Viskositas Cairan Menentukan Jari2 Molekul

Kimia Fsika Fsika I Semester Genap 2009/2010

VISKOSITAS CAIRAN PENGUKURAN VISKOSITAS VISKOSITAS UNTUK MENENTUKAN JARI-JARI MOLEKUL I.

TUJUAN

a. Melati Melatih h menggunak menggunakan an Viskom Viskomete eterr Ostwal Ostwald. d. b. Menggunakan

pengukuran

viskositas untuk

menentukan

sifat-sifat

molekul.

II. II. TEORI

Visko Viskosit sitas as suatu suatu cairan cairan atau atau laruta larutan n merupak merupakan an indeks indeks hambata hambatan n alir alir cairan cairan.. Viskos iskosita itass dapat dapat diukur diukur dengan dengan menggu menggunaka nakan n laju laju aliran aliran cairan cairan yang yang melalui tabung berbentuk silinder dan dapat digunakan untuk cairan atau gas. Viskositas adalah ketidakkuasaan pengaliran cairan yang disebabkan oleh gesekan antara bagian-bagian dalam cairan. Viskositas memiliki arti lain yaitu kekentalan. kekentalan. Viskosit Viskositas as dapat dianggap sebagai gesekan didalam didalam fluida fluida karena adanya adanya viskosita viskositass ini maka untuk menggerakkan menggerakkan salah satu fluida diatas lapisanlapisan lainnya atau supaya satu permukaan dapat meluncur diatas permukaan lainnya bila diantara permukaan ini terdapat lapisan fluida haruslah dikerjakan satu gaya. Pemisahan yang sederhana adalah pengaliran cairan dalam pipa mendatar yang pengalirannya laminer. Pengaliran laminer adalah pengaliran yang apabila cairan cairan itu itu dapat dapat dipanda dipandang ng menjad menjadii lapisa lapisan-l n-lapi apisan san yang yang berger bergerak ak menjadi menjadi kecepatan alir antara lapisan satu dengan lapisan lainnya. Antara lapisan-lapisan itulah yang menimbulkan gesekan. Menentukan jenis aliran dari suatu cairan apakah laminer atau bukan bisa berdasarkan ilangan !eynold" yaitu bilangan yang tidak berdimensi dan besar angkanya angkanya sama dalam setiap setiap sistem sistem dalam satu satuan tertentu. tertentu. Aliran Aliran laminer laminer memiliki #! $ $ % &$$$ dan aliran turbulan #! memiliki #! &$$$. &$$$. 'eperti 'eperti pada persamaan ( #! ) ) * + V + , 

Pengukuran Viskositas Viskositas untuk Menentukan Menentukan Jari-Jari Molekul Molekul

Kimia Fsika I Semester Genap 2009/2010

'alah satu percobaannya yaitu untuk menentukan viskositas minyak linier dengam menggunakan drum viskositas viskositas silinder berputar/ dimana silindernya lebih besar. Minyak yang akan diukur viskositasnya lebih besar dituang kedalam silinder sehingga mengisi ruang diantara dua sisi silinder. 0alau silinder dalam keadaan berputar silinder mampat/ maka lapisan minyak disekeliling silinder dalam ikut berputar dan lapisan minyak yang menempel didinding dalam akan tetap tinggal di dalam" diam seperti halnya dinding itu. Maka terjadilah gradien kecepatan sepanjang arah radikal dari sumbu putar silinder" dianggap bahwa gradien kecepatan itu adalah linear. Viskositas ada &" yaitu ( 1. Viskositas ,inamik" yaitu gaya per satuan luas yang dibutuhkan untuk menggeser lapisan 2at cair dengan satuan kecepatan terhadap lapisan yang berdekatan dengan fluida itu. &.

Viskositas 0inematika" yaitu viskositas dinamik dibagi dengan densitinya. Viskositas suatu cairan merupakan fungsi ukuran luas permukaan dan

gaya tarik-menarik antar molekul serta struktur 2at molekul tersebut. 'etiap molekul dalam 2at cair tersebut dianggap dalam kedudukan sebanding" maka sebelum lapisan melewati lapisan molekul lainnya" diperlukan suatu gaya tertentu yang sebanding dengan sifat-sifat fisika cairan tersebut" seperti ( -

massa jenis

-

titik didih

-

titik beku

-

viskositas 'atuan '3 untuk viskositas adalah # s4m& ) Pa s Pascal sekon/. 'edangkan

menurut sistem cgs satuan viskositas adalah Poise 1 Poise ) $"1 Pa s/ yang setara dengan dyne s4cm&. 'uatu cairan mempunyai viskositas absolut atau dinamik 1 Poise" bila gaya 1 dyne diperlukan untuk menggerakkan bidang seluas 1 cm& pada kecepatan 1 cm4dt terhadap permukaan bidang datar sejauh 1 cm. 5aktor yang mempengaruhi kekentalan cairanatau viskositas cairan ( 1.6aya tahanan terhadap gerak selapis molekul-molekul disekitar lapisan tersebut. 6aya dalam cairan tersebut diantaranya (

