BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Viskositas dapat dinyatakan sebagai tahanan aliran fluida yang merupakan Viskositas dapat dinyatakan sebagai tahanan aliran fluida yang merupakan gesekan antara molekul –
gesekan antara molekul – molekul cairan satu dengan molekul cairan satu dengan yang lainnya. Viskositas mula – yang lainnya. Viskositas mula – mula diselidiki oleh Newton, yaitu dengan menstimulasikn zat cair dalam bentuk mula diselidiki oleh Newton, yaitu dengan menstimulasikn zat cair dalam bentuk tumpukan kartu. Zat cair diasumsikan terdiri dari lapisan – lapisan molekul yang tumpukan kartu. Zat cair diasumsikan terdiri dari lapisan – lapisan molekul yang sejajar satu sama lain. Lapisan terbawah tetap diam, sedangkan lapisan diatasnya sejajar satu sama lain. Lapisan terbawah tetap diam, sedangkan lapisan diatasnya bergerak
bergerak dengan dengan kecepatan kecepatan konstan, konstan, sehingga sehingga setiap setiap lapisan lapisan akan akan bergerak bergerak dengandengan kecepat
kecepatan an yang berbanding langsung dengan yang berbanding langsung dengan jaraknyjaraknya a terhaterhadap dap lapislapisan an terbaterbawahwah yan
yang g tettetap. ap. uatuatu u jenjenis is caicairan ran yanyang g mudmudah ah menmengalgalir ir dapadapat t dikdikataatakan kan memmemiliilikiki !iskositas yang rendah dan sebaliknya bahan"bahan yang sulit mengalir dikatakan !iskositas yang rendah dan sebaliknya bahan"bahan yang sulit mengalir dikatakan memiliki !iskositas yang tinggi. Viskositas secara umum juga dapat diartikan sebagai memiliki !iskositas yang tinggi. Viskositas secara umum juga dapat diartikan sebagai suatu tendens
suatu tendensi untuk melawan aliran cairan karenai untuk melawan aliran cairan karena internal frictioninternal friction atau resistensi atau resistensi suatu bahan untuk mengalami deformasi bila bahan tersebut dikenai suatu gaya. suatu bahan untuk mengalami deformasi bila bahan tersebut dikenai suatu gaya. emakin besar resistensi suatu zat cair untuk mengalir maka semakin besar pula emakin besar resistensi suatu zat cair untuk mengalir maka semakin besar pula !iskositasnya. Vi
!iskositasnya. Viskositas menggambarkan penolakan skositas menggambarkan penolakan dalam fluida terhadap dalam fluida terhadap aliran danaliran dan dapat dipikir sebagai sebuah cara untuk mengukur gesekan fluida. #ampir seluruh dapat dipikir sebagai sebuah cara untuk mengukur gesekan fluida. #ampir seluruh sistem dispersi termasuk sediaan – sediaan farmasi yang berbentuk emulsi, suspense sistem dispersi termasuk sediaan – sediaan farmasi yang berbentuk emulsi, suspense dan
dan sesediaadiaan n setsetengaengah h padapadat t tidtidak ak menmengikgikuti uti hukhukum um NewNewtonton. . ViViskoskositsitas as caicairanran semacam ini ber!ariasi pada setiap kecepatan geser, sehingga untuk mengetahui sifat semacam ini ber!ariasi pada setiap kecepatan geser, sehingga untuk mengetahui sifat alira
alirannya nnya dilakdilakukan ukan pengukurpengukuran an pada beberapa pada beberapa kecepatkecepatan an gesergeser. . $ntuk menentukan$ntuk menentukan !is
!iskoskositaitasnysnya a dipdipergergunakunakan an !is!iskomkometeeter r rotrotasi asi stostormermerr. . ehehingingga ga sansangat gat penpentintingg mengetahui tentang !iskometer tersebut, untuk mengetahui kegunaannya, bagian – mengetahui tentang !iskometer tersebut, untuk mengetahui kegunaannya, bagian – bagiannya
bagiannya dan dan contoh contoh penggunaan penggunaan !iskometer !iskometer stormer stormer dalam dalam penentuan penentuan !iskositas!iskositas terhadap perkembangan di industri farmasi.
