koloid, suspensi, larutan (kimia)

BAB I
PENDAHULUAN

Sistem koloid berhubungan dengan proses – prose di alam yang mencakup berbagai bidang. Hal itu dapat kita perhatikan di dalam tubuh makhluk hidup, yaitu makanan yang kita makan (dalam ukuran besar) sebelum digunakan oleh tubuh. Namun lebih dahulu diproses sehingga berbentuk koloid. Juga protoplasma dalam sel – sel makhluk hidup merupakan suatu koloid sehingga proses – proses dalam sel melibatkan sitem koloid.
Dalam kehidupan sehari-hari ini, sering kita temui beberapa produk yang merupakan campuran dari beberapa zat, tetapi zat tersebut dapat bercampur secara merata/ homogen. Misalnya saja saat ibu membuatkan susu untuk adik, serbuk/ tepung susu bercampur secara merata dengan air panas. Kemudian, es krim yang biasa dikonsumsi oleh orang mempunyai rasa yang beragam, es krim tersebut haruslah disimpan dalam lemari es agar tidak meleleh. Kesemuanya merupakan contoh koloid.
Udara mengandung juga sistem koloid, misalnya polutan padat yang terdispersi (tercampur) dalam udara, yaitu asap dan debu. Juga air yang terdispersi dalam udara yang disebut kabut merupakan sistem koloid. Mineral – mineral yang terdispersi dalam tanah, yang dibutuhkan oleh tumbuh – tumbuhan juga merupakan koloid. Penggunaan sabun untuk mandi dan mencuci berfungsi untuk membentuk koloid antara air dengan kotoran yang melekat (minyak). Campuran logam selenium dengan kaca lampu belakang mobil yang menghasilkan cahaya warna merah merupakan sistem koloid.

BAB II
PEMBAHASAN

2.1 Pengertian koloid, larutan, suspensi

Koloid adalah suatu campuran zat heterogen (dua fase) antara dua zat atau lebih di mana partikel-partikel zat yang berukuran koloid (fase terdispersi/yang dipecah) tersebar secara merata di dalam zat lain (medium pendispersi/ pemecah). Dimana di antara campuran homogen dan heterogen terdapat sistem pencampuran yaitu koloid, atau bisa juga disebut bentuk (fase) peralihan homogen menjadi heterogen. Campuran homogen adalah campuran yang memiliki sifat sama pada setiap bagian campuran tersebut, contohnya larutan gula dan hujan. Sedangkan campuran heterogen sendiri adalah campuran yeng memiliki sifat tidak sama pada setiap bagian campuran, contohnya air dan minyak, kemudian pasir dan semen.
Ukuran partikel koloid berkisar antara 1-100 nm. Ukuran yang dimaksud dapat berupa diameter, panjang, lebar, maupun tebal dari suatu partikel. Contoh lain dari sistem 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.
Larutan adalah campuran homogen antara zat terlarut dan pelarut. Zat terlarut dinamakan juga dengan fasa terdispersi atau solut, sedangkan zat pelarut disebut dengan fasa pendispersi atau solvent. Contohnya larutan gula atau larutan garam.
Suspensi adalah campuran heterogen yang terdiri dari partikel – partikel kecil padat atau cair yang terdispersi dalam zat cair atau gas. Misalnya, tepung beras dilarutkan dalam air dan dikocok dengan kuat; Apabila campuran tersebut dibiarkan beberapa saat, campuran tersebut akan mengendap ke bawah.

Ciri – cirinya:
1. Larutan (Dispersi Molekuler)
@1 fase
@jernih
@homogen
@diameter partikel:  <1 nm
@tidak dapat disaring
@tidak memisah jika didiamkan

2.Koloid (Dispersi Koloid)
@2 fase
@keruh
@antara homogen dengan heterogen
@diameter partikel: 1 nm<d<100 nm
@tidak dapat disaring dengan penyaring biasa, melainkan dengan penyaring ultra
@tidak memisahkan jika didiamkan

3. Suspensi(Dispersi Kasar)
@2 fase
@keruh
@heterogen
@diameter partikel: >100 nm
@dapat disaring dengan kertas saring biasa
@memisah jika didiamkan

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 10-7 sampai dengan 10-4 cm. 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 molekul makro) ialah haemoglobin. Berat molekul dari molekul ini 66800 s.m.a dan mempunyai diameter sekitar 6 x 10-7.

2.2 Jenis – jenis koloid

Koloid merupakan suatu sistem campuran “metastabil” (seolah-olah stabil, tapi akan memisah setelah waktu tertentu). Koloid berbeda dengan larutan; larutan bersifat stabil. Di dalam larutan koloid secara umum, ada 2 zat sebagai berikut :
- Zat terdispersi, yakni zat yang terlarut di dalam larutan koloid
- Zat pendispersi, yakni zat pelarut di dalam larutan koloid
Berdasarkan fase terdispersinya, sistem koloid dapat dikelompokkan menjadi 3, yaitu:

1. Sol (fase terdispersi padat)
a. Sol padat adalah sol dalam medium pendispersi padat
Contoh: paduan logam, gelas warna, intan hitam
b. Sol cair adalah sol dalam medium pendispersi cair
Contoh: cat, tinta, tepung dalam air, tanah liat
c. Sol gas adalah sol dalam medium pendispersi gas
Contoh: debu di udara, asap pembakaran

2. Emulsi (fase terdispersi cair)
a. Emulsi padat adalah emulsi dalam medium pendispersi padat
Contoh: Jelly, keju, mentega, nasi
b. Emulsi cair adalah emulsi dalam medium pendispersi cair
Contoh: susu, mayones, krim tangan
c. Emulsi gas adalah emulsi dalam medium pendispersi gas
Contoh: hairspray dan obat nyamuk

3. Buih (fase terdispersi gas)
a. Buih padat adalah buih dalam medium pendispersi padat
Contoh: Batu apung, marshmallow, karet busa, Styrofoam
b. Buih cair adalah buih dalam medium pendispersi cair
Contoh: putih telur yang dikocok, busa sabun
Untuk pengelompokan buih, jika fase terdispersi dan medium pendispersi sama-
sama berupa gas, campurannya tergolong larutan.

