BAB I
PENDAHULUAN
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.Salah satu sistem
koloid yang ada dalam kehidupan sehari – hari dan dalam industri adalah jenis
emulsi.
Emulsi merupakan suatu sistem yang tidak stabil, sehinggkan dibutuhkan zat pengemulsi
atau emulgator untuk menstabilkannya sehingga antara zat yang terdispersi
dengan pendispersinnya tidak akan pecah atau keduannya tidak akan terpisah. Ditinjau dari
segi kepolaran, emulsi merupakan campuran cairan polar dan cairan non polar. Salah satu
emulsi yang kita kenal sehari-hari adalah susu, di mana lemak terdispersi dalam
air. Dalam susu terkandung kasein suatu protein yang berfungsi sebagai zat
pengemulsi. Bebera contoh emulsi yang
lain adalah pembuatan es krim, sabun, deterjen, yang menggunakan pengemulsi
gelatin.
Dari hal tersebut diatas maka sangatlah penting untuk mempelajari sistem
emulsi karena dengan tahu banyak tentang sistem emulsi ini maka akan lebih
mudah juga untuk mengetahui zat – zat pengemulsi apa saja yang cocok untuk
menstabilkan emulsi selain itu juga dapat diketahui faktor – faktor yang
menentukan stabilnya emulsi tersebut karena selain faktor zat pengemulsi
tersebut juga dipengaruhi gaya sebagai penstabil emulsi.
Sistem emulsi termasuk jenis koloid dengan fase terdispersinya berupa zat cair namun
dalam makalah ini kita hanya akan membahas mengenai sistem emulsi saja diantaranya dari defenisi emulsi,
mekanisme secara kimia dan fisika, teori dan persamaannya dan serta
penerapannya dalam kehidupan sehari – hari dan industri.
BAB II
ISI
1.
DEFINISI EMULSI
Emulsi merupakan jenis koloid dengan fase terdispersinnya berupa
fase cair dengan medium pendispersinya
bisa berupa zat padat, cair, ataupun gas. Emulsi merupakan sediaan
yang mengandung dua zat yang tidak dapat bercampur, biasanya terdiri dari
minyak dan air, dimana cairan yang satu terdispersi menjadi butir-butir kecil
dalam cairan yang lain. Dispersi ini tidak stabil, butir – butir ini bergabung
( koalesen ) dan membentuk dua lapisan yaitu air dan minyak yang terpisah yang
dibantu oleh zat pengemulsi ( emulgator ) yang merupakan komponen yang paling
penting untuk memperoleh emulsi yang stabil. Zat pengemulsi (emulgator) merupakan komponen
yang paling penting agar memperoleh emulsi yang stabil. Zat pengemulsi adalah
PGA, tragakan, gelatin, sapo dan lain-lain. Emulsi dapat dibedakan menjadi dua
macam yaitu emulsi vera (emulsi alam) dan emulsi spuria (emulsi buatan). Emulsi
vera dibuat dari biji atau buah, dimana terdapat disamping minyak lemak juga
emulgator yang biasanya merupakan zat seperti putih telur (Anief, 2000).
Konsistensi emulsi sangat beragam, mulai dari cairan yang mudah
dituang hingga krim setengah padat. Umumnya krim minyak dalam air dibuat pada
suhu tinggi, berbentuk cair pada suhu ini, kemudian didinginkan pada suhu
kamar, dan menjadi padat akibat terjadinya solidifikasi fase internal. Dalam
hal ini, tidak diperlukan perbandingan volume fase internal terhadap volume
fase eksternal yang tinggi untuk menghasilkan sifat setengah padat, misalnya
krim stearat atau krim pembersih adalah setengah padat dengan fase internal
hanya hanya 15%. Sifat setengah padat emulsi air dalam minyak, biasanya
diakibatkan oleh fase eksternal setengah padat (Anonim, 1995).
