Translate

<===Welcome to ZK's Blog<=>Get your fun in here<=>Don't forget to follow this blog and like the fanpage===>

Jumat, 11 Februari 2011

Stoma




Stoma in a tomato leaf shown via colorized scanning electron microscope image

A stoma in cross section

The underside of a leaf. In this species stomata appear green (due to chlorophyl) while the epidermal cells appear red due to additional pigmentation.
In botany, a stoma (also stomate; plural stomata) is a pore, found in the leaf and stem epidermis that is used for gas exchange. The pore is bordered by a pair of specialized parenchyma cells known as guard cells which are responsible for regulating the size of the opening. The term stoma is also used collectively to refer to an entire stomatal complex, both the pore itself and its accompanying guard cells.Air containing carbon dioxide and oxygen enters the plant through these openings where it is used in photosynthesis and respiration, respectively.Oxygen produced by photosynthesis in the spongy layer cells (parenchyma cells with pectin) of the leaf interior exits through these same openings. Also, water vapor is released into the atmosphere through these pores in a process calledtranspiration.
Stomata are present in the sporophyte generation of all land plant groups exceptliverwortsDicotyledons usually have more stomata on the lower epidermis than the upper epidermis. Monocotyledons, on the other hand, usually have the same number of stomata on the two epidermes. In plants with floating leaves, stomata may be found only on the upper epidermis; submerged leaves may lack stomata entirely.
The word stoma derives from Greek ÏƒÏ„όμα, "mouth".


Function

Carbon gain and water loss

Carbon dioxide, a key reactant in photosynthesis, is present in the atmosphere at a concentration of about 384 ppm (as of March 2008). Most plants require the stomata to be open during daytime. The problem is that the air spaces in the leaf are saturated with water vapour, which exits the leaf through the stomata (this is known as transpiration). Therefore, plants cannot gain carbon dioxide without simultaneously losing water vapour.

Alternative approaches

Ordinarily, carbon dioxide is fixed to ribulose-1,5-bisphosphate (BTAC) by the enzyme RuBisCO in mesophyll cells exposed directly to the air spaces inside the leaf. This exacerbates the carbon/water tradeoff for two reasons: first, Rubisco has a relatively low affinity for carbon dioxide and second, it fixes oxygen to RuBP, wasting energy and carbon in a process called photorespiration. For both of these reasons, Rubisco needs high carbon dioxide concentrations, which means high stomatal apertures and consequently high water loss.
However, plants possess another enzyme that can also fix carbon dioxide: PEP carboxylase or BTAC. This enzyme has high carbon dioxide affinity, so a given rate of carbon dioxide fixation can be achieved with less stomatal opening, and hence less water loss. However, the products of carbon fixation by PEPCase must be converted in an energy-intensive process to continue through the carbon reactions of photosynthesis. As a result, the PEPCase alternative is only preferable where water is more limiting but light — which provides the energy in this case — is plentiful, and/or where high temperatures increase the solubility of oxygen relative to that of carbon dioxide, magnifying Rubisco's oxygenation problem.


CAM plants

A group of mostly desert plants called "CAM" plants (Crassulacean acid metabolism, after the family Crassulaceae, which includes the species in which the CAM process was first discovered) open their stomata at night (when water evaporates more slowly from leaves for a given degree of stomatal opening), use PEPcarboxylase to fix carbon dioxide and store the products in large vacuoles. The following day, they close their stomata and release the carbon dioxide fixed the previous night into the presence of RuBisCO. This saturates RuBisCO with carbon dioxide, allowing minimal photorespiration. This approach, however, is severely limited by the capacity to store fixed carbon in the vacuoles, so it is preferable only when water is severely limiting.


