97
BAB 1 PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Dalam fluida yang kental diperlukan gaya untuk menggeser satu bagian fluida terhadap yang lain. Di dalam cairan kental dapat dipandang persoalan tersebut seperti tegangan dan renggangan pada benda padat. Kenyataannya setiap fluida baik gas maupun zat cair mempunyai sifat kekentalan karena partikel di dalamnya saling menumbuk. Cairan mempunyai sifat menyerupai gas dalam hal gerakannya yang mengikuti gerakan Brown dan daya alirannya (fluiditasnya). Selain itu, cairan juga menunjukkan adanya tegangan permukaan yang merupakan salah satu sifat penting lainnya dari cairan. Permukaan cairan berperilaku seperti lapisan yang memiliki tegangan dan cenderung mengambil bentuk permukaan paling sempit. Penjepit kertas dapat mengapung di atas permukaan air dan tetes-tetes embun yang jatuh pada sarang laba-laba berbentuk bola merupakan contoh dari fenomena tegangan permukaan. Besarnya tegangan permukaan dipengaruhi oleh gaya tarik menarik antara molekul di dalam cairan. Umumnya cairan yang mempunyai gaya tarik antara molekulnya besar seperti raksa, maka tegangan permukaannya juga besar. Sebaliknya, cairan seperti alkohol gaya tarik menarik antara molekulnya kecil, maka tegangan permukaannya juga kecil. Dalam kehidupan sehari-hari tegangan permukaan cairan banyak dimanfaatkan dalam hubungannya dengan kemampuan cairan tersebut membasahi suatu benda. Oleh karena itu, percobaan mengenai tegangan permukaan ini penting dilakukan untuk mengetahui dan menentukan nilai tegangan permukaan suatu zat cair dengan adanya pengaruh dari surfaktan dan pengaruh dari suhu sehingga kita dapat membandingkan kedua nilai tegangan permukaan dari pengaruh yang berbeda, serta dapat mengetahui pengaplikasian tegangan permukaan dalam kehidupan sehari-hari.
97
98
1.2 Tujuan Menentukan massa jenis dari air dan bensin pada percobaan. Menentukan nilai tegangan permukaan pada pengaruh zat aktif atau surfaktan. Menentukan nilai tegangan permukaan pada pengaruh suhu.
BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA
98
99
Tegangan permukaan sebagai kerja yang dilakukan dalam memperluas tegangan permukaan cairan dengan satu satuan luas. Satuan untuk tegangan permukaan (γ) adalah (Jm-1) atau dyne cm-1 atau Nm-1. Metode yang paling umum untuk mengukur tegangan permukaan adalah kenaikan atau penurunan dalam pipa kapiler yaitu: γ=
drgl 2
dimana d adalah kerapatan cairan, r adalah jari-jari kapiler, l adalah panjang cairan yang ditekan atau yang akan naik dan g adalah konstanta gravitasi (Dogra, 1990). Kita mempertimbangkan untuk menarik suatu zat sampai itu, maka biasanya kita memikirkan mengenai benda padat, akan tetapi cairan juga mempunyai kecenderungan yang kuat untuk tetap kuat. Sebagai contoh, jika air murni tanpa ada udara yang dilarutkan di dalamnya ditekan antara dua pelat lain, maka gaya yang sangat besar diperlukan untuk memisahkan pelat-pelat tersebut. Seperti di dalam benda padat, kekohesifan cairan diakibatkan oleh tarikan diantara molekul-molekul. Karena tarikan ini, suatu cairan mempunyai suatu permukaan yang jelas, seperti selaput yang diregangkan atau lembaran karet yang diregangkan, yang cenderung mempunyai luas permukaan yang minimum. Riak di dalam sebuah kolam yang tenang ditekan karena riak itu memerlukan pertambahan luas permukaan. Serangga air mampu bergerak pada permukaan karena berat serangga itu dilawan oleh hambatan permukaan terhadap deformasi (Atkins, 1994). Di dalam cairan, sebuah molekul mengalami gaya tarik dari molekul tetangganya, tetapi pada permukaannya, sebuah molekul hanya dikelilingi sebagian saja dan akibatnya molekul pada permukaan ini hanya mengalami gaya tarik ke arah badan cairannya (dapat dikatakan seolah-olah kadar cairan dibungkus oleh suatu membran atau lapisan yang tidak nampak). Perilaku cairan pada permukaan cairan dapat ini yang disebut tegangan permukaan, dan sifat ini pula yang menyebabkan cairan dapat jatuh membentuk tetesan, dapat merambat pada pembuluh atau pipa
