Koloid adalah suatu bentuk campuran yang keadaannya antara larutan dan suspensi.Koloid merupakan sistem heterogen, dimana suatu zat "didispersikan" ke dalam suatu media yang homogen.Ukuran zat yang didispersikan berkisar dari satu nanometer (nm) hingga satu mikrometer (µm).
Jika kita campurkan susu (misalnya, susu instan) dengan air, ternyata susu "larut" tetapi "larutan" itu tidak bening melainkan keruh. Jika didiamkan, campuran itu tidak memisah dan juga tidak dapat dipisahkan dengan penyaringan (hasil penyaringan tetap keruh).Secara makroskopis campuran ini tampak homogen. Akan tetapi, jika diamati dengan mikroskop ultra ternyata masih dapat dibedakan partikel-partikel lemak susu yang tersebar di dalam air. Campuran seperti inilah yang disebut koloid. Jadi, koloid tergolong campuran heterogen dan merupakan  sistem dua fase. Zat yang didipersikan disebut fase terdispersi, sedangkan medium yang digunakan untuk mendispersikan zat disebut medium dispersi.

Fase terdispersi bersifat diskontinu (terputus-putus), sedangkan medium dispersi bersifat kontinu. Pada campuran susu dengan air, fase terdispersi adalah lemak, sedangkan medium dispersinya adalah air. Ukuran partikel koloid berkisar antara 1-100 nm.Ukuran yang dimaksud dapat berupa diameter, panjang, lebar, maupun tebal dari suatu partikel. Contoh lain darisistem koloid adalah adalah tinta, yang terdiri dari serbuk-serbuk warna (padat) dengan cairan (air). Selain tinta, masih terdapat banyak sistem koloid yang lain, seperti mayones, hairspray, jelly, dll.Keadaan koloid atau sistem koloid atau suspensi koloid atau larutan koloid atau suatu koloid adalah suatu campuran berfasa dua yaitu fasa terdispersi dan fasa pendispersi dengan ukuran partikel terdispersi berkisar antara 10-7sampai dengan 10-4cm. Besaran partikel yang terdispersi, tidak menjelaskan keadaan partikel tersebut.Partikel dapat terdiri atas atom, molekul kecil atau molekul yang sangat besar.Koloid emas terdiri atas partikel-partikel dengan bebagai ukuran, yang masing-masing mengandung jutaan atom emas atau lebih.Koloid belerang terdiri atas partikel-partikel yang mengandung sekitar seribu molekul S8.Suatu contoh molekul yang sangat besar (disebut juga molekulmakro) ialah haemoglobin.Berat molekul dari molekul ini 66800 s.m.a dan mempunyai diameter sekitar 6 x 10-7.

JENIS - JENIS KOLOID

Penggolongan sistem koloid didasarkan pada jenis fase pendispersi dan fase terdispersi

Aerosol

Sistem koloid dari partikel padat atau cair yang terdispersi dalam gas disebut aerosol.Jika zat yang terdispersi berupa zat padat disebut aerosol padat. Contoh aerosol padat : debu buangan knalpot. Sedangkan zat yang terdispersi berupa zat cair disebut aerosol cair. Contoh aerosol cair : hairspray dan obat semprot.
Untuk menghasilkan aerosol diperlukan suatu bahan pendorong (propelan aerosol).Contoh propelan aerosol yang banyak digunakan yaitu CFC dan CO2.

Sol

Sistem koloid dari partikel padat yang terdispersi dalam zat cair disebut sol. Contoh sol : putih telur, air lumpur, tinta, cat dan lain-lain. Sistem koloid dari partikel padat yang terdispersi dalam zat padat disebut sol padat. Contoh sol padat : perunggu, kuningan, permata (gem).

Emulsi

Sistem koloid dari zat cair yang terdispersi dalam zat cair lain disebut emulsi. Sedangkan sistem koloid dari zat cair yang terdispersi dalam zat padat disebut emulsi padat dan sistem koloid dari zat cair yang terdispersi dalam gas disebut emulsi gas.Syarat terjadinya emulsi yaitu kedua zat cair tidak saling melarutkan.
Emulsi digolongkan ke dalam 2 bagian yaitu emulsi minyak dalam air dan emulsi air dalam minyak.. Contoh emulsi minyak dalam air : santan, susu, lateks. Contoh emulsi air dalam minyak : mayonnaise, minyak ikan, minyak bumi. Contoh emulsi padat : jelly, mutiara, opal.
Emulsi terbentuk karena pengaruh suatu pengemulsi (emulgator). Misalnya sabun dicampurkan kedalam campuran minyak dan air, maka akan diproleh campuran stabil yang disebut emulsi.

