LAPORAN PRAKTIKUM
FISIKA TERAPAN
ACARA II
PENENTUAN MASSA JENIS ZAT CAIR
Penanggung Jawab:
Ana Andiana (A1F015025)
Novia Retno W. (A1F015035)
KEMENTERIAN RISET, TEKNOLOGI, DAN PENDIDIKAN TINGGI UNIVERSITAS JENDERAL SOEDIRMAN
FAKULTAS PERTANIAN PURWOKERTO
I. PENDAHULUAN A. Latar Belakang
Massa jenis adalah pengukuran massa setiap satuan volume benda. Semakin tinggi massa jenis suatu benda, maka semakin besar pula massa setiap volumenya. Massa jenis rata-rata setiap benda merupakan total massa dibagi dengan total volumenya. Sebuah benda yang memiliki massa jenis lebih tinggi (misalnya besi) akan memiliki volume yang lebih rendah daripada benda bermassa sama yang memiliki massa jenis lebih rendah (misalnya air). Satuan SI massa jenis adalah kilogram per meter kubik (kg/m3).
Massa jenis suatu bahan pangan merupakan salah satu indikator yang secara langsung maupun tidak langsung turut berperan dalam suatu proses pengolahan pangan maupun mutu suatu produk. Berat jenis didefinisikan sebagai perbandingan kerapatan dari suatu zat terhadap kerapatan air, harga kedua zat itu ditentukan pada temperatur yang sama, jika tidak dengan cara lain yang khusus. Istilah berat jenis, dilihat dari definisinya, sangat lemah; akan lebih cocok apabila dikatakan sebagai kerapatan relatif.
Sebuah benda memiliki massa jenis lebih tinggi (misalnya besi) akan memiliki volume yang lebih rendah daripada benda bermassa sama yang memiliki massa jenis lebih rendah (misalnya air). Satuan SI massa jenis adalah kilogram per meter kubik (kg/m3). Massa jenis berfungsi untuk menentukan zat. Setiap zat
memiliki massa jenis yang berbeda. Dan suatu zat berapapun massanya, berapapun volumenya akan memiliki massa jenis yang sama. Massa jenis air lebih besar daripada massa jenis minyak. Massa jenis air 1 gram/cm3 dan massa jenis
minyak 0,8 gram/cm3. Oleh karena itu, berapapun banyaknya minyak yang
dicampurkan ke dalam air maka minyak akan tetap di atas.
berbunyi ,”Tekanan hidrostatis pada sembarang titik yang terletak pada bidang mendatar di dalam sejenis zat cair yang dalam keadaan setimbang adalah sama”. Hukum hidrostatika berlaku pula pada pipa U (bejana berhubungan) yang diisi lebih dari satu macam zat cair yang tidak bercampur. Contoh penerapan hukum utama hidrostatik misalnya pada penggunaan water pass.
B. Tujuan
II. TINJAUAN PUSTAKA
Pengetahuan tentang massa jenis dalam sebuah praktikum sangat penting mengingat bahwa pengetahuan tentang massa jenis akan selalu kita butuhkan dan selalu kita gunakan dalam praktikum lanjutan atau dalam pengaplikasiannya dalam penelitian (Bresnick, 2002). Massa jenis (density) suatu zat adalah kuantitas konsentrasi zat dan dinyatakan dalam massa persatuan volume. Nilai massa jenis suatu zat dipengaruhi oleh temperatur. Semakin tinggi temperatur, kerapatan suatu zat semakin rendah karena molekul - molekul yang saling berikatan akan terlepas. Kenaikan temperatur menyebabkan volume suatu zat bertambah, sehingga massa jenis dan volume suatu zat memiliki hubungan yang berbanding terbalik (Besari, 2005).
