Laporan resmi viskositas dan tegangan muka

LAPORAN RESMI PRAKTIKUM DASAR TEKNIK KIMIA II

Materi : VISKOSITAS DAN TEGANGAN MUKA

Oleh : Deo Reynaldo Alwi

NIM : 21030114120019

Diah Ayu Pratiwi

NIM : 21030114140120

Singgih Oktavian

NIM : 21030114140128

LABORATORIUM DASAR TEKNIK KIMIA II TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS DIPONEGORO 2015

LAPORAN RESMI PRAKTIKUM DASAR TEKNIK KIMIA II

Materi : VISKOSITAS DAN TEGANGAN MUKA

Oleh : Deo Reynaldo Alwi

NIM : 21030114120019

Diah Ayu Pratiwi

NIM : 21030114140120

Singgih Oktavian

NIM : 21030114140128

LABORATORIUM DASAR TEKNIK KIMIA II TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS DIPONEGORO 2015

i

VISKOSITAS DAN TEGANGAN MUKA HALAMAN PENGESAHAN

1. Judul Praktikum

: Viskositas dan Tegangan Muka

2. Kelompok

: IV / Senin Siang

3. Anggota 1. Nama Lengkap

: Deo Reynaldo Alwi

NIM

: 21030114120019

Jurusan

: Teknik Kimia

Universitas

: Universitas Diponegoro

2. Nama Lengkap

: Diah Ayu Pratiwi

NIM

: 21030114140120

Jurusan

: Teknik Kimia

Universitas


3. Nama Lengkap

: Singgih Oktavian

NIM

: 21030114140128

Jurusan

: Teknik Kimia

Universitas


Semarang,1 Juni 2015 Asisten Pengampu

Guntur Takana Yasis 21030111140172

Laboratorium Dasar Teknik Kimia II

ii

VISKOSITAS DAN TEGANGAN MUKA KATA PENGANTAR

Puji syukur kami panjatkan ke hadirat Tuhan Yang Maha Esa yang telah memberikan rahmat serta karunianya kepada kami sehingga dapat menyelesaikan Laporan Resmi Praktikum Dasar Teknik Kimia II. Oleh karena berkat dan rahmatNya pula kami dapat menyelesaikan tujuh materi praktikum dengan baik dan lancar tanpa hambatan yang berarti. Terselesaikannya laporan resmi ini tidak lepas dari beberapa pihak. Oleh karena itu, kami mengucapkan terima kasih kepada bapak dan ibu laboran yang mendampingi kami di laboratorium, koordinator asisten PDTK, Wahyu Arga Utama, asisten laporan resmi viskositas dan tegangan muka, Guntur Takana Yasis, dan semua asisten yang telah membimbing kami selama praktikum. Kepada teman-teman yang telah membantu memberikan motivasi dan kerjasama yang baik. Kami berharap semoga laporan ini dapat berguna bagi para pembaca. Kami memohon maaf apabila ada salah kata ataupun hal-hal yang kurang berkenan di hati pembaca.

Semarang, 20 Mei 2015

Penyusun


iii

VISKOSITAS DAN TEGANGAN MUKA INTISARI Viskositas atau kekentalan adalah suatu sifat yang dimiliki tiap fluida baik yang gas maupun cairan. Ada beberapa cara menentukan viskositas, yaitu dengan metode Ostwald dan metode Hoppler. Pada praktikum ini digunakan metode Ostwald, yaitu metode untuk mengetahui viskositas dengan berdasarkan perbedaan suhu, jenis larutan, dan waktu yang dibutuhkan oleh cairan pada viskosimeter Ostwald. Faktor-faktor yang mempengaruhi viskositas yaitu densitas, suhu, tekanan, dan gaya gesek. Dengan faktor-faktor tersebut mahasiswa diharapkan memahami hubungan densitas dengan faktor tersebut dan mampu membuat grafik antara viskositas dengan % volume, densitas, dan waktu alir. Dalam praktikum ini digunakan metode Ostwald dengan menghitung waktu alir cairan dari titik batas atas “S1” ke titik batas bawah “S2” dengan viskosimeter Ostwald. Cairan yang digunakan adalah UC-1000 dan Buavita 4%V, 8%V, 12%V, 16%V, serta Buavita 5%V pada suhu 30oC, 40oC, 50oC, dan 60oC. Viskositas dapat diketahui dengan membandingkan cairan dengan zat pembanding yang telah dicari terlebih dahulu viskositasnya. Dari hasil praktikum yang didapatkan pada sampel UC-1000 kadar 4%V, 8%V, 12%V, dan 16%V memiliki viskositas dinamis sebesar ; ; ; dan . Buavita kadar 4%V, 8%V, 12%V, dan 16%V memiliki viskositas dinamis sebesar ; ; ; dan . Serta Buavita 5%V pada suhu 30oC, 40oC, 50oC, dan 60oC memiliki viskositas dinamis sebesar ; ; ; dan . Sehingga dapat disimpulkan bahwa viskositas berbanding lurus dengan %Volume, massa jenis, dan waktu alir, namun berbanding terbalik dengan suhu. Saran yang dapat diberikan yaitu mengamati laju alir cairan pada viskosimeter dengan teliti, selalu mencuci viskosimeter pada tiap pergantian cairan dan konsentrasi yang berbeda, pada penentuan viskositas berdasarkan suhu dilakukan 2-3 oC diatas suhu yang diinginkan agar pada saat dilakukan pengujian tidak terjadi penurunan suhu secara drastis.


iv

VISKOSITAS DAN TEGANGAN MUKA SUMMARY Viscosity is a characteristis owned by each fuild either gas or liquid. There are several ways to determine viscosity, Ostwald method and Hoppler method. At this practicum used Ostwald method. Ostwald method is a method to determine the viscosity by temperature difference, type of solution, and time required by the liquid on Ostwald viscometer. Factors that affect the viscosity are density, temperature, pressure, and friction. With these factors, studens are expected to understand the relationship with thedensity of these factors and is able to make a graph between viscosity with %V, density, and flow time. In this practicum, we use Ostwald method and calculate the flow time of the fluid from the upper point “S1” to the lower point “S2” at the Ostwald viscometer. The liquid are UC-1000 and Buavita (4,8,12,16)%V and Buavita 5%V at 30,40,50,60 oC. Viscosity can be determined by comparing the liquid with a comparison substance that has been determine before. The result of this practicum were obtained on a sample UC-1000 at 4%V, 8%V, 12%V, dan 16%V has a dynamic viscosity ; ; ; dan . Sample Buavita at 4%V, 8%V, 12%V, dan 16%V has a dynamic viscosity ; ; ; dan . Sample Buavita 5%V at 30oC, 40oC, 50oC, dan 60oC has a dynamic viscosity ; ; ; dan . It can be concluded that viscosity is directly proportional with %V, density, and flow time, but inversely proportional with temperature. Our advice are ovserve the flow rate of fluid in viskometer carefully, always wash viscometer at every changing of liquids and different concentrations, when the determination of the viscosity make 2-3oC above the actual temperature so the temperature doesn’t decrease drastic.


v

VISKOSITAS DAN TEGANGAN MUKA DAFTAR ISI

COVER ..................................................................................................... i HALAMAN PENGESAHAN ................................................................... ii KATA PENGANTAR .............................................................................. iii INTISARI.................................................................................................. iv SUMMARY .............................................................................................. v DAFTAR ISI ............................................................................................. vi DAFTAR TABEL ..................................................................................... ix DAFTAR GAMBAR ................................................................................ xi BAB I PENDAHULUAN ......................................................................... 1 I.1

Latar Belakang ....................................................................... 1

I.2

Tujuan Praktikum ................................................................... 2

I.3

Manfaat Praktikum ................................................................. 2

BAB II TINJAUAN PUSTAKA............................................................... 3 II.1 Pengertian ............................................................................... 3 II.2 Macam-macam Viskositas ..................................................... 3 II.3 Viskositas Suatu Larutan ........................................................ 4 II.4 Faktor-faktor yang Mempengaruhi Viskositas ....................... 5 II.5 Cara Penentuan Viskositas ..................................................... 6 II.6 Kegunaan Viskositas .............................................................. 7 BAB III METODE PRAKTIKUM ........................................................... 8 III.1 Bahan dan Alat yang Digunakan ............................................ 8 III.2 Gambar Alat ........................................................................... 8 III.3 Cara Kerja .............................................................................. 9 BAB IV HASIL PRAKTIKUM DAN PEMBAHASAN.......................... 10 IV.1 Hasil Praktikum ...................................................................... 10 IV.2 Pembahasan ............................................................................ 10 BAB V PENUTUP .................................................................................... 14 V.1 Kesimpulan............................................................................. 14 V.2 Saran ....................................................................................... 14 DAFTAR PUSTAKA ............................................................................... 15


vi

VISKOSITAS DAN TEGANGAN MUKA LEMBAR PERHITUNGAN ..................................................................... B-1 LEMBAR PERHITUNGAN GRAFIK ..................................................... C-1 DATA HASIL PRAKTIKUM .................................................................. A-1 LEMBAR PERHITUNGAN ..................................................................... B-1 LEMBAR PERHITUNGAN GRAFIK ..................................................... C-1 LEMBAR PERHITUNGAN REAGEN ................................................... D-1 LEMBAR KUANTITAS REAGEN ......................................................... E-1 REFERENSI LEMBAR ASISTENSI


vii

VISKOSITAS DAN TEGANGAN MUKA DAFTAR ISI

INTISARI.................................................................................................. 16 SUMMARY .............................................................................................. 17 BAB I PENDAHULUAN ......................................................................... 18 I.1

