TEGANGAN PERMUKAAN I. Tujuan
Setelah melakukan percobaan ini mahasiswa diharapkan mampu untuk : 1. Menerangkan Menerangkan faktor-fa faktor-faktor ktor yang yang mempengaruhi mempengaruhi teganga tegangan n permukaan permukaan suatu suatu zat cair. 2. Menggunak Menggunakan an alat-alat alat-alat penentuan penentuan tegangan tegangan permuk permukaan aan suatu suatu zat cair. cair. 3. Menent Menentuka ukan n tegang tegangan an permuk permukaan aan zat zat cair. cair. 4. Menentukan Menentukan tegang tegangan an antar permuka permukaan an dua zat zat cair yang tidak bercamp bercampur. ur.
II. II. Dasa Dasarr T Teo eori ri
Bila dua fase dicampurkan maka batas antara fase – fase tersebut dinamakan antar perm permuk ukaan aan.. Batas Batas antar antaraa zat cair cair atau atau zat zat pada padatt deng dengan an udara udara lazim lazimny nyaa dise disebu butt permukaan. Sedangkan batas antara zat cair dengan zat cair lain yang tidak bercampur atau antara zat padat dengan zat cair disebut antar permukaan (Astuti dkk., 2008). Bila fase - fase berada bersama - sama, batas antara keduanya disebut suatu antarmuka. antarmuka. Beberapa jenis antarmuka antarmuka dapat terjadi, terjadi, bergantung bergantung pada apakah kedua fase yang berdekatan adalah dalam keadaan padat, cair, atau gas. Secara umum, antarmuka dapat dapat dibagi dalam dua kelompok, yakni antarmuka cairan dan antarmuka padatan. Antarmuka Antarmuka cair membicaraka membicarakan n tentang tentang penggabun penggabungan gan dari suatu fase air dengan suatu fase gas atau fase cair lain. Bagian antarmuka antarmuka padat membicaraka membicarakan n tentang tentang sistem sistem yang mengandung antarmuka padat/gas dan antarmuka padat/cair (Astuti dkk., 2008). Istilah permukaan biasanya dipakai bila membicarakan suatu antarmuka gas/padat atau suatu antar muka gas/cair. Setiap permukaan adalah suatu antarmuka. Jadi, suatu permukaan meja membentuk suatu antarmuka gas/padat dengan udara di atasnya, dan permukaan dari suatu tetes air membentuk suatu antarmuka gas/cair. Setiap partikel dari zat, apakah itu sel, bakteri, koloid, granul, atau manusia, mempunyai suatu antarmuka pada batas sekelilingnya (Astuti dkk., 2008). Di dalam zat cair, satu molekul dikelilingi oleh molekul-molekul lainnya yang sejenis dari segala arah sehingga gaya tarik menarik sesama molekulnya (gaya kohesi), sama besar. Pada permukaan zat cair terjadi gaya tarik menarik antara molekul cairan dengan dengan molekul molekul udara (adhesi). (adhesi). Gaya adhesi lebih kecil bila dibanding dibandingkan kan dengan gaya kohesi sehingga molekul di permukaan zat cair cenderung tertarik ke arah dalam. Tetapi hal ini tidak terjadi karena adanya gaya yang bekerja sejajar dengan permukaan zat cair yang yang mengim mengimban bangi gi besarn besarnya ya gaya gaya kohesi kohesi antar antar moleku molekull di dalam dalam zat cair cair terhad terhadap ap mole moleku kull seje sejeni nisn snya ya di perm permuk ukaa aan. n. Akib Akibat atny nya, a, mole moleku kull ters terseb ebut ut teta tetap p berad beradaa di