Salah satu sifat yang penting dari suatu bahan adalah densitas (density)-nya, didefinisikan sebagai massa persatuan volume. Bahan yang homogen seperti es atau besi, memiliki densitas yang sama pada setiap bagiannya. Kita gunakan huruf Yunani ρ (“rho”) untuk densitas. Jika sebuah bahan yang materialnya homogen bermasa m memiliki volume v, densitasnya ρ adalah
ρ = mv (1) keterangan:
ρ = massa jenis air (kg/m3);
m = massa benda (kg); V = volume benda (m3)
Densitas suatu bahan, tidak sama pada setiap bagiannya; contohnya adalah atmosfer bumi (yang seakin tinggi akan semakin kecil densitasnya) dal lautan (yang semakin dalam akan semakin besar densitasnya). Untuk bahan-bahan ini persamaan (1) memperlihatkan densitas rata-rata.. Secara umum, densitas bahan tergantung pada faktor lingkungan suhu dan tekanan (Juliastuti, 2002).
zat cair pada kedua mulut pipa berbeda. Bagaimana hubungan antara massa jenis dan tinggi zat cair dalam pipa U? Misalkan, massa jenis zat cair pertama adalah ρ1
dan massa jenis zat cair kedua adalah ρ2. Dan titik pertemuan kedua zat cair, kita
buat garis mendatar yang memotong kedua kaki pipa U. Misalkan, tinggi permukaan zat cair pertama dari garis adalah h1 dan tinggi permukaan zat cair
kedua dari garis adalah h2. Zat cair prtama setinggi h1 melakukan tekanan yang
sama besar dengan tekanan zat cair kedua setinggi h2.
P1 = P2
Dengan menggunakan persamaan 2-1 diperoleh
ρ1 g h1 = ρ2 g h2
ρ1 h1 = ρ2 h2 (2-2)
Dengan menggunakan persamaan 2-2, kita dapat menentukan massa jenis zat cair lain jika massa jenis salah satu zat cair dikaetahui. Harus diperhatikan bahwa kedua zat cair yang dimasukkan dalam pipa U tidak boleh zat cair yang bercampur, misalnya air dan alkohol. Kedua zat cair yang dimasukkan harus tidak bercampur agar batasnya jelas. Dengan demikian, tinggi permukaan masing-masing zat cair dapat diukur.
Definisi Operaional Variabel
a) Kedalaman zat cair (cm) adalah ketinngian zat cair, yang diukur dari permukaan zat cair ke permukaan zat cair yang berada di dalam corong b) Massa jenis zat cair adalah kerapatan massa dari zat cair yang dimasukkan
kedalam pipa U dan gelas kimia
c) Tekanan hidrostatik adalah besarnya tekanan yang disebabkan oleh tinggi permukaan zat cair yang dicari berdasarkan rumus tekanan berbanding lurus dengan massa jenisnya dan tinggi permukaan zat cair pada pipa U dikali dengan percepatan gravitasi 9,80
Hukum pokok hidrostatika dapat digunakan untuk menentukan massa jenis Zat cair dengan menggunakan pipa U. Hidrostatika dimanfaatkan antara lain dalam mendesain bendungan, yaitu semakin ke bawah semakin tebal; serta dalam pemasangan infus, ketinggian diatur sedemikian rupa sehingga tekanan zat cair pada infus lebih besar daripada tekanan darah dalam tubuh (Esvandiari, 2006). Air memiliki rapat jenis 1,00.103 kg/m3, atau 1,00 g/cm3. Rapat jenis sembarang
substansi yang dinyatakan dalam gram per centimeter kubik secara numerik sama dengan specific gravity-nya; rapat jenis sembarang subsansi yang dinyatakan dalam kilogram pe meter kubik sama dengan 103 kali specific gravity-nya (Wihantoro etl al, 2005).
Minyak goreng selain digunakan dalam dunia industri juga digunakan dalam rumah tangga sebagai media penghantar panas dalam pengolahan makanan sehari-hari. Seiring dengan meningkatnya industri pengolahan makanan terutama industri kecil dan rumah tangga, kebutuhan masyarakat akan minyak goreng juga semakin meningkat. Namun demikian, industri-industri kecil ini seringkali tidak mengontrol temperatur minyak yang digunakan dan membuangnya setelah digunakan beberapa kali, sedangkan dalam industri rumh tangga minyak goreng digunakan terus-menerus. Keadaan ini memberikan efek negatif terhadap kualitas produk makanan, lingkungan, dan kesehatan manusia (Vera, 2005).
