SISTEM KOLOID
A. Pengertian Sistem Koloid Sistem koloid adalah suatu bentuk campuran yang keadaannya keadaannya terletak antara larutan dan suspensi. Sistem koloid ini mempunyai sifat – sifat khas yang berbeda dari sifat larutan – olah ataupun suspensi. Sedangkan koloid adalah suatu sistem campuran “menstabil” (seolah – olah stabil, namun akan memisah setelah waktu tertentu). Di dalam larutan koloid secara umum terdapat 2 zat sebagai berikut : a. Zat terdispersi, yaitu zat yang terlarut di dalam larutan koloid b. Zat pendispersi, yaitu zat pelarut di dalam larutan koloid (mediumnya). Perbandingan sifat antara larutan, koloid dan suspensi disimpulkan dalam tabel berikut : Larutan
Koloid
Suspensi
(Dispersi Molekuler)
(Dispersi Koloid)
(Dispersi Kasar)
Contoh:
Larutan
garam
Contoh:
dalam air 1. Bersifat homogen
campuran
susu
Contoh : campuran bubuk
dengan air 1. Bersifat homogen, tetapi heterogen
jika
kopi dengan air 1. Bersifat heterogen
diamati
dengan mikroskop ultra. 2. Ukuran Ukuran partikel < 1 nm
2. Ukuran partikel antara 1 – 2. Ukuran partikel > 100 nm 100 nm
3. Satu fase
3. Dua fase
3. Dua fase
4. Stabil
4. Pada umumnya stabil
3. Tidak stabil
5. Tidak dapat disaring
5.Tidak
5. Dapat disaring
dapat
disaring
kecuali dengan penyaring ultra.
B. Jenis – Jenis – Jenis Jenis Koloid Ada 8 jenis koloid yang terdapat pada tabel pengelompokkan sistem koloid dibawah ini : Terdispersi Pendispersi Padat
Cair
Gas
Padat
Cair
Gas
Sol padat
Emulsi padat
Buih padat
Contoh: gelas berwarna
Contoh: mutiara
Contoh: batu apung
Sol
Emulsi
Buih
Contoh: sol belerang
Contoh: susu, santan
Contoh: buih sabun
Aerosol padat
Aerosol cair
Contoh: asap rokok
Contoh: kabut, awan
Larutan
Penjelasannya : a. Aerosol : sistem koloid dari partikel padat atau cair yang terdispersi dalam gas. Jika zat yang terdispersi berupa zat padat, disebut aerosol padat. Jika zat yang terdispersi berupa zat cair, disebut aerosol cair. b. Sol : sistem koloid dari partikel padat yang terdispersi dalam zat cair. c. Emulsi : sistem koloid dari partikel cair yang terdispersi dalam zat cair lain. Syaratnya kedua zat tidak saling melarutkan. Emulsi digolongkan menjadi dua, yaitu emulsi dalam air (M/A) contohnya santan dan emulsi dalam minyak (A/M) contohnya mayonaise. – zat yang d. Buih : sistem koloid dari partikel gas yang terdispersi dalam zat cair. Zat – zat dapat memecah buih diantaranya eter dan alkohol. e. Gel : koloid yang setengah kaku (antara padat dan cair). Gel berasal dari sol yang zat terdispersinya mengadsorbsi medium pendispersinya sehingga menghasilkan koloid agak padat.
SIFAT – SIFAT – SIFAT SIFAT KOLOID
A. Efek Tyndall Bagaimanakah Bagaimanakah cara mengenali sistem koloid? Cara yang sangat sederhana adalah dengan menjatuhkan seberkas cahaya pada objek. Larutan sejati akan meneruskan cahaya sedangkan koloid akan menghamburkan cahaya. Dengan cara inilah yang disebut dengan efek tyndall. Dalam kehiduan sehari – sehari – hari hari efek tyndall dapat kita jumpai diantaranya : 1. Sorot lampu mobil pada malam yang berkabut. 2. Sorot lampu proyektor dalam gedung bioskop yang berasap/berdebu.