BAB III
KOLOID SOL

3.1 Sifat – sifat koloid sol:
1. Gerak Brown
Gerak Brown ialah gerakan partikel-partikel koloid yang senantiasa bergerak lurus tapi tidak menentu (gerak acak/tidak beraturan). Jika kita amati koloid dibawah mikroskop ultra, maka kita akan melihat bahwa partikel-partikel tersebut akan bergerak membentuk zigzag. Pergerakan zigzag ini dinamakan gerak Brown. Partikel-partikel suatu zat senantiasa bergerak. Gerakan tersebut dapat bersifat acak seperti pada zat cair dan gas( dinamakan gerak brown), sedangkan pada zat padat hanya beroszillasi di tempat ( tidak termasuk gerak brown ). Untuk koloid dengan medium pendispersi zat cair atau gas, pergerakan partikel-partikel akan menghasilkan tumbukan dengan partikel-partikel koloid itu sendiri. Tumbukan tersebut berlangsung dari segala arah. Oleh karena ukuran partikel cukup kecil, maka tumbukan yang terjadi cenderung tidak seimbang. Sehingga terdapat suatu resultan tumbukan yang menyebabkan perubahan arah gerak partikel sehingga terjadi gerak zigzag atau gerak Brown.
Semakin kecil ukuran partikel koloid, semakin cepat gerak Brown yang terjadi. Demikian pula, semakin besar ukuran partikel koloid, semakin lambat gerak Brown yang terjadi. Hal ini menjelaskan mengapa gerak Brown sulit diamati dalam larutan dan tidak ditemukan dalam campuran heterogen zat cair dengan zat padat (suspensi). Gerak Brown juga dipengaruhi oleh suhu. Semakin tinggi suhu sistem koloid, maka semakin besar energi kinetik yang dimiliki partikel-partikel medium pendispersinya. Akibatnya, gerak Brown dari partikel-partikel fase terdispersinya semakin cepat. Demikian pula sebaliknya, semakin rendah suhu sistem koloid, maka gerak Brown semakin lambat.
2. Efek Tyndall
Efek Tyndall ialah gejala penghamburan berkas sinar (cahaya) oleh partikel-partikel koloid. Hal ini disebabkan karena ukuran molekul koloid yang cukup besar. Efek tyndall ini ditemukan oleh John Tyndall (1820-1893), seorang ahli fisika Inggris. Oleh karena itu sifat itu disebut efek tyndall.
Efek tyndall adalah efek yang terjadi jika suatu larutan terkena sinar. Pada saat larutan sejati (gambar kiri) disinari dengan cahaya, maka larutan tersebut tidak akan menghamburkan cahaya, sedangkan pada sistem koloid (gambar kanan), cahaya akan dihamburkan. hal itu terjadi karena partikel-partikel koloid mempunyai partikel-partikel yang relatif besar untuk dapat menghamburkan sinar tersebut. Sebaliknya, pada larutan sejati, partikel-partikelnya relatif kecil sehingga hamburan yang terjadi hanya sedikit dan sangat sulit diamati.
3. Adsorpsi koloid
Adsorpsi ialah peristiwa penyerapan partikel atau ion atau senyawa lain pada permukaan partikel koloid yang disebabkan oleh luasnya permukaan partikel. Dimana partikel-partikel sol padat ditempatkan dalam zat cair atau gas, maka pertikel-partikel zat cair atau gas tersebut akan terakumulasi pada permukaan zat padat tersebut. Beda halnya dengan absorpsi. Absorpsi adalah fenomena menyerap semua partikel ke dalam sol padat bukan di atas permukaannya, melainkan di dalam sol padat tersebut.
Partikel koloid sol memiliki kemampuan untuk mengadsorpsi partikel-partikel pada permukaannya, baik partikel netral atau bermuatan (kation atau anion) karena mempunyai permukaan yang sangat luas. Contoh : (i) Koloid Fe(OH)3 bermuatan positif karena permukaannya menyerap ion H+. (ii) Koloid As2S3 bermuatan negatif karena permukaannya menyerap ion S2.
4. Muatan koloid sol
Sifat koloid terpenting adalah muatan partikel koloid. Semua partikel koloid memiliki muatan sejenis (positif dan negatif). Maka terdapat gaya tolak menolak antar partikel koloid. Partikel koloid tidak dapat bergabung sehingga memberikan kestabilan pada sistem koloid. Sistem koloid secara keseluruhan bersifat netral. Berikut penjelasan tentang sumber muatan koloid, kestabilan, lapisan bermuatan ganda, elektroforesis koloid sol, dan proses – proses lainnya pada koloid sol :
A. Sumber muatan koloid sol
Partikel-partikel koloid mendapat mutan listrik melalui dua cara, yaitu :
Proses adsorpsi
Partikel koloid dapat mengadsorpsi partikel bermuatan dari fase pendispersinya. Jenis muatan tergantung dari jenis partikel yang bermuatan. Partikel sol Fel (OH)3 kemampuan untuk mengadsorpsi kation dari medium pendisperinya sehingga bermuatan positif, sedangkal partikel sol As2S3 mengadsorpsi anion dari medium pendispersinya sehingga bermuatan negatif.
Sol AgCI dalam medium pendispersi dengan kation Ag+ berlebihan akan mengadsorpsi Ag+ sehingga bermuatan positif. Jika anion CI- berlebih, maka sol AgCI akan mengadsorpsi ion CI- sehingga bermuatan positif.

Proses ionisasi gugus permukaan partikel
Beberapa partikel koloid memperoleh muatan dari proses ionisasi gugus-gugus yang ada pada permukaan partikel koloid. Contohnya adalah koloid protein dan koloid sabun/ deterjen. Berikut penjelasannya:
^-^  Koloid protein
Koloid protein adalah jenis koloid sol yang mempunyai gugus yang bersifat asam (-COOH) dan biasa (-NH2). Kedua gugus ini dapat terionisasi dan memberikan muatan pada molekul protein.

Pada ph rendah , gugus basa –NH2 akan menerima proton dan membentuk gugus –NH3. Ph tinggi, gugus –COOH akan mendonorkan proton dan membentuk gugus – COO-. Pada ph intermediet partikel protein bermuatan netral karena muatan –NH3+ dan COO- saling meniadakan.
^-^ Koloid sabun dan deterjen
Pada konsentrasi relatif pekat, molekul ini dapat bergabung membentuk partikel berukuran koloid yang disebut misel. Zat yang molejulnya bergabung secara spontan dalam suatu fase pendispersi dan membentuk partikel berukuran koloid disebut koloid terasosiasi.

Sabun adalah garam karboksilat dengan rumus R-COO-Na+. Anion R-COO- terdiri dari gugus R- yang bersifat non pola. Gugus R- atau ekor non-polar tidak larut dalam air sehingga akan terorientasi ke pusat.

B. Kestabilan koloid
Terdapat beberapa gaya pada sistem koloid yang menentukan kestabilan koloid, yaitu sebagai berikut :
Gaya pertama ialah gaya tarik – menarik yang dikenaln dengan gaya London – Van der Waals. Gaya ini menyebabkan partikel – partikel koloid berkumpul membentuk agregat dan akhirnya mengendap.
Gaya kedua ialah gaya tolak menolak. Gaya ini terjadi karena pertumpangtindihan lapisan ganda listrik yang bermuatan sama. Gaya tolak – menolak tersebut akan membuat dispersi koloid menjadi stabil.
Gaya ketiga ialah gaya tarik – menarik antara partikel koloid dengan medium pendispersinya. Terkadang, gaya ini dapat menyebabkan terjadinya agregasi partikel koloid dan gaya ini juga dapat meningkatkan kestabilan sistem koloid secara keseluruhan.
Salah satu faktor yang mempengaruhi stabilitas koloid ialah muatan permukaan koloid. Besarnya muatan pada permukaan partikel dipengaruhi oleh konsentrasi elektrolit dalam medium pendispersi. Penambahan kation pada permukaan partikel koloid yang bermuatan negatif akan menetralkan muatan tersebut dan menyebabkan koloid menjadi tidak stabil.
Banyak 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.

C. Lapisan bermuatan ganda

Pada awalnya, partikel-partikel koloid mempunyai muatan yang sejenis yang didapatkannya dari ion yang diadsorpsi dari medium pendispersinya. Apabila dalam larutan ditambahkan larutan yang berbeda muatan dengan system koloid, maka sistem koloid itu akan menarik muatan yang berbeda tersebut sehingga membentuk lapisan ganda.

Lapisan pertama ialah lapisan padat di mana muatan partikel koloid menarik ion-ion dengan muatan berlawanan dari medium pendispersi. Sedangkan lapisan kedua berupa lapisan difusi dimana muatan dari medium pendispersi terdifusi ke partikel koloid. Model lapisan berganda tersebut tijelaskan pada lapisan ganda Stern. Adanya lapisan ini menyebabkan secara keseluruhan bersifat netral.

D. Elektroforesis
Elektroforesis adalah suatu proses untuk menghitung berpindahnya ion atau partikel koloid bermuatan dalam medium cair yang dipengaruhi oleh medan listrik. Yaitu, pergerakan partikel – partikel koloid dalam medan listrik ke masing – masing elektrode. Prinsip kerja elektroforesis digunakan untuk membersihkan asap hasil industri dengan alat Cottrell.

