JUDUL PERCOBAAN
" Mengukur Viskositas Madu dengan Teknik Hoopler"
TUJUAN PERCOBAAN
Mengetahui jenis-jenis alat viskositas
Mengetahui fungsi alat viskositas
Mengetahui cara mengukur viskositas fluida dengan teknik hoppler
Mengetahui faktor – faktor yang mempengaruhi viskositas suatu fluida
Mengetahui bahwa kecepatan suatu benda di dalam fluida berbeda tergantung pada massa dan bentuk dari benda itu sendiri
LANDASAN TEORI
Viskositas merupakan pengukuran dari ketahanan fluida yang diubah baik dengan tekanan maupun tegangan. Pada masalah sehari-hari (dan hanya untuk fluida), viskositas adalah "Ketebalan" atau "pergesekan internal". Oleh karena itu, air yang "tipis", memiliki viskositas lebih rendah, sedangkan madu yang "tebal", memiliki viskositas yang lebih tinggi. Sederhananya, semakin rendah viskositas suatu fluida, semakin besar juga pergerakan dari fluida tersebut.
Viskositas menjelaskan ketahanan internal fluida untuk mengalir dan mungkin dapat dipikirkan sebagai pengukuran dari pergeseran fluida. Sebagai contoh, viskositas yang tinggi dari magma akan menciptakan statovolcano yang tinggi dan curam, karena tidak dapat mengalir terlalu jauh sebelum mendingin, sedangkan viskositas yang lebih rendah dari lava akan menciptakan volcano yang rendah dan lebar. Seluruh fluida (kecuali superfluida) memiliki ketahanan dari tekanan dan oleh karena itu disebut kental, tetapi fluida yang tidak memiliki ketahanan tekanan dan tegangan disebut fluide ideal.
Viskositas merupakan ukuran kekentalan fluida yang menyatakan besar kecilnya gesekan di dalam fluida. Makin besar viskositas suatu fluida, maka makin sulit suatu fluida mengalir dan makin sulit suatu benda bergerak di dalam fluida tersebut. Di dalam zat cair, viskositas dihasilkan oleh gaya kohesi antara molekul zat cair. Sedangkan dalam gas, viskositas timbul sebagai akibat tumbukan antara molekul gas.
Apabila suatu benda bergerak dengan kelajuan v dalam suatu fluida kental yang koefisien viskositasnya η, maka benda tersebut akan mengalami gaya gesekan fluida sebesar Fs= kη v, dengan k adalah konstanta yang bergantung pada bentuk geometris benda. Berdasarkan perhitungan laboratorium, pada tahun 1845, Sir George Stokes menunjukkan bahwa untuk benda yang bentuk geometrisnya berupa bola nilai k = 6 π r. Bila nilai k dimasukkan ke dalam persamaan, maka diperoleh persamaan seperti berikut.
Fs = 6 π η rv
Persamaan di atas selanjutnya dikenal sebagai hukum Stokes.
Keterangan:
Fs : gaya gesekan stokes (N)
η : koefisien viskositas fluida (Pa s)
r : jari-jari bola (m)
v : kelajuan bola (m/s)
Perhatikan sebuah bola yang jatuh dalam fluida pada gambar dibawah. Gaya-gaya yang bekerja pada bola adalah gaya berat w, gaya apung Fa, dan gaya lambat akibat viskositas atau gaya stokes Fs. Ketika dijatuhkan, bola bergerak dipercepat. Namun, ketika kecepatannya bertambah, gaya stokes juga bertambah. Akibatnya, pada suatu saat bola mencapai keadaan seimbang sehingga bergerak dengan kecepatan konstan yang disebut kecepatan terminal.