99
100
kapiler atau dapat mengembangkan selembar kertas logam. Dan terdapat banyak fenomena-fenomena tersebut mempunyai hubungan dengan adanya tegangan permukaan (Atkins, 1994). Cara-cara penentuan tegangan muka: 1. Metode Kenaikan Kapiler Menurut rumus: y = ½ h.d.g.r Karena kadang-kadang penentuan jari-jari kapiler (v) itu sukar, maka dipergunakan cairan pembanding yang telah diketahui tegangan mukanya. 2. Metode Tetes Cairan diteteskan melalui suatu pipa kapiler, waktu jatuh maka berat tetes: 2πvγ mg=2 πrγ Jadi, γ=
mg 2 πr
Harus dinyatakan supaya jatuhnya tetesan hanya disebabkan oleh berat tetesan saja (tidak ada faktor-faktor lain yang mempengaruhinya). Disini biasa digunakan metode perbandingan. Dihitung tetesan (n) untuk semua volume tertentu (v). Berat 1 tetesan: v .d n Untuk cairan pembandingan: v 1 d2 g =2 πr y 1 n2 Sehingga: y x d y n2 = − y 2 d 2 n1 (Respati, 1992) Permukaan zat cair mempunyai sifat ingin meregang, sehingga permukaannya seolah-olah ditutupi oleh suatu lapisan yang elastis. Hal ini disebabkan adanya gaya tarik menarik antara partikel sejenis di dalam zat cair sampai ke permukaan. Di dalam cairan, tiap molekul ditarik oleh molekul lain yang sejenis di dekatnya dengan gaya yang sama ke segala arah. Akibatnya tidak terdapat sisa (resulton) gaya yang bekerja 100
101
pada masing-masing molekul. Pada permukaan cairan, tiap molekul ditarik oleh molekul sejenis di dekatnya dengan arah hanya ke samping dan ke bawah, tetapi tidak ditarik oleh molekul di atasnya karena di atas permukaan cairan berupa fase uap (udara) dengan jarak antara molekul sangat renggang. Akibatnya terdapat perbedaan gaya tarik, sehingga ada sisa gaya yang bekerja pada lapisan atas cairan. Gaya tersebut mengarah ke bawah karena molekul di bawah permukaan cairan jumlahnya lebih banyak dan jarak antara molekul lebih rapat. Adanya gaya atau tarikan ke bawah menyebabkan permukaan cairan berkontraksi dan berada dalam keadaan tegang. Tegangan ini disebut dengan tegangan permukaan. Adanya tegangan permukaan menyebabkan permukaan cairan seperti ditutupi oleh hamparan selaput yang elastis, sehingga mampu menahan suatu benda untuk terapung. Selain itu, akibat adanya tegangan permukaan zat cair selalu berusaha untuk menyusut atau mendapatkan luas permukaan terkecil karena bentuk ini dianggap mempunyai energi yang paling rendah (paling stabil). Bentuk yang paling memenuhi keadaan ini adalah bujur telur (sferik). Sifat cenderung untuk memperkecil luas permukaan inilah yang menyebabkan tetesan-tetesan cairan berbentuk bulat. Tegangan permukaan cairan γ, berbeda-beda bergantung pada jenis cairan dan suhu. Pada umumnya cairan yang memiliki gaya tarik antara molekulnya besar seperti air, maka tegangan permukaannya juga besar. Tegangan permukaan cairan turun bila suhu naik, karena dengan bertambahnya suhu molekul-molekul cairan bergerak lebih cepat dan pengaruh interaksi antara molekul berkurang sehingga tegangan permukaannya menurun. Adanya zat terlarut ada cairan dapat menaikkan atau menurunkan tegangan permukaan tergantung sifat zat terlarutnya. Zat terlarut dengan susunan kimia sama hampir tidak berpengaruh. Untuk air adanya elektrolit anorganik dan nonelektrolit tertentu seperti sukrosa dan gliserin menaikkan tegangan permukaan. Sedangkan adanya zat-zat seperti sabun, detergen dan alkohol adalah efektif dalam menurunkan tegangan permukaan atau tegangan antar muka. Zat ini sering disebut dengan surface active agents atau surfactance (Yazid, 2005).