Minyak goreng sering kali dipakai untuk menggoreng secara berulang-ulang, bahkan sampai warnanya coklat tua atau hitam dan kemudian dibuang. Penggunaan minyak goreng secara berulang-ulang sangat berbahaya bagi kesehatan. Dalam penggunaannya, minyak goreng mengalami perubahan kimia akibat oksidasi dan hidrolisis, sehingga dapat menyebabkan kerusakan pada minyak goreng tersebut. Untuk mengatasinya, limbah minyak goreng bekas (jelantah) dapat digunakan sebagai bahan baku pembuatan biodiesel ( Adhiatma et al., 2012).
III. METODE PRAKTIKUM
A. Alat dan Bahan 1. Alat
a. Pipa U,
Bahan-bahan yang digunakan untuk praktikum ini adalah: a. Minyak goreng baru,
b. Minyak jelantah dari beberapa kali penggorengan, dan c. Aquades.
Kedudukan Pipa U diatur sedemikian rupa sehingga letaknya tidak miring. Pipa U diisi dengan aquades (ρ1 = 1 g/cm3).
Zat cair yang akan diselidiki dimasukkan ke dalam pipa U pada kaki yang lain.
Bidang batas permukaan zat zair ditentukan. Tinggi h1 dan h2 diukur.
Massa jenis zat cair yang diselidiki (ρ2)dihitung dengan menggunakan rumus
ρ2 = ρ1 hh12
Langkah 2-4 sebanyak 1 kali diulangi dengan merubah tinggi permukaan zat air yang diselidiki (pipet digunakan untuk memasukkan/mengeluarkan zat cair).
1 Minyak jelantah 15
Perlakuan 1 (Minyak jelantah 15 ml + aquades 30 ml)
Sebelum dikurangi
= 0,94 g/cm3
2. Perlakuan 3 (Minyak baru 15 ml + aquades 30 ml) Sebelum dikurangi
sedemikian rupa sehingga letaknya tidak miring. Pipa U diisi dengan akuades. Minyak dituang ke dalam pipa U pada kaki yang lain. Penentuan massa jenis ini menggunakan indikator tinggi minyak dan air dengan rumus:
ρ2 = ρ1 x hh12
dengan:
ρ1 = massa jenis zat cair pembanding
ρ2 = massa jenis zat cair yang dicari
h1 = tinggi permukaan zat cair pembanding
h2 = tinggi permukaan zat cair yang diselidik
Dalam menentukan tinggi air maupun minyak, sebelumnya harus ditentukan terlebih dahulu bidang batas permukaan zat cair. Dihasilkan massa jenis minyak goreng jelantah pada perlakuan pertama sebesar 0.823 g/cm3, dan
setelah minyak dikurangi massa jenisnya 0,916 g/cm3. Massa jenis minyak goreng
jelantah pada perlakuan kedua sebesar 0.85 g/cm3, dan setelah minyak dikurangi
massa jenisnya 0,94 g/cm3. Sedangkan pada massa jenis minyak goreng baru pada
perlakuan ketiga sebesar 0,778 g/cm3, dan setelah minyak dikurangi massa
jenisnya 0,903 g/cm3. Perlakuan 4 menunjukkan hasil massa jenis minyak goreng
baru pada sebesar 0,818 g/cm3, dan setelah minyak dikurangi massa jenisnya
0,736 g/cm3.
Menurut penelitian yang dilakukan oleh Wahyuni, S., et al, (2015) massa jenis minyak jelantah pada suhu 400C sebesar 850 kg/m3 yang setara dengan 0,850
g/cm3. Namun, pada percobaan yang telah dilakukan, terdapat perbedaan selisih
Pengukuran kerapatan minyak goreng yang diteliti oleh K, Sutiyah (2008), dilakukan dengan mengukur massa dari minyak goreng dibagi dengan volume minyak goreng. Massa minyak goreng dihitung dengan menggunakan timbangan, sedangkan volume minyak goreng dihitung dengan menggunakan gelas ukur. Hasilnya nilai massa jenis minyak goreng baru sebesar 858,51 kg/m3, minyak
goreng satu kali pakai 857,22 kg/m3, minyak goreng dua kali pakai 851,31 kg/m3.