Opening and closure


Confocal microscopy image of an Arabidopsis thalianastoma showing two guard cells exhibiting fluorescence fromgreen fluorescent protein and native chlorophyll (red)
However, most plants do not have the aforementioned facility and must therefore open and close their stomata during the daytime in response to changing conditions, such as light intensity, humidity, and carbon dioxide concentration. It is not entirely certain how these responses work. However, the basic mechanism involves regulation of osmotic pressure.
When conditions are conducive to stomatal opening (e.g., high light intensity and high humidity), a proton pump drives protons (H+) from the guard cells. This means that the cells' electrical potential becomes increasingly negative. The negative potential opens potassium voltage - gated channels and so an uptake ofpotassium ions (K+) occurs. To maintain this internal negative voltage so that entry of potassium ions does not stop, negative ions balance the influx of potassium. In some cases chloride ions enter, while in other plants the organic ion malate is produced in guard cells. This increase in solute concentration lowers the water potential inside the cell, which results in water diffusing into the cell through osmosis. This increases the cell's volume and turgor pressure. Then, because of rings of cellulose microfibrils that prevent the width of the guard cells from swelling, and thus only allow the extra turgor pressure to elongate the guard cells, whose ends are held firmly in place by surrounding epidermal cells, the two guard cells lengthen by bowing apart from one another, creating an open pore through which gas can move.
When the roots begin to sense a water shortage in the soil, abscisic acid (ABA) is released. ABA binds to receptor proteins in the guard cells' plasma membrane and cytosol, which first raises the pH of the cytosol of the cells and cause the concentration of free Ca2+ to increase in the cytosol due to influx from outside the cell and release of Ca2+ from internal stores such as the endoplasmic reticulum and vacuoles.This causes the chloride (Cl-) and inorganic ions to exit the cells. Secondly, this stops the uptake of any further K+ into the cells and subsequently the loss of K+. The loss of these solutes causes an increase in water potential, which results in water diffusing back out of the cell by osmosis. This makes the cell flaccid, which results in the closing of the stomatal pores.
Interestingly, guard cells have more chloroplasts than the other epidermal cells from which guard cells are derived. Their function is controversial.


Inferring stomatal behavior from gas exchange

The degree of stomatal resistance can be determined by measuring leaf gas exchange of a leaf. The transpiration rate is dependent on thediffusion resistance provided by the stomatal pores, and also on the humidity gradient between the leaf's internal air spaces and the outside air. Stomatal resistance (or its inverse, stomatal conductance) can therefore be calculated from the transpiration rate and humidity gradient. This allows scientists to investigate how stomata respond to changes in environmental conditions, such as light intensity and concentrations of gases such as water vapor, carbon dioxide, and ozone. Evaporation (E) can be calculated as;
E = (ei - ea) / P r
where ei and ea = partial pressures of water in the leaf and in the ambient air; P = atmospheric pressure; and r = stomatal resistance. The inverse of r is conductance to water vapor (g), so the equation can be rearranged to;
E = (ei - ea) g / P
and solved for g;
g = EP / (ei - ea)
The rate of evaporation from a leaf can be determined using a photosynthesis system. These scientific instruments measure the amount of water vapour leaving the leaf and the vapor pressure of the ambient air. Photosynthetic systems may calculate water use efficiency (A/E), stomatal conductance (gs), intrinsic water use efficiency (A/gs), and sub-stomatal CO2 concentration (Ci).[3] These scientific instruments are commonly used by plant physiologists to measure CO2 uptake and thus measure photosynthetic rate.


Evolution

The fossil record has little to say about the evolution of stomata.They may have evolved by the modification of conceptacles from plants' alga-like ancestors.It is clear, however, that the evolution of stomata must have happened at the same time as the waxy cuticle was evolving - these two traits together constituted a major advantage for primitive terrestrial plants.


Development

There are three major epidermal cell types which all ultimately derive from the L1 tissue layer of the shoot apical meristem, called protodermal cells: trichomespavement cells and guard cells, all of which are arranged in a nonrandom fashion. An asymmetrical cell division occurs in protodermal cells resulting in one large cell that is fated to become a pavement cell and a smaller cell called a meristemoid that will eventually differentiate into the guard cells that surround a stoma. This meristemoid then divides asymmetrically one to three times before differentiating into a guard mother cell. The guard mother cell then makes one symmetrical division, which forms a pair of guard cells.