Polimer hidrofilik alam, semisintetik dan sintetik dapat dugunakan
bersama surfakatan pada emulsi minyak dalam air karena akan terakumulasi pada
antar permukaan dan juga meningkatkan kekentalan fase air, sehingga mengurangi
kecepatan pembenrukan agregat tetesan. Agregasi biasanya diikuti dengan
pemisahan emulsi yang relatif cepat menjadi fase yang kaya akan butiran dan
yang miskin akan tetesan. Secara normal kerapatan minyak lebih rendah daripada
kerapatan air, sehingga jika tetesan minyak dan agregat tetesan meningkat,
terbentuk krim. Makin besar agregasi, makin besar ukuran tetesan dan makin
besar pula kecepatan pembentukan krim (Anonim, 1995).
Semua emulsi memerlukan bahan anti mikroba karena fase air
mempermudah pertumbuhan mikroorganisme. Adanya pengawetan sangat penting untuk
emulsi minyak dalam air karena kontaminasi fase eksternal mudah terjadi. Karena
jamur dan ragi lebih sering ditemukan daripada bakteri, lebih diperlukan yang
bersifat fungistatik atau bakteriostatik. Bakteri ternyata dapat menguraikan
bahn pengemulsi ionik dan nonionik, gliserin dan sejumlah bahan pengemulsi alam
seperti tragakan dan gom (Anonim, 1995).
Masing – masing emulsi dengan medium pendipersi yang berbeda juga
mempunyai nama yang berbeda,yaitu sebagai berikut:
a) Emulsi
gas (aerosol cair )
Emulsi gas
merupakan emulsi dengan fase terdispersinnya berupa fase cair dan medium
pendispersinnya berupa gas.Salah satu contohnya
hairspray, dimana dapat membentuk emulsi gas yang diingikan karena
adannya bantuan bahan pendorong atau propelan aerosol
b) Emulsi
cair
Emulsi cair
merupakan emulsi dengan fase terdispersinya maupun pendispersinnya berupa fase
cairan yang tidak saling melarutkan karena kedua fase bersifat polar dan non polar.Emulsi ini dapat digolongkan
menjadi 2 jenis yaitu emulsi minyak didalam air contoh susu terdiri dari lemak
sebagai fase terdispersi dalam air jadi butiran minyak didalam air atau emulsi
air dalam minyak contoh margarine terdispersi dalam minyak jadi butiran air
dalam minyak.
c) Emulsi
padat
Emulsi
padat merupakan emulsi dengan fase terdispersinnya cair dengan fase
pendispersinnya berupa fase padat.Contoh : Gel yang dibedakan menjadi gel
elastic dan gel non elastic dimana gel elastic ikatan partikelnya tidak kuat
sedangkan non elastic ikatan antar partikelnya membentuk ikatan kovalen yang
kuat.
Gel elastic dapat dibuat dengan mendinginkan sol iofil yang
pekat contoh gel ini adalah gelatin dan sabun.Sedangkan gel non-elastis dapat
dibuat secara kimia sebagai contoh gel silica yang terbentuk karena penambahan
HCl pekat dalam larutan natrium silikat sehingga molekul – molekul asam silikat
yang terbentuk akan terpolimerisasi dan membentuk gel.
(http://www.freewebs.com/leosylvi/koloidemulsi.htm)
Terdapat 2 tipe emulsi yaitu sebagai
berikut :
1) Emulsi
A/M yaitu butiran – butiran air terdispersi dalam minyak
Pada emulsi ini
butiran – butiran air yang hidrofilik
stabil dalam minyak yang hidrofobik.
2) Emulsi
M/A yaitu butiran – butiran minyak terdispersi dalam air
Minyak yang
hidrofobik stabil dalam air yang hidrofilik
Emulsi merupakan suatu sistem yang
tidak stabil, sehingga
dibutuhkan zat pengemulsi atau emulgator untuk menstabilkan. Tujuan dari penstabilan
adalah untuk mencegah pecahnya atau terpisahnya antara fase terdispersi dengan pendispersinnya. Dengan penambahan
emulgator berarti telah menurunkan tegangan permukaan secara bertahap sehingga akan menurunkan energi bebas
pembentukan emulsi, artinya dengan semakin rendah energi bebas pembentukan
emulsi akan semakin mudah.
Namun kesetabilan emulsi juga
dipengaruhi beberapa faktor lain yaitu, ditentukan gaya – gaya:
·
Gaya tarik – menarik
yang dikenal gaya Van der walss. Gaya
ini menyebabkan partikel – partikel koloid membentuk gumpalan lalu mengendap
·
Gaya
tolak – menolak yang terjadi karena adanya lapisan ganda elektrik yang
muatannya sama saling bertumpukan.