E. Koagulasi

Koagulasi adalah penggumpalan partikel koloid dan membentuk endapan. Dengan terjadinya koagulasi, berarti zat terdispersi tidak lagi membentuk koloid. 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
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 liofol dan liofob
Berdasarkan sifat adsorpsi dari partikel koloid terhadap medium pendispersinya, kita mengenal dua macam koloid :
Koloid liofil yaitu koloid yang ”senang cairan” (bahasa Yunani : liyo = cairan; philia = senang). Partikel koloid akan mengadsorpsi molekul cairan, sehingga terbentuk selubung di sekeliling partikel koloid itu. Contoh koloid liofil adalah kanji, protein, dan agar-agar.
Koloid liofob yaitu koloid yang ”benci cairan” (phobia = benci). Partikel koloid tidak mengadsorpsi molekul cairan. Contoh koloid liofob adalah sol sulfida dan sol logam.

Ciri – cirinya:

1. Sol Liofil
@Dapat dibuat langsung dengan mencampurkan fase terdispersi dengan medium terdispersinya
@Mempunyai muatan yang kecil atau tidak bermuatan
@Partikel-partikel sol liofil mengadsorpsi medium pendispersinya. Terdapat proses solvasi/ hidrasi, yaitu terbentuknya lapisan medium pendispersi yang teradsorpsi di sekeliling partikel sehingga menyebabkan partikel sol liofil tidak saling bergabung
@Viskositas sol liofil > viskositas medium pendispersi
@Tidak mudah menggumpal dengan penambahan elektrolit
@Reversibel, artinya fase terdispersi sol liofil dapat dipisahkan dengan koagulasi, kemudian dapat diubah kembali menjadi sol dengan penambahan medium pendispersinya.
@Memberikan efek Tyndall yang lemah
@Dapat bermigrasi ke anode, katode, atau tidak bermigrasi sama sekali

2.Sol Liofob
@Tidak dapat dibuat hanya dengan mencampur fase terdispersi dan medium pendisperinya
@Memiliki muatan positif atau negative
@Partikel-partikel sol liofob tidak mengadsorpsi medium pendispersinya. Muatan partikel diperoleh dari adsorpsi partikel-partikel ion yang bermuatan listrik
@Viskositas sol hidrofob hampir sama dengan viskositas medium pendispersi
@Mudah menggumpal dengan penambahan elektrolit karena mempunyai muatan
@Irreversibel artinya sol liofob yang telah menggumpal tidak dapat diubah menjadi sol
@Memberikan efek Tyndall yang jelas
@Akan bergerak ke anode atau katode, tergantung jenis muatan partikel

3.2 Pembuatan sistem koloid sol

1. Cara Kondensasi
a. Reaksi dekomposisi rangkap
Misalnya:
- Sol As2S3 dibuat dengan gaya mengalirkan H2S dengan perlahan-lahan melalui larutan As2O3 dingin sampai terbentuk sol As2S3 yang berwarna kuning terang;
As2O3 (aq) + 3H2S(g) As2O3 (koloid) + 3H2O(l)
(Koloid As2S3 bermuatan negatif karena permukaannya menyerap ion S2-)
- Sol AgCl dibuat dengan mencampurkan larutan AgNO3 encer dan larutan HCl encer; AgNO3 (ag) + HCl(aq) AgCl (koloid) + HNO3 (aq)

b. Reaksi redoks
Misalnya:
- Sol emas atau sol Au dapat dibuat dengan mereduksi larutan garamnya dengan
melarutkan AuCl3 dalam pereduksi organic formaldehida HCOH;
2AuCl3 (aq) + HCOH(aq) + 3H2O(l) 2Au(s) + HCOOH(aq) + 6HCl(aq)
- Sol belerang dapat dibuat dengan mereduksi SO2 yang terlarut dalam air dengan
mengalirinya gas H2S ; 2H2S(g) + SO2 (aq) 3S(s) + 2H2O(l)

c. Reaksi hidrolisis
Hidrolisis adalah reaksi suatu zat dengan air. Misalanya:
- Sol Fe(OH3) dapat dibuat dengan hidrolisis larutan FeCl3 dengan memanaskan
larutan FeCl3 atau reaksi hidrolisis garam Fe dalam air mendidih;
FeCl3 (aq) + 3H2O(l) Fe(OH) 3 (koloid) + 3HCl(aq)
(Koloid Fe(OH)3 bermuatan positif karena permukaannya menyerap ion H+)
- Sol Al(OH)3 dapat diperoleh dari reaksi hidrolisis garam Al dalam air mendidih;
AlCl3 (aq) + 3H2O(l) Al(OH) 3 (koloid) + 3HCl(aq)

d. Reaksi pergantian pelarut
Cara ini dilakukan dengan mengganti medium pendispersi sehingga fasa terdispersi
yang semulal arut setelah diganti pelarutanya menjadi berukuran koloid. Misalnya;
- untuk membuat sol belerang yang sukar larut dalam air tetapi mudah larut dalam alkohol seperti etanol dengan medium pendispersi air, belarang harus terlenih dahulu dilarutkan dalam etanol sampai jenuh. Baru kemudian larutan belerang dalam etanol tersebut ditambahkan sedikit demi sedikit ke dalam air sambil diaduk. Sehingga belerang akan menggumpal menjadi pertikel koloid dikarenakan penurunan kelarutan belerang dalam air.
- Sebaliknya, kalsium asetat yang sukar larut dalam etanol, mula-mula dilarutkan terlebih dahulu dalam air, kemudianbaru dalam larutan tersebut ditambahkan etanol maka terjadi kondensasi dan terbentuklah koloid kalsium asetat.

2. Cara Dispersi
a. Cara mekanik
Cara mekanik adalah penghalusan partikel-partikel kasar zat padat dengan proses penggilingan untuk dapat membentuk partikel-partikel berukuran koloid. Alat yang digunakan untuk cara ini biasa disebut penggilingan koloid, yang biasa digunakan dalam:
- industri makanan untuk membuat jus buah, selai, krim, es krim,dsb.
- Industri kimia rumah tangga untuk membuat pasta gigi, semir sepatu, deterjen, dsb.
- Industri kimia untuk membuat pelumas padat, cat dan zat pewarna.
- Industri-industri lainnya seperti industri plastik, farmasi, tekstil, dan kertas.

b. Cara peptisasi
Cara peptisasi adalah pembuatan koloid / sistem koloid dari butir-butir kasar atau dari suatu endapan / proses pendispersi endapan dengan bantuan suatu zat pemeptisasi (pemecah). Zat pemecah tersebut dapat berupa elektrolit khususnya yang mengandung ion sejenis ataupun pelarut tertentu.
Contoh:
- Agar-agar dipeptisasi oleh air ; karet oleh bensin.
- Endapan NiS dipeptisasi oleh H2S ; endapan Al(OH) 3 oleh AlCl3.
- Sol Fe(OH) 3 diperoleh dengan mengaduk endapan Fe(OH) 33 yang baru terbentuk dengan sedikit FeCl3. Sol Fe(OH) 3 kemudian dikelilingi Fe+3 sehingga bermuatan positif
- Beberapa zat mudah terdispersi dalam pelarut tertentu dan membnetuk sistem kolid. Contohnya; gelatin dalam air.

c. Cara busur bredig
Cara busur Bredig ini biasanya digunakan untuk membuat sol-sol logam, sperti Ag, Au, dan Pt. Dalam cara ini, logam yang akan diubah menjadi partikel-partikel kolid akan digunakan sebagai elektrode. Kemudian kedua logam dicelupkan ke dalam medium pendispersinya (air suling dingin) sampai kedua ujungnya saling berdekatan. Kemudian, kedua elektrode akan diberi loncatan listrik. Panas yang timbul akan menyebabkan logam menguap, uapnya kemudian akan terkondensasi dalam medium pendispersi dingin, sehingga hasil kondensasi tersebut berupa pertikel-pertikel kolid. Karena logam diubah jadi partikel kolid dengan proses uap logam, maka metode ini dikategorikan sebagai metode dispersi.
3.3 Pemurnian koloid sol
1. Dialisis
Dialisis ialah pemisahan koloid dari ion-ion pengganggu dengan cara ini disebut proses dialisis. Yaitu dengan mengalirkan cairan yang tercampur dengan koloid melalui membran semi permeable yang berfungsi sebagai penyaring. Membran semi permeable ini dapat dilewati cairan tetapi tidak dapat dilewati koloid, sehingga koloid dan cairan akan berpisah. Prinsip dialysis ini digunakan dalam proses pencucian darah orang yang ginjalnya tidak berfungsi lagi. Dalam tubuh, ginjal berfungsi sebagai alat dialisis darah

2. Elektrodialisis
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 medanlistrik 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.

