Laporan Praktikum Kimia Fisik Viskositas Cairan

Laporan Praktikum Kimia Fisik

Viskositas Cairan Nadhira Izzatur Silmi*, Kiftiyah Yuni F, Ilham Al Bustomi, Yuliatin, Pretty Septiana, Vera Nurchabibah, Teguh Andi A.M. Kelompok II, Kelas B, Jurusan Kimia, Fakultas MIPA, Universitas Brawijaya, Jl. Veteran 65145, Indonesia

ABSTRAK Viskositas adalah ukuran yang menyatakan kekentalan suatu fluida yang menyatakan besar kecilnya gesekan dalam fluida. Semakin besar viskositas fluida, maka semakin sulit suatu fluida untuk mengalir dan juga menunjukkan semakin sulit suatu benda bergerak dalam fluida. Viskositas fluida dinotasikan dengan ŋ (eta) sebagai rasio tegangan geser. Viskositas cairan adalah fungsi dari ukuran dan permukaan molekul, gaya tarik antar molekul dan struktur cairan. Viskositas disebabkan karena ada gaya kohesi antar partikel cair. Alat yang digunakan utuk mengukur besar nilai viskositas adalah viskometer dan waktu yang diperlukan oleh sejumlah tertentu cairan untuk mengalir melalui pipa kapiler dengan gaya yang disebabkan oleh berat cairan. Viskositas dipengaruhi oleh suhu, gaya tarik antar molekul,ukuran serta jumlah molekul yang terlarut. Einsten menurunkan sebuah persamaan yang menggambarkan hubungan antara volume zat terlarut dengan viskositas larutan, dengan persamaan tersebut akan diperoleh jarijari Gliserin sebesar 3,093 x 10-8 Å Dan melalui persamaan Mark- Houwink dapat ditentukan massa molekul Amilum

ABSTRACT Viscosity is a measure that states the viscosity of a fluid which states the size of friction within the fluid. The greater the viscosity of the fluid, the more difficult of a fluid to flow and also showed the harder an object moves in a fluid. Viscosity of the fluid is denoted by ŋ (eta) as the ratio of shear stress. The viscosity of the fluid is a function of the size and surface molecules, tensile strength between molecules and the structure of the liquid. Viscosity is because there is the cohesive forces between the particles of liquid. Tool used to measure the viscosity is great value viscometer and the time required by a certain amount of fluid to flow through a capillary tube with the force caused by the weight of the liquid. Viscosity is affected by temperature, the attraction between molecules, the size and number of molecules are dissolved. Einstein revealed an equation that describes the relationship between the volume of the solute to the viscosity of the solution, with the equation obtained Glycerin fingers. And through the MarkHouwink equation can be determined the molecular weight of starch. Laboratorium Kimia Fisik, Jurusan Kimia, FMIPA, UB