Suatu zat memiliki kemampuan tertentu sehingga suatu padatan yang dimasukkan kedalamnya mendapat gaya tekanan yang diakibatkan peristiwa gesekan antara permukaan padatan tersebut dengan zat cair. Sebagai contoh, apabila kita memasukkan sebuah bola kecil kedalam zat cair, terlihatlah batu tersebut mula-mula turun dengan cepat kemudian melambat hingga akhirnya sampai didasar zat cair. Bola kecil tersebut pada saat tertentu mengalami sejumlah perlambatan hingga mencapai gerak lurus beraturan. Gerakan bola kecil menjelaskan bahwa adanya suatu kemampuan yang dimiliki suatu zat cair sehingga kecepatan bola berubah. Mula-mula akan mengalami percepatan yang dikarenakan gaya beratnya tetapi dengan sifat kekentalan cairan maka besarnya percepatannya akan semakin berkurang dan akhirnya nol. Pada saat tersebut kecepatan bola tetap dan disebut kecepatan terminal. Hambatan-hambatan dinamakan sebagai kekentalan (viskositas). Akibaat viskositas zat cair itulah yang menyebabkan terjadinya perubahan yang cukup drastic terhadap kecepatan batu.
Aliran viskos, dalam berbagai masalah keteknikan pengaruh viskositas pada aliran adalah kecil, dan dengan demikian diabaikan. Cairan kemudian dinyatakan sebagai tidak kental (invicid) atau seringkali ideal dan diambil sebesar nol. Tetapi jika istilah aliran viskos dipakai, ini berarti bahwa viskositas tidak diabaikan.
Untuk benda homoogen yang dicelupkan kedalam zat cair ada tiga kemungkinan yaitu, tenggelam, melayang, dan terapung.
Peralatan untuk mengukur viskositas disebut viscometer. Terdapat berbagai jenis viscometer yang berbeda, tetapi, karena sasaran makalah ini adalah untuk membuktikan prinsip-prinsip tertentu dari hidrolika, bukan untuk menjelaskan permesinan hidrolik dan peralatannya, makahal ini dapat dicari pada sumber lain. Untuk mempermudah, disebutkan tiga cara untuk menentukan µ, yaitu:
Dengan viscometer torsi
Rumus R = µA dipakai pada silinder konsentris.
Dengan viscometer Ostwald
Pada viscometer Ostwald yang diukur adalah waktu yang dibutuhkan oleh sejumlah tertentu cairan untuk mengalir melalui pipa kapiler dengan gaya yang disebabkan oleh berat cairan itu sendiri. Pada percobaan sebenarnya, sejumlah tertentu cairan (misalnya 10 cm3, bergantung pada ukuran viscometer) dipipet kedalam viscometer. Cairan kemudian dihisap melalui labu pengukur dari viscometer sampai permukaan cairan lebih tinggi daripada batas a. cairan kemudian dibiarkan turun ketika permukaan cairan turun melewati batas a, stopwatch mulai dinyalakan dan ketika cairan melewati tanda batas b, stopwatch dimatikan. Jadi waktu yang dibutuhkan cairan untuk melalui jarak antara a dan b dapat ditentukan. Tekanan ρ merupakan perbedaan antara kedua ujung pipa U dan besarnya disesuaikan sebanding dengan berat jenis cairan.
Dengan hokum stokes untuk bola jatuh
Arti dari bilangan Reynolds kritis Re = 1 , adalah bahwa Re 1 aliran melalui bola adalah viskos dan hambatan pada gerakan adalah hambatan viskos, dimana pada Re 1 aliran melalui bola adalah turbulen dan hambatan pada gerakan adalah campuran dari gesekan dan hambatan bentuk akibat aliran turbulen.
Viscometer cup dan Bob
Prinsip kerjanya sampel digeser dalam ruangan antara dinding luar Bob dan dinding dalam dari cup dimana bob masuk persis ditengan-tengah. Kelemahan viscometer ini adalah terjadinya aliran sumbat yang disebabkan gesekan yang tinggi disepanjang keliling bagian tube sehingga menyebabkan penemuan konsentrasi. Penurunan konsentrasi ini menyebebkan bagian tengah zat yang ditekan keluar memadat. Hal ini disebut aliran sumbat.
