plastik tersebut? Mengapa plastik tertekan kembali ke atas? Hal ini membuktikan bahwa zat cair dapat memberikan tekanan kepada semua benda. Dengan demikian, jika terdapat zat cair dalam suatu tabung maka dinding tabung akan mendapat tekanan dari zat cair. Sifat-sifat tekanan zat cair pada dinding tabung antara lain sebagai berikut:

a. Zat cair menekan ke segala arah.

b. Semakin dalam letak suatu titik dari permukaan zat cair, tekanannya semakin besar.

c. Tekanan zat cair tidak tergantung pada bentuk wadahnya, melainkan tergantung pada kedalaman dari permukaan zat cair.

d. Tekanan zat cair bergantung pada massa jenis zat cair. Berikut ini akan kita pelajari hal-hal yang berkaitan dengan tekanan pada zat cair.

1. Tekanan Hidrostatis

Tekanan hidrostatis adalah tekanan dalam zat cair yang disebabkan oleh berat zat cair itu sendiri. Sifat tekanan hidrostatis adalah sebagai berikut.

a. Semakin dalam letak suatu titik dari permukaan zat cair, tekanannya semakin besar.

b. Pada kedalaman yang sama, tekanannya juga sama.

c. Tekanan zat cair ke segala arah sama besar.

Besarnya tekanan hidrostatis zat cair dipengaruhi beberapa faktor, yaitu kedalaman, massa jenis zat cair, dan percepatan gravitasi. Persamaan tekanan hidrostatis dapat dirumuskan sebagai berikut.

P = r. g . h

Keterangan:

P : tekanan hidrostatis (Pascal)

r : massa jenis zat cair (kg/m3)

h : kedalaman dari permukaan zat cair (m)

Besarnya tekanan hidrostatis tidak dipengaruhi oleh bentuk wadah zat cair. Hal ini dinyatakan dalam hukum utama tekanan hidrostatis yang berbunyi: Tekanan hidrostatis di setiap titik pada bidang datar di dalam zat cair sejenis yang berada dalam kesetimbangan adalah sama. Alat yang biasa digunakan untuk mengamati tekanan hidrostatis disebut hartl.

2. Hukum Pascal

Pada gambar tampak sebuah kran air yang dihubungkan dengan sebuah bejana yang memiliki berbagai bentuk. Dari pembahasan sebelumnya, telah kita ketahui bahwa besar tekanan hidrostatis tidak dipengaruhi oleh wadahnya. Dengan demikian, besar tekanan yang dialami oleh dinding bejana adalah sama, meskipun bentuk bejana berbeda-beda. Oleh karenatekanan pada masing-masing bejana sama besar maka tinggi permukaan masing-masing bejana juga sama. Peristiwa ini diamati oleh Blaise Pascal. Pascal menyatakan bahwa:

Tekanan yang diberikan pada zat cair dalam ruang tertutup diteruskan ke segala arah dan sama besar.

Misalnya, terdapat sebuah bejana berhubungan yang terdiri atas sebuah bejana besar dan bejana kecil. Jika bejana kecil diberi tekanan maka tekanan tersebut akan diteruskan merata ke seluruh bagian bejana besar. Dengan demikian, gaya yang dihasilkan akan semakin besar.Pernyataan Pascal dikenal dengan hukum Pascal.

Hukum Pascal banyak diterapkan pada beberapa peralatan, di antaranya:

a. dongkrak hidraulis,

b. pompa hidraulis,

c. mesin pengangkat mobil hidraulis,

d. kempa hidraulis, dan

e. rem piringan hidraulis.

3. Bejana Berhubungan

Pernahkah kamu mengamati bentuk permukaan air dalam teko atau selang yang ditekuk?

Ternyata, permukaan zat cair tersebut tetap mendatar, dan tidak terpengaruh bentuk tempat

zat cair itu. Teko dan selang termasuk bejana berhubungan. Hal ini kemudian dinyatakan dalam hukum yang terkenal dengan nama hokum bejana berhubungan. Hukum bejana berhubungan berbunyi:

“ Bila bejana-bejana berhubungan diisi dengan zat cair yang sama dan berada dalam keadaan setimbang maka permukaan zat cair dalam bejanabejana terletak pada sebuah bidang datar”.