Stomata as pathogenic pathways

Stomata are an obvious hole in the leaf by which, as was presumed for a while, pathogens can enter unchallenged. However, it has been recently shown that stomata do in fact sense the presence of some, if not all, pathogens. However, with the virulent bacteria applied toArabidopsis plant leaves in the experiment, the bacteria released the chemical coronatine, which forced the stomata open again within a few hours.

Jaringan Tumbuhan

Jaringan tumbuhan - Jaringan adalah sekumpulan sel yang memiliki bentuk dan fungsi sama. Jaringan pada tumbuhan dan hewan berbeda. Kali ini kita pelajari jaringan tumbuhan terlebih dahulu. Jenis-jenis jaringan pada tumbuhan antara lain: Jaringan meristem, jaringan parenkim, jaringan epidermis, jaringan klorenkim, jaringan kolenkim, jaringan sklerenkim, jaringan xylem,dan jaringan floem.

a. Jaringan Meristem
Jaringan meristem adalah jaringan yang sel-selnya selalu membelah (mitosis) serta belum berdifferensiasi. Ada beberapa macam jaringan meristem, antara lain :
- Titik tumbuh, terdapat pada ujung batang, meristem ini menyebabkan tumbuh memanjang atau disebut juga tumbuh primer. Terdapat dua teori yang menjelaskan pertumbuhan ini. Yang pertama adalah teori histogen dari Hanstein yang menyatakan titik tumbuh terdiri dari dermatogens yang menjadi epidermis, periblem yang menjadi korteks, dan plerom yang akan menjadi silinder pusat. Teori kedua adalah teori Tunica-Corpus dari Schmidt yang menyatakan bahwa titik tumbuh terdiri atas Tunica yang fungsinya memperluas titik tumbuh, serta Corpus yang berdifferensiasi menjadi jaringan-jaringan.
- Perisikel (perikambium) merupakan tempat tumbuhnya cabang-cabang akar. Letaknya antara korteks dan silinder pusat.
- Kambium fasikuler (kambium primer). Kambium ini terdapat di antara Xilem dan floem pada tumbuhan dikotil dan Gymnospermae. Khusus pada tumbuhan monokotil, kambium hanya terdapat pada batang tumbuhan Agave dan Pleomele. Kambium fasikuler kea rah dalam membentuk Xilem dank e arah luar membentuk floem, sementara ke samping membentuk jaringan meristematis yang berfungsi memperluas kambium. Pertumbuhan oleh kambium ini disebut pertumbuhan sekunder
- Kambium sekunder (kambium gabus/ kambium felogen), kambium ini terdapat padapermukaan batang atau akar yang pecah akibat pertumbuhan sekunder. Kambium gabus kea rah luar membentu sel gabus pengganti epidermis dank e arah dalam membentuk sel feloderm hidup. Kambium inilah yang menyebabkan terjadinya lingkar tahun pada tumbuhan.
- Parenkim yang meristematis terdapat pada beberapa batang pohon palm raja.
b. Jaringan Parenkim
Jaringan parenkim adalah jaringan yang selnya berdinding selulosa tipis yang berfungsi sebagai pengisi bagian tubuh tumbuhan. Ciri-ciri khas jaringan ini adalah sel-selnya berukuran besar, berdinding tipis dan susunannya renggang sehingga banyak ruang antar sel dan vakuolanya besar. Jaringan ini terletak Pada korteks dan empulur batang dan akar, pada buah, serta di antara Xilem dan floem. Adapun fungsi jaringan parenkim antara lain :
- Sebagai pengisi tubuh
- Tempat menyimpan cadangan makanan
- Parenkim yang berklorofil berfungsi sebagai tempat fotosintesis
Jaringan ini dibagi dua, yang pertama adalah parenkim yang berada di daun, disebut mesofil. Mesofil yang berbentuk panjang disebut palisade, sedangkan yang berbentuk bulat disebut jaringan spons. Jenis jaringan parenkim yang kedua adalah jaringan parenkim berklorofil yang letaknya tidak di daun, disebut klorenkim.