Seperti yang dikemukakan K, Sutiyah (2008) dapat diketahui bahwa nilai kerapatan dari minyak goreng yang paling kecil yaitu pada minyak goreng yang sudah dipakai dua kali, dan nilai kerapatan yang paling besar yaitu pada minyak goreng yang belum pernah dipakai. Minyak goreng yang sudah dipakai dua kali mempunyai nilai kerapatan yang paling kecil karena minyak goreng tersebut telah mengalami pemanasan sehingga ikatan antar molekulnya berkurang dan menyebabkan kerapatan minyak berkurang. Minyak goreng yang belum pernah dipakai mempunyai nilai kerapatan yang paling besar karena minyak goreng tersebut belum mengalami pemanasan, sehingga molekul-molekulnya tidak mengalami perenggangan dan kerapatannya lebih besar. Jadi, minyak goreng dengan kerapatan paling besar adalah minyak goreng yang belum dipakai, dan kerapatan yang paling kecil yaitu pada menyebabkan kerapatan minyak berkurang. Minyak goreng yang belum pernah dipakai mempunyai nilai kerapatan yang paling besar karena minyak goreng tersebut belum mengalami pemanasan, sehingga molekul-molekulnya tidak mengalami perenggangan dan kerapatannya lebih besar. Jadi, minyak goreng dengan kerapatan paling besar adalah minyak goreng yang belum dipakai, dan kerapatan yang paling kecil yaitu pada minyak goreng yang sudah dipakai dua kali.
IV.PENUTUP A. Kesimpulan
Dari praktikum argentometri yang dilakukan oleh praktikan, dapat ditarik kesimpulan yaitu:
2. Pada minyak baru massa jenisnya lebih besar dibanding dengan massa jenis minyak jelantah.
B. Saran
Dari praktikum penentuan massa jenis zat cair yang dilakukan, praktikan menyarankan Dalam melakukan percobaan ini hendaknya menggunakan metode dan langkah kerja yang sesuai dengan panduan agar kita terhindar dari banyak kesalahan. Sehingga tidak perlu banyak melakukan pengulangan dalam memperoleh data, dan tidak menyia-nyiakan bahan yang ada dan praktikan harus teliti dalam membaca hasil pengukuran panjang, agar hasil data yang diperoleh akan lebih akurat.
DAFTAR PUSTAKA
Besari, Ismail. 2005. Kamus Fisika. Bandung: Pionir Jaya.
Bresnick, S. 2002. Intisari Fisika, Hipokrates. Jakarta: Erlangga. Esvandiari. 2006. Smart Fisika. Jakarta: Puspa Swara.
Juliastuti, Endang. 2002. Fisika Universitas Jilid 1 (Edisi Kesepuluh). Jakarta: Erlangga.
K. Sutiah., et al. 2008. “Studi Kualitas Minyak Goreng dengan Paameter Viskositas dan Indeks Bias”. Jurnal Berkala Fisika. (11). 53-58.
Tim Dosen Fisika Dasar I. 2013. Penuntun Praktikum Fisika Dasar 1. Makassar: UNM.
Vera, K. 2005. Efek Temperatur pada Proses Chemisorpsi Katalis NZA dan H5-NZA dalam proses Peningkatan Kualitas Jelantah dengan Reaktor Fluida Fixed Bed. Skripsi. FMIPA UNEJ. Universitas Jember: tidak diterbitkan. Wahyuni, S., et al. 2015. “Pengaruh Suhu Proses dan Lama Pengendapan
Terhadap Kualitas Biodesel dari Minyak Jelantah”. Jurnal Pillar of Physics. (6). 33-40.
Wihantoro,. et al. 2005. Fisika Dasar Universitas. Purwokerto: Universitas Jenderal Soedirman.
Minyak jelantah yang dipakai dalam percobaaan
Minyak Goreng baru belum digunakan
Penuangan air pada sisi kanan pipa
Proses penakaran
minyak baru 15 ml dan 30 ml
Prosespenuangan minyak pada pipa sebelah kiri