Pengukuran Viskositas untuk Menentukan Jari-Jari Molekul


a. 6aya tarik molekul Vander 7aals ,imana pengaruh gaya Vander 7aals dapat menyebabkan kekentalan bertambah" jika berat molekul bertambah. b. 6aya-gaya dwi kutub Adanya dwi kutub menyebabkan kekentalan bertambah sebanding dengan gaya tersebut. c. 6aya ikatan hidrogen Adanya ikatan hidrogen sangat berpengaruh terhadap kekentalan cairan dan adanya 2at yang tersuspensi seperti eritrosit dan protein menyebabkan kekentalan bertambah. &. 8uas permukaan 'emakin kecil permukaan maka viskositasnya akan semakin kecil dan semakin besar permukaan maka viskositasnya akan semakin besar. 9. 'uhu 'emakin tinggi suhu" kekentalan cairan akan berkurang dan semakin kecil suhu kekentalan cairan akan bertambah. :. 0husus untuk senyawa hidrokarbon juga dipengaruhi oleh rantainya dimana rantai terpanjang lebih kecil viskositasnya dibandingkan dengan hidrokarbon yang rantainya bercabang. 'ecara umum" viskositas cairan dapat ditentukan dengan & metode" yaitu ( -

Metoda Viskometer Ostwald" Metoda ini ditentukan berdasarkan ;ukum Poiseuille menggunakan alat Viskometer Ostwald. Penetapannya dilakukan dengan jalan mengukur waktu yang diperlukan untuk mengalirnya cairan dalam pipa kapiler dari a ke b. 'ejumlah cairan yang akan diukur viskositasnya dimasukkan ke dalam viskometer yang diletakkan pada termostat. V l



-

Metoda Viskometer ola ?atuh Viskositas cairan dapat ditentukan dengan metoda bola jatuh berdasarkan ;ukum 'tokes. Penetapannya diperlukan bola kelereng dari logam dan alat gelas silinder berupa tabung. @insten menurunkan sebuah persamaan yang menggambarkan hubungan

antara volume 2at terlarut dengan viskositas larutan. P ersamaan itu adalah (  4 o ) 1  &"BC  ) viskositas larutan o ) viskositas pelarut C ) fraksi volume 2at terlarut dengan menganggap partikel 2at terlarut berbentuk bola/ Apabila persamaan @instein tadi disusun kembali" akan diperoleh (  4 o ) 1  D"9+1$&1 r 9 < r ) jari-jari molekul 2at terlarut dalam cmdisini dianggap bahwa partikel 2at terlarut dalam bentuk bulat" sehingga volumenya sama dengan :49 = r 9. Pada kenyataannya sangat jarang ditemui partikel 2at terlarut dalam bentuk bulat. ?adi yang akan ditentukan dalam percobaan ini adalah jari-jari efektif dengan anggapan bahwa partikel 2at berbentuk bulat/. < ) 0onsentrasi partikel molekul/ 2at terlarut dalam satuan mol liter -1. ,ari persamaan di atas terlihat bahwa apabila dibuat kurva  4 o sebagai fungsi <" akan diperoleh sebuah garis lurus dengan slop D"9+1$&1 r 9. viskositas dapat diukur dengan menggunakan viskometer Ostwalt ataupun yang lain/. iasanya viskositas ditentukan dengan jalan membandingkan waktu alir larutan dengan waktu alir pelarut air/. Viskositas larutan dapat ditentukan dengan menggunakan persamaan (  4 o ) td 4 todo  dan o

( viskositas larutan dan pelarut

t dan to

( waktu alir larutan dan pelarut

d dan do

( massa jenis larutan dan pelarut



III.PROSEDUR PERCOBAAN 3.1 Alat dan Bahan *Alat*

-

Viskometer Ostwald

-

Pipet 1$ ml

-

uret B$ ml & buah

-

@rlenmeyer 1$$ ml : buah

-

'topwatch

-

Penangas air

*Bahan*

-

6liserol

-

Alkohol atau aseton

3. S!"#a K"$%a

8arutan gliserol - uat larutan dengan konsentrasi 1"$E $"FBE $"B$ dan $"&B M Viskometer

