Definisi hidrometer adalah alat untuk mengukur berat jenis zat cair. Hydrometer sering juga disebut aerometer. Hidrometer merupakan sebuah alat ukur besaran turunan yang menjadi salah astu aplikasi dari Hukum Archimedes yang digunakan untuk mengukur massa jenis zat cair. Sebuah benda dalam fluida (zat cair atau gas) mengalami gaya dari semua arah yang disebabkan oleh fluida di sekitarnya. Hukum Archimedes menyatakan bahwa sebuah benda yang dicelupkan ke dalam zat cair akan mendapat gaya ke atas seberat zat cair yang dipindahkan oleh benda itu. Alat ini terdiri dari sebuah tabung berskala yang bagian bawahnya diberi beban raksa, supaya dapat mengapung tegak lurus dalam zat cair yang akan diukur berat jenisnya. Pengukuran berat jenis zat cair dengan hidrometer masih harus dibantu dengan perhitungan. Misalnya kita akan mengukur berat jenis alcohol.
Gambar 1,1 Hidrometer
Hidrometer atau aerometer yang mempunyai skala yang dapat langsung menunjukkan berat jenis zat cair disebut densimeter (tidak perlu dengan
perhitungan). Adapula hidrometer yang tidak dipakai untuk menentukan berat jenis zat cair, tetapi untuk menentukan kadar larutan asam, susu, gula pasir, dan alcohol. Hidrometer yang khusus digunakan untuk mengukur kadar larutan gula pasir disebut sakarimeter. Hidrometer ditemukan pertama kali oleh
Antoine Baume.
Antoine Baume adalah
penemu berkebangsaan Perancis, lahir pada 26 Februari 1728 dan meninggal pada 15 October 1804.
Gambar 1.2 Antoine Baume
A. Bagian-bagian Hidrometer
B. Pinsip Kerja Hidrometer Hidrometer merupakan salah satu dari aplikasi hukum Archimedes yang sering kita jumai dalam kehidupan sehari-hari. Jadi prinsip kerjanya menggunakan Hukum Archimedes, yang menyatakan bahwa benda yang tercelup ke dalam fluida mengalami gaya ke atas seberat fluida yang dipindahkan. Ketika hidrometer
dicelupkan ke dalam fluida, maka fluida akan memberikan gaya ke atas yang besarnya sama dengan berat hydrometer. Gaya ini terkonversikan menjadi massa jenis zat cair yang diukur, karena di dalam hidrometer terdapat zat cair yang massa jenisnya sudah diketahui dan tertuang dalam skala yang tertera pada hidrometer.
Hidrometer yang digunakan untuk mengukur kadar suatu zat itu prinsipnya sama dengan hidrometer biasa, tapi skala berat jenis telah dikonversikan langsung menjadi skala kadar zat. Jadi hidrometer tersebut adalah hidrometer yang khusus digunakan untuk zat tertentu. Misalnya hidrometer sakarimeter, jika suatu larutan gula dengan kadar gula 5% didapat berat jenis 1 dan larutan gula dengan kadar 70% didapat berat jenisnya 1,5 maka setelah dibuat grafiknya kita dapat mengetahui perbandingan skala derat jenis dengan skala kadar gula. Jadi dari hal tersebut, suatu pabrikan langsung dapat mencetak skala kadar gula yang merupakan konversi perhitungan grafik terhadap berat jenis.
Nilai massa jenis suatu zat cair dapat diketahui dengan membaca skala pada hidrometer yang ditempatkan mengapung pada zat cair. Hidrometer terbuat dari tabung kaca. Agar tabung kaca terapung tegak di dalam zat cair, bagian bawah tabung dibebani dengan butiran timbale. Diameter bagian bawah tabung kaca dibuat lebih besar supaya volume zat cair yang dipindahkan hydrometer lebih besar. Dengan demikian, dihasilkan gaya ke atas yang lebih besar dan hidrometer dapat mengapung di dalam zat cair. Tangkai tabung kaca didesain supaya perubahan kecil dalam berat benda yang dipindahkan (sama artinya dengan perubahan kecil dalam massa jenis zat cair) menghasilkan perubahan besar pada kedalaman tangkai yang tercelup di dalam zat cair. Ini berarti perbedaan bacaan pada skala untuk berbagai jenis zat air menjadi lebih jelas.