Latar Belakang ....................................................................... 18

I.2

Tujuan Praktikum ................................................................... 18

I.3

Manfaat Praktikum ................................................................. 19

BAB II TINJAUAN PUSTAKA............................................................... 20 II.1 Pengertian ............................................................................... 20 II.2 Metode Penentuan Tegangan Muka ....................................... 20 II.3 Faktor-faktor yang Mempengaruhi Tegangan Muka ............. 21 II.4 Kegunaan Tegangan Muka..................................................... 21 BAB III METODE PRAKTIKUM ........................................................... 22 III.1 Bahan dan Alat yang Digunakan ............................................ 22 III.2 Gambar Alat ........................................................................... 22 III.3 Cara Kerja .............................................................................. 23 BAB IV HASIL PRAKTIKUM DAN PEMBAHASAN.......................... 25 IV.1 Hasil Praktikum ...................................................................... 25 IV.2 Pembahasan ............................................................................ 25 BAB V PENUTUP .................................................................................... 30 V.1 Kesimpulan............................................................................. 30 V.2 Saran ....................................................................................... 30 DAFTAR PUSTAKA ............................................................................... 31


viii

VISKOSITAS DAN TEGANGAN MUKA DAFTAR TABEL Tabel 4.1 Data viskositas berdasarkan %V, ρ, waktu, dan suhu............... 10


ix

VISKOSITAS DAN TEGANGAN MUKA DAFTAR TABEL

Tabel 4.1 Hasil praktikum pengukuran tegangan muka pada rinso dan air gula ............................................................................... 25


x

VISKOSITAS DAN TEGANGAN MUKA DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Viskometer Ostwald ............................................................ 6 Gambar 3.1 Viskometer Ostwald ............................................................ 8 Gambar 4.1 Hubungan %V dengan viskositas ........................................ 10 Gambar 4.2 Hubungan waktu dengan viskositas UC-1000 ..................... 11 Gambar 4.3 Hubungan waktu dengan viskositas buavita ........................ 11 Gambar 4.4 Hubungan massa jenis dengan viskositas ............................ 12 Gambar 4.5 Hubungan suhu dengan viskositas ....................................... 12


xi

VISKOSITAS DAN TEGANGAN MUKA DAFTAR GAMBAR

Gambar 3.1 Alat untuk metode tetes ....................................................... 22 Gambar 3.2 Alat untuk metode pipa kapiler ............................................ 22 Gambar 4.1 Hubungan tinggi pipa kapiler dengan tegangan muka rinso ..................................................................................... 25 Gambar 4.2 Hubungan tinggi pipa kaliper dengan tegangan muka air gula ................................................................................. 26 Gambar 4.3 Hubungan jumlah tetesan dengan tegangan muka rinso ...... 27 Gambar 4.4 Hubungan jumlah tetesan dengan tegangan muka air gula ................................................................................. 27 Gambar 4.5 Hubungan volume tetesan dengan tegangan muka rinso ..... 28 Gambar 4.6 Hubungan volume tetesan dengan tegangan muka air gula

............................................................................................. 28


xii

VISKOSITAS DAN TEGANGAN MUKA BAB I PENDAHULUAN

I.1

Latar Belakang Dalam setiap fluida, baik gas maupun cairan, masing-masing memiliki suatu sifat yang dikenal dengan sebutan viskositas. Viskositas dapat disebut juga sebagai kekentalan. Sebagai contoh madu yang lebih kental dari air menunjukkan bahwa madu memiliki viskositas yang lebih besar dari air. Viskositas dibagi menjadi viskositas dinamis dan viskositas kinematis. Ada beberapa cara dalam perhitungan viskositas suatu larutan, perhitungan yang umum antara lain viskositas relatif, viskositas spesifik, viskositas inheren, dan viskositas intrinsik. Salah satu cara untuk menentukan viskositas cairan adalah dengan metode Ostwald dari Poiseulle. Metode Ostwald adalah salah satu cara untuk menentukan nilai viskositas dimana prinsip kerjanya berdasarkan perbedaan suhu, jenis larutan, dan waktu yang dibutuhkan oleh sejumlah cairan untuk dapat mengalir melalui pipa kapiler dengan gaya yang disebabkan oleh berat cairan itu sendiri. Viskositas sendiri banyak digunakan dalam dunia industri untuk mengetahui koefisien kekentalan zat cair. Dari perhitungan itu dapat dihitung berapa seharusnya kekentalan yang dapat digunakan dalam mengomposisikan zat fluida itu dalam sebuah larutan. Salah satu penerapannya yaitu pada industri oli. Oli memiliki kekentalan yang lebih besar daripada zat cair lainnya. Dengan mengetahui komposisi dari oli tersebut, penerapan viskositas sangat berpengaruh dalam menjaga kekentalan oli agar tetap terjaga selama proses produksi. Selain dalam industri oli masih banyak lagi aplikasi dari sifat viskositas ini. Oleh karena itu, percobaan tentang viskositas ini perlu dilakukan agar mahasiswa mampu memahami viskositas dan pengaruhnya serta dapat mengaplikasikannya dalam kehidupan sehari-hari.


1

VISKOSITAS DAN TEGANGAN MUKA I.2

Tujuan Praktikum 1.

Menentukan viskositas dinamis dari uc-1000 dan buavita rasa jambu.

2.

Membuat grafik antara ηx vs % V, ηx vs ρx, ηx vs tx, dan ηx vs Tx.

3.

Menentukan hubungan antara viskositas dengan % volume, densitas larutan, waktu alir, dan suhu dari uc-1000 dan buavita rasa jambu.

I.3

Manfaat Praktikum 1.

Mahasiswa mampu menentukan viskositas dinamis dari uc-1000 dan buavita rasa jambu.

2.

Mahasiswa mampu membuat grafik antara ηx vs % V, ηx vs ρx, ηx vs tx, dan ηx vs Tx.

3.

Mahasiswa mampu menentukan hubungan antara viskositas dengan % volume, densitas larutan, waktu alir,dan suhu dari uc-1000 dan buavita rasa jambu.


2

VISKOSITAS DAN TEGANGAN MUKA BAB II TINJAUAN PUSTAKA

II.2

Pengertian Viskositas dapat dianggap sebagai suatu gesekan antara lapisan zat cair atau gas yang mengalir. Tiap molekul dalam cairan dianggap dalam kedudukan setimbang. Maka sebelum lapisan molekul dapat melewati lapisan molekul lainnya diperlukan suatu energi tertentu sehingga suatu lapisan zat cair dapat meluncur diatas lapisan lainnya. Karena adanya gaya gesekan antara lapisan zat cair, maka suatu zat akan bersifat menahan aliran. Besar kecilnya gaya gesekan tersebut tergantung dari sifat zat cair yang dikenal dengan nama viskositas. Dirumuskan;



G A.dv dy

Dengan: η = viskositas G = gaya gesek A = luas permukaan zat cair dv = perbedaan kecepatan antara dua lapisan zat cair yang berjarak dy Jadi viskositas dapat didefinisikan sebagai gaya tiap satuan luas (dyne/cm3) yang diperlukan untuk mendapatkan beda kecepatan sebesar 1 cm/dt antara dua lapisan zat cair yang sejajar dan berjarak 1 cm. Dalam satuan cgs, viskositas sebesar 1 dyne dt cm-2 disebut 1 poise. Untuk kekentalan yang kecil dapat digunakan centipoise (10-2 poise).

II.2

Macam-Macam Viskositas 1. Viskositas Dinamis Adalah viskositas yang disebabkan apabila dua lapisan zat cair saling bergeseran sehingga besarnya gaya gesekan zat cair dinyatakan dengan banyaknya 1 gram zat cair yang mengalir sejauh 1 cm dt-1, satuannya dalam satuan SI adalah gr cm-1 det-1 atau poise.