Sedangkan
bentuk – bentuk ketidak stabilan dari emulsi sendiri ada beberapa macam yaitu sebagai berikut :
·
Flokulasi, karena
kurangnya zat pengemulsi sehingga kedua fase tidak tertutupi oleh lapisa
pelindung sehingga terbentuklah flok –flok atau sebuah agregat
·
Koalescens, yang
disebabkan hilangnya lapisan film dan globul sehingga terjadi pencampuran
·
Kriming, adanya
pengaruh gravitasi membuat emulsi memekat pada daerah permukaan dan dasar
·
Inversi massa (pembalikan massa
) yang terjadi karena adannya perubahan viskositas
·
Breaking/demulsifikasi,
lapisan film mengalami pemecahan sehingga hilang karena pengaruh suhu.
(Ladytulipe,
2009)
Emulsi dapat mengalami kestabilan namun
juga dapat mengalami kerusakan (Demulsifikasi) dimana rusaknya emulsi ini disebabkan faktor
suhu, rusaknya emulgator sendiri, penambahan elektrolit sehingga semua ini akan
dapat menyebabkan timbulnya endapan atau terjadi sedimentasi atau membentuk
krim.Contoh penggunaan proses demulsifikasi dengan menambahkan elektrolit guna
pemisahan karet dalam lateks yaitu menambahkan asam format asam asetat.
(Nuranimahabah,2009
2.
MEKANISME
SECARA KIMIA DAN FISIKA
a) Mekanisme
secara kimia
Mekanisme
secara kimia dapat kita jelaskan pada emulsi air dan minyak. Air dan minyak
dapat bercampur membentuk emulsi cair apabila suatu pengemulsi ditambahkan,
karena kebanyakan emulsi adalah disperse air dalam minyak dan dispersi minyak
dalam air, sehingga emulgator yang digunakan harus dapat larut dalam air maupun
minyak. Contoh pengemulsi tersebut adalah senyawa organik yang mempunyai gugus
hidrofilik dan hidrofobik, bagian hidrofobik akan berinteraksi dengan minyak
sedangkan yang hidrofilik dengan air sehingga terbentuklah emulsi yang stabil.
b) Mekanisme
secara fisika
Secara
fisika emulsi dapat terbentuk karena adanya pemasukan tenaga misalnya dengan
cara pengadukan. Dengan adanya pengadukan maka fase terdispersinya akan
tersebar merata ke dalam medium pendispersinya.
(Ian,
2009)
3.
TEORI
DAN PERSAMAAN
Satu variable penting dalam uraian
emulsi - emulsi adalah fraksi volum ǿ , dalam dan luar fase.Untuk tetesan
bentuk bola radius α, fraksi volume diberikan sejumlah densitas n, waktu untuk
volum bentuk bola ǿ = 4πα3 n/3 .Banyak sifat – sifat emulsi ditandai
ole jumla volumnya.
Tetesan emulsi karena lemah atau tidak
stabil nilai fraksi volume ǿ bisa diantara 3- 6 untuk kebanyakan sistem emulsi.
Konduktivitas dari emulsi sendiri dapat
ditentukan dengan teori klasik (Maxwell)
Dimana K, Km dan Kd adalah konduktivitas
spesifik dari emulsi,medium pendispersi dan fase terdispersi.
Dalam sistem koloi akan terjadi
peningkatan dielektrika, salah satu model untuk menentukan konstanta dieletrika
tipe emulsi adalah:
·
Tipe M/A
·
Tipe A/M
Dimana €∞ dan €s adalah permitivitas
dengan frekuensi tinggi dan statis.T waktu tenggang dan α luas pendistribusian,
serta ώ adalah komponen polarisasi.
4.
KESTABILAN EMULSI
Bila dua
larutan murni yang tidak saling campur/ larut seperti minyak dan air,
dicampurkan, lalu dikocok kuat-kuat, maka keduanya akan membentuk sistem
dispersi yang disebut emulsi. Secara fisik terlihat seolah-olah salah satu fasa
berada di sebelah dalam fasa yang lainnya. Bila proses pengocokkan dihentikan,
maka dengan sangat cepat akan terjadi pemisahan kembali, sehingga kondisi emulsi
yang sesungguhnya muncul dan teramati pada sistem dispersi terjadi dalam waktu
yang sangat singkat .