c. jaringan epidermis
Jaringan epidermis adalah jaringan yang terdapat pada tubuh sebelah luar. Jaringan epidermis tersusun atas sel-sel hidup berbentuk pipih selapis yang berderet rapat tanpa ruang antar sel. Jaringan epidermis umumnya tidak berklorofil, kecuali pada epidermis tumbuhan Bryophita dan Pterydophyta serta sekitar stomata. Fungsi jaringan epidermis antara lain :
- Pelindung, tidak dapat ditembus air dari luar, kecuali akar yang muda.
- Peresap air dan mineral pada akar yang muda. Oleh karena itu akar-akar yang muda epidermisnya diperluas dengan tonjolan-tonjolan yang disebut bulu akar.
- Untuk penguapan air yang berlebiha. Bisa melalui evaporasi atau gutasi
- Tempat difusi O2 dan CO2 sewaktu respirasi, terjadi pada epidermis yang permukaannya bergabus
Epidermis memiliki beberapa struktur khas sebagai berikut :
- Stomata (mulut daun), yaitu lubang pada lapisan epidermis daun. Sekitar stomata terdapat sel yang berklorofil disebut sel penutup. Stomata berfungsi sebagai tempat masuknya CO2 dan keluarnya O2 sewaktu berfotosintesis. Selai itu stomata juga berfungsi untuk penguapan air
- Trichoma, yaitu rambut-rambut yang tumbuh pada permukaan luar dari epidermis daun dan batang. Berfungsi untuk menahan penguapan air.
- Bulu-bulu akar, yaitu rambut-rambut yang tumbuh pada permukaan akar yang dapat diresapi oleh larutan garam-garam tanah.
d. Jaringan Kolenkim
jaringan kolenkim adalah jaringan yang terdiri atas sel-sel hidup yang memiliki selulosa tebal, penebalan yang utama terjadi pada sudut-sudutnya. Jaringan ini biasanya berkelompok membentu untaian atau silinder. Jaringan ini terletak pada bagian terluar batang dan urat daun. Fungsinya sebagai penyokong dan memperkuat organ.
e. Jaringan Sklerenkim
Jaringan sklerenkim terdiri atas sel-sel yang bersifat mati dan seluruh bagian dinding selnya mengalami penebalan. Letaknya adalah di bagian korteks, perisikel, serta di antara xylem dan floem. Jaringan sklerenkim pada bagian keras biji dan buah berupa sklereida
Sklerenkim ada dua jenis, yaitu berbentuk fiber (serat) misalnya rami, dan slereida pada kulit kacang atau kulit biji. Fungsi jaringan sklerenkim adalah sebagai alat penyokong dan pelindung.
f. Jaringan Xilem
Jaringan Xilem terdapat pada bagian kayu tanaman . fungsinya menyalurkan air dari akar menuju bagian atas tanaman. Xilem terdiri atas unsur-unsur sebagai berikut,
- Unsur trakeal terdiri dari trakea yang sel-selnya berbentuk tabung dan trakeid yang sel-selnya lancip panjang, dinding selnya berlubang-lubang
- Serabut Xilem yang terdiri dari sel-sel panjang dan ujungnya meruncing
- Parenkim kayu yang berisi berbagai zat seperti cadangan makanan, tannin dan Kristal
g. Jaringan Floem
Jaringan Floem terdapat bagian kulit kayu berfungsi menyalurkan zat makanan hasil fotosintesis ke seluruh bagian tumbuhan. Floem terdiri atas unsur-unsur sebagai berikut,
- Buluh tapis berbentuk tabung dengan bagian ujung berlubang-lubang
- Sel pengiring berbentuk silinder-silinder dan lebih besar daripada sel-sel tapis serta plasmanya pekat
- Serabut floem, bentuknya panjang dengan ujung-ujung berhimpit dan dindingnya tebal
- Parenkim floem, selnya hidup memiliki diding primer dengan lubang kecil yang disebut noktah halaman. Parenkim floem berisi tepung, dammar, atau Kristal.

