Laporan resmi viskositas dan tegangan muka

(1)

LAPORAN RESMI

PRAKTIKUM DASAR TEKNIK KIMIA II

Materi :

VISKOSITAS DAN TEGANGAN MUKA

Oleh :

Deo Reynaldo Alwi NIM : 21030114120019 Diah Ayu Pratiwi NIM : 21030114140120 Singgih Oktavian NIM : 21030114140128

LABORATORIUM DASAR TEKNIK KIMIA II TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS DIPONEGORO 2015

(2)

i LAPORAN RESMI

PRAKTIKUM DASAR TEKNIK KIMIA II

Materi :

VISKOSITAS DAN TEGANGAN MUKA

Oleh :

Deo Reynaldo Alwi NIM : 21030114120019 Diah Ayu Pratiwi NIM : 21030114140120 Singgih Oktavian NIM : 21030114140128

LABORATORIUM DASAR TEKNIK KIMIA II TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS DIPONEGORO 2015

(3)

VISKOSITAS DAN TEGANGAN MUKA

Laboratorium Dasar Teknik Kimia II ii HALAMAN PENGESAHAN

1. Judul Praktikum : Viskositas dan Tegangan Muka 2. Kelompok : IV / Senin Siang

3. Anggota

1. Nama Lengkap : Deo Reynaldo Alwi NIM : 21030114120019 Jurusan : Teknik Kimia

Universitas : Universitas Diponegoro

2. Nama Lengkap : Diah Ayu Pratiwi NIM : 21030114140120 Jurusan : Teknik Kimia

3. Nama Lengkap : Singgih Oktavian NIM : 21030114140128 Jurusan : Teknik Kimia

Semarang,1 Juni 2015 Asisten Pengampu

Guntur Takana Yasis 21030111140172

(4)

Laboratorium Dasar Teknik Kimia II iii KATA PENGANTAR

Puji syukur kami panjatkan ke hadirat Tuhan Yang Maha Esa yang telah memberikan rahmat serta karunianya kepada kami sehingga dapat menyelesaikan Laporan Resmi Praktikum Dasar Teknik Kimia II. Oleh karena berkat dan rahmat-Nya pula kami dapat menyelesaikan tujuh materi praktikum dengan baik dan lancar tanpa hambatan yang berarti.

Terselesaikannya laporan resmi ini tidak lepas dari beberapa pihak. Oleh karena itu, kami mengucapkan terima kasih kepada bapak dan ibu laboran yang mendampingi kami di laboratorium, koordinator asisten PDTK, Wahyu Arga Utama, asisten laporan resmi viskositas dan tegangan muka, Guntur Takana Yasis, dan semua asisten yang telah membimbing kami selama praktikum. Kepada teman-teman yang telah membantu memberikan motivasi dan kerjasama yang baik.

Kami berharap semoga laporan ini dapat berguna bagi para pembaca. Kami memohon maaf apabila ada salah kata ataupun hal-hal yang kurang berkenan di hati pembaca.

Semarang, 20 Mei 2015

(5)

Laboratorium Dasar Teknik Kimia II iv

INTISARI

Viskositas atau kekentalan adalah suatu sifat yang dimiliki tiap fluida baik yang gas maupun cairan. Ada beberapa cara menentukan viskositas, yaitu dengan metode Ostwald dan metode Hoppler. Pada praktikum ini digunakan metode Ostwald, yaitu metode untuk mengetahui viskositas dengan berdasarkan perbedaan suhu, jenis larutan, dan waktu yang dibutuhkan oleh cairan pada viskosimeter Ostwald. Faktor-faktor yang mempengaruhi viskositas yaitu densitas, suhu, tekanan, dan gaya gesek. Dengan faktor-faktor tersebut mahasiswa diharapkan memahami hubungan densitas dengan faktor tersebut dan mampu membuat grafik antara viskositas dengan % volume, densitas, dan waktu alir.

Dalam praktikum ini digunakan metode Ostwald dengan menghitung waktu alir cairan dari titik batas atas “S1” ke titik batas bawah “S2” dengan viskosimeter Ostwald. Cairan yang digunakan adalah UC-1000 dan Buavita 4%V, 8%V, 12%V, 16%V, serta Buavita 5%V pada suhu 30oC, 40oC, 50oC, dan 60oC. Viskositas dapat diketahui dengan membandingkan cairan dengan zat pembanding yang telah dicari terlebih dahulu viskositasnya.