Pada elemen ini bekerja gaya-gaya: Gayaberat : W
Gaya-gaya oleh bagian fluida yang bersifat menekan permukaan s, yaitu gaya Fa.
Kedua gaya tersebut saling meniadakan, karena elemen berada dalam keadaan setimbang, maka gaya ke atas = gaya ke bawah. Artinya resultan seluruh gaya pada permukaan s berarah ke atas dan besarnya sama dengan berat elemen fluida dan titik tangkapnya adalah pada titik berat elemen. Dalam prinsip Archimedes dinyaatakan bahwa suatu benda yang seluruhnya atau sebagian tercelup dalam satu fluida maka benda tersebut akan mendapat gaya apung ke atas sebesar berat fluida yang dipindahkan oleh benda tersebut.
Secara matematis hukum Archimedes diformulasikan:
Fa = Ρf. g. Vbf dengan Vbf: volume benda yang tercelup dalam fluida, m3. ρ f : massa jenis fluida, kg/m3 g: percepatan gravitasi, m/s2
Hukum Archimedes berlaku untuk semua fluida termasuk gas dan zat cair. Jika benda tercelup semua maka Vbf = volume benda.
Pada benda yang dimasukkan ke dalam zat cair, akan terjadi tiga kemungkinan keadaan, yaitu terapung, melayang dan tenggelam. Ketiga kemungkinan keadaan tersebut terjadi ditentukan oleh perbandingan massa jenis benda dengan massa jenis fluida. a. Apabila massa jenis benda lebih kecil dari massa jenis fluida ( ρb< ρ f )
maka benda terapung. b. Benda berada dalam keadaan melayang apabila massa jenis benda sama
dengan massa jenis fluida (ρ f = ρb ).
c. Benda dalam keadaan tenggelam apabila massa jenis benda lebih besar
dari massa jenis fluida ρ b rata rata> ρ f. 1.
Kalibrasi
Kalibrasi Hidrometer dapat dilakukan dengan menggunakan aquades yangtelah diketahui bahwa massa jenisnya adalah 1,000 g/cm3, denagn cara memasukkan Hidrometer ke dalam wadah yang berisi aquades dan melihat berapa skala massa jenis yang ditunjukkan pada batang Hidrometer. Apakah menunjukkan 1,000 g/cm3 atau tidak. 2. Cara Pengukuran
a. Menyiapkan hidrometer dan zat cair yang akan di ukur massa jenisnya dalam suatu tabung b. Pastikan hidrometer bersih dan telah terkalibrasi c. Memasukkan hidrometer ke dalam tabung yang berisi zat cair yang akan diukur massa jenisnya dengan hati-hati untuk menghindari pembentukan gelembung udara dan usahakan hidrometer dalam keadaan tegak lurus agar mempermudah dalam pembacaan d. Kemudian membaca hasil pengukuran yang tertera pada skala. 3. Cara membaca Hasil Pengukuran
Cara membaca hasil pengukuran pada hidrometer adalah dengan membaca skala yang ditunjuk oleh zat cair yang naik dalam hidrometer. Satuan yang digunakan dalam pengukuran ini adalah g cm-3. Skala yang terbaca ini merupakan massa jenis relatif.
Gambar 1.3 Pembacaan skala Hidrometer
KESIMPULAN Hidrometer adalah sebuah alat yang digunakan untuk mengukur massa jenis suatu zat cair dan prinsip kerjanya menggunakan Hukum Archimedes, yang menyatakan bahwa benda yang tercelup ke dalam fluida mengalami gaya ke atas seberat fluida yang dipindahkan. Di dalam Hidrometer terdapat zat cair yang masa jenisnya lebih besar daripada massa jenis air, dan di bagian bawah Hidrometer terdapat timbal yang berfungsi untuk membuat tabung kaca terapung tegak di dalam fluida yang akan diukur massa jenisnya. Proses pengukuran massa jenis zat cair menggunakan Hidrometer dilakukan dengan cara menentukan Hidrometer ke dalam zat cair tersebut. Angka yang ditunjukkan oleh Hidrometer tela h dikalibrasi sehingga akan menunjukkan nilai massa jenis zat cair yang diukur.