101
102
BAB 3 METODOLOGI PERCOBAAN 3.1 Alat dan Bahan 3.1.1 Alat
Piknometer Stalagnometer Hand counter Penangas air Gelas ukur Beaker glass Pipet tetes Neraca analitik Corong kaca
102
103
Batang pengaduk 3.1.2 Bahan
Bensin campuran Tisu Aquades Sunlight Serbet Kertas label
3.2 Prosedur Percobaan 3.2.1 Percobaan Menentukan Massa Cairan 3.2.1.1 Aquades
Ditimbang piknometer kosong. Dimasukkan aquades. Ditimbang. Dimasukkan aquades ke dalam stalagnometer Dihitung tetesannya.
3.2.1.2 Bensin
Ditimbang piknometer kosong. Dimasukkan bensin. Ditimbang. Dimasukkan bensin ke dalam stalagnometer Dihitung tetesannya.
3.2.2 Pengaruh Zat Aktif terhadap Tegangan Permukaan 3.2.2.1 1 pipet Diambil sabun cair 1 pipet ke dalam beaker glass. Dilarutkan dengan 50 mL aquades. 103
104
Dimasukkan ke dalam piknometer. Ditimbang. Dimasukkan ke dalam stalagnometer. Dihitung tetesannya.
3.2.2.2 2 pipet
Diambil sabun cair 2 pipet ke dalam beaker glass. Dilarutkan dengan 50 mL aquades. Dimasukkan ke dalam piknometer. Ditimbang. Dimasukkan ke dalam stalagnometer. Dihitung tetesannya.
3.2.2.3 3 pipet
Diambil sabun cair 3 pipet ke dalam beaker glass. Dilarutkan dengan 50 mL aquades. Dimasukkan ke dalam piknometer. Ditimbang. Dimasukkan ke dalam stalagnometer. Dihitung tetesannya.
3.2.2.4 4 pipet
Diambil sabun cair 4 pipet ke dalam beaker glass. Dilarutkan dengan 50 mL aquades. Dimasukkan ke dalam piknometer. Ditimbang. Dimasukkan ke dalam stalagnometer. Dihitung tetesannya.
3.2.3 Pengaruh Suhu terhadap Tegangan Permukaan
Dimasukkan bensin ke dalam piknometer. Dimasukkan ke dalam penangas air selama 2 menit. Ditimbang. Dimasukkan ke dalam stalagnometer. Dihitung jumlah tetesan. Diulangi sebanyak 4 kali.
104
105
BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Tabel Pengamatan 4.1.1 Pengaruh Zat Aktif terhadap Tegangan Permukaan No. 1. 2. 3. 4. 5.