Buih

Sistem koloid dari gas yang terdispersi dalam zat cair disebut buih, sedangkan sistem koloid dari gas yang terdispersi dalam zat padat disebut buih padat.Buih digunakan dalam proses pengolahan biji logam dan alat pemadam kebakarn. Contoh buih cair : krim kocok (whipped cream), busa sabun. Contoh buih padat :lava, biskuit.
Buih dapat dibuat dengan mengalirkan suatu gas ke dalam zat yang mengandung pembuih dan distabilkan oleh pembuih seperti sabun dan protein.Ketika buih tidak dikehendaki, maka buih dapat dipecah oleh zat-zat seperti eter, isoamil dan alkohol.

5. Gel

Sistem koloid dari zat cair yang terdispersi dalam zat padat dan bersifat setengah kaku disebut gel. Gel dapat terbentuk dari suatu sol yang zat terdispersinya mengadsropsi medium dispersinya sehingga terjadi koloid yang agak padat. Contoh gel : agar-agar, semir sepatu, mutiara, mentega.

Campuran gas dengan gas tidak membentuk sistem koloid tetapi suatu larutan sebab semua gas bercampur baik secara homogen dalam segala perbandingan. 

Sistem koloid dapat dikelompokkan, seperti tabel berikut :

1. Efek Tyndall

Cara yang paling mudah untuk membedakan suatu campuran merupakan larutan, koloid, atau suspensi adalah menggunakan sifat efek Tyndall .Jika seberkas cahaya dilewatkan melalui suatu sistem koloid, maka berkas cahaya tersebut kelihatan dengan jelas.Hal itu disebabkan penghamburan cahaya oleh partikel-partikel koloid.Gejala seperti itulah yang disebut efek Tyndall koloid.Istilah efek Tyndall didasarkan pada nama penemunya, yaitu John Tyndall (1820-1893) seorang ahli fisika Inggris. John Tyndall berhasil menerangkan bahwa langit berwarna biru disebabkan karena penghamburan cahaya pada daerah panjang gelombang biru oleh partikel-partikel oksigen dan nitrogen di udara.Berbeda jika berkas cahaya dilewatkan melalui larutan, nyatanya berkas cahaya seluruhnya dilewatkan.Akan tetapi, jika berkas cahaya tersebut dilewatkan melalui suspensi, maka berkas cahaya tersebut seluruhnya tertahan dalam suspensi tersebut.

2. Gerak Brown

Dengan menggunakan mikroskop ultra (mikroskop optik yang digunakan untuk melihat partikel yang sangat kecil) partikel-partikel koloid tampak bergerak terus-menerus, gerakannya patah-patah (zig-zag), dan arahnya tidak menentu.Gerak sembarang seperti ini disebut gerak Brown. Gerak Brown ditemukan oleh seorang ahli biologi berkebangsaan Inggris, Robert Brown ( 1773 – 1858), pada tahun 1827.Gerak Brown terjadi akibat adanya tumbukan yang tidak seimbang antara partikel-partikel koloid dengan molekul-molekul pendispersinya. Gerak Brown akan makin cepat, jika partikel-partikel koloid makin kecil. Gerak Brown adalah bukti dari teori kinetik molekul.

3. Elektroforesis

Koloid ada yang netral dan ada yang bermuatan listrik.Bagaimana mengetahui suatu koloid bermuatan listrik atau tidak?Dan mengapa koloid bermuatan listrik?Jika partikel-partikel koloid dapat bergerak dalam medan listrik, berarti partikel koloid tersebut bermuatan listrik. Jika sepasang elektrode dimasukkan ke dalam sistem koloid, partikel koloid yang bermuaran positif akan menuju elektrode negatif (katode) dan partikel koloid yang bermuatan negatif akan menuju elektrode positif (anode). Pergerakan partikel-partikel koloid dalam medan listrik ke masing-masing elektrode disebut elektroforesis .Dari penjelasan di atas dapat disimpulkan bahwa elektroforesis dapat digunakan untuk menentukan jenis muatan koloid.