Dari hasil praktikum yang didapatkan pada sampel UC-1000 kadar 4%V, 8%V, 12%V, dan 16%V memiliki viskositas dinamis sebesar ;

; ; dan . Buavita kadar 4%V, 8%V, 12%V, dan 16%V memiliki viskositas dinamis sebesar ; _; _{; dan} _{. Serta Buavita 5%V pada suhu 30}o

C, 40oC, 50oC, dan 60oC memiliki viskositas dinamis sebesar ; ; ; dan . Sehingga dapat disimpulkan bahwa viskositas berbanding lurus dengan %Volume, massa jenis, dan waktu alir, namun berbanding terbalik dengan suhu. Saran yang dapat diberikan yaitu mengamati laju alir cairan pada viskosimeter dengan teliti, selalu mencuci viskosimeter pada tiap pergantian cairan dan konsentrasi yang berbeda, pada penentuan viskositas berdasarkan suhu dilakukan 2-3 oC diatas suhu yang diinginkan agar pada saat dilakukan pengujian tidak terjadi penurunan suhu secara drastis.

(6)

Laboratorium Dasar Teknik Kimia II v

SUMMARY

Viscosity is a characteristis owned by each fuild either gas or liquid. There are several ways to determine viscosity, Ostwald method and Hoppler method. At this practicum used Ostwald method. Ostwald method is a method to determine the viscosity by temperature difference, type of solution, and time required by the liquid on Ostwald viscometer. Factors that affect the viscosity are density, temperature, pressure, and friction. With these factors, studens are expected to understand the relationship with thedensity of these factors and is able to make a graph between viscosity with %V, density, and flow time.

In this practicum, we use Ostwald method and calculate the flow time of the fluid from the upper point “S1” to the lower point “S2” at the Ostwald viscometer. The liquid are UC-1000 and Buavita (4,8,12,16)%V and Buavita 5%V at 30,40,50,60 oC. Viscosity can be determined by comparing the liquid with a comparison substance that has been determine before.

The result of this practicum were obtained on a sample UC-1000 at 4%V, 8%V, 12%V, dan 16%V has a dynamic viscosity ; ;

; dan . Sample Buavita at 4%V, 8%V, 12%V, dan 16%V has a dynamic viscosity ; ; ; dan

_{. Sample Buavita 5%V at 30}o

C, 40oC, 50oC, dan 60oC has a dynamic viscosity _; _; _{; dan} _. It can be concluded that viscosity is directly proportional with %V, density, and flow time, but inversely proportional with temperature. Our advice are ovserve the flow rate of fluid in viskometer carefully, always wash viscometer at every changing of liquids and different concentrations, when the determination of the viscosity make 2-3oC above the actual temperature so the temperature doesn’t decrease drastic.

(7)

Laboratorium Dasar Teknik Kimia II vi DAFTAR ISI

COVER ... i

HALAMAN PENGESAHAN ... ii

KATA PENGANTAR ... iii

INTISARI ... iv SUMMARY ... v DAFTAR ISI ... vi DAFTAR TABEL ... ix DAFTAR GAMBAR ... xi BAB I PENDAHULUAN ... 1

I.1 Latar Belakang ... 1

I.2 Tujuan Praktikum ... 2

I.3 Manfaat Praktikum ... 2

BAB II TINJAUAN PUSTAKA ... 3

II.1 Pengertian ... 3

II.2 Macam-macam Viskositas ... 3

II.3 Viskositas Suatu Larutan ... 4

II.4 Faktor-faktor yang Mempengaruhi Viskositas ... 5

II.5 Cara Penentuan Viskositas ... 6

II.6 Kegunaan Viskositas ... 7

BAB III METODE PRAKTIKUM ... 8

III.1 Bahan dan Alat yang Digunakan ... 8

III.2 Gambar Alat ... 8

III.3 Cara Kerja ... 9

BAB IV HASIL PRAKTIKUM DAN PEMBAHASAN... 10

IV.1 Hasil Praktikum ... 10

IV.2 Pembahasan ... 10

BAB V PENUTUP ... 14

V.1 Kesimpulan... 14

V.2 Saran ... 14

(8)

Laboratorium Dasar Teknik Kimia II vii LEMBAR PERHITUNGAN ... B-1 LEMBAR PERHITUNGAN GRAFIK ... C-1 DATA HASIL PRAKTIKUM ... A-1 LEMBAR PERHITUNGAN ... B-1 LEMBAR PERHITUNGAN GRAFIK ... C-1 LEMBAR PERHITUNGAN REAGEN ... D-1 LEMBAR KUANTITAS REAGEN ... E-1 REFERENSI