Konsentrasi
Massa pikno +
Massa
Surfaktan 0% 10% 20% 30% 40%
Campuran 25,63 25,64 25,65 25,65 25,65
Campuran 10,1 10,11 10,12 10,12 10,12
Jumlah Tetesan 36 44 53 52 59
4.1.2 Pengaruh Suhu terhadap Tegangan Permukaan No . 1. 2. 3. 4. 5.
Suhu (°C)
Massa pikno + Bensin
Massa Bensin
Jumlah Tetesan
35 36 35 35 34
23,10 23,11 23,11 23,11 23,12
7,57 7,58 7,58 7,58 7,59
92 120 115 101 110
4.2 Perhitungan Massa piknometer kosong = 15,53 gr Massa piknometer + air = 25,63 gr Massa air = 25,63 gr – 15,53 gr = 10,1 gr η air = 36 tetesan Massa piknometer + bensin = 23,12 gr Masssa bensin = 23,12 gr – 15,53 gr = 7,59 gr 105
106
η bensin = 97 tetesan v piknometer = 10 mL 4.2.1 Persentase Surfaktan 0 x 10 mL=0 mL 100 10 x 10 mL=1 mL 100 20 x 10 mL=2 mL 100 30 x 10 mL=3 mL 100 40 x 10 mL=4 mL 100
4.2.2 Perhitungan Massa Jenis 4.2.2.1
ρ0 ρair =
mair 10,1 gr = =1,01 gr /mL v pikno 10 mL
ρbensin =
mbensin 7,59 gr = =0,759 gr /mL v pikno 10 mL
4.2.2.2 Pengaruh Surfaktan atau Zat Aktif ρ 1=
mcamp . 10,1 gr = =1,01 gr /mL v pikno 10 mL
ρ 2=
mcamp . 10,11 gr = =1,011 gr /mL v pikno 10 mL
106
107
ρ 5=
ρ 3=
mcamp . 10,12 gr = =1,012 gr /mL v pikno 10 mL
ρ4 =
mcamp . 10,12 gr = =1,012 gr /mL v pikno 10 mL
mcamp . 10,12 gr = =1,012 gr /mL v pikno 10 mL
4.2.2.3 Pengaruh Suhu ρ 1=
mbensin 7,57 gr = =0,757 gr /mL v pikno 10 mL
ρ 2=
mbensin 7,58 gr = =0,758 gr /mL v pikno 10 mL
ρ 3=
mbensin 7,58 gr = =0,758 gr /mL v pikno 10 mL
ρ4 =
mbensin 7,58 gr = =0,758 gr /mL v pikno 10 mL
ρ 5=
mbensin 7,59 gr = =0,759 gr /mL v pikno 10 mL
4.2.3 Tegangan Permukaan γ air =71,46 dyne /cm 4.2.3.1 Pengaruh Surfaktan/Zat Aktif γ 1=
¿
ρ 1 η0 x xγ ρ 0 η1 0
1,01 36 x x 71,46 1,01 36
107
108
¿ 1 x 1 x 71,46 ¿ 71,46 dyne /cm
¿
γ 2=
ρ 1 η0 x xγ ρ 0 η1 0
γ 3=
ρ 1 η0 x xγ ρ 0 η1 0
γ 4=
ρ 1 η0 x xγ ρ 0 η1 0
γ 5=
ρ 1 η0 x xγ ρ 0 η1 0
1,011 36 x x 71,46 1,01 44
¿ 1,001 x 0,818 x 71,46 ¿ 58,51dyne /cm
¿
1,012 36 x x 71,46 1,01 53 ¿ 1,002 x 0,679 x 71,46
¿ 48,62 dyne /cm
¿
1,012 36 x x 71,46 1,01 52
¿ 1,002 x 0,692 x 71,46 ¿ 49,55 dyne /cm
108
109
¿
1,012 36 x x 71,46 1,01 59
¿ 1,002 x 0,61 x 71,46 ¿ 43,68 dyne /cm
4.2.3.2 Pengaruh Suhu
¿
γ 1=
ρ 1 η0 x xγ ρ 0 η1 0
γ 2=
ρ 1 η0 x xγ ρ 0 η1 0
γ 3=
ρ 1 η0 x xγ ρ 0 η1 0
0,757 97 x x 71,46 0,759 92
¿ 0,997 x 1,054 x 71,46 ¿ 75,09 dyne/cm
¿
0,758 97 x x 71,46 0,759 102
¿ 0,999 x 0,808 x 71,46 ¿ 57,68 dyne /cm
¿
0,758 97 x x 71,46 0,759 115 ¿ 0,999 x 0,843 x 71,46
¿ 60,18 dyne /cm
109
110
¿
γ 4=
ρ 1 η0 x xγ ρ 0 η1 0
γ 5=
ρ 1 η0 x xγ ρ 0 η1 0
0,758 97 x x 71,46 0,759 101
¿ 0,999 x 0,96 x 71,46 ¿ 68,53 dyne /cm
¿
0,759 97 x x 71,46 0,759 110
¿ 1 x 0,882 x 71,46 ¿ 63,03 dyne /cm
4.3 Grafik 4.3.1 Pengaruh Surfaktan/Zat Aktif
Pengaruh Surfaktan 80 60 40 20 0 Teg. Permukaan (dyne/cm)
Konsentrasi Surfaktan
110
111
4.3.2 Pengaruh Suhu
Pengaruh Suhu 80 60 Teg. Permukaan (dyne/cm)
40 20 0 35
36
35
35
34
Suhu (°C)
4.4 Pembahasan Permukaan zat cair mempunyai sifat ingin meregang sehingga permukaannya seolah-olah ditutupi oleh suatu lapisan yang elastis. Hal ini disebabkan adanya gaya tarik menarik antara partikel sejenis di dalam zat cair sampai kepermukaan. Di dalam zat cair, tiap molekul ditarik oleh molekul lain yang sejenis didekatnya dengan gaya yang sama ke segala arah. Akibatnya tidak terdapat sisa gaya yang bekerja pada masing-masing molekul. Pada permukaan cairan, tiap molekulmolekul ditarik oleh molekul sejenis didekatnya dengan arah hanya ke samping dan ke bawah, tetapi tidak ditarik oleh molekul diatasnya karena diatas permukaan cairan berupa fase uap (udara) dengan jarak antara molekul sangat renggang. Akibatnya terdapat perbedaan gaya tarik, sehingga ada saja sisa gaya yang bekerja pada lapisan atas cairan. Gaya tersebut mengarah ke bawah karena molekul lebih rapat. Adanya