1.2 Rumusan Masalah
%.&.% 'pa itu !iskometer stormer (
%.&.& 'pa saja bagian – bagian dari !iskometer stormer(
%.&.) *agaimana cara kerja dan fungsi dari setiap bagian dari !iskometer stormer( %.&.+ *agaimana contoh penggunaan !iskometer stormer dalam kehidupan sehari –
hari (
1.3 Tinauan Pustaka
stilah rheologi, berasal dari bahasa -unani rheo mengalir/ dan logos ilmu/, diusulkan oleh *ingham dan 0rawford seperti dilaporkan oleh 1ischer/ untuk menggambarkan aliran"aliran cairan dan deformasi dari padatan. Viskositas adalah suatu pernyataan tentang tahanan dari suatu cairan untuk mengalir, semakin tinggi !iskositas, semakin besar tahanan tersebut. eperti akan dijelaskan berikutnya, cairan sederhana biasa/ dapat dijelaskan dalam istilah !iskositas absolute. 'kan tetapi, sifat"sifat reologi dispersi heterogen lebih kompleks dan tidak dapat dinyatakan dengan suatu nilai tunggal 2artin, %33)/.
Viskositas biasanya diterima sebagai 4kekentalan5 atau penolakan terhadap penuangan. Viskositas menggambarkan penolakan dalam fluid kepada aliran dapat
dipikir sebagai cara untuk mengukur gesekan fluid. 6rinsip dasar penerapan !iskositas digunakan dalam sifat alir zat cair atau rheologi. 7heologi merupakan ilmu tentang sifat alir suatu zat. 7heologi terlibat dalam pembuatan, pengemasan atau pemakaian, konsistensi, stabilitas dan ketersediaan hayati sediaan 2oechtar, %338/.
Viskositas adalah suatu cara untuk menyatakan berapa daya tahan dari aliran yang diberikan oleh suatu cairan. 9ebanyakan !iskometer mengukur kecepatan dari suatu cairan mengalir melalui pipa gelas gelas kapiler/, bila cairan itu mengalir cepat maka berarti !iskositas dari cairan itu rendah misalnya air/. :an bila cairan itu
mengalir lambat, maka dikatakan cairan itu !iskositas tinggi. Viskositas dapat diukur dengan mengukur laju aliran cairan yang melalui tabung silinder. 0ara ini merupakan salah satu cara yang paling mudah dan dapat digunakan baik untuk cairan maupun gas. 2enurut poiseulle, jumlah !olume cairan yang mengalir melalui pipa per satuan waktu. :udgale, %3;</. 0airan mempunyai gaya gesek yang lebih besar untuk mengalir daripada gas, hingga cairan mempunyai koefisien !iskositas yang lebih besar dari pada gas. Viskositas gas bertambah dengan naiknya temperatur, sedang !iskositas cairan turun dengan naiknya temperatur. 9oefisien !iskositas gas pada tekanan tidak terlalu besar, tidak tergantung tekanan, tetapi untuk cairan naik dengan naiknya tekanan 2artin, %33)/.
=eseran dalam !iskositas fluida/ adalah konstan sehubungan dengan gesekannya. #ubungan tersebut berlaku untuk fluida Newton, dimana perbandingan antara tegangan geser s/ dengan kecepatan geser g/ nya konstan. 6arameter inilah yang disebut dengan !iskositas. 'liran !iskositas dapat digambarkan dengan dua buah bidang tersebut. uatu bidang permukaan bawah yang tetap dibatasi oleh lapisan fluida setebal h, sejajar dengan permukaan atas itu ringan, yang berarti tidak memberikan beban pada lapisan fluida dibawahnya, maka tidak ada gaya tekan yang bekerja pada lapidan fluida :udgale, %3;</.