Glangi 9 kali

-

ersihkan dengan alkohol4aseton

-

Masukkan B ml larutan gliserol kedalamnya

-

Gkur waktu alir

-

-

Perbedaan waktu tidak lebih dari $"B detik

-

ersihkan viskometer dan ukur waktu alir larutan gliserol lain

-



9.1 'kema Alat &

1

9

:

B

0eterangan ( 1. Habung A &. Habung  9. atas atas :. atas bawah B. Pipa kapiler



IV. &ASIL DAN PEMBA&ASAN Data dan P"$h't(n)an

< 6liserol

) >FI

d 6liserol

) 1"&D g4ml

Mr 6liserol

) J& g4mol

M ) d + < + 1$$$ Mr ) 1"&D g4ml + >F I + 1$$$ J& g4mol ) 11"J1 M

A. M"n"nt(!an Vl(#"

-

8arutan 6liserol 1 M V1 + M1 ) V& + M& V1 + 11"J1 M ) 1$$ ml + 1 M V1 ) >": ml

-

8arutan 6liserol $"FB M V1 + M1 ) V& + M& V1 + 11"J1 M ) 1$$ ml + $"FB M V1 ) D"9 ml

-

8arutan 6liserol $"B$ M V1 + M1 ) V& + M& V1 + 11"J1 M ) 1$$ ml + $"B$ M V1 ) :"& ml

-

8arutan 6liserol $"&B M V1 + M1 ) V& + M& V1 + 11"J1 M ) 1$$ ml + $"&B M V1 ) &"1 ml



Kn+"nt$a+'