111
112
gaya atau tarikan ke bawah menyebabkan permukaan cairan berkontraksi dan berada dalam keadaan tegang. Tegangan ini disebut tegangan permukaan. Besarnya tegangan permukaan dipengaruhi oleh gaya tarik menarik antara molekulnya besar seperti raksa, maka tegangan permukaannya juga besar. Sebaliknya cairan seperti alkohol gaya tarik antara molekulnya kecil, maka tegangan permukaannya juga kecil. Di dalam kehidupan sehari-hari, tegangan permukaan cairan digunakan yang berhubungan dengan kemampuan cairan tersebut membasahi benda. Detergen sintesis modern lainnya, didesain untuk meningkatkan kemampuan air membasahi kotoran yang melekat pada pakaian, yaitu dengan menurunkan tegangan permukaan sehingga hasil cucian lebih bersih. Pada penentuan massa jenis pengaruh zat aktif, pada percobaan didapatkan 1,01 g/mL pada 0%, pada 10% didapatkan 1,011 g/mL, 20% adalah 1,012 g/mL, pada 30% adalah 1,012 g/mL dan pada 40% adalah 1,012 g/mL. Pada penentuan massa jenis pengaruh suhu pada percobaan didapatkan hasil yaitu 0,759 g/mL pada suhu 35°C, pada suhu 36°C yaitu 0,758 g/mL. Pada suhu 35°C yaitu 0,758 g/mL, pada suhu 35°C adalah 0,758 g/mL dan pada suhu 34°C adalah 0,759 g/mL. Pada penentuan tegangan permukaan (γ) pengaruh zat aktif didapatkan pada 0% sebesar 71,46 dyne/cm, pada 10% adalah 58,51 dyne/cm, pada 20% adalah sebesar 48,62 dyne/cm, pada 30% adalah sebesar 49,55 dyne/cm dan pada 40% adalah sebesar 43,68 dyne/cm. Pada penentuan tegangan permukaan (γ) akibat pengaruh suhu didapatkan pada 35°C sebesar 75,09 dyne.cm, pada suhu 36°C sebesar 57,68 dyne/cm, pada suhu 35°C sebesar 60,18 dyne/cm, pada suhu 35°C adalah 68,53 dyne/cm dan pada suhu 34°C sebesar 63,03 dyne/cm. Beberapa peristiwa yang terjadi di dalam kehidupan sehari-hari yang berkaitan dengan tegangan permukaan adalah: Nyamuk dapat berjalan di atas permukaan air. Terapungnya jarum jahit di atas permukaan air. 112
113
Butir-butir tanah liat yang basah akan saling menempel. Tetesan air hujan atau air diujung keran membentuk hampir bulat. Tegangan permukaan suatu cairan berbeda-beda tergantung daripada jenis cairan dan suhu. Pada umumnya cairan yang memiliki gaya tarik antara molekulnya lebih besar seperti air, maka tegangan permukaannya juga kecil. Tegangan permukaan pada cairan akan turun apabila suhunya naik. Hal ini terjadi karena dengan bertambahnya suhu, maka molekul-molekul di dalam zat tersebut akan bergerak lebih cepat dan pengaruh interaksi antara molekul berkurang sehingga tegangan permukaannya turun. Surfaktan merupakan suatu molekul yang sekaligus memiliki gugus hidrofilik dan gugus lipofilik sehingga dapat mempersatukan campuran yang terdiri dari air dan minyak. Surfaktan adalah bahan aktif permukaan. Jenis-jenis surfaktan: 1. Surfaktan anionik memiliki gugus hidrofilik yang membawa muatan negatif seperti karboksilat, sulfonat dan gugus sulfat. Contoh: sodium dodecylsulfate (SDS), C12H25OSO3Na. Struktur sodium alkylsulfate. O CH3
(CH2)
O
S O
O Na
2. Surfaktan kationik memiliki muatan positif dibagian hidrofiliknya. Contoh: C12H25N(CH3)3Br. Struktur C12H25N(CH3)3Br. CH3 CH3
(CH2)nc-1
N
Br CH3
CH3 3. Surfaktan non ionik bagian hidrofilik diperoleh dan gugus polar seperti polyethyleneoxide
atau
gula.