BAB IV
KOLOID EMULSI

KOLOID EMULSISeperti yang telah dijelaskan, emulsi merupakan jenis koloid dimana fase terdispersinya merupakan zat cair. Kemudian, berdasarkan medium pendispersinya, emulsi dapat dibagi menjadi:
Emulsi Gas
Emulsi gas dapat disebut juga aerosol cair yang adalah emulsi dalam medium pendispersi gas. Pada aerosol cair, seperti; hairspray dan obat nyamuk dalam kemasan kaleng, untuk dapat membentuk system koloid atau menghasilkan semprot aerosol yang diperlukan, dibutuhkan bantuan bahan pendorong/ propelan aerosol, anatar lain; CFC (klorofuorokarbon atau Freon). Aerosol cair juga memiliki sifat-sifat seperti sol liofob; efek Tyndall, gerak Brown, dan kestabilan denganmuatan partikel. Contoh: dalam hutan yang lebat, cahaya matahari akan disebarkan oleh partikel-partikel koloid dari sistem koloid kabut à merupakan contoh efek Tyndall pada aerosol cair.
Emulsi Cair
Emulsi cair melibatkan dua zat cair yang tercampur, tetapi tidak dapat saling melarutkan, dapt juga disebut zat cair polar &zat cair non-polar. Biasanya salah satu zat cair ini adalah air (zat cair polar) dan zat lainnya; minyak (zat cair non-polar). Emulsi cair itu sendiri dapat digolongkan menjadi 2 jenis, yaitu; emulsi minyak dalam air (cth: susu yang terdiri dari lemak yang terdispersi dalam air,jadi butiran minyak di dalam air), atau emulsi air dalam minyak (cth: margarine yang terdiri dari air yang terdispersi dalam minyak, jadi butiran air dalam minyak).
Beberapa sifat emulsi yang penting:
- Demulsifikasi
Kestabilan emulsi cair dapat rusak apabila terjadi pemansan, proses sentrifugasi, pendinginan, penambahan elektrolit, dan perusakan zat pengemulsi. Krim atau creaming atau sedimentasi dapat terbentuk pada proses ini. Pembentukan krim dapat kita jumpai pada emulsi minyak dalam air, apabila kestabilan emulsi ini rusak,maka pertikel-partikel minyak akan naik ke atas membentuk krim. Sedangkan sedimentasi yang terjadi pada emulsi air dalam minyak; apabila kestabilan emulsi ini rusak, maka partikel-partikel air akan turun ke bawah. Contoh penggunaan proses ini adalah: penggunaan proses demulsifikasi dengan penmabahan elektrolit untukmemisahkan karet dalam lateks yang dilakukan dengan penambahan asam format (CHOOH) atau asam asetat (CH3COOH).

- Pengenceran
Dengan menambahkan sejumlah medium pendispersinya, emulsi dapat diencerkan. Sebaliknya, fase terdispersi yang dicampurkan akan dengan spontan membentuk lapisan terpisah. Sifat ini dapat dimanfaatkan untuk menentukan jenis emulsi.

Emulsi Padat atau Gel

Gel adalah emulsi dalam medium pendispersi zat padat, dapat juga dianggap sebagai hasil bentukkan dari penggumpalan sebagian sol cair. Partikel-partikel sol akan bergabung untuk membentuk suatu rantai panjang pada proses penggumpalan ini. Rantai tersebut akan saling bertaut sehingga membentuk suatu struktur padatan di mana medium pendispersi cair terperangkap dalam lubang-lubang struktur tersebut. Sehingga, terbentuklah suatu massa berpori yang semi-padat dengan struktur gel. Ada dua jenis gel, yaitu:
i. Gel elastis
Karena ikatan partikel pada rantai adalah adalah gaya tarik-menarik yang relatif tidak kuat, sehingga gel ini bersifat elastis. Maksudnya adalah gel ini dapat berubah bentuk jika diberi gaya dan dapat kembali ke bentuk awal bila gaya tersebut ditiadakan. Gel elastis dapat dibuat dengan mendinginkan sol iofil yang cukup pekat. Contoh gel elastis adalah gelatin dan sabun.
ii.Gel non-elastis
Karena ikatan pada rantai berupa ikatan kovalen yang cukup kuat, maka gel ini dapat bersifat non-elastis. Maksudnya adalah gel ini tidak memiliki sifat elastis, gel ini tidak akan berubah jika diberi suatu gaya. Salah satu contoh gel ini adalah gel silica yang dapat dibuat dengan reaksi kia; menambahkan HCl pekat ke dalam larutan natrium silikat, sehingga molekul-molekul asam silikat yang terbentuk akan terpolimerisasi dan membentuk gel silika.

Beberapa sifat gel yang penting adalah:
- Hidrasi
Gel non-elastis yang terdehidrasi tidak dapat diubah kembali ke bentuk awalanya, tetapi sebaliknya, gel elastis yang terdehidrasi dapat diubah kembali menjadi gel elastis dengan menambahkan zat cair.
- Menggembung (swelling)
Gel elastis yang terdehidrasi sebagian akan menyerap air apabila dicelupkan ke dalam zat cair. Sehingga volum gel akan bertambah dan menggembung.
- Sineresis
Gel anorganik akan mengerut bila dibiarkan dan diikuti penetesan pelarut, dan proses ini disebut sineresis.
- Tiksotropi
Beberapa gel dapat diubah kembali menjadi sol cair apabila diberi agitasi atau diaduk. Sifat ini disebut tiksotropi. Contohnya adalah gel besi oksida, perak oksida, dsb.

BAB V
KOLOID BUIH

Buih adalah koolid dengan fase terdisperasi gas dan medium pendisperasi zat cair atau zat padat. Baerdasarkan medium pendisperasinya, buih dikelompokkan menjadi dua, yaitu:

1. Buih Cair (Buih)
Buih cair adalah sistem koloid dengan fase terdisperasi gas dan dengan medium pendisperasi zat cair. Fase terdisperasi gas pada umumnya berupa udara atao karbondioksida yang terbetuk dari fermentasi. Kestabilan buih dapat diperoleh dari adanya zat pembuih (surfaktan). Zat ini teradsorbsi ke daerah antar-fase dan mengikat gelembung-gelembung gas sehingga diperoleh suatu kestabilan.
Ukuran kolid buih bukanlah ukuran gelembung gas seperti pada sistem kolid umumnya, tetapi adalah ketebalan film (lapisan tipis) pada daerah antar-fase dimana zat pembuih teradsorbsi, ukuran kolid berkisar 0,0000010 cm. Buih cair memiliki struktur yang tidak beraturan. Strukturnya ditentukan oleh kandungan zat cairnya, bukan oleh komposisi kimia atau ukuran buih rata-rata. Jika fraksi zat cair lebih dari 5%, gelembung gas akan mempunyai bentuk hamper seperti bola. Jika kurang dari 5%, maka bentuk gelembung gas adalah polihedral.