B. Gerak Brown – zag dari partikel koloid yang merupakan gerakan tidak Gerak brown adalah gerak zig – zag beraturan. Terjadi karena adanya tumbukan yang tidak seimbang antara partikel medium pendispersi dan zat yang terdispersi. Dalam suspensi tidak terjadi Gerak Brown karena ukuran partikel yang cukup besar sehingga tumbukannya seimbang. Gerak Brown merupakan salah satu faktor yang menstabilkan koloid. Oleh karena itu bergerak terus – menerus, maka partikel koloid dapat mengimbangi gaya gravitasi, sehingga tidak mengalami sedimentasi.
C. MUATAN KOLOID Muatan koloid merupakan salah satu faktor yang menstabilkan koloid. Muatan koloid dibagi menjadi 2 kelompok, yaitu : a)
Elektroforesis adalah pergerakan partikel koloid dalam medan listrik. Koloid bermuatan negatif akan bergerak ke anode (elektrode positif) sedangkan koloid yang
bermuatan positif bergerak ke katode (elektrode negatif). Dengan demikian elektroforesis dapat digunakan untuk menentukan jenis muatan koloid. b) Adsorpsi adalah kemampuan menyerap ion atau muatan listrik pada permukaannya. Partikel koloid dapat mengadsorpsi tidak hanya ion atau muatan listrik tetapi juga zat lain yang berupa molekul netral. Sifat adsorpsi dari koloid ini digunakan dalam berbagai proses, antara lain : 1.
Pemutihan Gula Tebu : gula yang masih berwarna dilarutkan dalam air kemudian dialirkan melalui tanah diatomae dan arang tulang. Zat-zat warna dalam gula akan diadsorpsi sehingga diperoleh gula yang putih bersih.
2.
Norit : Norit adalah tablet yang terbuat dari karbon aktif Norit. Di dalam usus norit membentuk sistem koloid yang dapat mengadsorpsi gas atau racun.
3.
Penjernihan Air : Untuk menjernihkan air digunakan tawas atau alumunium sulfat. Di dalam air, alumunium sulfat terhidrolisis membentuk koloid Al(OH) 3 yang dapat mengadsorpsi zat-zat warna atau pencemar dalam air.
D. KOAGULASI Koagulasi adalah penggumpalan partikel koloid. Koloid yang bermuatan negatif akan digumpalkan di anode, sedangkan koloid yang bermuatan positif akan digumpalkan di katode. Koagulasi koloid karena penambahan elektrolit terjadi sebagai berikut. Koloid yang bermuatan negatif akan menarik ion positif, sedangkan koloid yang bermuatan positif akan menarik ion negatif. Beberapa contoh koagulasi dalam kehidupan sehari-hari dan industri : 1. Pembentukan delta di muara sungai. 2. Karet dalam lateks dengan menambahkan asam format. 3. Lumpur koloidal dalam air sungai dapat digumpalkan dengan menambahkan tawas.
4. Asap dan debu dari pabrik dapat digumpalkan dengan alat koagulasi listrik dari Cottrel.
E.
KOLOID PELINDUNG Koloid pembungkus akan membungkus partikel zat terdispersi sehingga tidak dapat lagi
– hari : mengelompok. Beberapa penerapan koloid pelindung pada kehidupan sehari – hari 1. Pada pembuatan es krim digunakan gelatin untuk mencegah pembentukkan kristal besar es atau gula. 2. Cat dan tinta dapat bertahan lama karena menggunakan suatu koloid pelindung. 3. Zat-zat pengelmusi, seperti sabun dan detergen, juga tergolong koloid pelindung.
F.
DIALISIS Dialisis adalah proses menghilangkan ion-ion pengganggu yang dapat mengganggu
kestabilan koloid.
G. KOLOID LIOFIL DAN KOLOID LIOFOB Koloid yang memiliki medium dispersi cair dibedakan atas koloid liofil dan koloid liofob. Suatu koloid disebut koloid liofil apabila terdapat gaya tarik menarik yang cukup besar antara zat terdispersi dengan mediumnya. Sebaliknya, suatu koloid disebut liofob jika gaya tarik menarik tersebut tidak ada atau sangat lemah. Jika mediumdispersi yang dipakai adalah air, maka kedua jenis koloid di atas masing-masing disebut koloid hdrofil dan koloid hidrofob.