3

VISKOSITAS DAN TEGANGAN MUKA 2. Viskositas Kinematis Adalah viskositas yang ditimbulkan bila dua zat cair saling bergesekan sehingga besarnya gaya geekan zat cair dinyatakan dengan banyaknya zat cair yang mengalir per satuan luas tiap detik, satuannya adalah cm2dt-1 atau stokes. Satu stokes didefinisikan sebagai gaya sebesar 1 dyne yang diperlukan untuk mendapatkan sejumlah zat cair yang mengalir dalam penampang seluas 1 cm2 dalam satu detik. Hubungan antara angka kental dinamis (ηd) dengan angka kental kinematis (ηk) berdasarkan satuannya adalah: ηd = gr cm-1 det-1 ηk = cm2/dt jadi ηd/ ηk = gr/cm3 = ρ (densitas)

II.3 Viskositas Suatu Larutan Dalam suatu larutan, η0 merupakan viskositas dari pelarut murni dan η merupakan viskositas dari larutan yang menggunakan pelarut tersebut. Ada beberapa cara untuk menghitung pengaruh penambahan zat terlarut terhadap viskositas larutan. Perhitungan viskositas suatu larutan sering dihubungkan dengan penentuan berat molekul suatu polimer yang terdapat dalam suatu pelarut. Beberapa perhitungan viskositas suatu larutan yang paling umum yaitu: 1. Viskositas Relatif Adalah rasio antara viskositas larutan dengan viskositas dari pelarut yang digunakan. Dinyatakan dengan rumus:

2. Viskositas Spesifik Adalah rasio antara perubahan viskositas yang terjadi setelah penambahan zat terlarut dengan viskositas pelarut murni. Dinyatakan dengan rumus:


4

VISKOSITAS DAN TEGANGAN MUKA 3. Viskositas Inheren Adalah rasio antara logaritma natural dari viskositas relatif dengan konsentrasi dari zat terlarut (biasanya berupa polimer). Viskositas inheren dinyatakan dengan rumus:

4. Viskositas Intrinsik Adalah rasio antara viskositas spesifik dengan konsentrasi zat terlarut yang diekstrapolasi sampai konsentrasi mendekati nol (saat pengenceran tak terhingga). Viskositas intrinsik menunjukkan kemampuan suatu polimer dalam larutan untuk menambah viskositas larutan tersebut. Nilai viskositas dari suatu senyawa makromolekul di dalam larutan adalah salah satu cara yang paling banyak digunakan dalam karakterisasi senyawa tersebut. Secara umum, viskositas intrinsik dari makromolekul linear berkaitan dengan berat molekul atau derajat polimerisasinya. Viskositas intrinsik dinyatakan dengan rumus:

II.4

Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Viskositas: 1. Densitas Pengaruh densitas terhadap viskositas dapat dilihat dari rumus:

 X

.t .  .t X

X

a

a

a

2. Suhu Untuk gas, semakin besar suhu maka tekanan semakin besar. Akibatnya jarak antar molekul makin kecil dan gesekan antar molekul bertambah sehingga viskositas makin besar. Pada cairan, viskositas meningkat dengan naiknya tekanan dan menurun bila suhu meningkat.


5

VISKOSITAS DAN TEGANGAN MUKA 3. Tekanan Dari percobaan rontgen dan dilanjutkan oleh loney dan Dr.Ichman memperlihatkan bahwa untuk semua cairan, viskositas akan bertambah bila tekanan naik. Rumus:

ηp = ηl + (1+αP)

dengan

ηp =viskositas pada tekanan total P (kg/cm2) ηl = viskositas pada tekanan total i (kg/cm2) α = konstanta

4. Gaya gesek Semakin besar gaya gesek antar lapisan maka viskositasnya semakin besar.

II.5 Cara-Cara Penentuan Viskositas 1. Cara Ostwald Dasarnya adalah hukum Poiseuille II yang menyatakan bahwa volumen cairan yang mengalir dalam waktu t keluar dari pipa dengan radius R, panjang L dan beda tekanan P

R4Pt dirumuskan sebagai: V  8L Viskosimeter Ostwald terdiri dari dua labu pengukur dengan tanda s1 dan s2, pipa kapiler dan labu contoh. Dengan alat ini viskositas Gambar 2.1 Viskosimeter Ostwald

tidak

diukur

secara

langsung

tapi

menggunakan cairan pembanding misalnya aquadest atau cairan lain yang telah diketahui

viskositas dan densitasnya. Cairan dihisap melalui labu pengukur dari viskosimeter sampai permukaan cairan lebih tinggi daripada batas ”s1”.Cairan kemudian dibiarkan turun. Ketika permukaan cairan turun melewati batas ”s2”, stopwatch dinyalakan dan ketika cairan melewati batas ”s2”, stopwatch dimatikan. Jadi waktu yang diperlukan untuk


6

VISKOSITAS DAN TEGANGAN MUKA melewati jarak antyara ”s1” dan ”s2” dapat ditentukan. Perlakuan yang sama juga dilakukan terhadap zat x yang akan dicari harga viskositasnya.

2. Cara Hoppler Dasarnya adalah hukum stokes yang menyatakan bahwa jika zat cair yang kental mengalir melalui bola yang diam dalam aliran laminer atau jika bola bergerak dalam zat cair yang kental yang berda dalam keadaan diam, maka akan terdapat gaya penghalang (gaya stokes) sebesar: dengan :

f = 6ηπrv f = frictional resistance η = viskositas r = jari-jari bola v = kecepatan yaitu jarak yang ditempuh per satuan waktu

II.6 Kegunaan Viskositas Pada umumnya viskositas sering digunakan untuk menentukan jenis pompa.


7

VISKOSITAS DAN TEGANGAN MUKA BAB III METODE PRAKTIKUM

III.1 Bahan dan Alat yang Digunakan 3.1.1. Bahan yang digunakan 1. Sampel - UC 1000 4%V, 8%V, 12%V, 16%V - Buavita rasa jambu 4%V, 8%V, 12%V, 16%V 2. Aquadest 3.1.2. Alat yang digunakan 1. Viskosimeter Ostwald 2. Beaker glass 3. Picnometer 4. Corong 5. Stopwatch 6. Neraca analitik 7. Gelas ukur 8. Erlenmeyer

III.2 Gambar Alat

Gambar 3.1 Viskometer Ostwald

Data yang diperlukan 1.

Massa jenis larutan

2.

Waktu alir


8

VISKOSITAS DAN TEGANGAN MUKA III.3 Cara Kerja 1.

Tentukan densitas zat cair dengan menggunakan picnometer.

2.

Tentukan batas atas ”s1” dan batas bawah ”s2” pada viskosimeter

ostwald. 3.

Isi viskosimeter ostwald dengan menggunakan 15 ml cairan

pembanding (air). 4.

Hisap air (melalui selang karet) sampai permukaan cairan lebih tinggi dari batas atas ”s1” yang telah ditentukan. Kemudian biarkan cairan mengalir secara bebas.

5.

Hidupkan stopwatch pada saat cairan tepat berada di garis batas atas ”s1” danmatikan stopwatch saat cairan tepat berada pada garis batas bawah ”s2”.

6.

Catat waktu yang diperlukan oleh cairan untuk mengalir dari batas atas ”s1” ke batas bawah ”s2”.

7.

Ulangi langkah 1 s/d 6 untuk UC-1000 dan buavita dengan kadar 4%V, 8%V, 12%V, 16%V yang akan dicari viskositasnya.

8.

Tentukan harga viskositas dengan rumus


 X

.t .  .t X

X

a

a

a

9

VISKOSITAS DAN TEGANGAN MUKA BAB IV HASIL PRAKTIKUM DAN PEMBAHASAN

IV.1 Hasil Praktikum Tabel 4.1 Data viskositas berdasarkan %V, ρ, waktu, dan suhu Sampel

Kadar (%V)

ρ (gr/cm3)

t(s)

T (oC)

 (Ns/m2)

4

0,99904

4

28

8,804 x 10-4

8

1,0012

4,1

28

9,043 x 10-4

12

1,0034

4,1

28

9,063 x 10-4

16

1,0058

4,2

28

9,306 x 10-4

4

0,99984

4,2

28

9,25 x 10-4

8

1,0025

4,3

28

9,497 x 10-4

12

1,006

4,4

28

9,75 x 10-4

16

1,008

4,6

28

10,215 x 10-4

5

0,9996

4,1

30

9,03 x 10-4

5

0,9969

4

40

8,875 x 10-4

5

0,9927

3,8

50

8,31 x 10-4

5

0,986

3,7

60

8,037 x 10-4

UC-1000

Buavita

Buavita

IV.2 Pembahasan 4.2.1

Hubungan %V dengan Viskositas

Viskositas ( x 10-4Ns/m2)

10,5

y = 0,0787x + 8,891 R² = 0,9725

10

UC 1000

9,5

Buavita

9

y = 0,0381x + 8,6725 R² = 0,9226

8,5 0

5

10

15

20

Kadar (%V)

Gambar 4.1 Hubungan %V dengan viskositas Pada gambar 4.1, terlihat bahwa antara %V dengan viskositas berbanding lurus. Semakin besar %V yang ada maka viskositasnya juga semakin besar. Hal


10

VISKOSITAS DAN TEGANGAN MUKA ini disebabkan seiring naiknya %V, maka densitas akan semakin naik. Ini dikarenakan %V adalah salah satu jenis konsentrasi larutan, dimana:

