LAPORAN PRAKTIKUM KIMIA FISIKA
Tegangan Permukaan
Disusun oleh:
Wawan Gunawan 12012098
SEKOLAH TINGGI TEKNOLOGI INDUSTRI DAN FARMASI BOGOR
2 TEGANGAN PERMUKAAN
I. Tujuan Percobaan
Mengenal dan mengidentifikasi sifat tegangan permukaan dengan air sebagai pembanding.
II. Landasan teori
Permukaan zat cair mempunyai sifat ingin merenggang, sehingga permukaannya
seolah-olah ditutupi oleh suatu lapisan yang elastis. Hal ini disebabkan adanya gaya
tarik-menarik antar partikel sejenis didalam 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 (resultan) gaya yang bekerja pada
masing-masing molekul. Adanya gaya atau tarikan kebawah menyebabkan permukaan
cairan berkontraksi dan berada dalam keadaan tegang. tegangan ini disebut dengan
tegangan permukaan (Herinaldi, 2004).
Tegangan permukaan bervariasi antara berbagai cairan. Air memiliki tegangan
permukaan yang tinggi dan merupakan agen pembasah yang buruk karena air
membentuk droplet, misalnya tetesan air hujan pada kaca depan mobil. Permukaan air
membentuk suatu lapisan yang cukup kuat sehingga beberapa serangga dapat berjalan
diatasnya (Suminar, 2001).
Tegangan permukaan terjadi karena permukaan zat cair cenderung untuk
menegang, sehingga permukaannya tampak seperti selaput tipis. Hal ini dipengaruhi oleh
adanya gaya kohesi antara molekul air. Pada zat cair yang adesi berlaku bahwa besar
gaya kohesinya lebih kecil dari pada gaya adesinya dan pada zat yang non-adesi berlaku
sebaliknya. Salah satu model peralatan yang sering digunakan untuk mengukur tegangan
permukaan zat cair adalah pipa kapiler. Salah satu besaran yang berlaku pada sebuah
pipa kapiler adalah sudut kontak, yaitu sudut yang dibentuk oleh permukaan zat cair
3 yang sama (gaya kohesi) dan gaya tarik-menarik antara molekul zat yang berbeda
(adesi).
Molekul biasanya saling tarik-menarik. Dibagian dalam cairan, setiap molekul cairan
dikelilingi oleh molekul-molekul cairan di samping dan di bawah. Di bagian atas tidak
ada molekul cairan lainnya karena molekul cairan tarik-menarik satu dengan yang
lainnya, maka terdapat gaya total yang besarnya nol pada molekul yang berada di bagian
dalam cairan. Sebaliknya molekul cairan yang terletak di permukaan di tarik oleh
molekul cairan yang berada di samping dan bawahnya. Akibatnya, pada permukaan
cairan terdapat gaya total yang berarah ke bawah karena adanya gaya total yang arahnya
ke bawah, maka cairan yang terletak di permukaan cenderung memperkecil luas
permukaannya dengan menyusut sekuat mungkin. Hal ini yang menyebabkan lapisan
cairan pada permukaan seolah-olah tertutup oleh selaput elastis yang tipis.
Ada beberapa metode dalam melakukan tegangan permukaan :
- Metode kenaikan kapiler
Ada beberapa metode penentuan tegangan muka diantaranya adalah metode
kanaikan pipa kapiler, metode tekanan maksimum gelembung, metode tetes dan
metode cincin. Metode kenaikan pipa kapiler merupakan metode bila suatu pipa
kapiler dimasukkan kedalam cairan yang membasahi dinding maka cairan akan
naik kedalam kapiler karena adanya tegangan muka. Kenaikan cairan sampai pada
suhu tinggi tertentu sehingga terjadi keseimbangan antara gaya keatas dan kebawah
Gaya kebawah : F = .r2.h..g
Dimana, h : tinggi muka. g : percepatan gravitasi. : berat jenis.
4 Gaya keatas : F’ = 2..r..cos
Dimana :
adalah tegangan muka dan adalah sudut kontak.
Pada kesetimbangan, gaya kebawah sama dengan gaya keatas maka :
F’ = F
2..r..cos = .r2.h..g
untuk air dan kebanyakan cairan organik umumnya = 0 atau dapat dianggap
batas lapisan pararel dengan kapiler, sehingga harga cos = 1 maka :
= ½.r. h ..g
- Metode tersiometer Du-Nouy
Metode cincin Du-Nouy bisa digunakan untuk mengukur tegangan permukaan
ataupun tegangan antar muka. Prinsip dari alat ini adalah gaya yang diperlukan
untuk melepaskan suatu cincin platina iridium yang diperlukan sebanding dengan
tegangan permukaan atau tegangan antar muka dari cairan tersebut (Atfins, 1994).
Air mempunyai tegangan permukaan dan biasa digunakan untuk pembersihan.