Jaringan


Jaringan dalam biologi adalah sekumpulan sel yang memiliki bentuk dan fungsi yang sama. Jaringan-jaringan yang berbeda dapat bekerja sama untuk suatu fungsi fisiologi yang sama membentuk organ. Jaringan dipelajari dalam cabang biologi yang dinamakan histologi, sedangkan cabang biologi yang mempelajari berubahnya bentuk dan fungsi jaringan dalam hubungannya dengan penyakit adalahhistopatologi.

Jaringan dimiliki oleh organisme yang telah memiliki pembagian tugas untuk setiap kelompok sel-selnya. Organisme bertalus, seperti alga("ganggang") dan fungi ("jamur"), tidak memiliki perbedaan jaringan, meskipun mereka dapat membentuk struktur-struktur khas mirip organ, seperti tubuh buah dan sporoforTumbuhan lumut dapat dikatakan telah memiliki jaringan yang jelas, meskipun ia belum memiliki jaringan pembuluh yang jelas.

Ada empat kelompok jaringan dasar yang membentuk tubuh semua hewan, termasuk manusia dan organisme multiseluler tingkat rendah seperti artropoda: jaringan epitelium, jaringan pengikat, jaringan penyokong, dan jaringan saraf.Jaringan hewan (termasuk manusia)

Jaringan yang disusun oleh lapisan sel yang melapisi permukaan organ seperti permukaan kulit. Jaringan ini berfungsi untuk melindungi organ yang dilapisinya, sebagai organ sekresi dan penyerapan.
Jaringan epitel terdiri dari 3 macam:
1. Eksotelium: epitel yang membungkus bagian luar tubuh
2. Endotelium: epitel yang melapisi organ dalam tubuh
3. Mesotelium: epitel yang membatasi rongga tubuh
Fungsi jaringan epitelium yakni:
a. Absorpsi, misalnya pada usus yang menyerap sari-sari makanan
b. Sekresi, contohnya testis yang mensekresikan sperma
c. Ekskresi, kulit yang mengeluarkan keringat
d. Transportasi, mengatur tekanan osmosis dalam tubuh
e. Proteksi, kulit melindungi jaringan tubuh di bawahnya
f. Penerima rangsang, kulit yang menanggapi rangsang dari luar
g. Pernapasan, kulit katak berfungsi sebagai alat pernapasan
h. Alat gerak, selaput kaki pada kulit katak membantu dalam pergerakan
g. Mengatur suhu tubuh, kulit mengatur suhu tubuh dengan mengeluarkan keringat jika tubuh kepanasan
  • Jaringan pengikat.
Sesuai namanya, jaringan pengikat berfungsi untuk mengikat jaringan dan alat tubuh. Contoh jaringan ini adalah jaringan darah.
  • Jaringan otot.
Jaringan otot terbagi atas tiga kategori yang berbeda yaitu otot licin yang dapat ditemukan di organ tubuh bagian dalam, otot lurik yang dapat ditemukan pada rangka tubuh, dan otot jantung yang dapat ditemukan di jantung.
  • Jaringan saraf.
adalah jaringan yang berfungsi untuk mengatur aktivitas otot dan organ serta menerima dan meneruskan rangsangan.
  • Jaringan penyokong
adalah jaringan yang terdiri dari jaringan tulang rawan dan jaringan tulang yang berfungsi untuk memberi bentuk tubuh,melindungi tubuh,dan menguatkan bentuk tubuh.