Jika %V naik, maka massa solute akan naik juga. Hal ini menyebabkan konsentrasi semakin besar. Sehingga, massa yang terkandung dalam larutan juga makin rapat (Masruroh, 2014). Akibatnya interaksi antar molekul lebih sering dan meningkatkan gaya gesek antara molekul yang disebut juga viskositas. Hubungan Waktu dengan Viskositas


4.2.1

9,4 9,3 9,2 9,1 9 8,9 8,8 8,7

UC 1000

y = 2,51x - 1,237 R² = 0,9984 3,9

4

4,1

4,2

4,3

Waktu (s)

Gambar 4.2 Hubungan waktu dengan viskositas UC-1000 10,4 Viskositas ( x 10-4Ns/m2)

10,2

10 9,8 9,6

Buavita

y = 2,4126x - 0,877 R² = 0,9996

9,4 9,2 4

4,2

4,4

4,6

4,8

Waktu (s)

Gambar 4.3 Hubungan waktu dengan viskositas buavita Pada gambar 4.2 dan gambar 4.3, terlihat bahwa waktu dengan viskositas berbanding lurus. Sehingga makin besar viskositas maka waktu yang diperlukan untuk menetes pada metode ostwald turut makin besar. Hal ini disebabkan semakin tingginya viskositas akan berbanding lurus dengan massa jenis dan waktu sesuai dengan rumus berikut :






11

VISKOSITAS DAN TEGANGAN MUKA Sehingga penambahan nilai viskositas pada tiap kadar akan menyebabkan waktu semakin lama dalam zat pembanding yang tetap. (Danu Ariono, 2007) 4.2.3

Hubungan Massa Jenis dengan Viskositas


10,5 10

y = 109,9x - 100,67 R² = 0,937

9,5

UC 1000 y = 67,99x - 59,096 R² = 0,9261

9

8,5 0,998

1

Buavita

1,002 1,004 1,006 1,008 1,01 Densitas (gr/cm3 )

Gambar 4.4 Hubungan massa jenis dengan viskositas Pada gambar 4.4 dapat disimpulkan bahwa hubungan antara massa jenis dengan viskositas berbanding lurus. Semakin besar nilai viskositas cairan maka massa jenis pun besar. Hal ini ditunjukkan oleh persamaan berikut:





Sehingga dapat diketahui bahwa peningkatan nilai massa jenis akan berdampak pada peningkatan viskositas. (Danu Ariono, 2007) Hubungan Suhu dengan Viskositas


4.2.3

9,2 9 8,8 8,6 8,4 8,2 8 7,8

y = -0,0345x + 10,095 R² = 0,9843 Visko

0

20

40 Suhu (

60

80

oC)

Gambar 4.5 Hubungan suhu dengan viskositas Pada gambar 4.5, terlihat bahwa hubungan antara suhudengan viskositas berbanding terbalik. Pada tiap kenaikan suhu maka viskositas pun mengalami penurunan. Hal tersebut disebabkankarena pemanasan akan menyebabkan volume semakin besar.


12

VISKOSITAS DAN TEGANGAN MUKA

Semakin besar volume, maka massa jenis pun makin kecil. Akibatnya viskositas pun makin kecil, karena massa jenis berbanding lurus dengan viskositas.(Danu Ariono, 2007)


13

VISKOSITAS DAN TEGANGAN MUKA BAB V PENUTUP

V.1 Kesimpulan 1. Viskositas dinamis dari UC-1000 dengan kadar 4%V, 8%V, 12%V, dan 16%V yaitu

;

;

; dan

, viskositas dinamis dari Buavita dengan kadar 4%V, 8%V, 12%V, dan 16%V yaitu

;

;

; dan

; dan viskositas dinamis dari Buavita 5%V pada suhu 30oC, 40oC, 50oC, dan 60oC V yaitu

;

;

; dan

. 2. Grafik hubungan %V vs viskositas, waktu vs viskositas, dan densitas cairan vs viskositas selalu mengalami kenaikan, sedangkan grafik hubungan suhu dengan viskositas mengalami penurunan. 3. Hubungan %V vs viskositas, waktu vs viskositas, dan densitas vs viskositas berbanding lurus, sedangkan hubungan suhu dengan viskositas berbanding terbalik.

V.2 Saran 1. Mengamati laju alir cairan pada wiskosimeter dengan teliti. 2. Selalu mencuci viskosimeter pada tiap pergantian cairan dan konsentrasi yang berbeda agar tidak terkontaminasi. 3. Pada penentuan viskositas berdasarkan suhu dilakukan 2-3 oC diatas suhu yang diinginkan agar pada saat dilakukan pengujian tidak terjadi penurunan suhu secara drastis.


14

VISKOSITAS DAN TEGANGAN MUKA DAFTAR PUSTAKA

Ariono, Danu dkk.2007.Sifat Reologi Larutan Tapioka Jurnal Teknik Kimia Indonesia vol 6 no 2.Bandung: ITB Badger,

W.Z.

and

Bachero,

Engineering”,International

J.F., student

”Introduction edition,

to

McGraw

chemical Hill

Book

Co.,Kogakusha,Tokyo. Daniels, F.,1961, “experimental physical Chemistry”,6th ed., McGraw Hill book., Kogakusha, Tokyo. Indian Academy of Sciences. “Chapter 6: Viscosity” www.ias.ac.in/initiat/sci_ed/ resources/chemistry/Viscosity


15

VISKOSITAS DAN TEGANGAN MUKA LEMBAR PERHITUNGAN VISKOSITAS

Massa picnometer

: 14,816 gr

Massa picnometer + aquadest : 39,745 gr Massa aquadest

: 24,929 gr

ρ aquadest

: 996,233 kg/m3 =0,996233 gr/cm3

t aquadest

: 3,8 s

volume picnometer

: 25,023 ml



 

a. UC-1000 -Kadar 4%V - Kadar 12%V

ρ

ρ 

ρ ρ

 

ρ ρ



- Kadar 8%V - Kadar 16%V

ρ

ρ 

ρ ρ

 


ρ ρ



B-1


b. Buavita - Kadar 12%V

-Kadar 4%V

ρ

ρ



ρ ρ





ρ

ρ



ρ ρ

- Kadar 16%V

- Kadar 8%V

ρ ρ







ρ ρ



c. Buavita pada suhu berbeda -T 30oC

- T 40oC

ρ

ρ



ρ ρ






ρ ρ



B-2


- T 50oC ρ



ρ ρ



- T 60oC ρ



ρ ρ




B-3

VISKOSITAS DAN TEGANGAN MUKA LEMBAR PERHITUNGAN GRAFIK VISKOSITAS

1. Hubungan Kadar-Viskositas a. UC-1000 %V (x)

Viskositas (x10-4)(y)

X2

xy

4

8,804

16

35,216

8

9,043

64

72,344

12

9,063

144

108,756

16

9,306

256

148,896

40

36,216

480

365,212

%V (x)


X2

xy

4

9,25

16

37

8

9,497

64

75,976

12

9,75

144

117

16

10,215

256

163,44

40

38,712

480

393,416

b. Buavita


C-1

VISKOSITAS DAN TEGANGAN MUKA 2. Hubungan Waktu-Viskositas a. UC-1000 Waktu (x)


X2

xy

4

8,804

16

35,216

4,1

9,043

16,81

37,0763

4,1

9,063

16,81

37,1583

4,2

9,306

17,64

39,0852

16,4

36,216

67,26

148,5358

Waktu (x)


X2

xy

4,2

9,25

17,64

38,85

4,3

9,497

18,49

40,8371

4,4

9,75

19,36

42,9

4,6

10,215

21,16

46,989

17,5

38,712

76,65

169,5761

b. Buavita


C-2

VISKOSITAS DAN TEGANGAN MUKA 3. Hubungan Massa Jenis-Viskositas a. UC-1000 Massa jenis (x)


X2

xy

0,99904

8,804

0,998

8,79

1,0012

9,043

1,0024

9,053

1,0034

9,063

1,0068

9,094

1,0058

9,306

1,0116

9,36

4,00944

36,216

4,0188

36,297

Massa jenis (x)


X2

xy

0,99984

9,25

0,99968

9,25

1,0025

9,497

1,005

9,52

1,006

9,75

1,012

9,8

1,008

10,215

1,016

10,3

4,01634

38,712

4,03268

38,87

b. Buavita


C-3

VISKOSITAS DAN TEGANGAN MUKA 4. Hubungan Suhu-Viskositas T (x)