Beberapa sifat buih cair yang penting:
Struktur buih cair dapat berubah dengan waktu, karena:
- pemisahan medium pendispersi (zat cair) atau drainase, karena kerapatan gas dan zat cair yang jauh berbeda,
- terjadinya difusi gelembung gas yang kecil ke gelembung gas yang besar akibat tegangan permukaan, sehingga ukuran gelembung gas menjadi lebih besar,
- rusaknya film antara dua gelembung gas.
Struktur buih cair dapat berubah jika diberi gaya dari luar. Bila gaya yang diberikan kecil, maka struktur buih akan kembali ke bentuk awal setelah gaya tersebut ditiadakan. Jika gaya yang diberikan cukup besar, maka akan terjadi deformasi.

Contoh buih cair:
- Buih hasil kocokan putih telur
Karen audara di sekitar putih telur akan teraduk dan menggunakan zat pembuih, yaitu protein dan glikoprotein yang berasal dari putih telur itu sendiri untukmembentuk buih yang relative stabil. Sehingga putih telur yang dikocok akan mengembang.
- Buih hasil akibat pemadam kebakaran
Alat pemadam kebakaran mengandung campuran air, natrium bikarbonat, aluminium sulfat, serta suatu zat pembuih. Karbondioksida yang dilepas akan membentuk buih dengan bamtuam zat pembuih tersebut.

Buih Padat
Buih padat adalah sistem kolid dengan fase terdisperasi gas dan denganmedium pendisperasi zat padat. Kestabilan buih ini dapat diperoleh dari zat pembuih juga (surfaktan). Contoh-contoh buih padatyang mungkin kita ketahui:

- Roti
Proses peragian yang melepas gas karbondioksida terlibat dalam proses pembuatan roti. Zat pembuih protein gluten dari tepung kemudian akan membentuk lapisan tipis mengelilimgi gelembung-gelembung karbondioksida untuk membentuk buih padat.
- Batu apung
Dari proses solidifikasi gelas vulkanik, maka terbentuklah batu apung.
- Styrofoam
Styrofoam memiliki fase terdisperasi karbondioksida dan udara, serta medium pendisperasi polistirena.

BAB VI
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.

Beberapa contoh koloid
Industri makanan = Keju, mentega, susu, saus salad
Industri kosmetika dan perawatan tubuh= Krim, pasta gigi, sabun
Industri cat= Cat
Industri kebutuhan rumah tangga= Sabun, deterjen
Industri pertanian= Peptisida dan insektisida
Industri farmasi= Minyak ikan, pensilin untuk suntikan

^-^Pemutihan Gula
pemutihan gulaDengan melarutkan gula ke dalam air, kemudian larutan dialirkan melalui sistem koloid tanah diatomae atau karbon, partikel-partikel koloid kemudian akan mengadsorbsi zat warna tersebut. Sehingga gula tebu yang masih berwarna dapat diputihkan.
^-^Penggumpalan Darah
Darah mengandung sejumlah kolid protein yangbermuatan negative. Jika terdapat luka kecil, maka luka tersebut dapat doibati dengan pensil stiptik atau tawas yang mengandung ion-ion Al+3 dan Fe+3, dimana ion-ion tersebut akan membantu menetralkan muatan-muatan partikel koloid protein danmembnatu penggumpalan darah.

^-^Pembentukan Delta di Muara Sungai
Air sungai mengandung partikel-partikel koloid pasir dan tanah liat yang bermuatan negatif. Sedangkan air laut mengandung ion-ion Na+, Mg+2, dan Ca+2 yang bermuatan positif. Ketika air sungai bertemu di laut, maka ion-ion positif dari air laut akanmenetralkan muatan pasir dan tanah liat. Sehingga, terjadi koagulasi yang akan membentuk suatu delta.

^-^Pengambilan Endapan Pengotor
Gas atau udara yang dialirkan ke dalam suatu proses industri seringkali mangandung zat-zat pengotor berupa partikel-partikel koloid. Untukmemisahkan pengotor ini, digunakan alat pengendap elektrostatik yang pelat logamnya yang bermuatan akan digunakan untuk menarik partikel-partikel koloid.

^-^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)3 yang bermuatan positif melalui reaksi:
Al3+ + 3H2O 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.

waterpurify

BAB VII
PENUTUP

7.1 KESIMPULAN
Koloid dapat ditemukan dalam kehidupan sehari – hari untuk proses apapun. Koloid juga saling berhubungan antara larutan dan suspensi. Partikel koloid dapat menghamburkan cahaya sehingga berkas cahaya yang melalui sistem koloid. Dapat diamati dari samping sifat partikel koloid ini disebut efek Tyndall. Koloid dibedakan menjadi 3 macam, yaitu sol, emulsi, dan buih.
Koloid dapat mengadsorpsi ion atau zat lainpada permukaannya, dan oleh karena luas permukaannya yang relatif besar, maka koloid mempunyai daya adsorpsi yang besar. Penggumpalan partikel koloid disebut koagulasi. Koagulasi dapat terjadi karena berbagai hal, misalnya pada penambahan elektrolit. Penambahan elekrolit akan menetralkan muatan koloid, sehingga faktor yang menstabilkannya hilang. Koloid yang medium dispersinya berupa cairan dibedakan atas koloid liofil dan koloid liofob. Koloid liofil mempunyai interaksi yang kuat dengan mediumnya; sebaliknya, pada koloid liofob interaksinya tersebut tidak ada atau sangat lemah.
Koloid dapat dibuat dengan cara dispersi atau kondensasi. Pada cara dispersi, bahan kasar dihaluskan kemudian didispersikan ke dalam medium dispersinya. Pada cara kondensasi, koloid dibuat dari larutan di mana atom atau molekul mengalami agregasi (pengelompokan), sehingga menjadi partikel koloid. Sabun dan detergen bekerja sebagai bahan aktif permukaan yang fungsinya mengelmusikan lemak ke dalam air.

7.2 DAFTAR PUSTAKA DAN REFERENSI
1. http://id.wikipedia.org/wiki/Sistem_koloid
2. http://sistemkoloid.tripod.com/kegunaan.htm
3. http://nabilahfairest.multiply.com/journal/item/38/koloid
4. http://user.cbn.net.id/johanoni/koloid.htm
5. http://www.chem-is-try.org/materi_kimia/kimia_sma1/kelas_x/koloid/
6. Parning, dkk. 2006. Kimia SMA Kelas XI Semester Kedua. Jakarta : Yudhistira.
7. Suharsini, Maria. 2005. Kimia dan Kecakapan Hidup. Jakarta : Ganesa Exact.

CATATAN PENTING!

BAGI SIAPA ZA YANG MAU AMBIL HARUS DITULIS SUMBERNYA LHO!

makalah

BAB I
PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang Masalah

Krisis energi yang melanda negeri ini diperkirakan masih akan berlangsung beberapa tahun ke depan. Di tengah persoalan tersebut, pengembangan energi baru dan terbarukan menjadi solusi alternative. Pada bab ini akan dibahas tentang latar belakang masalah, rumusan masalah, tujuan penulisan, manfaat pennulisan, metode penyelesaian, dan sistematika penulisan tentang penggunaan biogas sebagai pengganti BBM untuk penghasil energi.