permu permukaa kaan. n. Gaya Gaya ini disebu disebutt tegang tegangan an permuk permukaan aan.. Atau Atau dengan dengan kata kata lain lain tergan tergangan gan permukaan adalah gaya per satuan panjang yang harus diberikan sejajar pada permukaan untuk mengimbangi tarikan dalam.Sedangkan tegangan antar permukaan adalah tegangan pada antar permukaan dua cairan yang tidak bercampur atau antara permukaan zat padat deng dengan an cair cairan an.. Tega Tegang ngan an antar antar perm permuk ukaan aan sela selalu lu lebi lebih h keci kecill dari daripa pada da tega tegang ngan an permukaan karena gaya adhesi antara dua zat cair yang tidak bercampur selalu lebih bes besar ar dari daripa pada da gaya gaya adhe adhesi si anta antara ra zat zat cair cair deng dengan an udar udara. a. Bila Bila dua dua zat cair cair dapa dapatt bercampur dengan sempurna, maka tegangan antar permukaan tidak eksis. Tegangan perm permuk ukaan aan diny dinyat atak akan an seba sebaga gaii gaya gaya per per satu satuan an panj panjan ang g yang yang dipe diperlu rluka kan n untu untuk k memperluas permukaan suatu zat. Simbol yang digunakan untuk tegangan permukaan adalah γ dan satuannya adalah dyne cm -1 (Astuti dkk., 2007). Tegangan permukaan juga dapat digambarkan dengan suatu kerangka kawat tiga sisi dimana suatu batang yang dapat bergerak diletakkan. Suatu film (lapisan tipis) sabun dibentuk dibentuk di daerah ABCD dan dapat direntangkan direntangkan dengan menggunakan menggunakan gaya f (seperti (seperti suatu massa yang menggantung) pada batang yang dapat bergerak dengan panjang L, yang yang beke bekerja rja mela melawa wan n tega tegang ngan an perm permuk ukaan aan dari dari film film sabu sabun n ters terseb ebut ut.. Bila Bila mass massaa diangkat, film akan mengkerut karena tegangan permukaannya. Tegangan permukaan (γ) dari larutan yang membentuk film tersebut merupakan suatu fungsi dari gaya yang harus dipakai untuk memecah film dari fungsi dari panjang batang yang dapat bergerak yang berh berhub ubun unga gan n deng dengan an film film terse tersebu but. t. Karen Karenaa film film sabu sabun n terse tersebu butt memp mempun unya yaii dua dua antarmuka antarmuka gas (satu di atas dan satu di bawah bidang bidang kertas), panjang total bidang yang berhubungan sama dengan dua kali panjang batang tersebut. Jadi didapatkan suatu rumus:
Dimana : ♣
fb = gaya yang dibutuhkan untuk memecah film
♣
L = panjang dari batang yang dapat bergerak (Astuti dkk., 2008).
Dari beberapa metode (cara) yang ada untuk mendapatkan tegangan permukaan dan tegangan antarmuka, antarmuka, hanya metode kenaikan kapiler, dan Du Nouy ring yang akan diuraikan. Keterangan yang terperinci untuk metode-metode lain, seperti berat tetesan, tekanan gelembung, tetesan sessile, dan lempeng Wilhelmy, lihat risalah dari Harkins dan Alexander, Drost - Hansen, dan Hiemenz. Tetapi, perlu dicatat bahwa pemilihan suatu metode metode tertent tertentu u sering sering bergan bergantun tung g pada pada apakah apakah tegang tegangan an permuk permukaan aan atau atau tegang tegangan an antarmuka antarmuka yang akan ditentukan ditentukan,, ketepatan ketepatan dan kemudahan kemudahan yang diinginkan diinginkan,, ukuran ukuran sampel yang tersedia, dan apakah efek waktu pada tegangan permukaan akan diteliti atau