'da banyak alat yang dapat digunakan untuk mengukur !iskositas, salah satunya yaitu !iskometer stormer. Viskometer stormer adalah !iskometer rotasi yang biasanya digunakan dalam menentukan !iskositas dari cat, umumnya digunakan
dalam industri cat.>erdiri dari pedal jenis rotor yang berputar dengan motor internal yang diletakkan dalam silinder zat kental. 9ecepatan rotor dapat disesuaikan dengan mengubah jumlah beban yang dipasok ke rotor.Viskositas dapat ditemukan dengan menyesuaikan beban sampai kecepatan rotasi adalah &88 rotasi per menit. 9elebihan dari !iskometer stormer yaitu dengan memeriksa beban yang diterapkan dan membandingkan dengan tabel, seseorang dapat menemukan nilai !iskositas dalam satuan 9rebs9$/ :udgale, %3;</.
BAB II PEMBAHA!AN
2.1 "isk#sitas
Viskositas merupakan ukuran kekentalan zat cair. 6enentuan nilai !iskositas sangat diperlukan dalam penentuan sifat fisik cairan. 6engukuran !iskositas secara umum menggunakan hubungan antara !iskositas dengan kecepatan aliran fluida dalam kapiler, kecepatan bola di dalam fluida, dan kecepatan gerak rotary di dalam fluida, sehingga muncul beberapa metode yang dapat digunakan untuk mengukur !iskositas cairan yaitu metode bola jatuh, pipa kapiler, dan rotasi ?ilke, %3@)/.
Viskositas adalah karakteristik dasar dari suatu larutan. aat suatu larutan mengalir, larutan itu mempunyai hambatan internal untuk mengalir. Viskositas juga diistilahkan sebagai sebuah gaya friksi dari suatu larutan. Viskositas ini
merupakansebuah fungsi suhu dan tekanan. Viskositas dapat dibedakan menjadi dua bentuk, yaitu !iskositas absolut atau dinamik dan !iskositas kinematik.
Viskositas dinamik adalah gaya tangensial per satuan luas yang dibutuhkan untuk bergeser dari satu lapisan '/ berlawanan dengan lapisan lain */ dengan jarak
tertentu. =aya 1 menyebabkan lapisan ' dan * bergeser dengan kecepatan !% dan
!&.
Viskositas dinamik dapat dirumuskan dengan persamaan
η=σ x
v
A !iskositas dinamik A tegangan geser A panjang
A kecepatan
Viskositas kinematik / didefinisikan dalam peramaan
v=η
ρ
A massa jenis larutan Viswanath et al, &88B/.
$nit satuan umum yang digunakan untuk !iskositas adalah poise 6/ unutk !iskositas dinamik, tokes t/ untuk !iskositas kinematik. :alam , satuan !iskositas dinamik adalah N.s Cm&, 6a.s atau kgCm.s dimana N adalah Newton, 6a adalah 6ascal, dan % 6a.s A % N.s C m& A % kgCm.s Viswanath et al, &88B/.
Viskometer adalah alat yang digunakan untuk menentukan !iskositas suatu fluida. 'dapun macam"macam !iscometer yaitu sebagai berikut.
%. Viskometer atu >itik
Viskometer ini bekerja pada titik kecepatan geser, sehingga hanya dihasilkan satu titik pada rheogram. Dkstrapolasi dari titik tersebut ke titik nol akan menghasilkan garis lurus. 'lat ini hanya dapat digunakan untuk menentukan !iskositas cairan Newton.-ang termasuk dalam jenis ini misalnya !iskometer kapiler, bola jatuh, penetrometer, plastometer ,dll. &. Viskometer *anyak >itik
:engan !iskometer ini dapat dilakukan pengukuran pada beberapa harga kecepatan geser sehingga diperoleh rheogram yang sempurna.