X2

xy

30

9,03

900

270,9

40

8,785

1600

351,4

50

8,31

2500

415,5

60

8,037

3600

482,22

180

34,162

8600

1520,02


C-4

VISKOSITAS DAN TEGANGAN MUKA INTISARI Tegangan muka merupakan gaya atau tarikan yang arahnya ke dalam cairan yang menyebabkan permukaan zat cair tersebut berkontraksi. Tegangan muka dapat ditentukan dengan cara menguji suatu larutan dengan metode kenaikan pipa kapiler dan metode tetes. Beberapa faktor yang mempengaruhi tegangan muka yaitu densitas, konsentrasi, suhu, dan viskositas. Dalam industri, tegangan muka digunakan pada proses melepaskan barang-barang ekstrak plastik dari cetakan. Karena kegunaan dari tegangan muka dalam industri sehingga mahasiswa teknik kimia harus mengetahui proses tegangan muka dengan praktikum yang bertujuan menentukan nilai tegangan muka berdasarkan metode kenaikan pipa kapiler dan metode tetes serta mengetahui pengaruh tinggi, jumlah tetesan, dan volume tetesan terhadap tegangan muka. Pada praktikum ini sampel yang digunakan adalah rinso dan air gula dengan masing-masing massa 3, 6, 9, 12 gram. Metode yang digunakan yaitu metode pipa kapiler dan metode tetes. Metode pipa kapiler dilakukan berdasarkan kenaikan cairan pada pipa kapiler kemudian mengukur ketinggiannya, sedangkan metode tetes berdasarkan pada jumlah tetesan pada 9 ml larutan dan volume tetes cairan pada tetesan konstan 35 tetes. Dari data hasil praktikum didapatkan bahwa semakin tinggi kenaikan pipa kapiler maka menyebabkan tegangan permukaan juga meningkat, namun seharusnya pada Rinso mengalami penurunan karena bersifat surfaktan. Pada surfaktan terdapat senyawa hidrofobik maka terjadi gaya adhesi antarssenyawa hidrofobik dengan dinding kaca yang menyebabkan kenaikan tinggi. Semakin banyak jumlah tetesan maka tegangan muka menurun, dan semakin banyak volume tetesan maka tegangan muka akan meningkat. Sehingga dapat disimpulkan bahwa tinggi pipa kapiler dan volume tetesan berbanding lurus dengan tegangan muka. Sedangkan jumlah tetesan berbanding terbalik dengan tegangan muka. Saran yang dapat diberikan yaitu mengukur kenaikan pipa kapiler dengan teliti, selalu mencuci alat agar tidak mengganggu hasil praktikum, serta mengatur lubang tetes secara tetap.


16

VISKOSITAS DAN TEGANGAN MUKA SUMMARY Surface tension is a force or pull that the direction into the liquid that causes the liquid surface contraction. Surface tension can be determined by testing a fluid with capillary rise method and drop method. There are several factors that affect surface tension ie density, concentration, temperature, and viscosity. In the industry, surface tension used in the process of releasing plastic extract products from the mold. Because the surface tension is useful, so chemical engineering students must know the surface tension by this practicum that purpose to determined surface tension with rise method and drop method and determine the affect of high, the number of droplets, and droplet volume with surface tension. At this practicum, the liquids are detergent and sugar water with each mass 3,6,9,12 gr. The method used are the capillary rise method and drop method. Capillary rise method is based on the increase of the fluid in capillary tube then determine the height. Drop method is based on the number of droplets in 9 mL liquid and the volume of liquid at 35 droplets. The result of this practicum were obtained that the higher capillary rise causes the surface tension increased, but on detergent it’s should be decrease because detergent is a surfactant. In surfactants are hydrophobic compounds that occur adhesion force between the compounds with glass walls that causes a high rise. The high number of droplets then surface tension decrease, and the high volume droplets then surface tension increase. It can be concluded that the higher capilarry rise and droplet volume is directly proportional with surface tension. While the number of droplets is inversely proportional with surface tension. Our advice are determine the capilarry rise carefully, always wash the tool, and set the drop hole permanently.


17

VISKOSITAS DAN TEGANGAN MUKA BAB I PENDAHULUAN

I.1

Latar Belakang Tegangan muka merupakan gaya atau tarikan yang arahnya ke dalam cairan yang menyebabkan permukaan zat cair tersebut berkontraksi. Tegangan permukaan suatu zat cair terjadi karena adanya resultan gaya tarikmenarik molekul yang berada di permukaan zat cair tersebut. Gaya tarikmenarik antar molekul dalam cairan bernilai sama ke segala arah, akan tetapi molekul-molekul pada permukaan cairan akan lebih tertarik ke dalam cairan. Hal inilah yang menyebabkan cairan akan cenderung mempunyai luas yang sekecil-kecilnya bila keadaan memungkinkan, sehingga tetesan zat cair akan cenderung berbentuk bulat. Dalam menentukan nilai tegangan muka suatu zat dapat menggunakan metode kenaikan pipa kapiler dan metode tetes. Penentuan tegangan muka dengan metode pipa kapiler yaitu berdasarkan pada tinggi kenaikan cairan dalam pipa kapiler tersebut. Sedangkan penentuan tegangan muka dengan metode tetes yaitu berdasarkan pada jumlah tetesan dan volume tetesan yang didapat. Fenomena tegangan muka dapat diaplikasikan dalam berbagai industri, seperti dalam industri barang-barang ekstrak plastik untuk melepaskan hasil cetakan dari cetakannya. Selain itu masih banyak lagi aplikasi mengenai fenomena tegangan muka baik dalam bidang industri maupun dalam kehidupan sehari-hari. Maka dari itu, tegangan muka penting untuk dipelajari.

I.2

Tujuan Praktikum 1. Menentukan nilai tegangan muka berdasarkan metode kenaikan pipa kapiler dan metode tetes. 2. Mengetahui pengaruh tinggi, jumlah tetesan, dan volume tetesan terhadap tegangan muka.


18

VISKOSITAS DAN TEGANGAN MUKA I.3

Manfaat Praktikum 1. Mahasiswa mampu menentukan nilai tegangan muka berdasarkan metode kenaikan pipa kapiler dan metode tetes. 2. Mahasiswa mampu mengetahui pengaruh tinggi, jumlah tetesan, dan volume terhadap tegangan muka.


19

VISKOSITAS DAN TEGANGAN MUKA BAB II TINJAUAN PUSTAKA

II.1 Pengertian Molekul-molekul yang terletak didalam cairan dikelilingi oleh molekul-molekul lain sehingga mempunyai resultan gaya sama dengan nol. Sedangkan untuk molekul yang berada di permukaan cairan, gaya tarik ke bawah tidak diimbangi oleh gaya tarik ke atas. Akibat dari gaya tarik ke bawah ini, maka bila keadaan memungkinkan cairan akan cenderung mempunyai luas permukaan yang sekecil-kecilnya. Misalnya tetesan cairan akan berbentuk bola, karena untuk suatu volume tertentu bentuk bola akan mempunyai luas permukaan yang sekecil-kecilnya, maka ada tegangan pada permukaan cairan yang disebut tegangan permukaan. Sehingga tegangan permukaan dapat didefinisikan sebagai gaya yang bekerja sepanjang permukaan cairan dengan sudut yang tegak lurus pada garis yang panjangnya 1 cm yang mengarah ke dalam cairan.

II.2 Metode Penentuan Tegangan Muka 1. Metode Kenaikan Pipa Kapiler Berdasarkan rumus: γ = Dengan:

1

2

hρgr

γ = tegangan muka h = tinggi kenaikan zat cair ρ = densitas zat cair g = tetapan gravirasi r = jari-jari pipa kapiler

Karena kadang-kadang penentuan jari-jari pipa kapiler sulit maka digunakan cairan pembanding (biasanya air) yang sudah diketahui nilai tegangan mukanya. 2. Metode Tetes Jika cairan tepat akan menetes maka gaya tegangnan permukaan sama dengan gaya yang disebabkan oleh gaya berat itu sendiri, maka: mg = 2πγr


20

VISKOSITAS DAN TEGANGAN MUKA Dengan :

m = massa zat cair

Harus diusahakan agar jatuhnya tetesan hanya disebabkan oleh berat tetesannya sendiri dan bukan oleh sebab yang lain. Selain itu juga digunakan metode pembanding dengan jumlah tetesan untuk volume (V) tertentu. Berat satu tetesan = v. ρ/n 3. Metode Cincin Dengan metode ini, tegangan permukaan dapat ditentukan dengan cepat dengan hanya menggunakan sedikit cairan. Alatnya dikenal dengan nama tensiometer Duitog, yang berupa cincin kawat Pt yang dipasang pada salah satu lengan timbangan. Cincin ini dimasukan ke dalam cairan yang akan diselidiki tegangan mukanya dengan menggunakan kawat. Lengan lain dari timbangan diberi gaya sehingga cincin terangkat di permukaan cairan. 4. Metode Tekanan Maksimum Gelembung Dasarnya adalah bahwa tegangan muka sama dengan tegangan maksimum dikurangi gaya yang menekan gas keluar

II.3 Faktor-faktor yang mempengaruhi tegangan muka: 1. Densitas 2. Konsentrasi 3. Suhu 4. Viskositas

II.4 Kegunaan Tegangan Muka 1. Mengetahui kelembaban tanah seperti yang ditunjukan tumbuhan dengan proses kapilaritas 2. Digunakan pada industri barang-barang ekstrak plastik untuk melepaskan hasil cetakan dari cetakannya 3. Mengetahui konsentrasi suatu larutan dengan membuat kurva kalibrasi γ vs konsentrasi