tidak. Dalam kenyataan, tidak ada satu pun metode yang terbaik untuk semua sistem (Martin dkk., 1990). 1. Metode Metode Kenai Kenaikan kan Kapi Kapiler ler Bila suatu tabung kapiler diletakan dalam cairan di sebuah beaker (gelas piala), biasa biasanya nya cairan cairan itu naik naik ke pipa pipa sampai sampai keting ketinggia gian n tertent tertentu. u. Hal ini diseba disebabka bkan n bilamana kekuatan adhesi antara molekul-molekul cairan dan dinding kapiler lebih besar daripada kohesi antara molekul-molekul cairan, sehingga cairn itu membasahi dinding kapiler, menyebar dan meninggi dalam pipa. Dengan mengukur kenaikan ini dalam kapiler, memungkinkan kita dapat menentukan metode kenaikan kapiler tidak dapat diketahui tekanan-tekanan antarmuka (Martin dkk., 1990). Bayangkan suatu tabung kapiler yang mempunyai jari-jari dalam r dicelupkan dalam suatu cairan yang membasahi permukaannya. Cairan tersebut terus naik dalam tabung tabung karena karena adanya adanya tegang tegangan an permuk permukaan aan,, sampai sampai perger pergeraka akan n ke atas persis persis diimbangi oleh gaya gravitasi ke bawah karena bobot dari cairan tersebut (Martin dkk., 1990). Komposisi gaya vertikal ke atas yang dihasilkan dari tegangan permukaan ciran tersebut pada setiap titik pada keliling lingkaran permukaan batas adalah : α = γ cos θ Total gaya ke atas sekeliling lingkaran dalam tabung tersebut adalah : 2πr γ cos θ Dimana: ∗
θ = sudut kontak antara permukaan cairan dan dinding kapiler
∗
2πr = keli kelili ling ng ling lingka karan ran dala dalam m dari dari kapi kapile lerr ters terseb ebut ut.. Untu Untuk k air air dan dan cairan - cairan yang umum dipakai lainnya, sudut θ tidak berarti, yakni, cairan tersebut membasahi dinding kapiler sehingga cos θ dianggap sama dengan satu untuk tujuan-tujuan praktis (Martin dkk., 1990).
Gaya Gaya grav gravit itas asii yang yang beke bekerj rjaa mela melawa wan n (mas (massa sa < perc percep epat atan an)) adala adalah h luas luas penampang - melintang kolom π r 2, kali tinggi kolam cairan sampai titik terendah dari meniskus h, dikalikan dengan perbedaan bobot jenis cairan ρ dan uapnya ρ o kali percepatan percepatan gravitasi, gravitasi, yaitu : πr 2h (ρ - ρo) g + w. Bagian persamaan terakhir yaitu w, ditambahkan untuk memperhitungkan bobot cairan di atas h dalam meniskus. Bila cairan telah naik sampai tinggi maksimumnya, yang bisa dibaca dari kalibrasi dari tabung kapiler, gaya-gaya yang melawan berada dalam kesetimbangan, dan dengan
demikian tegangan permukaan dapat dihitung. Bobot jenis dari uap, sudut kontak, dan w biasanya dapat diabaikan, jadi didapatkan : 2πrγ = π r2hρg
γ =
1 2
rhρg
Kenaik Kenaikan an kapiler kapiler bisa bisa juga juga ditera diterangk ngkan an sebaga sebagaii akibat akibat adanya adanya perbed perbedaan aan tekanan antara kedua lengkungan meniskus cairan dalam kapiler. Pada persamaan ∆ P = 2γ/r , bahwa tekanan dari sisi yang cekung dari permukaan yang lengkung adalah lebih besar daripada tekanan pada sisi cembung. Ini berarti bahwa tekanan dalam cairan yang langsung di bawah meniskus lebih kecil daripada tekanan di luar tabung pada ketinggian yang sama. Akibatnya, cairan akan menaiki kapiler sampai tekanan hidrostatik yang dihasilkan menyamai perbedaan antara kedua lengkungan meni menisk skus us.. Deng Dengan an meng menggu guna naka kan n simb simbol ol yang yang sama sama sepe sepert rtii sebe sebelu lumn mnya ya dan dan mengabaikan sudut kontak maka didapatkan :
∆P = 2γ/r = ρ gh di mana ρ gh adalah tekanan hidrostatik. Dengan menyusun kembali persamaan di atas memberikan memberikan γ = r ρgh/2 ρgh/2 yang yang identik identik dengan dengan persamaa persamaan nγ =
1 2
rhρg, yang
diturunkan berdasarkan gaya - gaya adhesif melawan gaya - gaya kohesif.