Pada sel elektroforesis, partikel-partikel koloid akan dinetralkan muatannya dan digumpalkan di bawah masing-rnasing elektrode.

Di samping untuk menentukan muatan suatu partikel koloid, elektroforesis digunakan pula dalam industri, misalnya pembuatan sarung tangan dengan karet.Pada pembuatan sarung tangan ini, getah karet diendapkan pada cetakan berbentuk tangan secara elektroforesis. Elektroforesis juga digunakan untuk mengurangi pencemaran udara yang dikeluarkan melalui cerobong asap pabrik. Metode ini pertama-tama dikembangkan oleh Frederick Cottrell (1877 - 1948) dari Amerika Serikat. Metode ini dikenal dengan metode Cottrell . Cerobong asap pabrik dilengkapi dengan suatu pengendap listrik (pengendap Cottrell), berupa lempengan logam yang diberi muatan listrik yang akan menggumpalkan partikel-partikel koloid dalam asap buangan.

4. Absorpsi

Suatu partikel koloid akan bermuatan listrik apabila terjadi penyerapan ion pada permukaan partikel koloid tersebut. Contohnya, koloid Fe(OH) 3 dalam air akan menyerap ion H + sehingga bermuatan positif, sedangkan koloid As 2 S 3 akan menyerap ion-ion negatif. Kita tahu bahwa peristiwa ketika permukaan suatu zat dapat menyerap zat lain disebut absorpsi .Berbeda dengan absorpsi pada umumnya, penyerapan yang hanya sampai ke bagian dalam di bawah permukaan suatu zat, suatu koloid mempunyai kemampuan mengabsorpsi ion-ion.Hal itu terjadi karena koloid tersebut mempunyai permukaan yang sangat luas. Sifat absorpsi partikel-partikel koloid ini dapat dimanfaatkan, antara lain sebagai berikut.

a. Pemutihan gula pasir

Gula pasir yang masih kotor (berwarna coklat) diputihkan dengan cara absorpsi. Gula yang masih kotor dilarutkan dalam air panas, lalu dialirkan melalui sistem koloid, berupa mineral halus berpori atau arang tulang. Kotoran gula akan diabsorpsi oleh mineral halus berpori atau arang tulang sehingga diperoleh gula berwarna putih.

b. Pewarnaan serat wol, kapas, atau sutera

Serat yang akan diwarnai dicampurkan dengan garam A1 2 (SO 4 ) 3, lalu dicelupkan dalam larutan zat warna. Koloid Al(OH) 3 yang terbentuk, karena A1 2 (SO 4 ) 3 terhidrolisis, akan mengabsorpsi zat warna.

c. Penjernihan air

Air keruh dapat dijernihkan dengan menggunakan tawas (K 2 SO 4 A1 2 (SO 4 ) 3 ) yang ditambahkan ke dalam air keruh. Koloid Al(OH) 3 yang terbentuk akan mengabsorpsi, menggumpalkan, dan mengendapkan kotoran-kotoran dalam air.

d. Obat

Serbuk karbon (norit), yang dibuat dalam bentuk pil atau tablet, apabila diminum dapat menyembuhkan sakit perut dengan cara absorpsi. Dalam usus, norit dengan air akan membentuk sistem koloid yang mampu mengabsorpsi dan membunuh bakteri-bakteri berbahaya yang menyebabkan sakit perut.

e. Alat Pembersih (sabun)

Membersihkan benda-benda dengan mencuci memakai sabun didasarkan pada prinsip absorpsi.Buih sabun mempunyai permukaan yang luas sehingga mampu mengemulsikan kotoran yang melekat pada benda yang dicuci.

f. Koloid tanah liat mampu menyerap koloid humus

Koloid tanah dapat mengabsorpsi koloid humus yang diperlukan tumbuh-tumbuhan sehingga tidak terbawa oleh air hujan.