Contoh :
1. Koloid hidrofil : protein, sabun, detergen, agar - agar, kanji, dan gelatin. 2. Koloid hidrofob : susu, mayonaise, mayonaise, sol belerang, sol Fe(OH) 3, sol - sol sulfida, dan sol - sol logam.
PEMBUATAN SISTEM KOLOID
A. CARA KONDENSASI Dengan cara kondensasi partikel larutan sejati (molekul atau ion) bergabung menjadi partikel koloid. Cara ini dapat dilakukan melalui reaksi-reaksi kimia, seperti reaksi redoks, hidrolisis, dan dekomposisi rangkap, atau dengan pergantian pelarut. a)
Reaksi Redoks : reaksi yang disertai perubahan bilangan oksidasi. Contoh : Pembuatan sol belerang dari reaksi antara hidrogen sulfida (H 2S) dengan belerang dioksida (SO 2), yaitu dengan mengalirkan gas H 2S ke dalam larutan SO2. 2H2S(g) + SO2(aq)
2H2O(l) + 3S(koloid)
b) Hidrolisis : reaksi suatu zat dengan air. Contoh : Pembuatan sol Fe(OH) 3 dari hidrolisis FeCl 3. Apabila ke dalam air mendidih
ditambahkan
FeCl3(aq) + 3H2O(l)
larutan
FeCl 3
akan
terbentuk
sol
Fe(OH) 3.
Fe(OH)3(koloid) + 3HCl(aq)
B. CARA DISPERSI Dengan cara dispersi, aprtikel kasar dipecah menjadi partikel koloid. Cara dispersi dapat dilakukan secara mekanik, peptasi, atau dengan loncatan bunga li strik . a) Cara Mekanik : Menurut cara ini butir-butir kasar digerus dengan penggiling koloid sampai diperoleh tingkat kehalusan tertentu, kemudian diaduk dengan medium dispersi. Contoh : Sol belerang dapat dibuat dengan menggerus serbuk belerang bersama - sama dengan suatu inert (seperti gula pasir), kemudian dicampur. b) Cara Peptisasi : pembuatan koloid dari butir-butir kasar atau dari suatu endapan dengan bantuan suatu zat pemeptisasi (pemecah). Zat pemeptisasi memecahkan butir-butir kassar menjadi butir-butir koloid.
c) Cara Busur Bredig : digunakan untuk membuat sol-sol logam. Logam yang akan dijadikan koloid digunakan sebagai elektrode yang dicelupkan dalam medium dispersi, kemudian diberi loncatan listrik di antara kedua ujungnya.
C. KOLOID ASOSIASI Berbagai jenis zat, seperti sabun dan detergen membentuk koloid. Molekul sabun atau detergen terdiri atas bagian yang polar (kepala) dan bagian yang nonpolar (ekor). Daya pengemulsi dari sabun dan detergen disebabkan gugus nonpolar dari sabun akan menarik partikel kotoran (lemak) dari bahan cucian kemudian mendispersikannya ke dalam air.
MENGIDENTIFIKASI DNA DENGAN MENGUNAKN ELEKTROFORESIS GEL
A. ELEKTROFORESIS
Elektroforesis adalah pergerakan partikel koloid ke dalam medan listrik. Koloid bermuatan negatif akan bergerak ke anode (elektrode positif) sedangkan koloid yang bermuatan positif bergerak ke katode (elektrode negatif). Dengan demikian elektroforesis dapat digunakan untuk menentukan jenis muatan koloid. Jenis – jenis elektroforesis digolongkan menjadi dua, yaitu : 1.
Elektroforesis Kertas Elektroforesis kertas adalah jenis elektroforesis yang terdiri dari kertas sebagai fase pendispersi dan partikel bermuatan yang terlarut sebagai fase terdispersi terutama ialah ion – ion kompleks. Pemisahan ini terjadi akibat adanya gradasi konsentrasi sepanjang sistem pemisahan. Pergerakan partikel dalam kertas tergantung pada muatan atau valensi zat terlarut, luas penampang, tegangan yang digunakan, konsentrasi elektrolit, kekuatan ion, pH, viskositas dan adsorpsivitas zat terlarut.