2. Tensio Tensiomet meter er Du Du Nouy Nouy Tens Tensio iome mete terr Du Nouy Nouy,, dipa dipaka kaii seca secara ra luas luas untu untuk k meng menguk ukur ur tega tegang ngan an permu permukaa kaan n dan tegang tegangan an antarm antarmuka uka.. Prinsi Prinsip p dari dari alat terseb tersebut ut bergan bergantun tung g pada pada kenyat kenyataan aan bahwa bahwa gaya gaya yang yang diperlu diperlukan kan untuk untuk melepa melepaska skan n suatu suatu cincin cincin platin platinaairidium iridium yang dicelupkan dicelupkan pada permukaan atau antarmuka antarmuka adalah sebanding sebanding dengan tegangan permukaan atau tegangan antarmuka (Martin dkk., 1990). Gaya yang diperlukan untuk melepaskan cincin dengan cara ini diberikan oleh suat suatu u kawa kawatt spira spirall dan dan dicat dicatat at dalam dalam satu satuan an dyne dyne pada pada suat suatu u penu penunj njuk uk yang yang berkalibrasi. Tegangan permukaan diberikan oleh rumus : γ=
yang dibaca
pada penunjuk 2 ×keliling
dalam dyne
cincin
× faktor koreksi
Sebenarnya, alat tersebut mengukur bobot dari cairan yang dikeluarkan dari bidang antarmuka tepat sebelum cincin tersebut menjadi lepas. Suatu faktor koreksi perlu rlu
dalam
pers ersamaan aan
di
ata atas
karen rena
teori
sederhana
tersebut
tidak
memperhitungkan variabel- variabel tertentu seperti jari-jari dari cincin, jari-jari dari kawat kawat yang yang dipaka dipakaii untuk untuk memben membentuk tuk cincin cincin,, dan volume volume cairan cairan yang yang diangk diangkat at keluar dari permukaan. Kesalahan sebesar 25% bisa terjadi bila faktor koreksi tidak dihitu dihitung ng dan dipaka dipakai. i. Metode Metode perhit perhitung ungan an faktor faktor koreks koreksii telah telah diurai diuraikan kan oleh oleh Harkins Dan Jordan dan, suatu ketepatan kira-kira 0.25% dapat diperoleh dengan pengerjaan yang cermat (Martin dkk., 1990). Fenomena antarmuka dalam farmasi adalah faktor-faktor yang berarti yang memp mempen enga garu ruhi hi
abso absorp rpsi si obat obat
pada pada baha bahan n
pemb pemban antu tu
pada padatt
dala dalam m
bent bentuk uk
sediaan,penetrasi/penembusan molekul melalui memnran biologis ,pembentukan dan kestab kestabila ilan n serta serta disper dispersi si dari dari partik partikel el yang yang tidak tidak larut larut dalam dalam media media cair untuk untuk membentuk suspensi (Astuti dkk., 2008). 3. Wilh Wilhel elmy my Meto Metode de ini ini meng menggu guna naka kan n lemp lempen eng g wilh wilhel elmy my seba sebaga gaii alat alat untu untuk k menguk mengukurn urnya. ya. Lempen Lempeng g wilhel wilhelmy my adalah adalah lempen lempeng g tipis tipis yang yang diguna digunakan kan untuk untuk mengukur tegangan permukaan atau antarpermukaan antara udara dengan larutan atau antar senyawa dalam larutan. Pada metode ini, lempeng harus diletakkan tegak lurus dengan tegangan antar permukaan, dan tekanan yang digunakan yang diukur. Metode Ludwig Wilhelmy ini berkembang dan digunakan untuk persiapan dan monitoring dari Langmuir - Blodgett film (Anonim, tt).
4. Gambar 1. Metode Lempeng Wilhelmy
Lempen Lempeng g wilhel wilhelmy my biasan biasanya ya menggu menggunak nakan an lempen lempeng g yang yang beruk berukura uran n beberapa cm2.. Lempeng ini sering terbuat dari kaca atau platina yang agak berat untuk dapat dapat terbas terbasahi ahi sempur sempurna. na. Tekana Tekanan n pada pada lempen lempeng g yang yang terenda terendam m diukur diukur dengan dengan meng menggu guna naka kan n tens tensio iome mete terr atau atau micr microb obala alanc ncee dan dan untu untuk k meng menghi hitu tung ng tegan teganga gan n permukaan digunakan rumus : α
=
F 2 − cos cos Φ
dimana
adalah panjang dari lempeng wilhelmy yang terendam dan θ
adalah sudut antara larutan dengan lempeng. Namun pada prakteknya sudut ini sulit ntuk diukur sehingga metode ini jarang digunakan (Anonim, tt).
