Top Banner
Kestabilan Koloid & Kimia Permukaan
40

Kestabilan Koloid

Dec 05, 2014

Download

Documents

dimasaditya28
Welcome message from author
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
Page 1: Kestabilan Koloid

Kestabilan Koloid &Kimia Permukaan

Page 2: Kestabilan Koloid

Koloid

Koloid adalah suatu campuran zat heterogen antara dua zat atau lebih di mana partikel-partikel zat yang berukuran koloid tersebar

merata dalam zat lain.

Page 3: Kestabilan Koloid

Ukuran Partikel Koloid

Secara umum, ukuran partikel koloid berada di antara ukuran partikel dalam suspensi kasar dan larutan:

a. Suspensi kasar: diameter partikel > 10-7 m.b. Koloid: diameter partikel antara 10-7 dan

10-9

c. Larutan: diameter molekul atau ion kurang dari 10-9 m

Page 4: Kestabilan Koloid

Gerak Brown dan Efek Tyndall

Gerak Brown merupakan gerak acak partikel koloid berupa gerak lurus patah-patah, akibat tumbukan antar partikel koloid.

Page 5: Kestabilan Koloid

Gerak Brown dan Efek Tyndall

Efek Tyndall merupakan efek yang terjadi akibat hamburan cahaya oleh partikel koloid. Efek ini teramati dalam bentuk terlihatnya jalur cahaya ketika koloid disinari.

Page 6: Kestabilan Koloid

Jenis – jenis koloid

1. Sol (fase terdispersi padat)

a. Sol padat adalah sol dalam medium pendispersi padatContoh: paduan logam, gelas warna, intan hitam

b. Sol cair adalah sol dalam medium pendispersi cairContoh: cat, tinta, tepung dalam air, tanah liat

c. Sol gas adalah sol dalam medium pendispersi gasContoh: debu di udara, asap pembakaran

Page 7: Kestabilan Koloid

Jenis – jenis koloid2. Emulsi (fase terdispersi cair)

a. Emulsi padat adalah emulsi dalam medium pendispersi padatContoh: Jelly, keju, mentega, nasi

b. Emulsi cair adalah emulsi dalam medium pendispersi cairContoh: susu, mayones, krim tangan

c. Emulsi gas adalah emulsi dalam medium pendispersi gasContoh: hairspray dan obat nyamuk

Page 8: Kestabilan Koloid

Jenis – jenis koloid

3. BUIH (fase terdispersi gas)

a. Buih padat adalah buih dalam medium pendispersi padatContoh: Batu apung, marshmallow, karet busa, Styrofoam

b. Buih cair adalah buih dalam medium pendispersi cairContoh: putih telur yang dikocok, busa sabun

Page 9: Kestabilan Koloid

Penggolongan Koloid

a. Berdasarkan Interaksi Zat Terdispersi dan Medium Pendispersi, koloid dibagi atas:

Sol liofil (atau hidrofil jika pendispersinya air): interaksi antara zat terdispersi dan medium pendispersi kuatContoh: agar, susu, santan

Sol liofob (atau hidrofob jika pendispersinya air): interaksi antara zat terdispersi dan medium pendispersi lemahContoh: sol belerang, sol emas

Page 10: Kestabilan Koloid

Penggolongan Koloid

b. Berdasarkan Ion Teradsorpsi pada Partikel Koloid, koloid dibagi atas:

Koloid positif: partikel koloid mengadsorpsi ion positif

Koloid negatif: partikel koloid mengadsorpsi ion negatif

Page 11: Kestabilan Koloid

Kestabilan Koloid

    Partikel-partikel koloid ialah bermuatan sejenis. Maka terjadi gaya tolak-menolak yang mencegah partikel-partikel koloid bergabung dan mengendap akibat gaya gravitasi. Oleh karena itu, selain gerak Brown, muatan koloid juga berperan besar dalam menjaga kestabilan koloid.

Page 12: Kestabilan Koloid

Faktor-faktor yang membuat suatu koloid stabil:

- Ion teradsorpsi

- Interaksi partikel koloid dengan zat pendispersi (faktor kepolaran)

- Konsentrasi dan ukuran partikel

- Penambahan zat pengemulsi (emulsifier) (khusus untuk emulsi)

Page 13: Kestabilan Koloid

Pembuatan Koloid

Metode Dispersi a. Cara mekanikb. Cara peptisasi c. Cara busur Bredig

Metode kondensasi

Page 14: Kestabilan Koloid

Metode Dispersi

a. Cara mekanik adalah penghalusan partikel-partikel kasar zat padat dengan penggilingan untuk membentuk partikel-partikel berukuran koloid. Alat yang digunakan disebut penggilingan koloid.