Berdasarkan peristiwa di atas, tampak bahwa tinggi permukaan zat cair tidak sejenis tidak sama. Dengan demikian, prinsip bejana berhubungan tidak berlaku. Beberapa hal yang menyebabkan prinsip bejana berhubungan tidak berlaku antara lain sebagai berikut.

a. Bejana diisi oleh zat cair yang memiliki massa jenis berbeda.

b. Bejana dalam keadaan tertutup, baik salah satu bejana maupun keduaduanya.

c. Adanya unsur pipa kapiler pada bejana, yaitu pipa kecil yang memungkinkan air menaiki sisi bejana.

Peristiwa bejana berhubungan banyak dijumpai dalam kehidupan seharihari

di antaranya:

a. air dalam teko,

b. alat pengukur kedataran suatu permukaan (water pass), dan

c. penyaluran air melalui selang pada tempat dengan ketinggian yang sama.

4. Hukum Archimedes

Apa yang terjadi jika sebatang kayu kalian lemparkan ke air? Apa yang akan terjadi jika sebuah batu kerikil kalian lempar ke dalam air? Ternyata kayu yang memiliki berat lebih besar dibanding kerikil akan terapung di air, sedangkan batu kerikil yang memiliki berat lebih kecil dibanding kayu justru tenggelam dalam air. Mengapa hal ini dapat terjadi?

Pertanyaan itu telah diselidiki oleh Archimedes.  Berdasarkan hasil penelitiannya, Archimedes menyatakan bahwa jika sebuah benda di udara memiliki berat w maka ketika benda tersebut berada di air, ia akan mendapat gaya ke atas sebesar Fa .

Gaya ke atas yang dialami benda ketika berada di air disebut gaya Archimedes.

Dengan menggunakan konsep gaya Archimedes, kedudukan suatu benda dalam zat alir dibedakan menjadi 3, yaitu mengapung, melayang, dan tenggelam.

a. Mengapung

Suatu benda dikatakan mengapung jika besar gaya ke atas atau gaya Archimedesnya lebih besar dibanding gaya ke bawahnya (gaya beratnya).

b. Melayang

Suatu benda dikatakan melayang atau terbang jika besar gaya ke atas (gaya Archimedes) sama dengan gaya ke bawah (gaya berat) benda tersebut.

c. Tenggelam

Suatu benda dikatakan tenggelam jika besar gaya ke atas (gaya Archimedes) lebih kecil dari pada gaya ke bawahnya (gaya beratnya).

Konsep gaya Archimedes berlaku untuk semua zat yang dapat mengalir (zat alir atau fluida). Dengan demikian, konsep gaya Archimedes juga berlaku di udara. Dengan memerhatikan hokum Archimedes maka tidaklah mengherankan jikabalon udara dapat melayang di udara dan kapal selam dapat menyelam dalam air. Selain balon udara dan kapal selam, masih banyak peralatan lain yang menggunakan prinsip gaya Archimedes, antara lain:

1) jembatan ponton,

2) kapal,

3) pesawat terbang,

4) tank amfibi,

5) pesawat amfibi, dan

6) hidrometer.

Manfaat Nuklir Dilihat Dari Beberapa Bidang

Manfaat Nuklir Dilihat Dari Beberapa Bidang

• Bidang medis

Aplikasi pada bidang medis dari teknologi nuklir umumnya dibagi menjadi dua macam, yakni diagnosa serta terapi radiasi. Terutama adalah untuk perawatan yang efektif bagi orang yang mendetita penyakit kanker. Pencitraan dari sinar X tentu saja merupakan hasil dari pengembangan teknologi Nuklir selama ini. Selain itu ada pula penggunaan Teknesium untuk diberikan pada molekul organik, kemudian pencarian jejak radioaktif pada tubuh manusia sebelum diekskresikan oleh ginjal, dan berbagai aplikasi lainnya. Pada bidang ini sering disebut dengan istilah Kedokteran Nuklir. Hingga saat ini, terapi medis dengan memanfaatkan teknologi Kedokteran Nuklir dianggap cukup efektif. Kontraindikasi absolut pada penggunaan terapi Kedokteran Nuklir kemungkinan hanya terjadi pada ibu hamil dan menyusui. Selain itu, untuk kontraindikasi yang relatif umumnya tergantung pada kondisi penderita. Kesimpulannya, selain bisa menjadi senjata pemusnah massal, Nuklir juga bisa untuk senjata pemusnah penyakit tertentu.