III. III. Alat Alat dan dan Bahan Bahan a. Alat −
Tensiometer Digital
Gambar 1. Alat Tensiometer
Keterangan gambar tensiometer: 1
: Konektor untuk tombol TD 1 E
2
: Indikator tinggi air
3&4 3&4
: Alat Alat pen penga gatu turr keti keting nggi gian an kak kakii tensi tensiom omet eter er
5
: Tombol penggerak manual
6
: Meja sampel
Keterangan Gambar Alat pengatur digital: 1 : Tombol pengatur jenis pengukuran 2 : Tombol pengatur tara, angka 0 (PT) 3 : Tombol pengatur kalibrasi (PK) −
Cawan petri
−
Bunsen
b. Bahan −
Air
−
Minyak nabati
IV. Cara Cara Ker Kerja ja
Kalibrasi Alat
Sebelum melakukan percobaan, alat yang digunakan harus dikalibrasi terlebih dahulu dengan cara sebagai berikut: 1. Cincin dipasangka dipasangkan n pada pada kaitnya. kaitnya. 2. Tensiometer dihidupkan dengan memindahkan memindahkan tombol TD 1 E ke posisi ON. 3. Lalu posisi posisi mode uji dipindah dipindahkan kan ke simbol simbol cincin. 4. Pembac Pembacaan aan pada pada layar layar diatur diatur dengan dengan potens potensiom iometer eter tara (PT) (PT) sehing sehingga ga sama sama dengan 00,0. 5. Pemberat Pemberat kalibrasi kalibrasi 500 mg dipasang pad padaa kait untuk menambah menambah berat cincin. cincin. 6. Harga kalibrasi untuk cincin cincin yang digunakan dihitung melalui persamaan berikut: FKR = Keterangan: FKR
G KR . g 2π d
= Harga kalibrasi cincin (nM.m -1)
GKR
= Pemberat kalibrasi (g)
g
= Gaya gravitasi (cm.detik-1 )
d
= Garis tengah cincin (cm)
Pengukuran Tegangan Permukaan
1. Meja sampel sampel digerakk digerakkan an ke bawah serenda serendah h mungki mungkin n dan cairan cairan uji di dalam dalam cawan petri diletakkan di atas meja sampel. 2. Meja sampel bersama bersama cairan uji digerakkan digerakkan ke atas perlahan-lahan perlahan-lahan sampai sampai cincin berada kira-kira 2-3 mm di bawah permukaan cairan. 3. Kemudian Kemudian meja dengan cairan cairan uji digerakkan digerakkan kembali kembali ke bawah secara secara perlahanperlahanlahan sampai cincin menarik lamela ke luar permukaan cairan. Pada saat ini nilai yang tertera pada layar akan naik. Nilai ini akan mencapai maksimumnya sampai sesa sesaat at sebe sebelu lum m lame lamela la pecah pecah.. Nila Nilaii maks maksim imum um yang yang dipe dipero role leh h meru merupa paka kan n besarnya tegangan permukaan cairan yang belum dikoreksi. 4. Faktor Faktor koreksi cincin dihitung dihitung dengan menggun menggunakan akan persamaan persamaan berikut: f =
Keterangan
OSruk D
5.
0,000918 .OS ruk 0,8759
D
+
: tegangan permukaan yang belum dikoreksi (nM.m-1) : bobot jenis cairan yang diuji (g.cm-3)
Kalikan harga tegangan permukaan yang diperoleh dengan faktor koreksi yang dihitu dihitung. ng. Hasil Hasil kali kali tersebu tersebutt adalah adalah harga harga tegang tegangan an permuk permukaan aan mutlak mutlak dalam dalam mN.m-1.