Contoh:
alkylglucosider.
113
C10H21(OCH2CH2)8ON.
Struktur
114
CH2OH
O (R)
(R)
OH
OH
(CH2)nc-1
CH3
(R)
OH
4. Surfaktan alaphothenic (zwitter ionik) membawa muatan positif dan negatif sehingga muatan bersihnya nol. Contoh: Alkylpropanesmtlaine. CH3 O CH3
(CH2)11
N
(CH2)3
CH3
S
O
O
Pada percobaan kali ini, surfaktan yang digunakan untuk menurunkan tegangan permukaan zat cair adalah sabun. Struktur sabun adalah:
H
H
H
H
H
H
H
H
H
H
H
H
H
H
H
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
H
H
H
H
H
H
H
H
H
H
H
H
H
H
H
H
H
O C
Prinsip percobaan penentuan tegangan permukaan dengan metode berat tetes ini adalah penentuan zat cair aquades dan bensin dengan menentukan banyaknya tetesan dalam suatu volume tertentu. Percobaan ini dilakukan dengan penambahan surfaktan (sabun sunlight) dan juga dengan pemanasan. Dimana hanya sebagian kecil cairan yang dipakai dan diletakkan di dalam stalagnometer lalu diperoleh tetesantetesan dan dihitung banyaknya tetesan. Semakin banyak tetesan yang dihasilkan maka semakin kecil tegangan permukaan cairan tersebut. Fungsi perlakuan pada percobaan kali ini adalah sebagai berikut: Penimbangan berfungsi untuk menentukan massa dari air, bensin dan surfaktan serta piknometer kosong. Pengadukkan berfungsi untuk menghomogenkan surfaktan dengan air.
114
ONa
115
Bensin, air dan campuran air + surfaktan dimasukkan ke dalam stalagnometer agar mengetahui jumlah tetesan pada bahan. Pemanasan agar dapat menurunkan tegangan permukaan pada bahan sehingga tetesan yang didapat semakin banyak dan penurunan tetesan di dalam stalagnometer lebih cepat. Fungsi reagen pada percobaan kali ini yaitu: Aquadest untuk melarutkan surfaktan dengan berbagai konsentrasi agar diketahui perbedaannya. Surfaktan berfungsi untuk mengetahui pengaruh zat aktif terhadap tegangan permukaan. Bensin berfungsi untuk mengetahui pengaruh suhu terhadap tegangan permukaan setelah dipanaskan pada suhu tertentu. Ada beberapa faktor kesalahan yang terjadi dalam percobaan adalah:
Kurang teliti dalam menghitung jumlah tetesan. Kurang teliti saat penimbangan. Saat pemanasan waktunya kurang atau lebih. Kurang bersih dalam mencuci alat sehingga mempengaruhi tegangan permukaan. Faktor-faktor yang mempengaruhi tegangan permukaan adalah:
Suhu Semakin tinggi suhu, maka tegangan permukaan akan kecil juga, sehingga tetesan yang dihasilkan lebih banyak. Zat terlarut Zat terlarut dapat mempengaruhi tegangan permukaan jika zat yang massa jenisnya kecil maka tegangan permukaan akan kecil juga. Tekanan Semakin besar tekanan, maka semakin besar juga tegangan permukaannya. Surfaktan Adanya zat-zat seperti sabun, detergen dan alkohol adalah efektif dalam menurunkan tegangan permukaan atau tegangan antar muka. Jenis cairan Cairan yang memiliki gaya tarik antara molekulnya besar seperti air, maka tegangan permukaannya juga besar. Sebaliknya, pada cairan seperti bensin
115
116