1


I. PENDAHULUAN Fluida adalah suatu zat ang dapat mengalir. Dimana fluida meliputi cairan, yangmengalir di bawah pengaruh gravitasi sampai menempati daerah terendah yang mungkin dari penampungnya, dan gas yang mengisi penampungnya tanpa peduli bentuknya.Aliran cairan dapat dikelompokan ke dalam dua tipe. Yang pertama adalah aliran ‘laminar’ atau aliran kental, yang secara umum menggambarkan laju aliran kecilmelalui sebuah pipa dengan garis tengah kecil. Kedua adalah aliran ‘turbulen’, yang menggambarkan laju aliran yang besar melalui pipa dengan diameter yang lebih besar [1] Perbedaan sifat zat cair salah satunya adalah adanya perbedaan terhadap tingkatkekentalan dari zat cair tersebut. Kekentalan atau disebut juga viskositas merupakan besar kecilnya gesekan di dalam fluida.[2] Viskositas suatu fluida merupakan daya hambat yang disebabkan oleh gesekan antara molekul-molekul cairan, yang mampu menahan aliran fluida sehingga dapat dinyatakan sebagai indikator tingkat kekentalannya. Nilai kuantitatif dari viskositas dapat dihitung dengan membandingkan gaya tekan per satuan luas terhadap gradien kecepatan aliran dari fluida [3] Viskositas menyatakan kekentalan suatu fluida yang menyatakan besar kecilnya gesekan dalam fluida. Semakin besar viskositas fluida, maka semakin sulit suatu fluida untuk mengalir dan juga menunjukkan semakin sulit suatu benda bergerak dalam fluida tersebut [4] Kekentalan merupakan sifat cairan yang berhubungan dengan hambatan untuk mengalir. Beberapa cairan ada yang dapat mengalir dengan cepat namun ada yang mengalir secara lambat. Fluida yang mengalir lambat seperti gliserin, madu dan minyak atso, ini dikarenakan mempunyai viskositas besar. Jadi viskositas menentukan kecepatan mengalirnya cairan [5]. Viskositas cairan adalah fungsi dari ukuran dan permukaan molekul, gaya tarik antar molekul dan struktur cairan. Fluida adalah zat-zat yang mampu mengalir dan menyesuaikan diri dengan bentuk wadahnya. Apabila berada dalam kesetimbangan, fluida tidak dapat menahan gaya gesek. Hukum viskositas newton menyatakan bahwa untuk laju perubahan bentuk sudut fluida tertentu makak tekanan gesek berbanding lurus dengan viskositas [6]. Menggunakan hukum viskositas Newton, ditemukan bahwa

untuk aliran laminar

cairan dalam tabung silinder dengan jari-jari r adalah ……………… (1.1)

Laboratorium Kimia Fisik, Jurusan Kimia, FMIPA, UB

2

Laporan Praktikum Kimia Fisik Dimana

(yang negatif) adalah gradien tekanan. Persamaan tersebut menunjukkan bahwa

adalah fungsi parabola untuk aliran laminar dalam pipa.7 Hukum

viskositas enstein

persamaan sederhana

yang diturunkan untuk

menggambarkan perilaku aliran dispersi. Sayangnya, itu hanya berlaku untuk sistem Newton dan sistem ideal [8].

….(1.2)

Tujuan dari percobaan viskositas cairan adalah menggunakan pengukran viskositas ntuk menentukan sifat- sifat molekul, menentukan jari- jari molekul senyawa sederhana, dan menentukan massa molekul relative suatu makromolekul.

II. METODOLOGI II.1. Alat dan Bahan Alat-alat yang digunakan pada percobaan ini adalah satu buah viscometer Canon Fenske, 1 buah pipet ukur 10 mL, 1 buah buret 50 mL, 1 buah labu ukur 100 mL, 1 buah labu ukur 50 mL, 2 buah gelas kimia 250 mL, 2 buah gelas kimia 100 mL dan 1 buah stopwatch. Bahanbahan yang di gunakan antara lain larutan gliserol 1 M atau 92.1 g L-1, larutan etanol 96% larutan polimer 1%. Dan aquades. II.2. Prosedur kerja 2.1 Penentuan Dimensi Molekul Larutan gliserol disiapkan dengan konsentrasi 1.0; 0.75; 0.5; dan 0.25 M dari stok 1 M. Bagian dalam viscometer dibersihkan dengan etanol. Viskometer dikeringkan dengan hair dryer. Larutan gliserol 0.25 M dimasukkan sebanyak 8 mL kedalam viscometer dengan menggunakan pipet ukur. Viskometer diletakkan pada penyangga dan didiamkan selama 10 menit hingga temperature kesetimbangan tercapai. Larutan diisap melalui ujung alat menggunakan bola hisap hingga cairan berada dibawah viscometer. Diukur waktu alirnya. Prosedur diulangi dengan menggunakan larutan gliserol yang konsentrasinya berbeda sebagai pembanding waktu alir. 2.2 Penentuan Massa Molekul Polimer Larutan amilum 1% disiapkan dari stok 1 g / 100 mL menjadi empat konsentrasi yang berbeda sesuai dengan petunjuk asisten. Viskometer dibersihkan dengan etanol. Viskometer Laboratorium Kimia Fisik, Jurusan Kimia, FMIPA, UB