Penentuan Tegangan antar Permukaan
1. Meja sampel sampel digerakkan digerakkan ke bawah dan cincin cincin diambil diambil dari kaitnya. kaitnya. 2. Cincin Cincin dibersihk dibersihkan an dengan dengan cara memana memanaska skanny nnyaa pada pada nyala nyala api etanol etanol sampai sampai berwarna merah. 3. Biar Biarka kan n cin cincin cin menja enjad di ding ingin dan dilem ilemb babka abkan n denga engan n air air kemu kemudi dian an dipasangkan kembali pada kaitnya. 4. Cawan petri diisi sampel yang mempunyai bobot bobot jenis lebih besar, misalnya air. 5. Meja sampel sampel digerakkan digerakkan ke atas sampai sampai cincin tercelup tercelup kira-kira kira-kira 2-3 mm di bawah permukaan cairan. 6. Secara Secara perlah perlahan-l an-laha ahan n cairan cairan berbob berbobot ot jenis jenis lebih lebih kecil kecil ditamb ditambahk ahkan an sampai sampai mencapai ketebalan kira-kira 1 cm. 7.
Kemu Kemudi dian an meja meja deng dengan an cair cairan an uji uji dige digera rakk kkan an kemb kembal alii ke bawa bawah h seca secara ra perlahan-lahan sampai cincin menarik lamela ke luar dari fase cairan yang berada di sebelah bawah. Pada saat ini nilai yang tertera pada layar akan naik. Nilai ini akan akan menc mencap apai ai maks maksim imum umny nyaa samp sampai ai sesa sesaat at sebe sebelu lum m lame lamela la pecah pecah.. Nilai Nilai maksimum yang diperoleh merupakan besarnya tegangan antar permukaan cairan yang belum dikoreksi.
8. Faktor Faktor koreksi cincin dihitung dihitung dengan menggun menggunakan akan persamaan persamaan berikut: f = 0,8759
Keter Keteran anga gan n
Nilai 9. Nilai
+
0,000918 .OS ruk
D1 − D2
D1
: bobo bobott jenis jenis caira cairan n yang yang berad beradaa di bawa bawah h (g.c (g.cm m-3)
D2
: bob bobot ot jeni jeniss cai caira ran n yan yang g ber berad adaa di di ata atass (g. (g.cm cm-3)
tegang tegangan an antar antar permuk permukaan aan dua cairan cairan yang yang dipero diperoleh leh dikali dikalikan kan dengan dengan
faktor koreksi yang telah dihitung. Nilai yang diperoleh adalah besarnya tegangan antar permukaan mutlak dua cairan dalam mN.m -1.
V. PEMBAHASAN
Tegangan permukaan adalah gaya per satuan panjang yang harus diberikan sejajar pada permukaan untuk mengimbangi tarikan ke dalam. Tegangan permukaan mempunyai satuan dyne/cm dalam sistem cgs (Martin et al., 1990). Hal ini sebanding dengan keadaan yang terjadi bila suatu objek yang menggantung di pinggir jurang pada seutas tali ditarik ke atas oleh seseorang yang memegang tali tersebut dan berjalan menjauhi tepi jurang. Tegangan permukaan muncul pada permukaan cairan/padatan dengan udara. Simbol yang