Kestabilan
emulsi ditentukan oleh dua gaya, yaitu:
1.
Gaya tarik-menarikdikenal
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.
Ada beberpa faktor yang
mempengaruhi kestabilan emulsi yaitu sebagai berikut :
1. Tegangan antarmuka rendah
2. Kekuatan mekanik dan elastisitas lapisan antarmuka
3. Tolakkan listrik double layer
4. Relatifitas phase pendispersi kecil
5. Viskositas tinggi.
5.
ADA BEBERAPA CARA PEMBUATAN EMULSI
a.
Dengan Mortir dan Stampel
Sering
digunakan untuk membuat minyak lemak dalam ukuran kecil
b.
Botol
Minyak
dengan viskositas rendah dapat dibuat dengan cara dikocok dalam botol
pengocokan dilakukan terputus – putus untuk memberi kesempatan emulgator
bekerja.
c.
Mixer
Partikel
fase dispersi dihaluskan dengan memasukkan kedalam ruangan yang didalamnya
terdapat pisau berputar denagn kecepatan tinggi.
d.
Homogenizer
Dengan
melewatkan partikel fase dispersi melewati celah sempit, sehingga partikel
mempunyai ukuran yang sama.
6.
CARA PEMURNIAN KOLOID
Seringkali terdapat zat-zat terlarut
yang tidak diinginkan dalam suatu pembuatan suatu sistem koloid.
Partikel-partikel tersebut haruslah dihilangkan atau dimurnikan guna menjaga
kestabilan koloid. Ada beberapa metode pemurnian yang dapat digunakan, yaitu :
1.
DIALISIS
Dialisis adalah proses pemurnian partikel koloid dari muatan-muatan
yang menempel pada permukaannya. Pada proses dialisis ini digunakan selaput
semipermeabel. Pergerakan ion-ion dan molekul – molekul kecil melalui selaput semipermiabel
disebut dialysis. Suatu koloid biasanya bercampur dengan ion-ion pengganggu,
karena pertikel koloid memiliki sifat mengadsorbsi. Pemisahan ion penggangu
dapat dilakukan dengan memasukkan koloid ke dalam kertas/membran semipermiabel
(selofan), baru kemudian akan dialiri air yang mengalir. Karena diameter ion
pengganggu jauh lebih kecil daripada kolid, ion pengganggu akan merembes
melewati pori-pori kertas selofan, sedangkan partikel kolid akan tertinggal.
Proses
dialisis untuk pemisahan partikel-partikel koloid dan zat terlarut dijadikan
dasar bagi pengembangan dialisator. Salah satu aplikasi dialisator adalah
sebagai mesin pencuci darah untuk penderita gagal ginjal. Jaringan ginjal
bersifat semipermiabel, selaput ginjal hanya dapat dilewati oleh air dan
molekul sederhana seperti urea, tetapi menahan partikel-partikel kolid seperti
sel-sel darah merah.
2.
ELEKTODIALISIS
Pada dasarnya
proses ini adalah proses dialysis di bawah pengaruh medan listrik. Cara
kerjanya; listrik tegangan tinggi dialirkan melalui dua layer logam yang
menyokong selaput semipermiabel. Sehingga pertikel-partikel zat terlarut dalam
sistem koloid berupa ion-ion akan bergerak menuju elektrode dengan muatan
berlawanan. Adanya pengaruh medan listrik akanmempercepat
proses pemurnian sistem koloid. Elektrodialisis hanya dapat digunakan untuk
memisahkan partikel-partikel zat terlarut elektrolit karena elektrodialisis
melibatkan arus listrik.
3.
PENYARING ULTRA
Partikel-partikel
kolid tidak dapat disaring biasa seperti kertas saring, karena pori-pori kertas
saring terlalu besar dibandingkan ukuran partikel-partikel tersebut. Tetapi,
bila kertas saring tersebut diresapi dengan selulosa seperti selofan, maka
ukuran pori-pori kertas akan sering berkurang. Kertas saring yang dimodifikasi
tersebut disebut penyaring ultra.