(9)

Laboratorium Dasar Teknik Kimia II viii DAFTAR ISI

INTISARI ... 16

SUMMARY ... 17

BAB I PENDAHULUAN ... 18

I.1 Latar Belakang ... 18

I.2 Tujuan Praktikum ... 18

I.3 Manfaat Praktikum ... 19

BAB II TINJAUAN PUSTAKA ... 20

II.1 Pengertian ... 20

II.2 Metode Penentuan Tegangan Muka ... 20

II.3 Faktor-faktor yang Mempengaruhi Tegangan Muka ... 21

II.4 Kegunaan Tegangan Muka... 21

BAB III METODE PRAKTIKUM ... 22

III.1 Bahan dan Alat yang Digunakan ... 22

III.2 Gambar Alat ... 22

III.3 Cara Kerja ... 23

BAB IV HASIL PRAKTIKUM DAN PEMBAHASAN... 25

IV.1 Hasil Praktikum ... 25

IV.2 Pembahasan ... 25

BAB V PENUTUP ... 30

V.1 Kesimpulan... 30

V.2 Saran ... 30

(10)

Laboratorium Dasar Teknik Kimia II ix DAFTAR TABEL

(11)

Laboratorium Dasar Teknik Kimia II x DAFTAR TABEL

Tabel 4.1 Hasil praktikum pengukuran tegangan muka pada rinso

(12)

Laboratorium Dasar Teknik Kimia II xi DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Viskometer Ostwald ... 6

Gambar 3.1 Viskometer Ostwald ... 8

Gambar 4.1 Hubungan %V dengan viskositas ... 10

Gambar 4.2 Hubungan waktu dengan viskositas UC-1000 ... 11

Gambar 4.3 Hubungan waktu dengan viskositas buavita ... 11

Gambar 4.4 Hubungan massa jenis dengan viskositas ... 12

(13)

Laboratorium Dasar Teknik Kimia II xii DAFTAR GAMBAR

Gambar 3.1 Alat untuk metode tetes ... 22 Gambar 3.2 Alat untuk metode pipa kapiler ... 22 Gambar 4.1 Hubungan tinggi pipa kapiler dengan tegangan muka

rinso ... 25 Gambar 4.2 Hubungan tinggi pipa kaliper dengan tegangan muka

air gula ... 26 Gambar 4.3 Hubungan jumlah tetesan dengan tegangan muka rinso ... 27 Gambar 4.4 Hubungan jumlah tetesan dengan tegangan muka

air gula ... 27 Gambar 4.5 Hubungan volume tetesan dengan tegangan muka rinso ... 28 Gambar 4.6 Hubungan volume tetesan dengan tegangan muka

(14)

Laboratorium Dasar Teknik Kimia II 1 BAB I

PENDAHULUAN

I.1 Latar Belakang

Dalam setiap fluida, baik gas maupun cairan, masing-masing memiliki suatu sifat yang dikenal dengan sebutan viskositas. Viskositas dapat disebut juga sebagai kekentalan. Sebagai contoh madu yang lebih kental dari air menunjukkan bahwa madu memiliki viskositas yang lebih besar dari air. Viskositas dibagi menjadi viskositas dinamis dan viskositas kinematis. Ada beberapa cara dalam perhitungan viskositas suatu larutan, perhitungan yang umum antara lain viskositas relatif, viskositas spesifik, viskositas inheren, dan viskositas intrinsik.

Salah satu cara untuk menentukan viskositas cairan adalah dengan metode Ostwald dari Poiseulle. Metode Ostwald adalah salah satu cara untuk menentukan nilai viskositas dimana prinsip kerjanya berdasarkan perbedaan suhu, jenis larutan, dan waktu yang dibutuhkan oleh sejumlah cairan untuk dapat mengalir melalui pipa kapiler dengan gaya yang disebabkan oleh berat cairan itu sendiri.