2.
Elektroforesis Gel Elektroforesis gel adalah elektroforesis yang menggunakan gel sebagai fase pendispersi untuk memisahkan molekul – molekul. Awalnya elektroforesis gel dilakukan dengan medium gel kanji (sebagai fase diam) untuk memisahkan bio molekul yang lebih besar. Kemudian elektroforesis gel berkembang dengan menjadikan agarosa dan poliakrilamida sebagai gel media.
Elektroforesis merupakan proses bergeraknya molekul bermuatan pada suatu medan listrik. Kecepatan molekul yang bergerak pada medan lisrtik tergantung pada muatan, bentuk dan ukuran. Dengan demikian elektroforesis dapat digunakan untuk separasi makromolekul (seperti protein dan asam nukleat). Posisi molekul yang terseparasi pada gel dapat di deteksi dengan pewarnaan atau autoradiografi, atau pun dilakukan kuantifikasi dengan densitometer. Elektroforesis untuk makromolekul memerlukan matriks penyangga untuk mencegah terjadinya difusi karena timbulnya panas dari arus listrik yang digunakan. Gel poliakrilamid dan agarosa merupakan matriks penyangga yang banyak dipakai untuk separasi protein dan asam nukleat elektroforesis yang dibahas di bawah ini menggunakan matriks berupa gel poliakrilamida (PAGE = Poli-Acrilamida Gel Electrophoresis) untuk separasi sampel protein. Banyak molekul biologi bermuatan listrik yang besarnya tergantung pada pH dan komposisi medium dimana molekul biologi tersebut terlarut. Bila berada dalam suatu medan listrik, molekul biologi yang bermuatan positif akan bermigrasi ke elektroda negatif dan sebaliknya.
Prinsip inilah yang dipakai dalam elektroforesis untuk memisahkan molekul - molekul berdasarkan muatannya. Oleh karena partikel sol bermuatan listrik, maka partikel ini akan bergerak dalam medan listrik. Pergerakan ini disebut elektroforesis. Jika sistem koloid bermuatan negatif, maka pertikel itu akan menuju elektrode positif.
B. ELEKTROFORESIS GEL UNTUK PENGIDENTIFIKASIAN DNA
Elektroforesis gel merupakan salah satu teknik utama dalam biologi molekular. Prinsip dasar teknik ini adalah bahwa DNA, RNA, atau protein dapat dipisahkan oleh medan listrik. Dalam hal ini, molekul - molekul tersebut dipisahkan berdasarkan laju perpindahannya
oleh gaya gerak listrik di listrik di dalam matriks gel. Laju perpindahan tersebut bergantung pada ukuran molekul bersangkutan. Elektroforesis gel biasanya dilakukan untuk tujuan analisis, namun dapat pula digunakan sebagai teknik preparatif untuk memurnikan molekul sebelum digunakan dalam metode – metode lain seperti spektrometri massa, PCR, kloning, atau sekuensing DNA. Gel yang digunakan biasanya merupakan polimer bertautan silang yang porositasnya dapat diatur sesuai dengan kebutuhan. Untuk memisahkan protein atau asam nukleat berukuran kecil (DNA, RNA, atau oligonukleotida) gel yang digunakan biasanya merupakan gel poliakrilamida, dibuat dengan konsentrasi yang berbeda antara akrilamida dan zat yang memungkinkan memungkinkan pertautan silang menghasilkan jaringan poliakrilamida dengan ukuran rongga berbeda - beda. Untuk memisahkan memisahkan asam nukleat yang berukuran lebih besar (lebih besar dari beberapa ratus basa), basa) , gel yang digunakan adalah agarosa (dari ekstrak rumput ekstrak rumput laut) yang sudah dimurnikan.