21

VISKOSITAS DAN TEGANGAN MUKA BAB III METODE PRAKTIKUM

III.1 Bahan dan Alat yang Digunakan 3.1.1. Bahan yang digunakan 1. Sampel -

Rinso bubuk 3gr, 6gr, 9gr, 12gr

-

Air gula 3gr, 6gr, 9gr, 12gr

2. Aquadest 3.1.2. Alat yang digunakan 1. Pipa Kapiler 2. Alat Metode Tetes 3. Picnometer 4. Corong 5. Beaker glass 6. Neraca analitik 7. Gelas ukur 8. Mistar 9. Erlenmeyer

III.2 Gambar Alat

Gambar 3.1 Alat untuk metode

Gambar 3.2 Alat untuk metode

tetes

pipa kapiler

Data yang diperlukan: - Densitas

- Jumlah tetesan

- Tinggi cairan

- Volume tetesan


22

VISKOSITAS DAN TEGANGAN MUKA III.3 Cara Kerja 3.4.1. Metode Kenaikan pipa kapiler 1. Tentukan densitas zat cair dengan menggunakan picnometer. 2. Tuangkan 100 ml cairan pembanding (air) ke dalam beaker glass 100 ml. 3. Masukan pipa kapiler ke dalam beaker glass, biarkan beberapa saat agaraquadestnaik ke pipa. 4. Setelah tinggi air konstan, tutup bagian atas dari pipa kapiler dengan ibu jari lalu angkat, kemudian ukur tingginya menggunakan mistar . 5. Ulangi langkah 1, 2 dan 3 untuk air rinso dan air gula dengan berat 3gr, 6gr, 9gr, 12gr yang akan dicari tegangan mukanya . 6. Hitung teganga mukanya dengan rumus:

.   .h. h X

X

a

a

X

a

3.4.2. Metode Tetes A . Volume Konstan 1. Tentukan densitas zat cair dengan menggunakan air sebagai cairan pembanding. 2. Isi alat metode tetes dengan menggunakan air sebanyak 9 ml sebagai cairan pembanding. 3. Buka kran dengan sudut tertentu dan tetap selama percobaan, biarkan air menetes sampai habis. 4. Hitung jumlah tetesan. 5. lakukan langkah 1 s/d 4 untuk air rinso dan air gula yang akan dicari tegangan mukanya. 6. Hitung tegangan mukanya dengan rumus

 X

.n.  .n X

a

a

X

a


23

VISKOSITAS DAN TEGANGAN MUKA B. Tetes Konstan 1. Tentukan densitas zat cair dengan menggunakan picnometer. 2. Isi alat metode tetes dengan menggunakan air sebagai cairan pembanding. 3. Buka kran dengan sudut tertentu dan tetap selam percobaan, biarkan air menetes sejumlah tetesan yang telah ditentukan (35 tetesan). 4. Hitung volume tetesan. 5. lakukan langkah 1 s/d 4 untuk air rinso dan air gula yang akan dicari tegangan mukanya. 6. Hitung tegangan mukanya dengan rumus

.   .v. v X

X

a

a

X

a


24

VISKOSITAS DAN TEGANGAN MUKA BAB IV HASIL PRAKTIKUM DAN PEMBAHASAN

IV.1 Hasil Praktikum Tabel 4.1 Hasil praktikum pengukuran tegangan muka pada rinso dan air gula

Sampel

Rinso

Air Gula

Aquadest

Kadar (gr)

Pipa Kapiler  (gr/ml) H (cm)

 (N/m)

Volume Konstan n (tetes)

Tetesan Konstan

 (N/m)

V (ml)

 (N/m)

3

1,017

1,5

182,4

171

42,241

2,1

58,952

6

1,026

1,7

208,56

165

44,166

2,4

67,952

9

1,043

6,3

785,7

143

51,8

2,6

74,835

12

1,056

6,7

846,01

156

48,08

2

58,283

3

1,0099

1,1

132,83

62

115,7

4,1

114,264

6

1,021

1,3

158,71

89

84,48

3,9

109,885

9

1,033

1,7

209,98

84

87,346

4,2

119,729

12

1,043

1,4

174,602

77

96,21

4,3

123,766

-

0,996273

0,6

71,474

99

71,474

2,6

71,474

IV.2 Pembahasan 4.2.1 Hubungan Tinggi dengan Tegangan Muka

Tegangan Muka (dyne/cm)

1000 y = 126,69x - 7,4303 R² = 0,9999

800 600

Rinso

400 200 0 0

1

2

3

4

5

6

7

8

Tinggi Pipa Kapiler (cm)

Gambar 4.1 Hubungan tinggi pipa kapiler dengan tegangan muka rinso


25


VISKOSITAS DAN TEGANGAN MUKA 220 200 180 160 140 120 100

y = 128,94x - 8,2679 R² = 0,9976

0

1

2

3

4

5

6

Air Gula

7

8

Tinggi Pipa Kapiler (cm)

Gambar 4.2 Hubungan tinggi pipa kaliper dengan tegangan muka air gula Pada gambar 4.1 dan gambar 4.2 dapat terlihat bahwa hubungan tinggi pada pipa kapiler dengan tegangan muka berbanding lurus. Pada tiap kenaikan tinggi di pipa kapiler akan berdampak naiknya tegangan muka. Pada air gula, hal itu sesuai dengan teori bahwa ketinggian yang terjadi akibat sudut kontak antara larutan dengan dinding kaca atau disebut adhesi. Semakin tinggi tegangan muka menyebabkan adhesi antara partikel dalam cairan dengan kaca semakin besar, sehingga terbentuk sudut kontak yang semakin kecil dan membuat ketinggian zat pada pipa kapiler. Hal itu sesuai dengan rumus :

(Nurul Aini, 2015) Sedangkan pada rinso, hal itu tidak sesuai karena seharusnya tegangan muka turun seiring penambahan massa solute sehingga menyebabkan penurunan tinggi pada pipa kapiler juga. Penurunan ini disebabkan oleh sifat rinso (detergen) yang bersifat surfaktan (surface actived agent). Surfaktan terdiri dari 2 senyawa yaitu senyawa yang bersifat hidrofilik (suka air) dan senyawa yang bersifat hidrofobik (tidak suka air). Pada saat pelarutan rinso dengan air, senyawa hidrofilik akan larut dalam air dan senyawa hidrofobik akan tersuspensi dalam air. Senyawa hidrofobik semakin tinggi konsentrasi rinso, maka senyawa hidrofobik akan semakin banyak sehingga gaya adhesi semakin besar dan menyebabkan kenaikan tinggi pada pipa kapiler. (Tang, Muhammad, dan Veinardi, 2011)


26

VISKOSITAS DAN TEGANGAN MUKA Hubungan Jumlah Tetesan dengan Tegangan Muka


4.2.2

60 50 40 30 20 10 0

y = -0,3429x + 101,05 R² = 0,9922

140

150

160

Rinso

170

180

Jumlah Tetesan


Gambar 4.3 Hubungan jumlah tetesan dengan tegangan muka rinso 120 110 100 90 80 70 60 50

Air Gula y = -1,2803x + 195,8 R² = 0,992 0

20

40

60

80

100

Jumlah Tetesan

Gambar 4.4 Hubungan jumlah tetesan dengan tegangan muka air gula Pada gambar 4.3 dan gambar 4.4 dapat terlihat bahwa hubungan jumlah tetesan dengan tegangan muka berbanding terbalik. Pada tiap penurunan jumlah tetesan maka tegangan muka semakin besar. Hal ini diakibatkan adanya gaya tarik menarik antara molekul dengan molekul atau kohesi dibawah permukaan larutan, sehingga permukaan atau cenderung mengerut dan membentuk luas permukaan sekecil mungkin sehingga jumlah tetesan menjadi lebih sedikit. Selain itu, tegangan muka juga bergantung pada kekuatan gaya tarikan antar molekulnya. Karena semakin sedikit molekul dalam cairan, gaya tarik di permukaan oleh molekul di bagian dalam akan semakin kecil sehingga membebaskan jumlah tetesan yang keluar semakin banyak, namun nilai tengan muka semakin kecil. (Nurul, Aini, 2011) Pada rinso, larutan bersifat surfaktan. Larutan surfaktan mengandung senyawa hidrofilik dan senyawa hidrofobik. Surfaktan memiliki kemampuan menurunkan tegangan permukaan. Pada grafik terlihat bahwa tegangan permukaan berbanding terbalik dengan jumlah tetesan. Sehingga makin kecil tegangan muka larutan yang diakibatkan oleh surfaktan maka jumlah tetesan akan banyak. Hal itu disebabkan sifat surfaktan yang menurunkan tegangan muka yang Laboratorium Dasar Teknik Kimia II

27

VISKOSITAS DAN TEGANGAN MUKA menyebabkan gaya tarik menarik antar molekul berkurang. Gaya tarik di permukaan oleh moekul bagian dalam akan semakin kecil sehingga membebaskan jumlah tetesan yang keluar semakin banyak, namun nilai tegangan muka semakin kecil. (Tang, Muhammad, dan Veinari, 2011) 4.2.2 Hubungan Volume Tetesan dengan Tegangan Muka