digunakan untuk tegangan permukaan adalah γ dan satuannya adalah dyne cm -1 (Astuti dkk., 2009). Selain Selain tegang tegangan an permuk permukaan aan,, ada juga juga istila istilah h tegang tegangan an antarm antarmuka uka.. Tegang Tegangan an antarmuka adalah gaya per satuan panjang yang terdapat pada antarmuka dua fase cair yang yang tidak tidak bercam bercampur pur dan sepert sepertii tegang tegangan an permuk permukaan aan memilik memilikii satuan satuan dyne/c dyne/cm. m. Tegangan antarmuka selalu lebih kecil daripada tegangan permukaan karena gaya adhesi antara 2 fase cair yang membentuk suatu antarmuka adalah lebih besar daripada bila suatu fase cair dan suatu fase gas berada bersama-sama. Jadi bila 2 cairan bercampur dengan sempurna tidak ada tegangan antarmuka yang terjadi (Astuti dkk., 2009). Metode Metode - metode metode yang dapat digunakan digunakan dalam mengukur besarnya besarnya tegangan tegangan permukaan dan tegangan antarmuka suatu sampel antara lain metode pipa kapiler, metode cincin DuNuoy, DuNuoy, dan metode wilhelmy. wilhelmy. Dalam memilih memilih metode metode pengukuran pengukuran tegangan perm permuk ukaan aan maup maupun un tega tegang ngan an anta antarm rmuk ukaa adal adalah ah kete ketepa pata tan n dan dan kemu kemuda daha han n yang yang diinginkan diinginkan,, digunakan digunakan untuk untuk mengukur mengukur tegangan tegangan permukaan permukaan atau tegangan tegangan antarmuka, antarmuka, ukur ukuran an samp sampel el yang yang terse tersedi dia, a, dan dan kepe keperlu rluan an pene peneli liti tian an terh terhad adap ap efek efek wakt waktu u pada pada tegangan permukaan (Martin et al., 1983). Tensiometer adalah alat yang digunakan untuk mengukur tegangan permukaan atau atau tegang tegangan an antarm antarmuka uka cairan. cairan. Penguk Pengukura uran n tegang tegangan an permuk permukaan aan atau atau antar antar muka muka dilakukan dengan menggunakan tensiometer berdasarkan pada pengukuran tekanan atau gaya dari interaksi suatu lempeng dengan permukaan atau antarmuka dua zat cair yang tidak saling saling bercampur. bercampur. Tensiometer Tensiometer yang baik adalah tensiometer tensiometer yang tertutup, kedap kedap udara, tabung berisi air (barel) dengan ujung keropos pada salah satu ujungnya dan gauge vakum di sisi lain. Sebuah tensiometer berpori terdiri dari cangkir, dihubungkan melalui sebuah sebuah benda benda tegar tegar tabung tabung vakum vakum untuk untuk menguk mengukur, ur, dengan dengan semua semua kompon komponen en diisi diisi dengan dengan air. air. Cangki Cangkirr yang yang berpor berporii biasan biasanya ya terbua terbuatt dari dari kerami keramik k karena karena kekuat kekuatan an stru strukt ktur ural al sert sertaa perm permeab eabili ilita tass untu untuk k alira aliran n air. air. Tubu Tubuh h tabu tabung ng bias biasan anya ya tran transp spar aran an sehing sehingga ga air dalam dalam tensio tensiomet meter er dapat dapat dengan dengan mudah mudah diliha dilihat. t. Sebuah Sebuah tabung tabung vakum vakum Bourdon Bourdon gauge gauge biasanya biasanya digunakan digunakan untuk pengukura pengukuran n potensial potensial air. Pengukur Pengukur vakum dapa dapatt dile dileng ngka kapi pi deng dengan an sakl saklar ar magn magnet et untu untuk k iriga irigasi si otom otomat atis is kont kontro rol. l.