Viskositas sendiri banyak digunakan dalam dunia industri untuk mengetahui koefisien kekentalan zat cair. Dari perhitungan itu dapat dihitung berapa seharusnya kekentalan yang dapat digunakan dalam mengomposisikan zat fluida itu dalam sebuah larutan. Salah satu penerapannya yaitu pada industri oli. Oli memiliki kekentalan yang lebih besar daripada zat cair lainnya. Dengan mengetahui komposisi dari oli tersebut, penerapan viskositas sangat berpengaruh dalam menjaga kekentalan oli agar tetap terjaga selama proses produksi. Selain dalam industri oli masih banyak lagi aplikasi dari sifat viskositas ini. Oleh karena itu, percobaan tentang viskositas ini perlu dilakukan agar mahasiswa mampu memahami viskositas dan pengaruhnya serta dapat mengaplikasikannya dalam kehidupan sehari-hari.

(15)

Laboratorium Dasar Teknik Kimia II 2 I.2 Tujuan Praktikum

1. Menentukan viskositas dinamis dari uc-1000 dan buavita rasa jambu. 2. Membuat grafik antara ηx vs % V, ηx vs ρx, ηx vs tx, dan ηx vs Tx.

3. Menentukan hubungan antara viskositas dengan % volume, densitas larutan, waktu alir, dan suhu dari uc-1000 dan buavita rasa jambu.

I.3 Manfaat Praktikum

1. Mahasiswa mampu menentukan viskositas dinamis dari uc-1000 dan buavita rasa jambu.

2. Mahasiswa mampu membuat grafik antara ηx vs % V, ηx vs ρx, ηx vs tx,

dan ηx vs Tx.

3. Mahasiswa mampu menentukan hubungan antara viskositas dengan % volume, densitas larutan, waktu alir,dan suhu dari uc-1000 dan buavita rasa jambu.

(16)

Laboratorium Dasar Teknik Kimia II 3 BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

II.2 Pengertian

Viskositas dapat dianggap sebagai suatu gesekan antara lapisan zat cair atau gas yang mengalir. Tiap molekul dalam cairan dianggap dalam kedudukan setimbang. Maka sebelum lapisan molekul dapat melewati lapisan molekul lainnya diperlukan suatu energi tertentu sehingga suatu lapisan zat cair dapat meluncur diatas lapisan lainnya. Karena adanya gaya gesekan antara lapisan zat cair, maka suatu zat akan bersifat menahan aliran. Besar kecilnya gaya gesekan tersebut tergantung dari sifat zat cair yang dikenal dengan nama viskositas. Dirumuskan;

dy dv A G .   Dengan: η = viskositas G = gaya gesek

A = luas permukaan zat cair

dv = perbedaan kecepatan antara dua lapisan zat cair yang berjarak dy

Jadi viskositas dapat didefinisikan sebagai gaya tiap satuan luas (dyne/cm3) yang diperlukan untuk mendapatkan beda kecepatan sebesar 1 cm/dt antara dua lapisan zat cair yang sejajar dan berjarak 1 cm.

Dalam satuan cgs, viskositas sebesar 1 dyne dt cm-2 disebut 1 poise. Untuk kekentalan yang kecil dapat digunakan centipoise (10-2 poise).

II.2 Macam-Macam Viskositas 1. Viskositas Dinamis

Adalah viskositas yang disebabkan apabila dua lapisan zat cair saling bergeseran sehingga besarnya gaya gesekan zat cair dinyatakan dengan banyaknya 1 gram zat cair yang mengalir sejauh 1 cm dt-1, satuannya dalam satuan SI adalah gr cm-1 det-1 atau poise.

(17)

Laboratorium Dasar Teknik Kimia II 4 2. Viskositas Kinematis

Adalah viskositas yang ditimbulkan bila dua zat cair saling bergesekan sehingga besarnya gaya geekan zat cair dinyatakan dengan banyaknya zat cair yang mengalir per satuan luas tiap detik, satuannya adalah cm2dt-1 atau stokes.

Satu stokes didefinisikan sebagai gaya sebesar 1 dyne yang diperlukan untuk mendapatkan sejumlah zat cair yang mengalir dalam penampang seluas 1 cm2 dalam satu detik.