t 1 ,+

t ,+

t $ata-$ata ,+

1M $"FB M $"B$ M $"&B M

19"B9 1:"1B 1&"&F 1&"$J

1:"&: 1&"J& 1&":> 11"J&

19">>B 19"B9B 1&"9FB 1&"$$B

t1 aKuadest ) 1&"$B s to ) t1  t& ) 1&"$B s  1&"F s/ ) 1&"$D s &

&

B. M"n"nt(!an a!t( A'$

-

8arutan 6liserol 1 M t 4 to ) 19">>B s 4 1&"$D s ) 1"1B1 s

-

8arutan 6liserol $"FB M t 4 to ) 19"B9B s 4 1&"$D s ) 1"1&& s

-

8arutan 6liserol $"B$ M t 4 to ) 1&"9FB s 4 1&"$D s ) 1"$&D s

-

8arutan 6liserol $"&B M t 4 to ) 1&"$$B s 4 1&"$D s ) $"JJB s

C. M"n"nt(!an Ma++a J"n'+

-

8arutan 6liserol 1 M d 4 do ) 1  $"$&1 + 1 M ) 1"$&1

-

8arutan 6liserol $"FB M d 4 do ) 1  $"$&1 + $"FB M ) 1"$1BFB

-

8arutan 6liserol $"B$ M d 4 do ) 1  $"$&1 + $"B$ M ) 1"$1$B

-

8arutan 6liserol $"&B M d 4 do ) 1  $"$&1 + $"&B M ) 1"$$B&

D. M"n"nt(!an V'+!+'ta+

-

8arutan 6liserol 1 M Pengukuran Viskositas untuk Menentukan Jari-Jari Molekul


 4 o ) t 4 to + d 4 do ) 1"1B1 + 1"$&1 ) 1"1FB -

8arutan 6liserol $"FB M  4 o ) t 4 to + d 4 do ) 1"1&& + 1"$1BFB ) 1"19J

-

8arutan 6liserol $"B$ M  4 o ) t 4 to + d 4 do ) 1"$&D + 1"$1$B ) 1"$9D

-

8arutan 6liserol $"&B M  4 o ) t 4 to + d 4 do ) $"JBB + 1"$$B&B ) 1"$$$&&

E. M"n"nt(!an Ja$'-Ja$'

-

8arutan 6liserol 1 M r

=

9

η η $

−

1

&1

D"9 x1$ x

r =

9

1"1FB − 1 D"9 x1$ &1 x1

r = 9"$&> x1$ −> "m = 9"$&> ! o

-

8arutan 6liserol $"FB M r

=

9

η η $

−

1

&1

D"9 x1$ x r =

9

1"19J − 1 D"9 x1$ &1 x $"FB

r = 9"$>F x1$ −> "m = 9"$>F ! o

-

8arutan 6liserol $"B$ M



r

=

η η $

9

−

1

&1

D"9 x1$ x r =

9

1"$9> − 1 D"9 x1$ &1 x $"B$

r = :"11& x1$ − "m = &"&B& ! o >

-

8arutan 6liserol $"&B M r

η η $

=

9

r =

9

−

1

&1

D"9 x1$ x 1"$$$&& − 1 D"9 x1$ &1 x $"&B

r = $"B1> x1$ −> "m = $"B1> ! o

Kn+"nt$a+'

t / t

d / d

0 / 0

$,A 

1M $"FB M $"B$ M $"&B M

1"1B1 1"1&& 1"$&D $"JJB

1"$&1 1"$1BF 1"$1$B 1"$$B&

1"1FB 1"19J 1"9$> 1"$$$&&

9"$&> 9"$>F &"&B& $"B1>

A. R")$"+' V'+!+'ta+  1 $"FB $"B$ $"&B L ) &"B #

$

=

=

% =

% =

&"B 4 :

2 1"1FB 1"19J 1"$9D 1"$$$&& L ) :"9B

=

:"9B 4 :

.2 1"1FB $">B: $"B1> $"&B$ L ) &"FJF

 1 $"BD&B $"&B $"$D&B L ) 1">FB

$"D&B

=

1"$>F

.n × ∑ #$ / − .∑ # × ∑ $ / .n × ∑ # / − .∑ # / &

&

.: × &">>>/ − .&"B × :"9B/ .: × 1">FB/ − D"&B

% = $"&B


Kimia Fsika I Semester Genap 2009/2010 ! = $ − % #

! = 1"$>F − .$"&B × $"D&B/ = $"J9

P"$+a#aan R")$"+'

 ) A  N ) $"J9  $"&BN

B.R")$"+' a!t( Al'$

 1 $"FB $"B$ $"&B L ) &"B #

$

=

=

% =

%

=

&"B 4 :

2 1"1B1 1"1&& 1"$&D $"JJB L ) :"&J:

=

.2 1"1B1 $">:1 $"B19 $"&:J L ) &"FB:

 1 $"BD9 $"&B$ $"$D& L ) 1">FB

$"D&B

:" &J: 4 :

=

1"$F9

.n × ∑ #$ / − .∑ # × ∑ $ / .n × ∑ # / − .∑ # / &

&

.: × &"FB:/ − .&"B × :"&J:/ . : × 1">FB/ − D"&B

% = $"&&D

! = $ − % #

! = 1"$F9 − .$"&&D × $"D&B/ = $"J9&

P"$+a#aan R")$"+'

 ) A  N ) $"J9&  $"&&DN

C. R")$"+' Ma++a J"n'+



 1 $"FB $"B$ $"&B L ) &"B #

$

=

=

% =

% =

&"B 4 :

2 1"$&1 1"$1BF 1"$1$B 1"$$B& L ) :"$B&:

=

.2 1"$&1 $"FD& $"B$B $"&B1 L ) &"B9J

 1 $"BD9 $"&B$ $"$D& L ) 1">FB

.2 9"$&> &"91B 1"1&D $"1&JB L ) D"BJ>B

 1 $"BD9 $"&B$ $"$D&B L ) 1">FB

$"D&B

:"$B&: 4 :

=

1"$191

.n × ∑ #$ / − .∑ # × ∑ $ / .n × ∑ # / − .∑ # / &

&

.: × &"B9J/ − .&"B × :"$B&:/ .: × 1">FB/ − D"&B

% = $"$&1

! = $ − % #

! = 1"$19 − .$"$&1× $"D&B/ = $"JJJ

P"$+a#aan R")$"+'

 ) A  N ) $"JJJ  1"$19N D. R")$"+' Ja$'-Ja$'  1 $"FB $"B$ $"&B L ) &"B #

$

=

=

% =

% =

&"B 4 :

2 9"$&> 9"$>F &"&B& $"B1> L ) >">>B

=

>">>B 4 :

$"D&B =

&"&&1

.n × ∑ #$ / − .∑ # × ∑ $ / .n × ∑ # / − .∑ # / &

&

.: × D"BJ>B/ − .&"B × >">>B/ .: × 1">FB/ − D"&B


Kimia Fsika I Semester Genap 2009/2010 %

=

9"9:D

! = $ − % #

! = &"&&1 − .9"9:D × $"D&B/ = $"19

P"$+a#aan R")$"+'