Sebu Sebuah ah
manometer manometer air raksa juga dapat digunakan digunakan untuk akurasi yang lebih besar, atau tekanan tekanan tran transd sdus user er dapa dapatt digu diguna naka kan n untu untuk k merek merekam am seca secara ra otom otomat atis is dan dan terus terus-m -men eneru eruss tensiometer pembacaan (Harrison, 2009). Salah satu kegunaan tensiometer yang paling bermanfaat adalah untuk mengukur atau memonitoring status air lahan. Alat ini terdiri dari suatu poros (biasanya terbuat dari
ceramic) yang dihubungkan ke suatu pengukur hampa udara (mekanik atau elektronik transducer) melalui suatu tabung tabung yang berisi air. Ketika potensi matrik lahan lebih rendah ( lebih negatif) negatif) dibanding tekanan yang yang sejenis di dalam tensiometer, air bergerak sepanjang gradien energi potensial kelahan melalui cangkir poros. Air mengalir ke dalam lahan sampai keseimbangan dicapai dan pengisapan di dalam tensiometer sama dengan matrik potensi lahan. Ketika lahan dibasahi, arus bergerak ke arah yang terbalik, dan air masuk ke dalam tensiometer sampai suatu keseimbangan baru dicapai (Harrison, 2009) Tensiometer DuNouy merupa m erupakan kan salah satu jenis tensiomete tensiometerr yang digunakan digunakan untuk untuk menguk mengukur ur tegang tegangan an permuk permukaan aan dan antar antar muka. muka. Prinsi Prinsip p dari dari tensio tensiomet meter er ini bergantung pada kenyataan bahwa gaya yang diperlukan untuk melepaskan suatu cincin platin platinaa iridiu iridium m yang yang dicelu dicelupka pkan n pada pada permuk permukaan aan atau atau antar antar muka muka adalah adalah seband sebanding ing dengan tegangan permukaan atau tegangan antar muka. Gaya yang diperlukan untuk melepaskan cincin dengan cara ini diberikan oleh suatu kawat spiral dan dicatat dalam satuan satuan dyne dyne pada pada suatu suatu petunj petunjuk uk yang yang dikali dikalibra brasi. si. Tegang Tegangan an permuk permukaan aan dinyat dinyataka akan n dengan rumus :
Faktor koreksi diperlukan dalam perhitungan karena tidak memperhitungkan variabel-variabel tertentu seperti jari-jari cincin, jari-jari kawat, dan volume cairan yang diangkat keluar dari permukaan (Martin et al., 1983). Selain tensiometer Du Noy, dapat juga digunakan tensiometer digital dalam pengukuran tegangan permukaan dan antarmuka.
Sebelum melakukan percobaan, alat yang digunakan harus dikalibrasi terlebih dahulu dahulu.. Harga Harga kalibr kalibrasi asi untuk untuk cincin cincin yang yang diguna digunakan kan dihitu dihitung ng melalu melaluii persam persamaan aan berikut: i.
FKR =
G KR KR . g 2π d
Keterangan: FKR
: Harga kalibrasi cincin (nM.m -1)
GKR
: Pemberat kalibrasi (g)
g
: Gaya gravitasi (cm.detik-1 )
d
: Garis tengah cincin (cm)
VI. VI. KE KESI SIMP MPUL ULAN AN 1.
Tegangan permukaan adalah gaya sejajar pada permukaan untuk mengimbangi tarikan ke dalam, sedangkan tegangan antarmuka adalah gaya yang terdapat pada antarmuka dua fase cair yang tak bercampur.
2.
Metode Metode - metode metode yang yang dapat dapat diguna digunakan kan dalam dalam menguk mengukur ur besarn besarnya ya tegang tegangan an permukaan dan tegangan antarmuka suatu sampel antara lain metode pipa kapiler, metode cincin DuNuoy, dan metode wilhelmy.
3. Tensio Tensiomet meter er bekerja bekerja berdasar berdasarkan kan penguku pengukuran ran tekanan tekanan atau atau gaya gaya dari dari interak interaksi si suatu suatu lempeng dengan permukaan atau antarmuka dua zat cair yang tidak saling bercampur.
DAFTAR PUSTAKA
Astuti, Astuti, K. W., N. M. P. Susanti, Susanti, I. M. A. G. Wirasuta, dan I. N. K. Widjaja. 2007. Petunjuk Praktikum Farmasi Fisika. Jimbaran: Jurusan Farmasi F.MIPA UNUD. Astut Astuti, i, K. W., N. M. P. Susant Susanti, i, dan I. N. K. Widjaja. Widjaja. 2008. 2008. Buku Ajar Farmasi Fisika. Jimbaran: Jurusan Farmasi F.MIPA UNUD. Harrison, D. S. dan A. G. Smajstria. 2009. Tensiometer Untuk Penjadwalan Irigasi Avai Availab lable le at at : http http:/ ://ed /edis is/i /ifas fas/u /ufl fl.e .edu du Opened at : 07 Desember 20 2009 Martin, A., J. Swarbrick, dan A. Cammarata. 1983. Farmasi Fisik Edisi III Jilid 2. Jakarta : UI Press
