Pengukuran tegangan permukaan dapat dilakukan dengan beberapa metode antara lain (Kosman dkk, 2005); 1. Metode cincin de-ou! "ara "ara ini dapat dapat digunak digunakan an untuk untuk menguku mengukurr teganga tegangan n permuk permukaan aan dan teganga tegangan n antar antar permukaan #at cair. Prinsip ker$a alat ini berdasarkan pada ken!ataan ba%&a ga!a !ang dibutu%kan untuk melepaskan cincin !ang tercelup pada #at cair sebanding dengan tegangan permukaan atau tegangan antar an tar muka. 'a!a !ang dibutu%kan untuk melepaskan cincin dalam %al ini diberikan ole% ka&at torsi !ang din!atakan dalam d!ne. 2. Metode kenaikan kapiler Metode ini %an!a digunakan untuk menentukan tegangan suatu #at cair dan tidak dapat digunakan untuk menentukan tegangan antar permukaan dua #at cair !ang tidak bercampur. ila pipa kapiler dimasukkan ke dalam suatu #at cair, maka #at tersebut akan naik ke dalam pipa sampai ga!a gesek ke atas diseimbangkan ole% ga!a graitasi ke ba&a% akibat berat #at cair. • Komponen ga!a ke atas akibat tegangan permukaan !aitu ; • Keliling penampang pipa * 2 πr • +udut kontak antar permukaan #at dengan dinding kapiler * θ maka ga!a ke atas total * 2 πr γ γ cos θ.
Penentuan tegangan permukaan dan tegangan antar muka dapat dilakukan melalui 2 cara, !aitu 1. Metode Kenaikan Kapiler ('iancoli, 2001). egangan permukaan diukur dengan meli%at ketinggian aircairan !ang naik melalui suatu suatu kapile kapiler. r. Metode kenaika kenaikan n kapiler kapiler %an!a %an!a dapat dapat digunak digunakan an untuk untuk menguku mengukurr teganga tegangan n permukaan tidak bisa untuk mengukur tegangan antar muka. 2. Metode ensiometer ensiometer /u-ou! ('iancoli, 2001). Metode cincin /u-ou! bisa digunakan untuk mengukur tegangan permukaan ataupun tegangan antar muka. Prinsip dari alat ini adala% ga!a !ang diperlukan untuk melepaskan suatu cincin platina iridium !ang dicelupkan pada permukaan sebanding dengan tegangan permukaan atau tegangan antar muka dari cairan tersebut.
+iat antar muka atau tegangan tegangan permukaan permukaan suatu cairan penting penting untuk membuat emulsi, emulsi, gel atau krem. an!ak obat !ang dibuat dalam bentuk emulsi dan untuk bisa memperta%ankan emuls emulsii ini ini %ing %ingga ga saat saatn! n!aa dikon dikonsu sums msi, i, tent tentu u sa$a sa$a dipe diperl rluk ukan an penge pengeta ta%u %uan an tenta tentang ng teor teorii pembuatan emulsi. /emikian pula untuk gel atau krem se%ingga gel atau krem tidak mencair pada saat dikemas dan tidak ber$amur karena lembab maka diperlukan sen!a&a pengatur tegangan muka atau koloid ko loid pelindung sebagai penstabil koloid (id$a$anti, ndang, 2003)
1. Metode Kenaikan Pipa Kapiler erdasarkan rumus * 1 2 % gr4 /engan * tegangan muka4
% * tinggi kenaikan #at cair * densitas #at cair g * tetapan grairasi r * $ari-$ari pipa kapiler karena kadang-kadang penentuan $ari-$ari pipa kapiler sulit maka digunakan cairan pembanding (biasan!a air) !ang suda% diketa%ui nilai tegangan mukan!a. 2. Metode etes etes 6ika cairan tepat akan menetes maka ga!a tegangnan permukaan sama dengan ga!a !ang disebabkan ole% ga!a berat itu sendiri, maka mg * 2 r74 dengan m * massa #at cair 8arus diusa%akan agar $atu%n!a tetesan %an!a disebabkan ole% berat tetesann!asendiri dan bukan ole% sebab !ang lain. +elain itu $uga digunakan metode pembanding den gan $umla% tetesan untuk olume (9) tertentu erat satu tetesan * . n :. Metode "incin /engan metode ini, tegangan permukaan dapat ditentukan dengan cepat dengan %an!a menggunakan sedikit cairan. latn!a dikenal dengan nama tensiometer /uitog, !an g berupa cincin ka&at Pt !ang dipasang pada sala% satu lengan timbangan. "incin ini dimasukan ke dalam cairan !ang akan diselidiki tegangan mukan!a dengan menggunakan ka&at.