5. Koagulasi

Koagulasi adalah proses penggumpalan partikel-partikel koloid. Proses koagulasi ini terjadi akibat tidak stabilnya sistem koloid. Sistem koloid stabil bila koloid tersebut bermuatan positif atau bermuatan negatif. Jika muatan pada sistem koloid tersebut dilucuti dengan cara menetralkan muatannya, maka koloid tersebut menjadi tidak stabil lalu terkoagulasi (menggumpal). Koagulasi dengan cara menetralkan muatan koloid dapat dilakukan dengan dua cara, yaitu sebagai berikut.

1) Penambahan Zat Elektrolit

Jika pada suatu koloid bermuatan ditambahkan zat elektrolit, maka koloid tersebut akan terkoagulasi. Contohnya, lateks (koloid karet) bila ditambah asam asetat, maka lateks akan menggumpal. Dalam koagulasi ini ada zat elektrolit yang lebih efisien untuk mengoagulasikan koloid bermuatan, yaitu sebagai berikut :

a. Koloid bermuatan positif lebih mudah dikoagulasikan oleh elektrolit yang muatan ion negatifnya lebih besar. Contoh; koloid Fe(OH) 3 adalah koloid bermuatan positif, lebih mudah digumpalkan oleh H 2 SO 4 daripada HC1.

b. Koloid bermuatan negatif lebih mudah dikoagulasikan oleh elektrolit yang muatan ion positifnya lebih besar. Contoh; koloid As 2 S 3 adalah koloid bermuatan negatif, lebih mudah digumpalkan oleh BaCl 2 daripada NaCl

2) Mencampurkan Koloid yang Berbeda Muatan

Bila dua koloid yang berbeda muatan dicampurkan, maka kedua koloid tersebut akan terkoagulasi. Hal itu disebabkan kedua koloid saling menetralkan sehingga terjadi gumpalan. Contoh, campuran koloid Fe(OH) 3 dengan koloid As 2 S 3 .

Selain koagulasi yang disebabkan adanya pelucutan muatan koloid, seperti di atas, ada lagi proses koagulasi dengan cara mekanik, yaitu melakukan pemanasan dan pengadukan terhadap suatu koloid. Contohnya, pembuatan lem kanji, sol kanji dipanaskan sampai membentuk gumpalan yang disebut 1em kanji.

Di bawah ini beberapa contoh koagulasi dalam kehidupan sehari-hari dan dalam industri :

a) Pembentukan delta di muara sungai.

Hal ini terjadi karena koloid tanah liat akan terkoagulasi ketika bercampur dengan elektrolit dalam air laut.

b) Penggumpalan lateks (koloid karet) dengan cara menambahkan asam asetat ke dalam lateks.

c) Sol tanah liat (berbentuk lumpur) dalam air, yang membuat air menjadi keruh, akan menggumpal jika ditambahkan tawas. Ion Al 3+ akan menggumpalkan koloid tanah liat yang bermuatan negatif.

6. Koloid Liofil dan Koloid Liofob

Adanya sifat absorpsi dan zat terdispersi (dengan fase padat) terhadap mediumnya (dengan fase cair), maka kita mengenal dua jenis sol, yaitu sol liofil dan sal liofob. Sol liofil ialah sol yang zat terdispersinya akan menarik dan mengabsorpsi molekul mediumnya. Sol liofob ialah sol yang zat terdispersinya tidak menarik dan tidak mengabsorpsi molekul mediumnya.

Bila sol tersebut menggunakan air sebagai medium, maka kedua jenis koloid tersebut adalah sol hidrofil dan sot hidrofob.Contoh koloid hidrofil adalah kanji, protein, sabun, agar-agar, detergen, dan gelatin. Contoh koloid hidrofob adalah sol-sol sulfida, sol-sol logam, sol belerang, dan sol Fe(OH) 3 .

Sol liofil lebih kental daripada mediumnya dan tidak terkoagulasi jika ditambah sedikit elektrolit.Oleh karena itu, koloid liofil lebih stabil jika dibandingkan dengan koloid liofob.Untuk menggumpalkan koloid liofil diperlukan elektrolit dalam jumlah banyak, sebab selubung molekul-molekul cairan yang berfungsi sebagai pelindung harus dipecahkan terlebih dahulu. Untuk memisahkan mediumnya, pada koloid liofil, dapat kita lakukan dengan cara pengendapan atau penguraian. Akan tetapi, jika zat mediumnya ditambah lagi, maka akan terbentuk koloid liofil lagi. Dengan kata lain, koloid liofil bersifat reversibel .Koloid liofob mempunyai sifat yang berlawanan dengan koloid liofil.