Viskometer jenis ini dapat juga digunakan baik untuk menentukan !iskositas dan rheologi cairan Newton maupun nonNewton. -ang termasuk ke dalam jenis !iskometer ini adalah !iskometer rotasi tipe tormer, *rookfield, 7oto!ico, dll Viswanath et al, &88B/.
2.2 "isk#meter !t#rmer
Viskometer merupakan alat untuk mengukur !iskositas suatu fluida. 2odel !iscometer yang umum digunakan berupa !iskometer bola jatuh menggunakan hukum tokes/, tabung pipa kapiler/ yang mengukur !iskositas berdasarkan tekanan dalam aliran pipa, dan sistem rotasi. Viskometer rotasi silinder sesumbu concentric cylinder/ dibuat berdasarkan & standar, sistem earle dimana silinder bagian dalam berputar dengan silinder bagian luar diam dan sistem 0outte dimana bagian luar
silinder yang diputar sedangkan bagian dalam silinder diam. 1luida yang akan diukur ditempatkan pada celah diantara kedua silinder. nstrumen !iskometer rotasi ada & macam yaitu 2ac 2ichael dan tormer. 9edua instrument tersebut terdiri dari & silinder konsentris dengan diameter berbeda sehingga terdapat celah sebagai tempat cairan yang akan diukur nilai !iskositasnya. 6ada tipe 2ac 2ichael, silinder terluar diputar dengan kecepatan konstan. 9arena terdefleksi, silinder dalam akan berputar melawan pegas yang terpasang di ujung suhu tetap. 6ergerakan inilah yang menjadi dasar pengukuran kekentalan cairan. :engan mengetahui besar defleksi yang terjadi serta besar kecepatan putarnya, nilai !iskositas akan dapat dicari. 6ada tipe stormer, silinder yang ada di bagian dalam diputar oleh mekanisme balok yang diikat sedemikian rupa sehingga gaya blok kebawah tepat sama besar dengan gaya geser fluida maka silinder dalam tepat mulai bergerak. ?aktu yang diperlukan per satu re!olusi inilah yang menjadi dasar pengukuran 6udyasmara, &88</.
2.3 Bagian $ %agian &isk#meter
'Da(usn)a tan)a gek tari* +i %uku ,ar,is
merah-Viskometer stormer mempunyai bagian – bagian seperti E 6enghitung putaran, 6enggulung berputar, 2angkuk dan rotor, irkulasi air, 6enangas temperature konstan, 7em dan 6emberat. atu 9erugian dari !iskometer mangkuk dan rotor adalah berbeda – bedanya shear stress melewati sampel antara rotor dan mangkuk. :alam suatu !iskometer tipe erle, shear stress yang dekat dengan rotor yang berputar pada rate of shear rendah bisa cukup tinggi sehingga melebihi yield !alue. Fleh karena itu, bahan di dalam daerah ini akan tetap sebagai sumbat padat. 1aktor terbesar yang menentukan apakah terjadi aliran tersumbat ini adalah perbedaan antara mangkuk dan rotor. :alam suatu sistem yang memperlihatkan aliran tersumbat dalam !iskometer, makin banyak sampel yang mendapat shear stress di atas yield !alue
maka makin tinggi kecepatan berputarnya rotor. >etapi hanya bila shear stress pada dinding mangkuk melebihi yield !alue, secara keseluruhan aliran sistem tersebut menjadi laminar bukan aliran tersumbat 2artin, %33)/.
2. /ara 0era "isk#meter !t#rmer
%. 2ekanik alat utama berupaE elinder penampung fluid, 7otor pengaduk fluid, spindle string penggulung tali pemberat, pemberat, gigi transmisi spindle string dan rotor, cawan atau selinder penampung fluid dibuat sesuai thomas" stormer !iskometer .
&. 6enghitungan jumlah putaran rotor dilakukan oleh alat sensor yang dihubungkan kealat pembaca digital yang dapat ditentukan jumlah putaran sesuai metode pengujian 'lat ini sebagai pengganti dari alat pembaca sekala putaran analogCdial indicator rotor/.