2.8.1. Metode Cincin Du Nouy Metode cincin du nou! merupakan metode !ang paling baik digunakan karena lebi% akurat dan cepat dalam pengukuran tegangan permukaan deter$en, serum, suspensi, koloid dan lain- lain. 'a!a !ang dibutu%kan untuk mengangkat cincin dari permukaan air dapat di%itung dari persamaan
(2.2) RFF (2.2) RFF =>4* =>4* ? * $ari- $ari rata- rata cincin @ * ga!a !ang dibutu%kan untuk mengangkut cincin dari permukaan * aktor koreksi !ang di%itung dengan persamaan berikut > 2122=1=77 * (2.:) ()2aA>()cRFRbB cRFRbBA a * 0, C25 b * 0,030C5 m-1det2 c * 0,0=5:= D 1,EC3 ( r ?) r * 6ari- $ari ka&at !ang digunakan untuk membuat cincin ? * $ari- $ari rata- rata lingkaran P1 * massa $enis cairan !ang ada di ba&a% P2 * massa $enis cairan !ang berada di atas Ketika mengukur tegangan permuakaan cairan- cairan, %arus diper%atikan ba%&a cairan !ang ada diba&a% benar- benar membasa%i cincin (ird , 13FC) 2.8.2. Metode Tekanan Tekanan Gelembung Maksimum egangan permukaan men!ebabkan adan!a perbedaan tekanan pada kedua sisi permukaan cairan !ang lengkung. ekanan pada sisi !ang cembung. Ketika pertama kali tekanan dikenakan, $ari- $ari gelembung sangat besar. +ementara gelembung itu mengembang, $ari- $arin!a akan semakin kecil sampai nilai minimum. Pada keadaan Gniersitas +umatera Gtara
ini $ari- $ari gelembung sama dengan $ari- $ari tabung gelas. ila tekanan terus dinaikkan, $ari- $ari gelembung akan membesar kembali sampai ak%irn!a gelembung ini lepas dari tabung gelas dan naik ke permukaan cairan, $elas ba%&a tekanan maksimum diperole% pada saat $ari- $ari minimum. ekanan maksimum ini bukan %an!a disebabkan perbedaan tekanan pada kedua sisi gelembung, tetapi $uga disebabkan ole% adan!a tekanan %idrostatik ( !ang bergantung pada ketinggian tabung gelas dalam cairan ). 6adi tekanan maksimum !ang terbaca pada manometer adala% maks (2.=) ()024AB*H ghr maks r * $ari- $ari tabung gelas % * $arak u$ung tabung gelas dari permukaan ca&an * Massa $enis cairan *Massa $enis uap cair ( biasan!a diabaikan karena II ) ( ird, 13FC) 0 0 Metode tekanan gelembung maksimum memiliki keakuratan di ba&a% 10 J, !ang mana tidak tergantung tergantu ng pada $arak kontak dan %an!a merupakan sebua% pengeta%ua pengeta%uan n dasar dari densitas suatu cairan ( 6ika menggunakan pipa ganda ) dan pengukurann!a pengukurann!a $uga relati cepat. ?ata- rata sebua% gelembung %argan!a sekitar 1 sek (damson 1330). 2.8.3. Metode Kenaikan Kapiler Metode ini didasarkan pada ken!ataan ba%&a bila sebatang pipa kapiler dimasukan kedalam cairan maka permukaan cairan dalam pipa kapiler dapat mengalami kenaikan atau penurunan. pabila cairan membasa%i be$ana ( I 30 ) maka permukaan cairan akan naik. +edangkan bila cairan tidak membasa%i be$ana ( L 30 ) permukaan cairan akan turun. Peristi&a naik turunn!a permukaan cairan dalam kapiler ini disebut dengan kapilaritas. Kenaikan atau penurunan cairan dalam kapiler disebabkan ole% adan!a tegangan permukaan !ang beker$a pada permukaan permukaan cairan cairan !ang men!entu% men!entu% dinding dinding Gniersitas +umatera Gtara