3

Laporan Praktikum Kimia Fisik dikeringkan dengan pompa vakum atau hair dryer. Larutan amilum 1 % dimasukkan sebanyak 8 mL kedalam viskometer dengan menggunakan pipet ukur. Viskometer diletakkan pada penyangga dan didiamkan selama 10 menit hingga temperature kesetimbangan tercapai. Larutan diisap melalui ujung alat menggunakan bola hisap hingga cairan berada dibawah viskometer. Diukur waktu alirnya. Prosedur diulangi dengan menggunakan larutan amilum 1 % yang konsentrasinya berbeda sebagai pembanding waktu alir.


4


III. HASIL DAN PEMBAHASAN Konsentrasi Gliserol (mol/L)

Waktu (s)

t/to

d/do

η/ηo (y)

1.00

3.00

1.15

1.0210

1.1781

0.75

2.80

1.08

1.0158

1.0939

0.50

2.65

1.02

1.0105

1.0299

0.25

2.60

1.00

1.0053

1.0053

0.00

2.60

1.00

1.0000

1.0000

Tabel 1. Penentuan Jari-Jari Gliserol

y = 0.1864x + 1.0143 R2 = 0.9736

1.7

0.8

0.0 0.00

0.30

0.60 KONSENTRASI GLISEROL (M)

0.90

1.20

Grafik 1. Grafik Penentuan Jari-jari Gliserol

slope

r3

r 3.09E-

0.1864

2.96E-23

08

Berdasarkan grafik dan data yang diperoleh dapat disimpulkan bahwa semakin besar konsentrasi maka viskositas molekul juga semakin besar karena larutan dengan konsentrasi tinggi akan lebih kental (pekat) sehingga memerlukan waktu alir yang lebih lama. Hal ini menunjukkan bahwa konsentrasi berbanding lurus dengan viskositas. Konsentrasi berhubungan dengan jumlah molekul jika jumlah molekul banyak maka viskositasnya tinggi. Semakin tinggi viskositas suatu cairan maka cairan tersebut akan semakin stabil karena pergerakan partikel atau molekul cenderung sulit untuk bertumbukan dengan semakin kentalnya cairan. Laboratorium Kimia Fisik, Jurusan Kimia, FMIPA, UB

5


6,3 x 1021 r3 = a 6,3 x 1021 r3 = 0,1864 0,1864

r3 = 6,3 x 10212 r = (2,959 x 10-23)1/3 r = 3,093 x 10-8 Å

Secara teoritis jari-jari gliserol 7,55 Å, pada percobaan didapatkan jari-jari gliserol 3,093 x 10-8 Å. Berdasarkan hasil teoritis dan percobaan jari-jari yang didapatkan mengalami perbedaan hal ini disebabkan karena adanya gaya tarik menarik antar molekul dan intramolekul. Pada percobaan dipengaruhi gaya tarik antar molekul gliserol sehingga jari-jari molekul gliserol menjadi lebih pendek dari pada secara teoritis.

Waktu (s)

t/to

d/do

η/ηo

ηred (y)

3.85

1.48

1.0002

1.4811

48.1080

3.50

1.35

1.0002

1.3464

46.1821

3.35

1.29

1.0001

1.2886

57.7194

3.00

1.15

1.0001

1.1539

61.5627

2.60

1.00

1.0000

1.0000

0.0000

Tabel 2. Penentuan Massa Molekul Relatif Amilum

70 60 50

nred

40 y = -2076.1x + 66.368 R² = 0.8144

30 20 10

0 0.000

0.004

0.008

0.012

konsentrasi (g/ml)