Viscometer Cone dan Plate
Cara pemakaiannya adalah sampek yang ditempatkan di tengah-tengah papan, kemudian dinaikkan hingga posisi dibawah kerucut. Kerucut digerakkan oleh motor dengan bermacam kecepatan dan sampelnya digeser didalam ruang sempit antara papan yang diam dan kemudian kerucut yang berputar.
Viscometer hoppler
Pada viscometer ini yang diukur adalah waktu yang dibutuhkan oleh sebuah bola logam untuk melewati cairan setinggi tertentu. Suatu benda karena adanya gravitasi akan jatuh melalui medium yang berviskositas (seperti cairan misalnya), dengan kecepatan yang semakin besar sampai mencapai kecepatan maksimum. Kecepatan maksimum akan tercapai bila gravitasi sama dengan fictional resistance medium (Bird,1993).
Berdasarkan hokum stokes pada kecepatan bola maksimum, terjadi keseimbangan sehingga : gaya gesek = gaya berat, gaya Archimedes :
6πrVmax = 4/3 r3 (ρbola – ρcair) g
Ŋ = { 2/g r3 (ρbola – ρcair) g } / Vmax
Vmax = h / t
Dimana :
t = waktu jatuh bola pada ketinggian h
Faktor-faktor yang mempengaruhi viskositas adalah :
Suhu
Viskositas berbanding terbalik dengan suhu. Jika suhu naik maka viskositas akan turun, dan begitu sebaliknya. Hal ini disebabkan karena adanya gerakan partikel-partikel cairan yang semakin cepat apabila suhu ditingkatkan dan menurun kekentalannya.
Konsentrasi larutan
Viskositas berbanding lurus dengan konsentrasi larutan. Suatu larutan dengan konsentrasi tinggi akan memiliki viskositas yang tinggi pula, karena konsentrasi larutan menyatakan banyaknya partikel zat yang terlarut tiap satuan volume. Semakin banyak partikel yang terlarut, gesekan antar partikrl semakin tinggi dan viskositasnya semakin tinggi pula.
Berat molekul solute
Viskositas berbanding lurus dengan berat molekul solute. Karena dengan adanya solute yang berat akan menghambat atau member beban yang berat pada cairan sehingga manaikkan viskositas.
Tekanan
Semakin tinggi tekanan maka semakin besar viskositas suatu cairan.
LEMBAR PENGESAHAN
Judul Percobaan : Mengukur Viskositas Madu dengan Teknik Hoppler
Nama Praktikan : Bulqis Syal Duha
NIM : 153145453005
Hari / Tanggal Percobaan : Selasa / 22 Desember 2015
Kelompok : 1A
Rekan Kerja : 1) Afrilia Natasia Patty / 153145453001
2) Alma Adila Akrar / 153145453002
3) Amelia Istiqamah / 153145453003
4) Didin Muhammad Hasyir / 153145453006
Penilaian :………………………………………………….
Makassar, 29 Desember 2015
Disetujui Oleh
Dosen Pembimbing Praktikan
Resi Agesia Waji, S.Si,M.Si Bulqis Syal Duha
NIDN : 09 020883 03 NIM : 153145453005
ALAT DAN BAHAN
Alat
Gelas ukur
Neraca analitik
Kelereng
Kerikil
Stopwatch
Bahan
Madu kurma TJ
PROSEDUR KERJA
Menyiapkan alat dan bahan yang akan digunakan
Menimbang massa kelereng dan kerikil secarah terpisah menggunakan neraca analitik digital
Mencatat massa kedua benda tersebut
Menuangkan madu kurma TJ pda gelas ukur hingga volume 110 ml
Memasukkan secara perlahan kelereng kedalam gelas ukur yang berisi madu tersebut
Memulai menghitung waktu menggunakan stopwatch ketika kelereng berada pada skla 100 ml (batas a)
Mengamati pergerakan kelereng yang berada di dalam madu
Menghentikan stopwatch ketika kelereng berada pada skala 20 ml
Mencatat waktu yang dibutuhkan kelereng untuk sampai dari skala 100 ml (batas a) ke skala 20 ml (batas b)
Mengulang percobaan pada langkah 3 – 8 untuk kerikil
HASIL PENGAMATAN
Setelah melakukan percobaan "Mengukur Viskositas Madu dengan Teknik Hoppler" maka kami medapatkan hasil sebagai berikut :
No
Benda
Massa Benda
Waktu
1.