). 6enghitung waktu putaran rotor >imer/ dilakukan oleh alat automatic digital timer 'lat ini sebagai pengganti topwatch yang dioperasikan secara manual/.
+. 6enghitung Gumlah putaran rotor bekerja otomatis menetapkan waktu yang ditempuh sesuai jumlah putaran rotor yang ditetapkan.
@. 6embaca putaran rotor dan >imer dapat digunakan sesuai fungsi !iskometer analog jika diperlukan/ sesuai kondisi pengujian.
<. #asil putaran rotor dan waktu putaran rotor dibaca pada panel.
B. 6erubahan kecepatan putaran rotor dan waktu yang ditempuh diperoleh dengan penambahan dan pengurangan beban berat pada tali pemberat.
;. 9alibrasi H9!I konstanta alat menggunakan fluid yang sudah diketahui HJI !iskositasnya denganH?I beban dan rpm/ kecepatan sudut rortor dengan menerapakan berbagai rumus untuk mendapatkan !iskositas fluid.
alah satu pengaplikasian !iskometer stormer adalah pada penentuan !iskositas cat tembok, karena cat tembok memiliki sifat non"Newtonian tidak mengalir/, maka dibutuhkan alat pengukur !iskositas yaitu !iscometer stormer. atuan !iskositas cat tembok ditentukan dengan satuan 9rebs $nit atau disingkat 9$. 'lat ini berfungsi untuk menentukan Viskositas 9$, yaitu !iskositas cat tembok disaat kondisi low shearCno shear. Viskositas 9$ tidaklah berbanding lurus dengan !iskositas Newtonian fluid, sehingga tidak bisa ditemukan korelasinya secara akurat 9oleske, G. V., %33@/.
BAB III PENUTUP
3.1 0esim(ulan
).%.% Viskometer stormer merupakan alat yang digunakan untuk mengukur !iskositas suatu fluida bersifat non"Newton yang terdiri dari & buah silinder konsentris dengan diameter berbeda sehingga terdapat celah sebagai tempat cairan yang akan diukur nilai !iskositasnya.
).%.& *agian"bagian dari !iskometer stormer antara lain penghitung putaran, penggulung berputar, mangkuk dan rotor, sirkulasi air, penangas
temperatur konstan, rem dan pemberat.
).%.) 0ara kerja dari !iskometer stormer adalah pemberat jatuh menyebabkan rotor berputar dalam mangkuk. 9ecepatan rotor diperoleh dengan menggunakan stop watch dan penghitung putaran.
).%.+ 0ontoh penggunaan dari !iskometer stormer dalam kehidupan sehari" hari adalah pada penentuan !iskositas cat tembok.
3.2 !aran
:alam penggunaan !iskometer stormer perlu diperhatikan perubahan kecepatan putaran rotor dan waktu yang ditempuh, dengan tujuan untuk memperoleh hasil pengamatan yang tepat.
DATAR PU!TA0A
:ugdale., 7.#. %3;< , Mekanika Fluida, Ddisi . GakartaE Drlangga.
9oleske, G. V. %33@. Paint and Coating Testing Manual . 6hiladelphiaE 'nn 'rbor 2artin, 'lfred dkk. %33). Farmasi Fisika dan Ilmu Farmasetika. Ddisi ). GakartaE $" 6ress.
2oechtar. %338. Farmasi Fisik . -ogyakartaE $=2"6ress.
Viswanath, :abir ., >ushar 9. =osh, :asika #.L. 6asad, Nidamarty V.9. :uth, 9alipatnatu -, 7ani. &88B. Viscosity of Liquid E Theory, Estimation, Exeriment, and !ata. Netherlands E phringer.
?ilke, Gurgen, #olger 9ryk, Guta #artmann, dan :ieter ?agner. %3@)" Theory and Praxis of Caillary Viscometry. $' E National *urreau of tandards