Grafik 2. Grafik Penentuan Massa Molekul Relatif Amilum Laboratorium Kimia Fisik, Jurusan Kimia, FMIPA, UB

6


y = KM ∝ 66,368 = 0.5067 × M 0,625 M 0,625 =

66,368 0,5067

M = 2440,78 g/mol

Dari data dan grafik yang diapatkan bahwa setiap konsentrasi meningkat maka viskositas larutan tersebut juga naik. Konsentrasi mempengaruhi viskositas karena berhubungan dengan banyaknya jumlah molekul pada suatu larutan,. Semakin besar konsentrasi maka laju alirnya semakin lambat menyebabkan viskositasnya besar. Berdasarkan data yang diperoleh, didapatkan suatu persamaaan dimana digunakan untuk menentukan Mr dari amilum, Secara teoritis massa molekul relative amilum sebesar 3272,30 g/mol , sedangkan pada percobaan kali ini didapatkan massa molekul relative sebesar 2440,78 g/mol. Faktor-faktor yang mempengaruhi viskositas adalah temperature, konsentrasi, gaya Tarik antar molekul, jumlah partikel terlarut. Temperatur berbanding terbalik dengan suhu jika suhu naik maka viskositasnya turun. Konsentrasi berbanding lurus dengan viskositas jika semakin tinggi konsentrasi larutan maka viskositasnya juga tinggi hal ini konsentrasi larutan menyatakan banyaknya partikel zat yang terlarut tiap satuan volum semakin banyak yang terlarut gesekan antar partikel semakin tinggi dan viskositasnya tinggi. Berat molekul berbanding lurus dengan viskositas karena dengan adanya solute yang berat akan menghambat laju cairan.

IV. KESIMPULAN Berdasarkan praktikum ini dapat disimpulkan bahwa viskositas dapat menentukan massa molekul relatif dan jari-jari molekul suatu senyawa. Massa molekul relative amilum yang didapatkan dari percobaan sebesar 2440.78 g/mol, sedangkan massa molekul relative amilum secara teoristis sebesar 3772,30 g/mol. Jari-jari molekul glserol dari percobaan sebesar 3,093 x 10-8 Å, sedangkan jari-jari gliserol secara teoritis sebesar 7,55 Å. Perbedaan tersebut dapat diakibatkan karena adanyaa gaya Tarik menarik antar molekul dan intra molekul


7


V. DAFTAR PUSTAKA [1] Dogra, S. K., 2009, Kimia Fisik dan Soal-Soal, Jakarta: UI Press [2] Milama, Burhanudin, 2014, Panduan Praktikum Kimia Fisika 2, UIN P.IPAFITK-Press: Jakarta [3] Warsito., Sri Wahyu Suciati., Dyan Isworo, 2010, Desain dan Analisis Pengukuran Viskositas dengan Metode Bola Jatuh Berbasis Sensor Optocoupler dan Sistem Akuisisinya pada Komputer, Jurnal Natur Indonesia, Hal 230-235, Bandar Lampung [4] Ariyanti,E.S. dan Agus ,M, 2010 , Otomasasi Pengukuran Koefisien Viskositas Zat Cair Menggunakan Gelombang Ultrasonik, Jurnal Neutrino,vol 2, No 2 [5] Halliday dan Resnick, 1985, Fisika, Erlangga: Jakarta [6] Nugroho,S.R dan Hasto,S,2012, Identifikasi Fisis Viskositas Oli Mesin Kendaraan Bermotor Terhadap Fungsi Suhu Dengan Menggunakan Laser Helium Neon, Jurnal Sains dan Seni , hal 1-5 [7] Levine, Ira, N., 2009, Physical Chemistry Sixth Edition, MC Graw Hill Companies: New York [8] Troy, David B, Paul Beringer, 2006, the science and practice of pharmacy, Lippincott williams & wilkins: United State of America


8

Laporan Praktikum Kimia Fisik Viskositas Cairan

Recommend Documents