Proses
pemurnian dengan menggunakan penyaring ultra ini termasuklambat, jadi tekanan
harus dinaikkan untuk mempercepat proses ini. Terakhir, partikel-pertikel
koloid akan teringgal di kertas saring. Partikel-partikel kolid akan dapat
dipisahkan berdasarkan ukurannya, dengan menggunakan penyaring ultra bertahap.
4. PENERAPAN DALAM PERISTIWA SEHARI DANINDUSTRI
a.
Penerapan dalam kehidupan
sehari-hari
Salah satu contoh penerapan emulsi dalam kehidupan
sehari-hari adalah penggunaan detergen untuk mencuci pakaian, dimana detergen
merupakan suatu emulgator yang akan menstabilkan emulsi minyak (pada kotoran)
dan air. Detergen terdiri dari bagian hidrofobik dan hidrofilik, minyak akan terikat
pada bagian hidrofobik dari detergen sehingga bagian luar dari minyak akan
menjadi hidrofilik secara keseluruhan, sehingga terbentuk emulsi minyak dan
air, dimana kotoran akan terbawa lebih mudah oleh air.
b.
Penerapan dalam bidang industri
Dalam bidang industri salah satu sistem emulsi yang
digunakan adalah industri saus salad yang terbuat dari larutan asam cuka dan
minyak. Dimana asam cuka bersifat hidrofilik dan minyak yang bersifat
hidrofobik, dengan mengocok minyak dan cuka. Pada awalnya akan mengandung
butiran minyak yang terdispersi dalam larutan asam cuka setelah pengocokan
dihentikan, maka butiran-butiran akan bergabung kembali membentuk partikel yang
lebih besar sehingga asam cuka dan minyak akan terpisah lagi. Agar saus salad
ini kembali stabil maka dapat ditambahkan emulagator misalnya kuning telur yang
mengandung lesitin. Sistem koloid ini dikenal sebagai mayonnaise.
BAB III
PENUTUP
KESIMPULAN
Emulsi merupakan jenis koloid dengan
fase terdispersinnya berupa fase cair dengan medium pendispersinya bisa berupa zat padat, cair,
ataupun gas. Emulsi
merupakan sediaan yang mengandung dua zat yang tidak dapat bercampur, biasanya
terdiri dari minyak dan air, dimana cairan yang satu terdispersi menjadi
butir-butir kecil dalam cairan yang lain. Emulsi
dapat dibedakan menjadi dua macam yaitu emulsi vera (emulsi alam) dan emulsi
spuria (emulsi buatan). Emulsi vera dibuat dari biji atau buah, dimana terdapat
disamping minyak lemak juga emulgator yang biasanya merupakan zat seperti putih
telur.
Dengan mengetahui sistem emulsi maka
kita akan mengetahui sifat – sifat emulsi, stabil atau tidak stabilnya suatu
emulsi serta faktor apa yang membuat emulsi tidak stabil sehingga kita akan
dapat menentukan zat pengemulsi untuk dapat menstabilkannya.Sebagai contoh
detergen yang digunakan untuk mencuci disini detergen berfungsi sebagai
emulgator yang dapat menstabilkan emulsi air dan minyak sehingga minyak dapat
mudah lepas dari pakaian.Selain itu dalam bidang industri contohnya pembuatan
saus salad, saus salad dari asam cuka dan minyak yang awalnya stabil saat
pengocokan namun setelah pengocokan dihentikan kedua fase akan terpisah lagi
sehingga dibutuhkan kuning telur sebagai emulgator.
DAFTAR PUSTAKA
http://www.freewebs.com/leosylvi/koloidemulsi.htm
Ian,
17 Januari 2009 , sistem koloid http://blogkita.info/tag/emulsi/
Ibnuhayyan,
10 September 2008, colloid-chemistry
http://ibnuhayyan.wordpress.com/2008/09/10/emulsi/
Ladytulipe,
4 januari 2009 , Emulsi http://ladytulipe.wordpress.com/2009/01/04/emulsi/
Nuranimahabah,
16 Mei 2009, koloid suspense larutan
(kimia)
http://nuranimahabbah.wordpress.com/2009/05/16/koloid-suspensi-larutan-kimia/
Thanks