Kelereng
5,047 gram
30,36 sekon
2.
Kerikil
6,273 gram
33,93 sekon
PEMBAHASAN
Percobaan kali ini adalah mengukur viskositas suatu fluida dengan teknik hoppler. Pada percobaan viscometer ini kami menggunakan madu sebagai sampel fluida. Dengan cara menjatuhkan suatu benda kedalam fluida dalam hal ini adalah madu (kurma TJ) untuk menghitung waktu tempuh benda yang melewati fluida untuk menghitung viskositas madu TJ tersebut.
Bentuk benda, massa benda, dan luas permukaan benda yang dijatuhkan kedalam suatu fluida akan mempengaruhi kecepatan benda tersebut untuk sampai pada dasar atas batas akhir tabung, walaupun menggunakan fluida yang sama.
Pada percobaan ini kami menggunakan dua buah benda yang memiliki massa, luas permukaan dan bentuk yang berbeda, yaitu kelereng dan kerikil. Kelereng berbentuk bola, mempunyai massa 5,047 gram. Sedangkan kerikil mempunyai massa 6,273 gram dan tidak memiliki bentuk.
Walaupun kedua benda ini (kelereng dan kerikil) dijatuhkan pada suatu fluida yang sama yaitu madu kurma TJ, namun waktu yang diperlukan oleh kedua benda ini untuk sampai pada batas b (skala 20 ml) berbeda. Kelereng membutuhkan waku sekitar 30,36 detik untuk sampai pada batas skala 20 ml, sedangkan kerikil membutuhkan waktu sekitar 33,93 detik.
Setelah melakukan percobaan ini dapat diketahui bahwa walaupun massa yang dimiliki kerikil lebih berat dibandingkan dengan massa kelereng, tetapi waktu tempuh kelereng lebih cepat dibandingkan dengan waktu tempuh yang diutuhkan kerikil. Mengapa hal ini dapat terjadi? Karena, kecepatan suatu benda yang dijatuhkan didalam suatu fluida tidak hanya dipengaruhi oleh massa dan luas permukaan dari benda yang dijatuhkan tersebut. tetapi bentuk dari benda itu sendiri juga turut mempengaruhi kecepatan waktu tempuh jatuhnya benda di dalam fluida.
Kelereng yang berbentuk bola lebih cepat untuk sampai pada batas b (skala 2 ml), karena dengan bentuk bola itulah yang memudahkan kelereng untuk melewati madu TJ karena bentuknya yang fleksibel. Sedangkan kerikil yang tidak mempunyai bentuk akan membutuhkan waktu yang lama untuk melewati madu, karena sulit untuk mencari celah karena bentuknya yang tidak seperti bola.
Adapun langkah – langkah yang harus diperhatikan dalam percobaan kali ini adalah :
Menimbang kelereng dan kerikil
Menimbang adalah suatu perkara yang sangat sederhana. Namun, memerlukan ketelitian yang cukup tinggi. Ketika menimbang suatu benda atau sampel sebaiknya melakukannya hingga ketelitian yang dihasilkan dari penimbanga pertama dan selanjutnya itu hanya 0,0001 gram. Untuk mendapatkan ketelitian tersebut, maka lakukan penimbangan hingga tiga kali pada benda atau sampel. Sehingga hasil penimbangan lebih akurat dan dapat dipertanggungjawabkan.
Menuangkan Madu kurma TJ pada gelas ukur
Madu kurma TJ adalah madu murni yang dicampur dengan kurma, sehingga memiliki viskositas atau kekentalan yang sangat tinggi. Selain karena adanya campuran dari kurma, viskositas madu kurma TJ ini juga dipengaruhi oleh adanya gaya intermolekul pada madu kurma TJ yang sangat kuat. Sehingga menyebabkan, ketika kita menuangkan madu kurma TJ tersebut diperlukan kehati-hatian karena kekentalan dan gaya intermolekul didalam madu kurma TJ tersebut.