sepan$ang keliling pipa. kibat tegangan permukaan ini pipa akan memberikan ga!a reaksi pada permukaan cairan cairan !ang besarn!a besarn!a sama tapi ara%n!a ara%n!a berla&anan berla&anan ( a#id, 2005 ). Pada peristi&a terangkatn!a cairan pada kolom pipa, besarn!a ga!a keatas akibat tegangan permukaan diberikan diberikan persamaan persamaan @1 * 2 7 r 4 cos (2.5) @1 * 'a!a ke atas akibat tegangan permukaan r * 6ari- $ari kapiler 4 * tegangan permukaan * sudut kontak Kenaikan cairan tidak dapat berlangsung terus, karena pada permukaan cairan $uga beker$a ga!a akibat berat cairan ( @2 ) !ang ara%n!a ke ba&a% sebesar @2 * d 9 g (2.E) Karena 9 * 7 r 2 %, maka @2 * 7 r 2 % d g (2.C) d * rapatan cairan g * percepatan graitasi % * kenaikan atau penurunan cairan dalam kapiler Pada saat setimbang berlaku @ 1 dan @2 , se%ingga diperole% 2 7 r 4 cos * 7 r 2 % d g (2.F) (2.3) 4cos2rhgd 4cos2rhgd * Gniersitas +umatera Gtara
Gntuk cairan !ang membasa%i be$ana seperti air N 0, se%ingga cos * 1. Persamaan men$adi (2.10) 2rhgd 2rhgd *4 *4 +edangkan untuk cairan !ang tidak membasa%i membasa%i be$ana seperti raksa * 1=0, se%ingga cos * - 0,CEE ( ber%arga negatip). kibatn!a % memiliki %arga negatip !ang berarti cairan mengalami penurunan atau ditekan dalam kapiler. 2.8.. Metode !empengan "il#elmy Metode ini didasarkan pada ga!a !ang diperlukan untuk menarik pelat tipis dari permukaan cairan. Pelat digantung pada sala% satu lengan neraca dan dimasukkan kedalam cairan !ang akan diselidiki. esarn!a ga!a tarik pada neraca !ang digunakan untuk melepas pelat dari permukaan cairan dicatat. Pada saat pelat terlepas berlaku %ubungan @ * B 2 l(2.11) 4 +e%ingga tegangan permukaan dapat di%itung sebagai (2.12) lWF 2A*4 2A*4 /imana * tegangan permukaan 4 @ * ga!a tarik !ang dicatat * berat lempeng ( pelat ) 1 * lebar lempeng 2 * aktor karena ada dua permukaan pada lempeng /alam metode ini diandaikan sudut kontak * 0 0, dan pengaru% dari u$ung- u$ung lempeng dapat diabaikan ( a#id, 2005 ). Pada metode ini, digunakan lempengan mika tipis atau kaca slide mikrosip !ang digantung pada neraca. Pengukuran dapat dilakukan dengan cara statistik ataupun dengan detasment !ang secara akurat diberikan pada persamaan ideal. Gniersitas +umatera Gtara
6ika pengukurann!a dilakukan dengan metode detasmen, prosedurn!a %ampir sama dengan metode cincin /u ou!, tetapi aktor koreksi %an!a 0,1 J ( damson, 1330).