Dengan timbulnya kelangkaan bahan bakar minyak yang disebabkan oleh kenaikan harga minyak dunia yang signifikan, pemerintah mengajak masyarakat untuk mengatasi masalah energi ini secara bersama-sama karena kenaikan harga yang mencapai 72 dolar/barel ini termasuk luar biasa ¹. Harga ini membuat harga minyak menjadi yang tertinggi sepanjang abad 21. Masalah ini memang sulit sebagaimana yang dikatakan oleh Wakil Presiden Jusuf Kalla bahwa kenaikan harga minyak akan menyebabkan kenaikan subsidi bahan bakar minyak (BBM) pada APBN 2006. Peryataan selanjutnya dikatakan oleh Presiden Susilo Bambang Yudhoyono yang menyatakan bahwa masyarakat perlu untuk melakukan penghematan di segala sisi termasuk penggunaan BBM, listrik, air, dan telepon ². Adapun hal yang menyebabkan keharusan setiap warga untuk melakukan proses penghematan adalah karena pasokan bahan bakar yang berasal dari minyak bumi merupakan sumber energi fosil yang tidak dapat diperbarui (unrenewable). Salah satu jalan untuk melakukan penghematan BBM adalah dengan mencari sumber energi alternatif terutama yang dapat diperbarui (renewable) ³.

Sebagai contoh, potensi sumber daya alam yang dapat dikembangkan menjadi sumber energi adalah batu bara, panas bumi, aliran sungai, angin, matahari, sampah serta sumber-sumber lain yang berasal dari tumbuh-tumbuhan seperti pohon jarak. Energi terbarukan lain yang dapat dihasilkan dengan teknologi tepat guna yang relatif lebih sederhana dan sesuai untuk daerah pedesaan adalah energi biogas dengan memproses limbah bio atau bio massa di dalam alat kedap udara yang disebut digester. Biomassa berupa limbah dapat berupa kotoran ternak bahkan tinja manusia, sisa-sisa panenan seperti jerami, sekam dan daun-daunan sortiran sayur dan sebagainya. Namun, sebagian besar terdiri atas kotoran ternak.

1.2 Rumusan Masalah

1. Apakah pengertian dari biogas?
2. Efektifkah biogas sebagai pengganti BBM untuk menghasilkan energi?
3. Apa saja bahan yang dibutuhkan dalam pembuatan biogas?
4. Apa saja kandungan yang dimiliki oleh biogas?
5. Apa perbedaan biogas dengan sumber bahan bakar lainnya?
6. Bagaimana cara menolah biogas?
7. Bagaimana cara pemanfaatan biogas?

1.3 Tujuan Penulisan

1. Mengetahui pengertian biogas.
2. Mengetahui kandungan yang terdapat dalam biogas.
3. Mengetahui kelebihan dan kekurangan yang dimiliki biogas.
4. Mengetahui cara pemanfaatan dan pengolahan biogas.

1.4 Manfaat Penulisan

1. Dapat mengetahui perbedaan biogas dengan sumber enrgi bahan bakar lainnya.
2. Dapat mengetahui kelebihan dan kekurangan yang dimiliki biogas.
3. Dapat mengetahui cara megolah biogas.
4. Dapat menambah wawasan.
5. Dapat membantu memecahkan masalah akibat kelangkaan BBM sebagi sumber energi.
6. Dapat memotivasi untuk menghasilkan teknologi tepat guna dalam rangka membantu pemerintah untuk menghemat energi.

1.5 Metode Penyelesaian

Dalam penulisan karya tulis ilmiah ini menggunakan metode penulisan referensi sumber pustaka dan rangkuman.

1.6 Sistematika Penulisan

Bab I Pendahuluan
1.1 Latar Belakang Masalah
1.2 Rumusan Masalah
1.3 Tujuan Penulisan
1.4 Manfaat Penulisan
1.5 Metode Penyelesaian
1.6 Sistematika Penulisan
Bab II Pengenalan Biogas
2.1 Pengertian Biogas
2.2 Sejarah Biogas
2.3 Prinsip Teknologi
2.4 Komposisi
Bab III Pengolahan, Reaktor dan Proses Kerja Biogas
3.1 Pengolahan Biogas
3.2 Reaktor Biogas
3.2.1 Reaktor kubah tetap
3.2.2 Reaktor floating drum
3.2.3 Reaktor balon
Bab IV Manfaat dan Kelebihan Biogas
4.1 Manfaat dan Kelebihan yang dimiliki Biogas
4.1.1 Perhitungan Peluang Pemanfaatan Biogas dalam Mengatasi Masalah BBM di
Indonesia
Bab V Penutup
5.1 Kesimpulan
5.2 Saran

BAB II
PENGENALAN BIOGAS

2.1 Pengertian Biogas

Biogas merupakan sebuah proses produksi gas bio dari material organik dengan bantuan bakteri. Proses degradasi material organik ini tanpa melibatkan oksigen disebut anaerobik digestion Gas yang dihasilkan sebagian besar (lebih 50 % ) berupa metana. material organik yang terkumpul pada digester (reaktor) akan diuraiakan menjadi dua tahap dengan bantuan dua jenis bakteri. Tahap pertama material orgranik akan didegradasi menjadi asam asam lemah dengan bantuan bakteri pembentuk asam. Bakteri ini akan menguraikan sampah pada tingkat hidrolisis dan asidifikasi. Hidrolisis yaitu penguraian senyawa kompleks atau senyawa rantai panjang seperti lemak, protein, karbohidrat menjadi senyawa yang sederhana. Sedangkan asifdifikasi yaitu pembentukan asam dari senyawa sederhana.

Setelah material organik berubah menjadi asam asam, maka tahap kedua dari proses anaerobik digestion adalah pembentukan gas metana dengan bantuan bakteri pembentuk metana seperti methanococus, methanosarcina, methano bacterium.

Perkembangan proses Anaerobik digestion telah berhasil pada banyak aplikasi. Proses ini memiliki kemampuan untuk mengolah sampah / limbah yang keberadaanya melimpah dan tidak bermanfaat menjadi produk yang lebih bernilai. Aplikasi anaerobik digestion telah berhasil pada pengolahan limbah industri, limbah pertanian limbah peternakan dan municipal solid waste (MSW).

2.2 Sejarah Biogas

Gas methan sudah lama digunakan oleh warga Mesir, China, dan Roma kuno untuk dibakar dan digunakan sebagai penghasil panas. Sedangkan, proses fermentasi lebih lanjut untuk menghasilkan gas methan ini pertama kali ditemukan oleh Alessandro Volta (1776). Hasil identifikasi gas yang dapat terbakar ini dilakukan oleh Willam Henry pada tahun 1806. Dan Becham (1868), murid Louis Pasteur dan Tappeiner (1882), adalah orang pertama yang memperlihatkan asal mikrobiologis dari pembentukan methan.

Adapun alat penghasil biogas secara anaerobik pertama dibangun pada tahun 1900. Pada akhir abad ke-19, riset untuk menjadikan gas methan sebagai biogas dilakukan oleh Jerman dan Perancis pada masa antara dua Perang Dunia. Selama Perang Dunia II, banyak petani di Inggris dan Benua Eropa yang membuat alat penghasil biogas kecil yang digunakan untuk menggerakkan traktor. Akibat kemudahan dalam memperoleh BBM dan harganya yang murah pada tahun 1950-an, proses pemakaian biogas ini mulai ditinggalkan. Tetapi, di negara-negara berkembang kebutuhan akan sumber energi yang murah dan selalu tersedia selalu ada. Oleh karena itu, di India kegiatan produksi biogas terus dilakukan semenjak abad ke-19. Saat ini, negara berkembang lainnya, seperti China, Filipina, Korea, Taiwan, dan Papua Nugini, telah melakukan berbagai riset dan pengembangan alat penghasil biogas . Selain di negara berkembang, teknologi biogas juga telah dikembangkan di negara maju seperti Jerman .