Page 15: Kestabilan Koloid

Metode Dispersi

b. Cara peptisasi adalah proses dispersinya endapan menjadi system koloid dengan penambahan zat pemecah. Zat pemecah yang dimaksud adalah elektrolit, terutama yang mengandung ion sejenis, atau pelarut tertentu.

Page 16: Kestabilan Koloid

Metode Dispersi

c. Cara busur Bredig digunakan untuk membuat sol logam seperti Ag, Au, dan Pt.

Page 17: Kestabilan Koloid

Pemurnian Koloid Sol

a. Dialisis

b. Elektroforesis

c. Ultrafiltrasi

Page 18: Kestabilan Koloid

Dialisis

Pemisahan koloid dari ion-ion terlarut, dengan cara melewatkan pelarut pada sistem koloid melalui membran semipermeabel, sehingga ion-ion atau molekul terlarut akan mengikuti pelarut, sedangkan partikel koloid tidak.

Page 19: Kestabilan Koloid

Elektrodialisis

Campuran koloid positif dan negatif dipisahkan dengan memberikan beda potensial.

Page 20: Kestabilan Koloid

Ultrafiltrasi

Penyaringan dengan pori yang halus. Untuk memperkecil pori, kertas penyaring dicelupkan ke dalam kollodion.

Page 21: Kestabilan Koloid

SIFAT ELEKTRIK KOLOID

Sifat elektrik disebut juga sifat listrik. Butir-butir koloid mempunyai sifat

listrik, karena menyerap ion atau molekul medium dari larutan.

Adanya muatan listrik pada butir-butir koloid menyebabkan terjadinya beda potensial antara permukaan zat padat dan larutan.

Page 22: Kestabilan Koloid

Karena butir-butir koloid mempunyai muatan listrik, butir-butir koloid dapat bergerak dalam medan listrik.

Gerakan butir-butir koloid oleh pengaruh medan listrik disebut elektroforesis.

Elektroforesis meliputi pergerakan suatu partikel yang bermuatan melalui suatu cairan di bawah pengaruh suatu perbedaan potensial yang digunakan.

Page 23: Kestabilan Koloid

Laju perpindahan partikel diamati dengan suatu ultramikroskop dan merupakan fungsi muatan pada partikel tersebut.

Potensial yang menentukan laju perpindahan partikel adalah potensial zeta.

Potensial zeta dalam suatu sistem koloid bisa ditentukan, dengan persamaan :

ζ = V x 4πη x (9 x 104) E є

Ket : ζ = potensial zeta (volt)V = kecepatan perpindahan sol (cm/ dtk)η = viskositas medium (poise atau dyne/

cm2)є = konstanta dieletrikum dari mediumE = perubahan potensial (volt/ cm)

Page 24: Kestabilan Koloid

Persamaan untuk suatu sistem koloid pada 20oC dimana medium dispersinya air :

ζ = 150 v

E

Page 25: Kestabilan Koloid

Contoh Soal : Kerapatan perpindahan suatu sol besi II

hidroksida dalam air, ditentukan pada 20oC diperoleh sebesar 16,5 x 10-4 cm/dtk. Jarak antara elektroda dalam sel tersebut 20 cm, dan emf yang digunakan 110 volt. Berapakah potensial zeta dari sol tersebut ?

Page 26: Kestabilan Koloid

Dik : V = 16,5 x 10-4 cm/ dtkE = 110 volt = 5,5 volt/ cm

20 cm

Jawab : ζ = 150 v E

v = 16,5 x 10-4 cm/ dtk = 3 x 10-4 cm2volt-1dtk-1

E 5,5 volt/ cm

ζ = 150 x (3 x 10-4) = 0,045 volt

Page 27: Kestabilan Koloid
Page 28: Kestabilan Koloid

I. Pengertian Adsorpsi

Adsorpsi merupakan fenomena yang berkaitan erat dengan permukaan di mana terlibat interaksi antara molekul yang bergerak (cairan atau gas) dengan molekul yang relatif diam yang mempunyai permukaan atau antar permukaan.