Molekul air yang terdapat di dalam badan air akan dikelilingi dan ditarik oleh
molekul air lainnya. Akan tetapi, pada permukaan air akan ditarik oleh molekul air yang
terdapat di samping dan dibawahnya. Tegangan permukaan diciptakan molekul air pada
permukaan yang ditarik ke dalam badan air. Tegangan ini menyebabkan air menjadi
tetesan pada permukaan sehingga pembasahannya menjadi lambat dan menghambat
5 III. Alat dan Bahan
meliputi pipa kapiler, Gelas beaker,
erlenmeyer, gelas ukur, neraca digital, piknometer NaCl Etanol 96% Detergen Aquadest Termometer
IV. Prosedur Kerja
Percobaan ini dilakukan dengan menaruh pipa kapiler bagian ujung gelas piala
yang sudah terisi larutan, kemudian amati kenaikan larutan pada pipa kapiler dan ukur
menggunakan jangka sorong untukk setiap larutan uji. kemudian pipa kapiler diisi
aquades smpai lebih tinggi sedikit dari tanda tertentu.
V. Perhitungan
Bobot Pikno kosong = 28.8 gr Bobot Pikno + Aquadest = 77,4 gr
air =
= 0.972 g/ml
Bobot Pikno + Nacl = 77.3 g
NaCl =
= 0.97 g/ml
Bobot pikno + Ethanol 96% = 67.8 g
Ethanol =
= 0.78 g/ml
Bobot Piknoo +detergen = 78.0 g
Detergen =
= 0.984 g/ml
Diameter Pipa Kapiler (d) = 0.104 cm
Jari jari pipa kapiler( r ) = 0.052 cm H detergen = 1.233
6 H ethanol 96% = 1.94 cm
H air = 2.33 cm
NaCl
0.97 x 980 x 1.72 cm = 85.021664 = 2
= 42.5108 dyne / cm
Ethanol .g.h =
0.78 x 980 x 1.94 cm = 77.11267 = 2
= 38.55633 dyne/cm
Air .g.h =
0.972 x 980 x 2.33 = 115.412169 = 2
= 57.70608 dyne / cm
Detergen .g.h =
0.984 x 980x1.233 = 61.8283 = 2
= 30.91417 dyne / cm
VI.Pembahasan
Tegangan permukaan adalah gaya atau tarikan kebawah yang menyebabkan
permukaan cairan berkontraksi dengan benda dalam keadaan tegang. Hal ini disebabkan
oleh gaya-gaya tarik yang tidak seimbang pada antar muka cairan. Gaya ini biasa segera
diketahui pada kenaikan cairan biasa dalam pipa kapilerdan bentuk suatu tetesan kecil
cairan. tegangan permukaan merupakan fenomena menarik yang terjadi pada zat cair
7 Besarnya tegangan permukaan dipengaruhi oleh beberapa faktor, seperti jenis
cairan, suhu, dan, tekanan, massa jenis, konsentrasi zat terlarut, dan kerapatan. Jika
cairan memiliki molekul besar seperti air, maka tegangan permukaannya juga besar.
salah satu faktor yang mempengaruhi besarnya tegangan permukaan adalah massa jenis/
densitas (D), semakin besar densitas berarti semakin rapat muatan – muatan atau
partikel-partikel dari cairan tersebut. Kerapatan partikel ini menyebabkan makin
besarnya gaya yang diperlukan untuk memecahkan permukaan cairan tersebut. Hal ini
karena partikel yang rapat mempunyai gaya tarik menarik antar partikel yang kuat.
Sebaliknya cairan yang mempunyai densitas kecil akan mempunyai tegangan permukaan
yang kecil pula.
Ada beberapa metoda penentuan tegangan muka, dalam praktikum ini digunakan
metoda pipa kapiler, yaitu mengukur tegangan permukaan zat cair dan sudut
kelengkungannya dengan memakai pipa berdiameter. Salah satu ujung pipa dicelupkan
kedalam permukaan zat cair maka zat cair tersebut permukaannya akan naik sampai
ketinggian tertentu.
VII. Kesimpulan
Berdasarkan hasil percobaan yang telah kami lakukan maka dapat disimpulkan
bahwa tegangan permukaan pada air adalah 57.706 dyne/cm dan tegangan pada
ethanol adalah 38.55 dyne/cm. Tegangan antarmuka suatu larutan yang tidak campur
8 VIII. Daftar Pustaka
Arbiyanti, R., et al, 2008, “Pengaruh Kondisi Operasi Reaksi Hidrogenasi Metil Laurat dengan Katalis Nikel untuk Pembuatan Surfaktan Oleokimia”, Jurnal Teknologi, Edisi No. 3, Tahun XXII.
Kartiningsih dan Rahmat D., “Formulasi Sediaan Sabun Mandi Cair dari Jus Lidah Buaya (Aloe barbadensis Mill), Jurnal Ilmu Kefarmasian Indonesia, Vol 4 (2).
Suminar, 2001, Prinsip-Prinsip Kimia Modern, Erlangga, Jakarta.
Wahyuni IT., 2012, Laporan Kimia Fisika Penentuan Tegangan Permukaan,