Jaringan tumbuhan

Jaringan tumbuhan relatif lebih homogen daripada jaringan hewan. Tumbuhan tidak memiliki kemampuan lokomosi (berpindah)/bergerak secara aktif sebagaimana hewan. Meskipun demikian, banyak sel-sel baru terbentuk untuk berbagai jaringan sebagai kompensasi banyaknya sel-sel yang mati, yang menjadi pasif karena berperan sebagai sel-sel penyimpan cadangan energi (misalnya pada buah atauumbi) atau metabolit sekunder, dan untuk mengisi jaringan baru karena tumbuhan selalu bertambah massanya, khususnya bagi tumbuhan tahunan. Jaringan yang aktif memperbanyak diri dan tidak memiliki fungsi khusus disebut jaringan meristematik, sementara jaringan yang telah mantap dengan fungsinya disebut jaringan tetap/permanen.


Jaringan meristematik

Jaringan meristematik terdiri dari sel-sel meristem, suatu analog dari sel-sel punca (stem cells) hewan. Jaringan ini dapat ditemukan pada titik-titik tumbuh di ujung batang dan akar (disebut meristem pucuk/ujung/apikal), di bawah kulit kayu (sebagai kambium gabus maupun kambium pembuluh, disebut meristem tepi/lateral), dan di tepi ruas atau buku, serta pada pangkal tangkai daun (meristem antara/interkalar). Jaringan ini, terutama meristem ujung, mudah diinduksi untuk diperbanyak secara in vitro. Dalam jargon kultur jaringan, sel-sel ini dikatakan bersifat embrionik ("dapat membentuk embrio"). Jaringan meristematik juga terbentuk apabila ada bagian tumbuhan yang terbuka, misalnya karena terluka. Mobilisasi beberapa fitohormon, biasanya auksin dan sitokinin, akan memicu terbentuknya sel-sel meristem yang membentuk semacam jaringan tidak terdiferensiasi yang disebut kalus.


Jaringan permanen

Jaringan permanen dikategorikan menjadi tiga kelompok utama: epidermis (jaringan pelindung, terdiri dari sel-sel yang menyusun lapisan luar daun dan bagian-bagian tumbuhan yang masih muda), jaringan pengangkut (menyusun xilem dan floem), dan jaringan dasar(mencakup parenkim, klorenkim, kolenkim, dan sklerenkim).
Epidermis melindungi bagian dalam organ sehingga tidak bersentuhan langsung dengan pengaruh keadaan di luar organ. Epidermis dapat dilindungi oleh lapisan tipis di bagian luar yang dikenal sebagai kutikula. Dapat juga ditemukan lapisan malam (wax). Sel-sel epidermis biasanya berbentuk segi empat apabila dilihat dari samping, berjajar homogen. Namun demikian, epidermis dapat mengalami modifikasi menjadi sel-sel penutup atau sel penjaga stomata beserta beberapa sel tetangga, trikoma (miang atau rambut daun/batang), duri, sertarambut kelenjar.
Jaringan pengangkut dimiliki oleh tumbuhan berpembuluh (Tracheophyta). Gymnospermae memiliki jaringan trakeida, serabut trakeida, dan parenkim kayu sebagai penyusun xilem. Angiospermae memiliki tambahan jaringan trakea selain jaringan yang dimiliki Gymnospermae. Floem (pembuluh tapis) tersusun dari jaringan buluh tapis dan sel-sel pengiring.
Jaringan dasar menyusun sebagian besar tubuh tumbuhan (biomassa). Kelompok jaringan ini memiliki banyak fungsi tergantung tempat ia berada. Seringkali ia mengisi bagian terbesar dari suatu organ, menyusun daging buah, kulit batang, isi umbi atau rimpang yang menyimpan pati atau metabolit sekunder tertentu (seperti alkaloid dan terpenoid). Jaringan ini dapat pula mengalami kematian dengan mengosongkan isi sel-selnya untuk membentuk struktur berongga (aerenkim) seperti ruang dalam gelembung pada tangkai daun eceng gondok atau rongga dalam buluh bambu.

Kamis, 10 Februari 2011

Buih

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

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 p[rotein 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. 