2.3 Prinsip Teknologi

Pada prinsipnya, teknologi biogas adalah teknologi yang memanfaatkan proses fermentasi (pembusukan) dari sampah organik secara anaerobik (tanpa udara) oleh bakteri methan sehingga dihasilkan gas methan. Gas methan adalah gas yang mengandung satu atom C dan 4 atom H yang memiliki sifat mudah terbakar. Gas methan yang dihasilkan kemudian dapat dibakar sehingga dihasilkan energi panas. Bahan organik yang bisa digunakan sebagai bahan baku industri ini adalah sampah organik, limbah yang sebagian besar terdiri dari kotoran, dan potongan-potongan kecil sisa-sisa tanaman, seperti jerami dan sebagainya, serta air yang cukup banyak . Proses ini sebetulnya terjadi secara alamiah sebagaimana peristiwa ledakan gas yang terbentuk di bawah tumpukan sampah di Tempat Pembuangan Sampah Akhir (TPA) Leuwigajah, Kabupaten Bandung, Jawa Barat .

Prinsip pembangkit biogas, yaitu menciptakan alat yang kedap udara dengan bagian-bagian pokok terdiri atas pencerna (digester), lubang pemasukan bahan baku dan pengeluaran lumpur sisa hasil pencernaan (slurry), dan pipa penyaluran biogas yang terbentuk. Di dalam digester ini terdapat bakteri methan yang mengolah limbah bio atau biomassa dan menghasilkan biogas. Dengan pipa yang didesain sedemikian rupa, gas tersebut dapat dialirkan ke kompor yang terletak di dapur. Gas tersebut dapat digunakan untuk keperluan memasak dan lain-lain .

2.4 Komposisi

Biogas sebagian besar mengandung gs metana (CH4) dan karbon dioksida (CO2), dan beberapa kandungan yang jumlahnya kecil diantaranya hydrogen sulfida (H2S) dan ammonia (NH3) serta hydrogen dan (H2), nitrogen yang kandungannya sangat kecil.

Energi yang terkandung dalam biogas tergantung dari konsentrasi metana (CH4). Semakin tinggi kandungan metana maka semakin besar kandungan energi (nilai kalor) pada biogas, dan sebaliknya semakin kecil kandungan metana semakin kecil nilai kalor. Kualitas biogas dapat ditingkatkan dengan memperlakukan beberapa parameter yaitu : Menghilangkan hidrogen sulphur, kandungan air dan karbon dioksida (CO2). Hidrogen sulphur mengandung racun dan zat yang menyebabkan korosi, bila biogas mengandung senyawa ini maka akan menyebabkan gas yang berbahaya sehingga konsentrasi yang di ijinkan maksimal 5 ppm. Bila gas dibakar maka hidrogen sulphur akan lebih berbahaya karena akan membentuk senyawa baru bersama-sama oksigen, yaitu sulphur dioksida /sulphur trioksida (SO2 / SO3). senyawa ini lebih beracun. Pada saat yang sama akan membentuk Sulphur acid (H2SO3) suatu senyawa yang lebih korosif. Parameter yang kedua adalah menghilangkan kandungan karbon dioksida yang memiliki tujuan untuk meningkatkan kualitas, sehingga gas dapat digunakan untuk bahan bakar kendaraan. Kandungan air dalam biogas akan menurunkan titik penyalaan biogas serta dapat menimbukan korosif.

BAB III
PENGOLAHAN, JENIS REAKTOR DAN PROSES KERJA BIOGAS

3.1 Pengolahan Biogas

Pengolahan biogas banyak macamnya, di antaranya dengan skala besar atau skala kecil. Keduanya membutuhkan bahan baku yang sama yaitu kotoran atau sampah organik. Perbedaannya untuk skala besar digunakan untuk menampung energi bagi masyarakat luas dengan kegiatan atau pekerjaan yang lebih banyak. Contohnya, pembangkit listrik di pedesaan. Sedangkan skala kecil digunakan untuk menampung energi bagi usaha atau kegiatan yang lebih personal. Contohnya, salah satu bahan bakar untuk memproduksi kue donat di pabrik donat. Berikut contoh cara pembuatan biogas:

1. Kotoran sapi kira-kira 1kg atau berapalah dibungkus plastik kemudian di kubur dalam tanah selama kurang lebih 1-3 bulan

2. Buat wadah untuk tempatnya misalnya gali tanah atau di tong sampah jangan lupa buat lubang atau apalah untuk nyalurin gas yang dihasilkannya melalui selang

3. Masukkan kotoran sapi tadi ke dalam tempat yang sudah disediakan tadi kemudian tambahkan kotoran sapi atau sampah organik lain tutup tempatnya tunggu sampai kotoran sapi tadi diuraikan bakteri.

3.2 Reaktor Biogas

Ada beberapa jenis reaktor biogas yang dikembangkan diantaranya adalah reaktor jenis kubah tetap (Fixed-dome), reaktor terapung (Floating drum), reaktor jenis balon, jenis horizontal, jenis lubang tanah, jenis ferrocement. Dari keenam jenis digester biogas yang sering digunakan adalah jenis kubah tetap (Fixed-dome) dan jenis Drum mengambang (Floating drum). Beberapa tahun terakhi ini dikembangkan jenis reaktor balon yang banyak digunakan sebagai reaktor sedehana dalam skala kecil.

3.2.1 Reaktor kubah tetap (Fixed-dome)

Reaktor ini disebut juga reaktor china. Dinamakan demikian karena reaktor ini dibuat pertama kali di chini sekitar tahun 1930 an, kemudian sejak saat itu reaktor ini berkembang dengan berbagai model. Pada reaktor ini memiliki dua bagian yaitu digester sebagai tempat pencerna material biogas dan sebagai rumah bagi bakteri,baik bakteri pembentuk asam ataupun bakteri pembentu gas metana. bagian ini dapat dibuat dengan kedalaman tertentu menggunakan batu, batu bata atau beton. Strukturnya harus kuat karna menahan gas aga tidak terjadi kebocoran. Bagian yang kedua adalah kubah tetap (fixed-dome). Dinamakan kubah tetap karena bentunknya menyerupai kubah dan bagian ini merupakan pengumpul gas yang tidak bergerak (fixed). Gas yang dihasilkan dari material organik pada digester akan mengalir dan disimpan di bagian kubah.

Keuntungan dari reaktor ini adalah biaya konstruksi lebih murah daripada menggunaka reaktor terapung, karena tidak memiliki bagian yang bergerak menggunakan besi yang tentunya harganya relatif lebih mahal dan perawatannya lebih mudah. Sedangkan kerugian dari reaktor ini adalah seringnya terjadi kehilangan gas pada bagian kubah karena konstruksi tetapnya.

3.2.2 Reaktor floating drum

Reaktor jenis terapung pertama kali dikembangkan di india pada tahun 1937 sehingga dinamakan dengan reaktor India. Memiliki bagian digester yang sama dengan reaktor kubah, perbedaannya terletak pada bagian penampung gas menggunakan peralatan bergerak menggunakan drum. Drum ini dapat bergerak naik turun yang berfungsi untuk menyimpan gas hasil fermentasi dalam digester. Pergerakan drum mengapung pada cairan dan tergantung dari jumlah gas yang dihasilkan.
Keuntungan dari reaktor ini adalah dapat melihat secara langsung volume gas yang tersimpan pada drum karena pergerakannya. Karena tempat penyimpanan yang terapung sehingga tekanan gas konstan. Sedangkan kerugiannya adalah biaya material konstruksi dari drum lebih mahal. faktor korosi pada drum juga menjadi masalah sehingga bagian pengumpul gas pada reaktor ini memiliki umur yang lebih pendek dibandingkan menggunakan tipe kubah tetap.