Gelas ukur yang kami gunakan pada percobaan ini adalah gelas ukur sengan skala 100 ml. Namun, karena kami telah menentukan batas a (pada skala 100 ml) dan batas b (pada skala 20 ml), maka madu yang dibutuhkan adalah 110 ml.
Menghitung waktu tempuh kelereng dan kerikil
Fungsi dari penambahan volume madu kurma TJ menjadi 110 ml adalah untuk memudahkan mengamati ketika kelereng atau kerikil telah sampai pada batas a (100 ml) maka segeralah untuk menekan stopwatch untuk memulai menghitung waktu tempuh kedua kelereng. Selanjutnya setelah kelereng atan kerikil telah sampai pada batas b ( 20 ml) maka stop stopwatch untuk menghentikan perhitungan waktu tempuh kedua benda tersebut di dalam madu kurma TJ.
Menghitung waktu tempuh kelereng dan kerikil didalam madu kurma TJ ini dengan menggunakan stopwatch membutuhkan ketelitian dan kecermatan yang cukup tinggi.
KESIMPULAN
Berdasarkan hasil pengamatan, dan pembahasan maka dapat disimpulkan bahwa :
Viskositas merupakan ukuran kekentalan fluida yang menyatakan besar kecilnya gesekan di dalam fluida. Makin besar viskositas suatu fluida, maka makin sulit suatu fluida mengalir dan makin sulit suatu benda bergerak di dalam fluida tersebut.
Viskometer Hoppler adalah alat yang digunakan untuk menghitung viskositas atau kekentalan suatu fluida dengan cara menghitung waktu tempuh suatu benda yang melewati fluida yang akan diukur viskositasnya.
Benda yang dijatuhkan pada fluida yang memiliki viskositas yang tinggi akan sulit untuk bergerak. Namun, selain faktor dari viskositas fluida tersebut. Bentuk, luas permukaan dan massa dari benda yang dijatuhkan kedalam suatu fluida juga sangat mempengaruhi kecepatan waktu tempuh gerak benda tersebut.
SARAN
Setelah melakukan percobaan "mengukur viskositas madu dengan teknik hoppler" saya menyarankan :
Agar teman – teman berhati-hati dalam melakukan percobaan ini. Karena madu merupakan fluida atau larutan yang memiliki gaya intermolekul yang cukup tinggi dan bersifat lengket maka sebaiknya setelah digunakan tutup kembali dengan rapat.
Ketika menimbang benda, sebaiknya lakukan sebanyak dua atau tiga kali, hingga perbedaan ketelitiannya hanya 0,0001 gram. Sehingga hasil pengukuran dapat lebih akurat.
Pada saat menggunakan memulai menghitung waktu tempuh kedua benda, lihat secara teliti ketika benda yang dijatuhkan tersebut telah berada pada batas a dan hentikan stopwatch ketika benda berada pada skala.
DAFTAR PUSTAKA
Martin, et al. 1963. Farmasi Fisik. Penerbit Buku Kedokteran EGC, Jakarta.
Moechtar, 1990, Farmasi Fisik, UGM-press: Yogyakarta.
Respati, H. 1981. Kimia Dasar Terapan Modern. Jakarta : Erlangga
Dugdale., R.H. 1986, Mekanika Fluida, Edisi III. Erlangga: Jakarta.
Petrucci. 1989. Kimia Dasar Prinsip-Prinsip dan Terapan Modern. Erlangga:Jakarta.
LAPORAN PRAKTIKUM
INSTRUMEN I
"VISKOMETER"
OLEH
NAMA : BULQIS SYAL DUHANIM : 153145453005KELAS : 2015 AKELOMPOK : 1 A
NAMA : BULQIS SYAL DUHA
NIM : 153145453005
KELAS : 2015 A
KELOMPOK : 1 A
PROGRAM STUDI DIII ANALIS KESEHATAN
STIKES MEGA REZKY MAKASSAR
2015 / 2016