Transcript
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:
8/19/2019 Makalah 4 - Koloid
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.
8/19/2019 Makalah 4 - Koloid
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
8/19/2019 Makalah 4 - Koloid
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
8/19/2019 Makalah 4 - Koloid
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.
8/19/2019 Makalah 4 - Koloid
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
8/19/2019 Makalah 4 - 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
8/19/2019 Makalah 4 - Koloid
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
8/19/2019 Makalah 4 - Koloid
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.
8/19/2019 Makalah 4 - Koloid
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)
8/19/2019 Makalah 4 - Koloid
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?
8/19/2019 Makalah 4 - Koloid
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
8/19/2019 Makalah 4 - Koloid
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.
8/19/2019 Makalah 4 - Koloid
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
8/19/2019 Makalah 4 - Koloid
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.
8/19/2019 Makalah 4 - Koloid
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
8/19/2019 Makalah 4 - Koloid
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
8/19/2019 Makalah 4 - Koloid
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
8/19/2019 Makalah 4 - Koloid
19/20
Koloid – Kelompok 8 – Kimia Fisika | 19
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 .
8/19/2019 Makalah 4 - Koloid
20/20
Koloid – Kelompok 8 – Kimia Fisika | 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
top related