3.2.3 Reaktor balon

Reaktor balon merupakan jenis reaktor yang banyak digunakan pada skala rumah tangga yang menggunakan bahan plastik sehingga lebih efisien dalam penanganan dan perubahan tempat biogas. reaktor ini terdiri dari satu bagian yang berfungsi sebagai digester dan penyimpan gas masing masing bercampur dalam satu ruangan tanpa sekat. Material organik terletak dibagian bawah karena memiliki berat yang lebih besar dibandingkan gas yang akan mengisi pada rongga atas.

3.3 Proses Kerja Biogas

Di dalam digester bakteri-bakteri methan mengolah limbah bio atau biomassa dan menghasilkan biogas methan. Dengan pipa yang didesain sedemikian rupa, gas tersebut dapat dialirkan ke kompor yang terletak di dapur. Gas tersebut dapat digunakan untuk keperluan memasak dan lain-lain. Biogas dihasilkan dengan mencampur limbah yang sebagian besar terdiri atas kotoran ternak dengan potongan-potongan kecil sisa-sisa tanaman, seperti jerami dan sebagainya, dengan air yang cukup banyak.

Untuk pertama kali dibutuhkan waktu lebih kurang dua minggu sampai satu bulan sebelum dihasilkan gas awal. Campuran tersebut selalu ditambah setiap hari dan sesekali diaduk, sedangkan yang sudah diolah dikeluarkan melalui saluran pengeluaran. Sisa dari limbah yang telah dicerna oleh bakteri methan atau bakteri biogas, yang disebut slurry atau lumpur, mempunyai kandungan hara yang sama dengan pupuk organik yang telah matang sebagaimana halnya kompos sehingga dapat langsung digunakan untuk memupuk tanaman, atau jika akan disimpan atau diperjualbelikan dapat dikeringkan di bawah sinar matahari sebelum dimasukkan ke dalam karung.

BAB IV
MANFAAT DAN KELEBIHAN BIOGAS

4.1 Manfaat dan Kelebihan yang dimiliki Biogas

- Biogas merupakan energi tanpa menggunakan material yang masih memiliki manfaat termasuk biomassa sehingga biogas tidak merusak keseimbangan karbondioksida yang diakibatkan oleh penggundulan hutan (deforestation) dan perusakan tanah.
- Energi biogas dapat berfungsi sebagai energi pengganti bahan bakar fosil sehingga akan menurunkan gas rumah kaca di atmosfer dan emisi lainnya.
- Metana merupakan salah satu gas rumah kaca yang keberadaannya duatmosfer akan meningkatkan temperatur, dengan menggunakan biogas sebagai bahan bakar maka akan mengurangi gas metana di udara.
- Limbah berupa sampah kotoran hewan dan manusia merupakan material yang tidak bermanfaaat, bahkan bisa menngakibatkan racun yang sangat berbahaya. Aplikasi anaerobik digestion akan meminimalkan efek tersebut dan meningkatkan nilai manfaat dari limbah.
- Selain keuntungan energi yang didapat dari proses anaerobik digestion dengan menghasilkan gas bio, produk samping seperti sludge. Meterial ini diperoleh dari sisa proses anaerobik digestion yang berupa padat dan cair. Masing-masing dapat digunakan sebagai pupuk berupa pupuk cair dan pupuk padat.

4.2 Perhitungan Peluang Pemanfaatan Biogas dalam Mengatasi Masalah BBM di Indonesia

Program penghapusan BBM yang dilaksanakan pada tahun 2005 akan menjadi momentum yang tepat dalam penggunaan energi alternatif seperti biogas. Hal ini bisa dihitung dengan adanya jumlah bahan baku biogas yang melimpah dan rasio antara energi biogas dan energi minyak bumi yang menjanjikan (8900 kkal/m3 gas methan murni) .

Hal yang pertama harus diperhitungkan dalam menghitung jumlah energi yang dihasilkan adalah berapa banyak jumlah bahan baku yang dihasilkan. Jumlah bahan baku gas ini didapatkan dengan menjumlahkan jumlah feses dan sampah organik yang dihasilkan setiap hari. Jumlah bahan baku ini akan menentukan berapa jumlah energi dan volume alat pembentuk biogas .

Sebagai pertimbangan, telah diketahui di China dan India, dalam 1 hari jumlah feses yang dihasilkan 1 ekor sapi adalah 5 kg dan 80 kilogram kotoran sapi yang dicampur 80 liter air dan potongan limbah lainnya dapat menghasilkan 1 meter kubik biogas . Jika diasumsikan bahwa jumlah feses manusia yang dihasilkan sebanyak 0.5 kg/hari/orang, 1 keluarga terdiri dari 5 orang, dan setiap keluarga memelihara 1 ekor sapi, serta 1 desa terdiri dari 40 orang, maka akan didapatkan hasil perhitungan jumlah feses yang dihasilkan sebanyak 140 kg feses/ hari. Dengan jumlah ini, maka biogas yang dihasilkan setiap hari sebanyak 1,75 m3/hari atau sebesar 15.575 kkal/hari.

Hal ini akan semakin mengejutkan dengan adanya perhitungan bahwa jumlah penduduk indonesia berdasarkan data statistik pada tahun 2000 sebanyak lebih dari 200 juta jiwa . Dengan hanya mengandalkan asumsi perhitungan jumlah kotoran manusia tanpa memperhitungan sampah organik dan feses hewan ternak, akan didapatkan hasil feses sebanyak 100 juta kg feses/hari atau 1,25 juta m3/hari atau 11.125 juta kkal/hari. Apabila dengan asumsi konversi 1 J = 4.2 kal maka akan didapatkan hasil total energi yang dihasilkan hanya dari jumlah penduduk adalah sebesar 30.66 MW.

BAB V
PENUTUP

5.1 Kesimpulan

Dengan adanya global warming (pemanasan global), berkurang sumber daya alam yang tidak dapat diperbarui seperti BBM, biogas dapat membantu menyelesaikan permasalahan yang muncul tentang itu. Biogas merupakan sistem teknologi penghasil energi dengan menggunakan bahan baku kotoran atau sampah organik. Menerapkan sistem fermentasi bakteri diciptakanlah alat biogas yang dapat dipergunakan sebagai penghasil energi dan pembangkit listrik. Bahan yang mudah didapatkan dan biaya yang tidak mahal sangat membantu masyarakat dalam menyelasaikan permasalahan ekonomi khususnya dengan naiknya harga BBM.

5.2 Saran

Dari uraian dan kesimpulan yang telah disusun maka penyusun ingin memberikan saran:
1. Semoga masyarakat luas dapat mempraktikan teknologi ini secara langsung.
2. Teknologi terus dikaji lebih dalam agar dapat menarik masyarakat untuk menggunakannya.
3. Adanya sosialisasi dan penyuluhan dari para peneliti ilmuan atau pemerintah terhadap masyarakat luas.

DAFTAR PUSTAKA

1. Asep Bayu, dkk. Biogas sebagai Peluang Pengembangan Energi Alternatif. http://megtech.net/?P=80
2. Burhani Rahman. Biogas Sumber Energi Alternatif. http://www.energi.lipi.go.id/utama.cgi?cetakartikel&1123717100
3. Franky, dkk. Contoh Karya Ilmiah Kelas X. http://binacc.blogspot.com/2008/06/contoh-karya-ilmiah-kelas-x.html
4. Agung Pambudi. Pemanfaatan Biogas sebagai Energi Alternatif. http://www.dikti.go.id http://ditnaga-dikti.org-admin@dikti.org
5. Agus Mardiansyah. Re: Cara membuat Biogas? bagaimana???. http://www.blogspot.com-admin@blogsspot.com
6. Juanda, Asep dkk. 2006. Intisari Bahasa dan Sastra Indonesia untuk SMA. Bandung: Pustaka Setia