7. Dialisis

Untuk menghilangkan ion-ion pengganggu kestabilan koloid pada proses pembuatan koloid, dilakukan penyaringan ion-ion tersebut dengan menggunakan membran semipermeabel . Proses penghilangan ion-ion pengganggu dengan cara menyaring menggunakan membran/selaput semipermeabel disebut dialisis . Proses dialisis tersebut adalah sebagai berikut. Koloid dimasukkan ke dalam sebuah kantong yang terbuat dari selaput semipermeabel.Selaput ini hanya dapat melewatkan molekul-molekul air dan ion-ion, sedangkan partikel koloid tidak dapat lewat. Jika kantong berisi koloid tersebut dimasukkan ke dalam sebuah tempat berisi air yang mengalir, maka ion-ion pengganggu akan menembus selaput bersama-sama dengan air. Prinsip dialisis ini digunakan dalam proses pencucian darah orang yang ginjalnya (alat dialisis darah dalam tubuh) tidak berfungsi lagi.

8. Koloid Pelindung

Untuk sistem koloid yang kurang stabil, perlu kita tambahkan suatu koloid yang dapat melindungi koloid tersebut agar tidak terkoagulasi. Koloid pelindung ini akan membungkus atau membentuk lapisan di sekeliling partikel koloid yang dilindungi. Koloid pelindung ini sering digunakan pada sistem koloid tinta, cat, es krim, dan sebagainya; agar partikel-partikel koloidnya tidak menggumpal.Koloid pelindung yang berfungsi untuk menstabilkan emulsi disebut emulgator (zat pengemulsi). Contohnya, susu yang merupakan emulsi lemak dalam air, emulgatornya adalah kasein (suatu protein yang dikandung air susu). Sabun dan detergen juga termasuk koloid pehindung dari emulsi antara minyak dengan air.

Jika kita atau sebuah industri akan memproduksi suatu produk berbentuk koloid, bahan bakunya adalah larutan (partikel berukuran kecil) atau suspensi (partikel berukuran besar). Didasarkan pada bahan bakunya, pembuatan koloid dapat dilakukan dengan dua cara, yaitu sebagai berikut.

1. Kondensasi

Kondensasi adalah cara pembuatan koloid dari partikel kecil (larutan) menjadi partikel koloid. Proses kondensasi ini didasarkan atas reaksi kimia; yaitu melalui reaksi redoks, reaksi hidrolisis, dekomposisi rangkap, dan pergantian pelarut.

1) Reaksi Redoks

Contoh

a. Pembuatan sol belerang dari reaksi redoks antara gas H 2 S dengan larutan SO 2 .

Persamaan reaksinya: 2 H 2 S (g) + SO 2 (aq) →2 H 2 O (l) + 3 S (s)

sol belerang

b. Pembuatan sol emas dari larutan AuCl 3 dengan larutan encer formalin (HCHO).

Persamaan reaksinya:

2 AuCl 3(aq) + 3 HCHO (aq) + 3H 2 O (l) → 2 Au (s) + 6HCl (aq) + 3 HCOOH (aq)

sol emas

2) Reaksi Hidrolisis

Contoh, pembuatan sol Fe(OH) 3 dengan penguraian garam FeCl 3 Persamaan reaksinya adalah:mengunakan air mendidih.

FeCl 3 (aq) + 3 H 2 O (l) → Fe(OH) 3 (s) + 3 HCl ( aq)

sol Fe(OH) 3

3) Reaksi Dekomposisi Rangkap

Contoh

a) Pembuatan sol As 2 S 3, dibuat dengan mengalirkan gas H 2 S dan asam arsenit (H 3 AsO 3 ) yang encer.

Persamaan reaksinya: 2 H 3 AsO 3 (aq) + 3 H 2 S (g) → As 2 S 3 (s) + 6H 2 O (l)

sol As 2 S 3

b) Pembuatan sol AgCl dari larutan AgNO 3 dengan larutan NaCl encer.