125 120 115 y = 34,949x - 27,252 R² = 0,9602

110

Air Gula

105 100 3,8

3,9

4 4,1 4,2 Volume tetesan (ml)

4,3

4,4

Gambar 4.5 Hubungan volume tetesan dengan tegangan muka rinso


80 75

y = 28,456x + 0,265 R² = 0,9834

70 65 60

Rinso

55 50 0

1 2 Volume tetesan (ml)

3

Gambar 4.6 Hubungan volume tetesan dengan tegangan muka air gula Pada gambar 4.5 dan gambar 4.6 terlihat bahwa hubungan volume tetesan dengan tegangan muka berbanding lurus. Pada tiap kenaikan volume tetesan maka tegangan muka juga akan mengalami kenaikan. Hal ini sesuai dengan :

Hal tersebut terjadi karena tegangan muka yang besar cenderung membentuk tetesan yang berada pada ukuran besar. Karena bentuk tetesan yang besar, maka volume tetes yang didapat juga besar. (Nurul, Aini , 2015) Sedangkan pada larutan rinso, sifat surfaktan dapat menurunkan tegangan muka dengan bereaksinya senyawa hidrofilik dengan air (polar) dan hidrofobik dengan nonpolar. Penurunan tegangan muka yang disebabkan oleh surfaktan


28

VISKOSITAS DAN TEGANGAN MUKA menyebabkan volume tetes akan mengalami penurunan. Hal itu terjadi karena gaya tarik menarik antar molekul yang kecil. Karena ukuran tetesan kecil, maka volume tetesan yang didapat juga kecil. (Tang, Muhammad, dan Vinardi, 2011)


29

VISKOSITAS DAN TEGANGAN MUKA BAB V PENUTUP

V.1 Kesimpulan 1. Pada sampel rinso dan air gula, semakin tinggi kenaikan pada pipa kapiler maka tegangan muka akan semakin besar sehingga hubungannya berbanding lurus. Seharusnya pada sampel rinso hubungan tinggi dengan tegangan muka berbanding terbalik. 2. Pada sampel rinso dan air gula, semakin kecil tegangan muka maka jumlah tetesan akan semakin banyak sehingga hubungannya berbanding terbalik. 3. Pada sampel rinso dan air gula, semakin besar tegangan muka maka volume tetesan akan semakin besar sehingga hubungannya berbanding lurus.

V.2 Saran 1. Mengukur kenaikan pipa kapiler dengan teliti. 2. Selalu mencuci alat pipa kapiler dan metode tetes setiap pergantian cairan dan konsentrasi. 3. Mengatur lebar lubang tetes secara konstan. 4. Amati tetesan dengan teliti. 5. Upayakan larutan bersifat homogen.


30

VISKOSITAS DAN TEGANGAN MUKA DAFTAR PUSTAKA

Aini, Nurul.”Tegangan Permukaan”. Diakses dari http://academia.edu/9645988 pada 25 April 2015. Badger,

W.Z.

and

Bachero,

Engineering”,International

J.F., student

”Introduction edition,

to

McGraw

chemical Hill

Book

Co.,Kogakusha,Tokyo. Daniels, F.,1961, “experimental physical Chemistry”,6th ed., McGraw Hill book., Kogakusha, Tokyo. Tang, Muhammad dan Veinardi Suendo.2011.”Pengaruh Penambahan Pelarut Organik Terhadap Tegangan Permukaan Larutan Sabun”.Prosiding Simposium Nasional Inovasi Pembelajaran dan Sains 2011.


31


DATA HASIL PRAKTIKUM LABORATORIUM DASAR TEKNIK KIMIA II JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS DIPONEGORO

MATERI : Viskositas dan Tegangan Muka I. BAHAN DAN ALAT A. Viskositas Bahan yang digunakan 1. Sampel - UC-1000 (4%V, 8%V, 12%V, 16%V) - Buavita Jambu (4%V, 5%V, 8%V, 12%V, 16%V) 2. Aquadest secukupnya Alat yang digunakan 1. Viskosimeter Ostwald 2. Beaker glass 3. Picnometer 4. Corong 5. Stopwatch 6. Neraca analitik 7. Gelas ukur 8. Erlenmeyer B. Tegangan Muka Bahan yang digunakan 1. Sampel -Rinso bubuk (3 gr, 6 gr, 9 gr, 12 gr) -Air gula (3 gr, 6 gr, 9 gr, 12 gr) 2. Aquadest secukupnya


A-1

VISKOSITAS DAN TEGANGAN MUKA II. CARA KERJA A. Viskositas 1. Tentukan densitas zat cair dengan menggunakan picnometer. 2. Tentukan batas atas ”s1” dan batas bawah ”s2” pada viskosimeter ostwald. 3. Isi viskosimeter ostwald dengan menggunakan 15 ml cairan pembanding (air). 4. Hisap air (melalui selang karet) sampai permukaan cairan lebih tinggi dari batas atas ”s1” yang telah ditentukan. Kemudian biarkan cairan mengalir secara bebas. 5. Hidupkan stopwatch pada saat cairan tepat berada di garis batas atas ”s1” dan matikan stopwatch saat cairan tepat berada pada garis batas bawah ”s2”. 6. Catat waktu yang diperlukan oleh cairan untuk mengalir dari batas atas ”s1” ke batas bawah ”s2”. 7. Ulangi langkah 1 s/d 6 untuk UC-1000 dan Buavita dengan kadar 4%V, 8%V, 12%V, 16%V yang akan dicari viskositasnya. 8. Tentukan harga viskositas dengan rumus

 X

.t .  .t X

X

a

a

a

B. Tegangan Muka  Metode Kenaikan Pipa Kapiler 1. Tentukan densitas zat cair dengan menggunakan picnometer. 2. Tuangkan 100 ml cairan pembanding (air) ke dalam beaker glass 100 ml. 3. Masukan pipa kapiler ke dalam beaker glass, biarkan beberapa saat agar aquadest naik ke pipa. 4. Setelah tinggi air konstan, tutup bagian atas dari pipa kapiler dengan ibu jari lalu angkat, kemudian ukur tingginya menggunakan mistar . 5. Ulangi langkah 1, 2 dan 3 untuk air rinso dan air gula denagn berat 3 gr, 6 gr, 9 gr, 12 gr yang akan dicari tegangan mukanya.


A-2


.   .h. h

6. Hitung teganga mukanya dengan rumus:

X

X

a

a

X

a

 Metode Tetes a) Volume Konstan 1.

Tentukan densitas zat cair dengan menggunakan air sebagai cairan pembanding.

2.

Isi alat metode tetes dengan menggunakan air sebanyak 9 ml sebagai cairan pembanding.

3.

Buka kran dengan sudut tertentu dan tetap selama percobaan, biarkan air menetes sampai habis.

4.

Hitung jumlah tetesan.

5.

lakukan langkah 1 s/d 4 untuk air rinso dan air gula denagn berat 3 gr, 6 gr, 9 gr, 12 gr yang akan dicari tegangan mukanya.

6.

Hitung tegangan mukanya dengan rumus

 X

.n.  .n X

a

a

X

a

b) Tetesan Konstan 1.

Tentukan densitas zat cair dengan menggunakan picnometer.

2.

Isi alat metode tetes dengan menggunakan air sebagai cairan pembanding.

3.

Buka kran dengan sudut tertentu dan tetap selam percobaan, biarkan air menetes sejumlah tetesan yang telah ditentukan (35 tetesan).

4.

Hitung volume tetesan.

5.

lakukan langkah 1 s/d 4 untuk air rinso dan air gula denagn berat 3 gr, 6 gr, 9 gr, 12 gr yang akan dicari tegangan mukanya.

6.