C. CARA KERJA ELEKTROFORESIS GEL UNTUK PENGIDENTIFIKASIAN DNA
Berikut ini akan dibahas mengenai cara kerja elektroforesis gel untuk mengidentifikasi DNA. Dalam proses elektroforesis, sampel molekul ditempatkan ke dalam sumur ( well) pada gel yang ditempatkan di dalam larutan penyangga, dan listrik dialirkan listrik dialirkan kepadanya. Molekul molekul sampel tersebut akan bergerak di dalam matriks gel ke arah salah satu kutub listrik sesuai listrik sesuai dengan muatannya. Dalam hal asam nukleat, arah pergerakan adalah menuju elektroda positif, disebabkan oleh muatan negatif alami pada rangka gula-fosfat gula-fosfat yang dimilikinya. Untuk menjaga agar laju perpindahan asam nukleat benar - benar hanya
berdasarkan pada ukuran, yaitu panjangnya, zat seperti Natrium hidroksida (NaOH) atau formamida digunakan untuk menjaga agar asam nukleat berbentuk lurus. Sementara itu, protein didenaturasi dengan deterjen (misalnya natrium dodesil sulfat, SDS) untuk membuat protein tersebut berbentuk lurus dan bermuatan negatif. Setelah proses elektroforesis selesai, dilakukan proses pewarnaan ( staining) agar molekul sampel yang telah terpisah dapat dilihat. Etidium bromida, perak, atau pewarna biru coomassie dapat digunakan untuk keperluan ini. Jika molekul sampel berpendar dalam sinar ultraviolet (misalnya setelah diwarnai dengan etidium bromida), gel difoto d ifoto di bawah sinar ultraviolet. Jika molekul sampel mengandung atom radioaktif, autoradiogram gel tersebut dibuat. Pita - pita pada lajur - lajur yang berbeda pada gel akan tampak setelah proses pewarnaan, satu lajur merupakan arah pergerakan sampel dari sumur gel. Pita - pita yang berjarak sama dari sumur gel pada akhir elektroforesis mengandung molekul - molekul yang bergerak di dalam gel selama elektroforesis dengan kecepatan yang sama, yang biasanya berarti bahwa molekul - molekul tersebut berukuran sama. Marka atau penanda yang merupakan campuran molekul dengan ukuran berbeda - beda dapat digunakan untuk menentukan ukuran molekul dalam pita sampel dengan mengelektroforesis marka tersebut pada lajur di gel yang paralel dengan sampel. Pita-pita pada lajur marka tersebut dapat dibandingkan dengan pita sampel untuk menentukan ukurannya. Jarak pita dari sumur gel berbanding terbalik terhadap logaritma ukuran molekul.
KESIMPULAN
Elektroforesis adalah pergerakan partikel koloid ke dalam medan listrik. Koloid bermuatan negatif akan bergerak ke anode (elektrode positif) sedangkan koloid yang bermuatan positif bergerak ke katode (elektrode negatif). Sehingga elektroforesis dapat digunakan dalam menentukan jenis muatan koloid. Elektroforesis digolongkan menjadi dua jenis, yaitu elektroforesis elektroforesis kertas dan elektroforesis elektroforesis gel. Elektroforesis dapat digunakan untuk separasi makromolekul seperti protein dan asam nukleat. Dalam hal ini membutuhkan matriks penyangga untuk mencegah terjadinya disfusi. Matriks penyangga yang digunakan seperti gel poliakrilamid dan agarosa untuk separasi protein dan asam nukleat. Elektroforesis gel merupakan salah satu teknik utama dama biologi molekuler, dengan DNA, RNA atau protein dapat diopisahkan oleh medan listrik. Gel yang digunakan biasanya merupakan polimer bertautan silang, namun dalam pemisahan protein atau asam nukleat yang berukuran kecil pada DNA, gel yang biasa digunakan adalah gel poliakrilamida. Akan tetapi, untuk memisahkan asam nukleat yang berukutan lebih besar gel yang digunakan adalah agarosa yang sudah dimurnikan. Elektroforesis pada sistem koloid dapat diterapkan dalam kehidupan sehari – hari, contohnya dalam mengidentifikasi DNA yang merupakan salah satu cara canggih yang dilakukan dalam rangka mengidentifikasi DNA korban atau pelaku kejahatan. Dalam hal pengidentifikasian DNA digunakan elektroforesis gel. Cara kerja atau mekanisme pengidentifikasian DNA dilakukan sebagai berikut