Page 29: Kestabilan Koloid

II. Jenis adsorpsi ada 2 macam:

a. Adsorpsi fisik atau Van der Waals

- Panas adsorpsi rendah

(~ 10.000 kal/mole)

- Kesetimbangan adsorpsi reversibel

dan cepat

Misal: Adsorpsi gas pada charcoal

Page 30: Kestabilan Koloid

b. Adsorpsi kimia atau adsorpsi aktivasi

- Panas adsorpsi tinggi

(20.000 – 100.000 kal.mole)

- Adsorpsi di sini terjadi dengan pembentukan senyawa kimia, hingga ikatannya lebih kuat.

Misal : Adsorpsi CO pada W

O2 pada Ag, Au, Pt,C

H2 pada Ni

Page 31: Kestabilan Koloid

c. Bentuk – bentuk campuran

Hubungan antara jumlah zat diadsorpsi dan tekanan kesetimbangan atau konsentrasi kesetimbangan pada temperatur tertentu, disebut adsorpsi isoterm.

Page 32: Kestabilan Koloid

Persamaan Adsorpsi Isoterm (gas – padatan)

1. ISOTERM LANGMUIR

adalah monolayer, sekali teradsorpsi,ΔH Adsorpsi tidak bergantung luas permukaan

Rumus: P = P + 1

v Vm aVm

Page 33: Kestabilan Koloid

2. ISOTERM FREUNDLICH

- gas yang bertekanan rendah

- V = k p 1/n n > 1

V = gas yang teradsorpsi

- Vm tidak akan tercapai walaupun tekanan gas terus dinaikkan

Page 34: Kestabilan Koloid

3. ISOTERM BET (Brunauer, Emmett, Teller)

- adsorpsi multimolekuler

Rumus : p = 1 + (c – 1) p

v (po –p) Vm c Vm c po

Ket: po = tekanan uap jenuh

Vm = kapasitas volume monolayer

c = Konstanta

Page 35: Kestabilan Koloid

Asam Asetat teradsorpsi pada

arang aktifx/m (g/g)

0,154 0,208 0,232 0,289 0,370 0,457

Asam Asetat KesetimbanganC (mol /L)

0,0020 0,0031 0,0062 0,0081 0,0112 ?

Hasil percobaan adsorpsi asam asetat pada arang aktif sebagai berikut :Tunjukkan proses tersebut memenuhi isoterm Freundlich, hitung nilai k dan hitung C

Page 36: Kestabilan Koloid

Adsorpsi Pada Permukaan Larutan

Contoh:Penambahan pentanol ke dalam air, dan penambahan sabun ke dalam emulsi air- minyak.

Sabun mempunyai daya menurunkan tegangan muka air

Page 37: Kestabilan Koloid

Besarnya konsentrasi lapisan hasil adsorpsi yang terdapat pada permukaan, sesuai dengan persamaan Gibbs:

T2 = dα c2

dc2 RT

Ket : T2 = Kelebihan konsentrasi zat ketiga pada permukaan

c2 = Konsentrasi zat ketiga yang terdapat dalam larutan R = Tetapan gas

T = Suhu absolut

Page 38: Kestabilan Koloid

Contoh SoalData di bawah ini diperoleh dari hasil pengukuran lapisan

protein pada permukaan air-udara dengan menggunakan neraca Langmuir (suhu 19°c).Dari data ini buatlah grafik dan hitungan berat molekul protein tersebut.

A (m2 mg-1) : 0.482 0.518 0.600 0.767 1.375 π (mN m-1) : 0.280 0.222 0.160 0.090

0.040Jawab : πA (mN m mg-1) : 0.135 0.115 0.096 0.069

0.055 Mencari nilai RT

BM

Page 39: Kestabilan Koloid

0.15

πA 0.10(Mn mg-1)

RT = 0.04125

M

0

0.10 0.20 0.30

π (mN m-1)

••

Page 40: Kestabilan Koloid

Dari grafik diperoleh:RT = 0.04125BMΠ ➙ 0T = (19 + 273) K = 292 KR = 8.314 J K-1 mol-1

= 8.314 N m K-1 mol-1

Jadi: BM = (8.314 N m K-1 mol-1) (292 K)

0.04125 N m g-1

= 58.850 g mol-1