Hitung tegangan mukanya dengan rumus


.   .v. v X

X

a

a

X

a

A-3

VISKOSITAS DAN TEGANGAN MUKA III. HASIL PRAKTIKUM A. Viskositas Massa picnometer

: 14,816 gr

Massa picnometer + aquadest : 39,745 gr

Sampel

UC-1000

Buavita

Massa aquadest

: 24,929 gr

ρ aquadest

: 996,233 kg/m3 =0,996233 gr/cm3

t aquadest

: 3,8 s

volume picnometer

: 25,023 ml

Kadar (%V)

ρ (gr/cm3)

t (s)

Suhu (oC)

η (x10-4 Ns/m2)

4%

0,99904

4

28

8,804

8%

1,0012

4,1

28

9,043

12 %

1,0034

4,1

28

9,063

16 %

1,0058

4,2

28

9,306

4%

0,99984

4,2

28

9,25

8%

1,0025

4,3

28

9,497

12 %

1,006

4,4

28

9,75

16 %

1,008

4,6

28

10,215

5%

0,9996

4,1

30

9,03

5%

0,9969

4

40

8,785

5%

0,9927

3,8

50

8,31

5%

0,986

3,7

60

8,037


A-4

VISKOSITAS DAN TEGANGAN MUKA B. Tegangan Muka Massa picnometer

: 14,816 gr

Volume picnometer

: 25,023 ml

Massa picnometer + aquadest

: 39,745 gr

Massa aquadest

: 24,929 gr

ρ aquadest

: 996,233 kg/m3 =0,996233 gr/cm3

γ aquadest

: 71,474 dyne/cm

Pipa Kapiler Sampel

Rinso

Air Gula

aquadest

Kadar

ρ (gr/cm3)

Volume Konstan

hx (cm)

γ1 (N/m)

nx (tetes)

γ2 (N/m)

Tetesan Konstan Vx (ml)

γ3 (N/m)

3 gr

1,017

1,5

182,4

171

42,241

2,1

58,937

6 gr

1,026

1,7

208,56

165

44,166

2,4

67,953

9 gr

1,043

6,3

785,7

143

51,8

2,6

74,835

12 gr

1,056

6,7

846,01

156

48,08

2

58,283

3 gr

1,0099

1,1

132,83

62

115,7

4,1

114,264

6 gr

1,021

1,3

158,71

89

81,48

3,9

109,885

9 gr

1,033

1,7

209,98

84

87,346

4,2

119,729

12 gr

1,043

1,4

174,602

77

96,21

4,3

123,766

-

0,996233

0,6

71,474

99

71,474

2,6

71,474

PRAKTIKAN

MENGETAHUI ASISTEN

(Deo Reynaldo)(Diah Ayu)(Singgih Oktavian)


Guntur Takana Yasis

A-5

VISKOSITAS DAN TEGANGAN MUKA LEMBAR PERHITUNGAN TEGANGAN MUKA

Massa picnometer

: 14,816 gr

Massa picnometer + aquadest : 39,745 gr Massa aquadest

: 24,929 gr

ρ aquadest

: 996,233 kg/m3 =0,996233 gr/cm3

h aquadest

: 0,6 cm

 aquadest

: 99 tetes

V aquadest

: 2,6 mL

volume picnometer

: 25,023 ml



  a. Pipa Kapiler 1.Rinso -Kadar 3gr

- Kadar 9gr

ρ

ρ



ρ ρ





ρ ρ

- Kadar 6gr

- Kadar 12gr

ρ

ρ



ρ ρ





ρ ρ






B-1

VISKOSITAS DAN TEGANGAN MUKA 2. Air Gula -Kadar 3gr

- Kadar 9gr

ρ

ρ



ρ ρ





ρ ρ

- Kadar 6gr

- Kadar 12gr

ρ

ρ



ρ ρ





ρ ρ

b. Volume Konstan 1. Rinso -Kadar 3gr

- Kadar 6gr

ρ

ρ



ρ ρ





ρ ρ








B-2

VISKOSITAS DAN TEGANGAN MUKA - Kadar 9gr

- Kadar 12gr

ρ

ρ



ρ ρ





ρ ρ



2. Air Gula -Kadar 3gr

- Kadar 9gr

ρ

ρ



ρ ρ





ρ ρ

- Kadar 6gr

- Kadar 12gr

ρ

ρ



ρ ρ





ρ ρ






B-3

VISKOSITAS DAN TEGANGAN MUKA c. Tetes Konstan 1. Rinso -Kadar 3gr

- Kadar 9gr

ρ

ρ



ρ ρ





ρ ρ

- Kadar 6gr

- Kadar 12gr

ρ

ρ



ρ ρ





ρ ρ





2. Air Gula -Kadar 3gr

- Kadar 6gr

ρ

ρ



ρ ρ





ρ ρ




B-4

VISKOSITAS DAN TEGANGAN MUKA - Kadar 9gr

- Kadar 12gr

ρ

ρ



ρ ρ





ρ ρ




B-5

VISKOSITAS DAN TEGANGAN MUKA LEMBAR PERHITUNGAN GRAFIK TEGANGAN MUKA

1. Hubungan Tinggi pada Pipa Kapiler dengan Tegangan Permukaan a. Rinso Tinggi (x)

Teg. Muka (y)

X2

xy

1,5

182,4

2,25

273,6

1,7

208,56

2,89

345,554

6,3

785,7

39,69

4949,91

6,7

846,01

44,89

5668,267

16,2

2022,67

89,72

11237,331

Tinggi (x)

Teg. Muka (y)

X2

xy

1,1

132,83

1,21

146,113

1,3

158,71

1,69

206,323

1,7

209,98

2,89

356,96

1,4

174,602

1,96

244,44

5,5

2022,67

89,72

953,836

b. Air Gula


C-1

VISKOSITAS DAN TEGANGAN MUKA 2. Hubungan Jumlah Tetesan dengan Tegangan Permukaan a. Rinso Jumlah tetes (x)

Teg. Muka (y)

X2

xy

171

42,41

29241

7252,11

165

44,166

27225

7287,39

143

51,8

20449

7407,4

156

48,08

24336

7500,48

635

186,456

101251

29447,38

Jumlah tetes (x)

Teg. Muka (y)

X2

xy

62

115,7

3844

7173,4

89

81,48

7921

7251,72

84

87,346

7056

7337,064

77

99,21

5929

7639,17

312

383,736

24750

29401,354

b. Air Gula


C-2

VISKOSITAS DAN TEGANGAN MUKA 3. Hubungan Volume Tetesan dengan Tegangan Permukaan a. Rinso Volume tetes (x)

Teg. Muka (y)

X2

xy

2

58,283

4

116,566

2,1

58,937

4,41

123,7677

2,4

67,953

5,76

163,0872

2,6

74,835

6,76

194,572

9,1

260,008

20,93

597,9929

Volume tetes (x)

Teg. Muka (y)

X2

xy

3,9

109,885

15,21

428,55

4,1

114,264

16,81

468,48

4,2

119,729

17,64

502,86

4,3

123,766

18,49

532,19

16,5

467,644

68,15

1932,08

b. Air Gula


C-3

VISKOSITAS DAN TEGANGAN MUKA LEMBAR PERHITUNGAN REAGEN

1. Perhitungan volume reagen basis 100 ml pada UC-1000 a. V1 = 4 %V =

Vair

x 100 ml

= 100 ml – 4 ml = 96 ml

= 4 ml b. V2 = 8 %V =

Vair

x 100 ml

= 100 ml – 8 ml = 92 ml

= 8 ml c. V3 = 12 %V =

Vair

x 100 ml

= 100 ml – 12 ml = 88 ml

= 12 ml d. V4 = 16 %V =

Vair

x 100 ml

= 100 ml – 16 ml = 84 ml

= 16 ml

2. Perhitungan volume reagen basis 100 ml pada Buavita Jambu a.

V1 = 4 %V =

Vair

x 100 ml

= 100 ml – 4 ml = 96 ml

= 4 ml b. V2 = 8 %V =

Vair

x 100 ml

= 100 ml – 8 ml = 92 ml

= 8 ml c. V3 = 12 %V =

Vair

x 100 ml

= 100 ml – 12 ml = 88 ml

= 12 ml

d. V4 = 16 %V =

x 100 ml

Vair

= 100 ml – 16 ml = 84 ml

= 16 ml Laboratorium Dasar Teknik Kimia II

D-1


e. V5 = 5 %V =

x 100 ml

Vair

= 100 ml – 5 ml = 95 ml

= 5 ml


D-2


LEMBAR KUANTITAS REAGEN LABORATORIUM DASAR TEKNIK KIMIA II JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS DIPONEGORO PRAKTIKUM KE

:5

MATERI

: Viskositas dan Tegangan Muka

HARI/TANGGAL

: Selasa, 7 April 2015

KELOMPOK

: IV/Senin Siang

NAMA

: 1. Deo Reynaldo Alwi 2. Diah Ayu Pratiwi 3. Singgih Oktavian

ASISTEN

: Guntur Takana Yasis

KUANTITAS REAGEN NO

JENIS REAGEN

KUANTITAS

Viskositas 1

-UC-1000 (4,8,12,16)%V -Buavita jambu (4,8,12,16)%V -Buavita jambu 5%V T=(30,40,50,60)oC

BASIS 100mL

Tegangan Muka 2

-Rinso bubuk (3,6,9,12)gr -Air Gula (3,6,9,12)gr

TUGAS TAMBAHAN2 - Cari referensi nilai viskositas dan tegangan muka aquadest pada berbagai suhu. - Mekanisme surfaktan menurunkan tegangan muka

SEMARANG, 7 APRIL 2015

CATATAN

ASISTEN

- Suhu ± 2-3 oC - Vol konstan 9 mL - Tetes konstan 35 tetes

GUNTUR TAKANA YASIS

NIM. 2103011114017


E-1


REFERENSI












































VISKOSITAS DAN TEGANGAN MUKA LEMBAR ASISTENSI DIPERIKA NO TANGGAL 1 31 / 5 / 2015

KETERANGAN Buat daftar isi, tabel, grafik di masing-masing materi


TANDA TANGAN

Laporan resmi viskositas dan tegangan muka

Recommend Documents