 ) A  N ) $"19  9"9:DN





. P"#4aha+an

,alam pratikum kali ini" kami melakukan pratikum dengan judul viskositas caiaran dalam pengukuran viskositas untuk menentukan jari-jari molekul. 'elain menentukan jari-jari molekul dalam pratikum ini juga menentukan volume" waktu alir" massa jenis serta viskositas. ,ari pratikum yang telah kami lakukan" kami mendapatkan hasil yang cukup memuaskan" dimana data yang kami dapatkan tersebut berbanding lurus dengan waktu alirnya atau jari-jari molekulnya. ,imana semakin besar konsentrasi larutan maka akan semakin besar pula waktu alir larutan tersebut. ,engan bertambahnya konsentrasi larutan maka maka jari-jari molekulnya juga akan semakin besar sehingga viskositasnya juga semakin besar. Pada pratikum ini ada beberapa kesalahan yang mungkin terjadi ( 1.,alam proses pengenceran" pengukuran volume 2at yang diinginkan kurang tepat jumlahnya karena gelas ukur yang digunakan kurang memungkinkan untuk mengukur volume 2at yang digunakan.



&.0emungkinan dalam pengenceran 2at gliserol/ saat melakukan pengocokan dalam labu ukur kurang sempurna" sehingga larutan yang terbentuk kurang sempurna kurang homogen/. 9.Pada saat menghitung waktu alir 2at pada pipa kapiler kurang teliti dalam pembacaan skala pada stopwatch atau kurang tepat pada saat melihat tanda batas pada pipa kapiler tersebut. ,alam pratikum viskositas ini cairan yang digunakan adalah gliserol. 6liserol yang digunakan pada pratikum ini dengan konsentrasi 1 M" $"FB M" $"B$ M" dan $"&B M. ,ari pratikum yang telah dilakukan didapatkan data regresi sebagai berikut ( - !egresi viskositas  ) $"J9  $"&BN - !egresi waktu alir  ) $"J9&  $"&&DN - !egresi massa jenis  ) $"JJJ  1"$19N - !egresi jari-jari  ) $"19  9"9:DN

V.

KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 K"+'#6(lan

,ari percobaan yang telah dilakukan dapat diambil kesimpulan sebagai berikut ( •

Viskositas merupakan ukuran kekentalan suatu cairan.

•

Viskositas akan tinggi jika jari-jari molekul besar dan struktur molekul besar juga yang akan memperbesar viskositas larutan tersebut.

•

Gntuk memperpanjang dan memperbesar jari-jari molekul larutan dapat dilakukan dengan mempertinggi konsentrasi larutan.

•

'emakin besar konsentrasi maka akan semakin besar viskositas" massa jenis" waktu alir dan jari molekulnya.

5. Sa$an

Gntuk memperoleh hasil yang lebih baik maka pada pratikum selanjutnya diharapkan kepada pratikan agar (


Kimia Fsika I Semester Genap 2009/2010 •

Memahami prosedur kerja dan teori

•

erhati-hati dalam melakukan pengenceran

•

Heliti dalam memipet larutan

•

Heliti dalam melihat stopwatch

JAABAN PERTAN2AAN

1. ;itung jari-jari molekul gliserol secara teoritis. !umus molekul ( <;&O;/.<;O;/.<;&O;/ Panjang ikatan ( O % ; ) 1"$ Ao O % < ) 1"& Ao < % < ) 1"B Ao 'emua sudut ikatan dianggap mendekati 1$J. andingkan dengan jari-jari hasil perhitungan secara teoritis dan jari-jari yang diperoleh dari percobaan.

?awab ( Jari − (ari =

9.' − & / + 9.' −  / + &. −  / + B. − & / &



Jari − (ari

Jari − (ari

=

=

9.1"$/ + 9.1"&/ + &.1"B/ + B.1":/ &

9 + 9"D + 9 + F

Jari − (ari = >"9 !

&

$

DA7TAR PUSTAKA

,orgs" '.0 1JJ$. Kimia Fisika )an Soal-Soal *) I . Gniversitas 3ndonesia Press ( ?akarta 'ears" emansky. 1JJ1. Fisika +ntuk +ni,ersitas I . ina J Kimia Fisika I . 5M3PA 303P ( ogyakarta


Viskositas Cairan Menentukan Jari2 Molekul

Recommend Documents