Persamaan reaksinya: AgNO 3 (aq) + NaC1 (aq) → AgCl (s) + NaNO 3 (aq)

Sol AgCl

4) Reaksi Pergantian Pelarut

Contoh, pembuatan sol belerang dari larutan belerang dalam alkohol ditambah dengan air. Persamaan reaksinya:

S (aq) + alkohol + air → S (s) Larutan S sol belerang

2. Dispersi

Dispersi adalah pembuatan partikel koloid dari partikel kasar (suspensi). Pembuatan koloid dengan dispersi meliputi: cara mekanik, peptisasi, busur Bredig, dan ultrasonik.

1) Proses Mekanik

Proses mekanik adalah proses pembuatan koloid melalui penggerusan atau penggilingan (untuk zat padat) serta dengan pengadukan atau pengocokan (untuk zat cair). Setelah diperoleh partikel yang ukurannya sesuai dengan ukuran koloid, kemudian didispersikan ke dalam medium (pendispersinya).Contoh, pembuatan sol belerang.

2) Peptisasi

Peptisasi adalah cara pembuatan koloid dengan menggunakan zat kimia (zat elektrolit) untuk memecah partikel besar (kasar) menjadi partikel koloid. Contoh, proses pencernaan makanan dengan enzim dan pembuatan sol belerang dari endapan nikel sulfida, dengan mengalirkan gas asam sulfida.

3) Busur Bredig

Busur Bredig ialah alat pemecah zat padatan (logam) menjadi partikel koloid dengan menggunakan arus listrik tegangan tinggi.Caranya adalah dengan membuat logam, yang hendak dibuat solnya, menjadi dua kawat yang berfungsi sebagai elektrode yang dicelupkan ke dalam air; kemudian diberi loncatan listrik di antara kedua ujung kawat. Logam sebagian akan meluruh ke dalam air sehingga terbentuk sol logam. Contoh, pembuatan sol logam.

4) Suara Ultrasonik

Cara ini hampir sama dengan cara busur Bredig, yaitu sama-sama untuk pembuatan sol logam. Ka1au busur Bredig menggunakan arus listrik tegangan tinggi, maka cara ultrasonik menggunakan energi bunyi dengan frekuensi sangat tinggi, yaitu di atas 20.000 Hz.

Kegunaan Koloid

Sistem koloid banyak digunakan pada kehidupan sehari-hari, terutama dalam kehidupan sehari-hari. Hal ini disebabkan sifat karakteristik koloid yang penting, yaitu dapat digunakan untuk mencampur zat-zat yang tidak dapat saling melarutkan secara homogen dan bersifat stabil untuk produksi dalam skala besar.

          Berikut ini adalah tabel aplikasi koloid:

1. Pemutihan Gula

                   Gula tebu yang masih berwarna dapat diputihkan. Dengan melarutkan gula ke dalam air, kemudian larutan dialirkan melalui sistem koloid tanah diatomae atau karbon. Partikel koloid akan mengadsorpsi zat warna tersebut. Partikel-partikel koloid tersebut mengadsorpsi zat warna dari gula tebu sehingga gula dapat berwarna putih.

2. Penggumpalan Darah

           

           Darah mengandung sejumlah koloid protein yang bermuatan negatif. Jika terjadi luka, maka luka tersebut dapat diobati dengan pensil stiptik atau tawas yang mengandung ion-ion Al3+ dan Fe3+. Ion-ion tersebut membantu agar partikel koloid di protein bersifat netral sehingga proses penggumpalan darah dapat lebih mudah dilakukan.

3. Penjernihan Air

            Air keran (PDAM) yang ada saat ini mengandung partikel-partikel koloid tanah liat,lumpur, dan berbagai partikel lainnya yang bermuatan negatif. Oleh karena itu, untuk menjadikannya layak untuk diminum, harus dilakukan beberapa langkah agar partikel koloid tersebut dapat dipisahkan. Hal itu dilakukan dengan cara menambahkan tawas (Al2SO4)3.Ion Al3+ yang terdapat pada tawas tersebut akan terhidroslisis membentuk partikel koloid Al(OH)3yang bermuatan positif melalui reaksi:

Al3+   +   3H2O     à    Al(OH)3   +      3H+

Setelah itu, Al(OH)3 menghilangkan muatan-muatan negatif dari partikel koloid tanah liat/lumpur dan terjadi koagulasi pada lumpur. Lumpur tersebut kemudian mengendap bersama tawas yang juga mengendap karena pengaruh gravitasi.