memiliki tegangan permukaan yang kecil karena gaya tarik menarik antara molekulnya kecil. Metode-metode yang dapat menentukan tegangan permukaan adalah: Metode Kapiler Tegangan permukaan diukur dengan melihat ketinggian air atau cairan yang naik melalui suatu kapiler. Metode kapiler ini hanya digunakan untuk mengukur tegangan antar muka. Metode Wilhelmy Metode ini didasarkan pada gaya yang diperlukan untuk menarik pelat tipis dan permukaan cairan. Penetapannya diperlukan alat dari lempeng tipis yang terbuat dari kaca platina atau mika dan sebuah neraca. Besarnya gaya tarik pada neraca yang digunakan untuk melepas pelat dari permukaan cairan dicatat. Metode Berat Tetes Cairan yang membasahi gelas akan berupa tetesan pada ujung pipa partikel. Mula-mula tetesan berupa setengah bola, kemudian memanjang dan membentuk pinggang. Pada saat akan jatuh bebas, gaya ke bawah pada tetesan (mg) akan sama dengan gaya ke atas yang menahan tetesan (2πrγ). Sehingga menurut hukum Talp diperoleh: mg = 2πrγ atau γ = mg/(2πr) Metode Tersiometer Du-Nouy Metode cincin Du-Nouy bisa digunakan untuk mengukur tegangan permukaan atau tegangan antar muka. Dari grafik karena pengaruh surfaktan dapat dilihat pada saat konsentrasi surfaktan 0% tegangan permukaan zat cair besar. Pada konsentrasi berikutnya yaitu 10%, 20%, 30% dan 40% tegangan permukaan zat cair semakin turun. Hal ini terjadi karena adanya surfaktan yang dapat menentukan tegangan permukaan. Semakin besar konsentrasi surfaktan, semakin kecil tegangan permukaan. Dari grafik karena pengaruh suhu dapat dilihat pada suhu 35°C tegangan permukaan pada zat cair besar. Kemudian pada suhu 36°C, tegangan permukaan zat cairan menurun. Pada suhu berikutnya yaitu 35°C, tegangan permukaan naik lagi hingga suhu 35°C berikutnya. Kemudian pada suhu 34°C tegangan permukaan turun
116
117
lagi. Hal ini dapat terjadi karena suhu (panas) dapat menurunkan tegangan permukaan karena pemanasan dapat melepas ikatan hidrogen pada zat cair tersebut. Sehingga tetesan yang dihasilkan lebih banyak. Semakin besar suhu, semakin kecil tegangan permukaan.
BAB 5 PENUTUP 5.1 Kesimpulan Dari hasil perhitungan, didapatkan massa jenis air sebesar 1,01 gr/mL, sedangkan massa jenis bensin sebesar 0,759 gr/mL.
117
118
Nilai tegangan permukaan pada pengaruh zat aktif berdasarkan perhitungan yaitu berturut-turut 71,46 dyne/cm, 58,51 dyne/cm, 48,62 dyne/cm, 49,55 dyne/cm dan 43,68 dyne/cm. Nilai tegangan permukaan pada pengaruh suhu berdasarkan perhitungan yaitu berturut-turut 75,09 dyne/cm, 57,68 dyne/cm, 60,18 dyne/cm, 68,53 dyne/cm dan 63,03 dyne/cm. 5.2 Saran Pada percobaan selanjutnya dapat dicoba juga dengan menggunakan solar atau pertamax sebagai pengganti bensin agar dapat diketahui perbedaan nilai tegangan permukaannya.
DAFTAR PUSTAKA Atkins, P.W. 1994. Kimia Fisik Edisi Ke-4 Jilid 1. Jakarta: Erlangga. Dogra, SK. & S. Dogra. 1990. Kimia Fisik dan Soal-soal. Jakarta: UI. Respati. 1992. Dasar-dasar Ilmu Kimia. Yogyakarta: Rineka Cipta.
118
119
Yazid, Estien. 2005. Kimia Fisika untuk Paramedis. Yogyakarta: Andi.
119