• Bidang Industri

Tentu saja pada saat pengembangan teknologi Nuklir, bidang industri menjadi salah satu prioritas utama. Alhasil, Nuklir saat ini banyak dimanfaatkan untuk aktivitas perindustrian. Sebagai contoh pada proses eksplorasi minyak dan gas, teknologi nuklir sangat berguna dan dibutuhkan untuk menentukan sifat dari bebatuan yang ada di sekitar seperti porositas maupun litografi. Pendayagunaan Nuklir dalam hal ini melibatkan penggunaan neutron maupun sumber energi sinar gamma serta detektor radiasi yang sudah ditanam pada bebatuan yang diteliti. Kemampuan radiasi Nuklir adalah dengan daya tembus tinggi sehingga efektif jika dipakai guna melakukan pemeriksaan bahan tanpa harus merusak bahan maupun tekstur yang  sedang diperiksa.

Selain untuk eksplorasi gas dan minyak, Nuklir bisa juga dimanfaatkan untuk membantu perancangan konstruksi jalan, pengukur kelembaban serta kepadatan. Penggunaannya adalah dengan mengukur kepadatan tanah, aspal, maupun beton menggunakan cesium-137 sebagai sumber energi nuklirnya.

• Bidang pertanian

Apa yang dimaksud dengan bidang pertanian? Apakah akhirnya makanan kita akan terkontaminasi radiasi? Dalam bidang penelitian Nuklir ada istilah Irradiasi makanan. Irradiasi makanan  merupakan sebuah proses memaparkan bahan makanan dengan ionisasi radiasi. Terdengar berbahaya dan mungkin akan membuatnya beracun. Namun percayalah bahwa ini adalah proses yang baik, karena proses tersebut bertujuan untuk menghancurkan berbagai jenis mikroorganisme, bakteri, virus, maupun serangga yang diperkirakan ada pada makanan. Efeknya mikroorganisme sudah tidak mampu lagi berkembang biak pada bahan makanan dan akhirnya menguntungkan bagi konsumen, petani dan industri makanan. Proses Irradiasi makanan ini memanfaatkan jenis radiasi sinar gamma, sinar X, maupun elektron yang dihasilkan oleh pemercepat elektron.

Tidak hanya itu, teknologi Nuklir juga cukup berguna untuk peningkatan hasil buah, pencegahan proses pertunasan, penghambat pemasakan buah,  serta peningkatan rehidrasi. Dalam bidang ini masih banyak masyarakat yang belum mengetahuinya, padahal volume penggunaan Nuklir untuk pertanian semakin meningkat. Di Indonesia sendiri, BATAN sering kali memberi pemahaman kepada masyarakat bahwa teknologi Nuklir cukup berguna untuk bidang pertanian dan menghimbau agar mereka tidak perlu cemas akan hal-hal negatif.

• Pembangkit Listrik

Sudah sejak lama Nuklir di aplikasikan untuk pembangkit listrik. Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir (PLTN) merupakan pembangkit listrik thermal dengan panas diperoleh dari satu atau lebih dari satu reaktor nuklir pembangkit listrik. Ada banyak sekali keuntungan PLTN dibanding pembangkit listrik lain, diantaranya adalah tidak akan menghasilkan emisi gas rumah kaca pada operasi normal. PLTN memungkinkan tidak akan menghasilkan gas berbahaya semacam karbon monoksida, mercury, sulfur dioksida, nitrogen oksida, aerosol dan lain-lain. Menghasilkan limbat padat minim ditambah bahan bakar yang melimpah dan lain-lain.