Gel

Gel (dari bahasa Latin gelu — membeku, dingin, es atau gelatus — membeku) adalah campuran koloidal antara dua zat berbeda fase: padat dan cair. Penampilan gel seperti zat padat yang lunak dan kenyal (seperti jelly), namun pada rentang suhu tertentu dapat berperilaku seperti fluida (mengalir). Berdasarkan berat, kebanyakan gel seharusnya tergolong zat cair, namun mereka juga memiliki sifat seperti benda padat. Contoh gel adalah gelatin, agar-agar, dan gel rambut.

Biasanya gel memiliki sifat tiksotropi (Ing.: thyxotropy) : menjadi cairan ketika digoyang, tetapi kembali memadat ketika dibiarkan tenang. Beberapa gel juga menunjukkan gejala histeresis.
Dengan mengganti cairan dengan gas dimungkinkan pula untuk membentuk aerogel ('gel udara'), yang merupakan bahan dengan sifat-sifat yang khusus, seperti massa jenis rendah, luas permukaan yang sangat besar, dan isolator panas yang sangat baik.
Pada 2005 sebuah efek sound induced gelation didemonstrasikan.

Aplikasi

Banyak zat dapat membentuk gel apabila ditambah bahan pembentuk gel (gelling agent) yang sesuai. Teknik ini umum digunakan dalam produksi berbagai macam produk industri, dari makanan sampai cat serta perekat.

Aerosol

Aerosol secara teknis merujuk pada partikel padat yang ada di udara (juga disebut abu atau partikulat) maupun tetesan cair. Dalam bahasa sehari-hari, aerosol merujuk pada tabung semprot aerosol maupun isi tabung itu.

Istilah aerosol berasal dari kenyataan bahwa bahan yang "melayang" di udara adalah suspensi (campuran di mana partikel padat, cair, maupun gabungan keduanya disuspensikan di cairan). Untuk membedakan suspensi dari larutan yang sesungguhnya, istilah sol yang semula berkembang berarti meliputi dispersi partikel tipis (sub-mikroscopik) dalam sebuah cairan. Dengan studi dispersi di udara, istilah aerosol berkembang dan kini mencakupi tetesan padat, partikel padat, dan gabungan keduanya.

Emulsi


A. Proses sebelum emulsi.
B. Fase II dalam proses emulsi.
C. Emulsi tak stabil.
D. Emulsi yang stabil
Emulsi merupakan jenis koloid dengan fase terdispersi berupa zat cair. Berdasarkan medium pendispersinya, emulsi dapat dibagi menjadi:

 Emulsi Gas (Aerosol Cair)

Emulsi gas merupakan emulsi di dalam medium pendispersi gas. Aerosol cair seperti hairspray dan baygon, dapat membentuk sistem koloid dengan bantuan bahan pendorong seperti CFC. Selain itu juga mempunyai sifat seperti sol liofob yaitu efek Tyndall, gerak Brown.

 Emulsi Cair

Emulsi cair merupakan emulsi di dalam medium pendispersi cair. Emulsi cair melibatkan campuran dua zat cair yang tidak dapat saling melarutkan jika dicampurkan yaitu zat cair polar dan zat cair non-polar. Biasanya salah satu zat cair ini adalah air dan zat lainnya seperti minyak. Contohnya adalah pada susu.
Sifat emulsi cair yang penting ialah:

Demulsifikasi

Kestabilan emulsi cair dapat rusak akibat pemanasan, pendinginan, proses sentrifugasi, penambahan elektrolit, dan perusakan zat pengelmusi.

Pengenceran

Emulsi dapat diencerkan dengan penambahan sejumlah medium pendispersinya.

Sifat –Sifat Koloid




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.

Gambar 1. Perbedaan (a)larutan, (b)koloid dan (c)suspensi dengan menggunakanefek tyndal
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.
Gambar 2. Gerak Brown
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.



Gambar 3. (a) Sel elektroforesis sederhana dan (b) pemaparan pengendap Cottrell
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.

Sistem koloid

Susu adalah koloid teremulsi dari lemak susu dalam air
Sistem koloid (selanjutnya disingkat "koloid" saja) merupakan suatu bentuk campuran (sistem dispersi) dua atau lebih zat yang bersifat homogen namun memiliki ukuran partikel terdispersi yang cukup besar (1 - 100 nm), sehingga terkena efek Tyndall. Bersifat homogen berarti partikel terdispersi tidak terpengaruh oleh gaya gravitasi atau gaya lain yang dikenakan kepadanya; sehingga tidak terjadi pengendapan, misalnya. Sifat homogen ini juga dimiliki oleh larutan, namun tidak dimiliki oleh campuran biasa (suspensi).
Koloid mudah dijumpai di mana-mana: susu, agar-agar, tinta, sampo, serta awan merupakan contoh-contoh koloid yang dapat dijumpai sehari-hari. Sitoplasma dalam sel juga merupakan sistem koloid. Kimia koloid menjadi kajian tersendiri dalam kimia industri karena kepentingannya.

Macam-macam koloid

Koloid memiliki bentuk bermacam-macam, tergantung dari fasa zat pendispersi dan zat terdispersinya. Beberapa jenis koloid:
  • Aerosol yang memiliki zat pendispersi berupa gas. Aerosol yang memiliki zat terdispersi cair disebut aerosol cair (contoh: kabut dan awan) sedangkan yang memiliki zat terdispersi padat disebut aerosol padat (contoh: asap dan debu dalam udara).
  • Sol Sistem koloid dari partikel padat yang terdispersi dalam zat cair. (Contoh: Air sungai, sol sabun, sol detergen dan tinta).
  • Emulsi Sistem koloid dari zat cai yang terdispersi dalam zat cair lain, namun kedua zat cair itu tidak saling melarutkan. (Contoh: santan, susu, mayonaise, dan minyak ikan).
  • Buih Sistem Koloid dari gas yang terdispersi dalam zat cair. (Contoh: pada pengolahan bijih logam, alat pemadam kebakaran, kosmetik dan lainnya).
  • Gel sistem koloid kaku atau setengah padat dan setengah cair. (Contoh: agar-agar, Lem, kanji dan Gel silika).

Sifat-sifat Koloid

  • 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 disinari dengan cahaya, maka larutan tersebut tidak akan menghamburkan cahaya, sedangkan pada sistem koloid, 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.
  • 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.
  • Adsorpsi
Adsorpsi ialah peristiwa penyerapan partikel atau ion atau senyawa lain pada permukaan partikel koloid yang disebabkan oleh luasnya permukaan partikel. (Catatan : Adsorpsi harus dibedakan dengan absorpsi yang artinya penyerapan yang terjadi di dalam suatu partikel). Contoh : (i) Koloid Fe(OH)3 bermuatan positif karena permukaannya menyerap ion H+. (ii) Koloid As2S3 bermuatan negatif karena permukaannya menyerap ion S2.
  • Muatan koloid
Dikenal dua macam koloid, yaitu koloid bermuatan positif dan koloid bermuatan negatif.
  • Koagulasi koloid
Koagulasi adalah penggumpalan partikel koloid dan membentuk endapan. Dengan terjadinya koagulasi, berarti zat terdispersi tidak lagi membentuk koloid. Koagulasi dapat terjadi secara fisik seperti pemanasan, pendinginan dan pengadukan atau secara kimia seperti penambahan elektrolit, pencampuran koloid yang berbeda muatan.
  • Koloid pelindung
Koloid pelindung ialah koloid yang mempunyai sifat dapat melindungi koloid lain dari proses koagulasi.
  • 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.
  • Elektroforesis
Elektroferesis ialah peristiwa pemisahan partikel koloid yang bermuatan dengan menggunakan arus listrik.

Share

Twitter Delicious Facebook Digg Stumbleupon Favorites More