Hubungan antara angka kental dinamis (ηd) dengan angka kental

kinematis (ηk) berdasarkan satuannya adalah:

ηd = gr cm-1 det-1

ηk = cm2/dt

jadi ηd/ ηk = gr/cm3 = ρ (densitas)

II.3 Viskositas Suatu Larutan

Dalam suatu larutan, η0 merupakan viskositas dari pelarut murni dan η

merupakan viskositas dari larutan yang menggunakan pelarut tersebut. Ada beberapa cara untuk menghitung pengaruh penambahan zat terlarut terhadap viskositas larutan. Perhitungan viskositas suatu larutan sering dihubungkan dengan penentuan berat molekul suatu polimer yang terdapat dalam suatu pelarut. Beberapa perhitungan viskositas suatu larutan yang paling umum yaitu:

1. Viskositas Relatif

Adalah rasio antara viskositas larutan dengan viskositas dari pelarut yang digunakan. Dinyatakan dengan rumus:

2. Viskositas Spesifik

Adalah rasio antara perubahan viskositas yang terjadi setelah penambahan zat terlarut dengan viskositas pelarut murni. Dinyatakan dengan rumus:

(18)

Laboratorium Dasar Teknik Kimia II 5 3. Viskositas Inheren

Adalah rasio antara logaritma natural dari viskositas relatif dengan konsentrasi dari zat terlarut (biasanya berupa polimer). Viskositas inheren dinyatakan dengan rumus:

4. Viskositas Intrinsik

Adalah rasio antara viskositas spesifik dengan konsentrasi zat terlarut yang diekstrapolasi sampai konsentrasi mendekati nol (saat pengenceran tak terhingga). Viskositas intrinsik menunjukkan kemampuan suatu polimer dalam larutan untuk menambah viskositas larutan tersebut. Nilai viskositas dari suatu senyawa makromolekul di dalam larutan adalah salah satu cara yang paling banyak digunakan dalam karakterisasi senyawa tersebut. Secara umum, viskositas intrinsik dari makromolekul linear berkaitan dengan berat molekul atau derajat polimerisasinya. Viskositas intrinsik dinyatakan dengan rumus:

II.4 Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Viskositas: 1. Densitas

Pengaruh densitas terhadap viskositas dapat dilihat dari rumus:







a a a X X X

t

. . .  2. Suhu

Untuk gas, semakin besar suhu maka tekanan semakin besar. Akibatnya jarak antar molekul makin kecil dan gesekan antar molekul bertambah sehingga viskositas makin besar. Pada cairan, viskositas meningkat dengan naiknya tekanan dan menurun bila suhu meningkat.

(19)

Laboratorium Dasar Teknik Kimia II 6 3. Tekanan

Dari percobaan rontgen dan dilanjutkan oleh loney dan Dr.Ichman memperlihatkan bahwa untuk semua cairan, viskositas akan bertambah bila tekanan naik.

Rumus: ηp = ηl + (1+αP)

dengan ηp =viskositas pada tekanan total P (kg/cm2)

ηl = viskositas pada tekanan total i (kg/cm2)

α = konstanta 4. Gaya gesek

Semakin besar gaya gesek antar lapisan maka viskositasnya semakin besar.

II.5 Cara-Cara Penentuan Viskositas

1. Cara Ostwald

Dasarnya adalah hukum Poiseuille II yang menyatakan bahwa volumen cairan yang mengalir dalam waktu t keluar dari pipa dengan radius R, panjang L dan beda tekanan P dirumuskan sebagai: V R₈__LPt

4



Viskosimeter Ostwald terdiri dari dua labu pengukur dengan tanda s1 dan s2, pipa kapiler

dan labu contoh. Dengan alat ini viskositas tidak diukur secara langsung tapi menggunakan cairan pembanding misalnya aquadest atau cairan lain yang telah diketahui viskositas dan densitasnya. Cairan dihisap melalui labu pengukur dari viskosimeter sampai permukaan cairan lebih tinggi daripada batas ”s1”.Cairan kemudian dibiarkan turun. Ketika permukaan cairan turun melewati batas ”s2”, stopwatch dinyalakan dan ketika cairan melewati batas ”s2”, stopwatch dimatikan. Jadi waktu yang diperlukan untuk

Gambar 2.1 Viskosimeter Ostwald

(20)

Laboratorium Dasar Teknik Kimia II 7 melewati jarak antyara ”s1” dan ”s2” dapat ditentukan. Perlakuan yang sama juga dilakukan terhadap zat x yang akan dicari harga viskositasnya.

2. Cara Hoppler

Dasarnya adalah hukum stokes yang menyatakan bahwa jika zat cair yang kental mengalir melalui bola yang diam dalam aliran laminer atau jika bola bergerak dalam zat cair yang kental yang berda dalam keadaan diam, maka akan terdapat gaya penghalang (gaya stokes) sebesar: f = 6ηπrv

dengan : f = frictional resistance η = viskositas

r = jari-jari bola

v = kecepatan yaitu jarak yang ditempuh per satuan waktu

II.6 Kegunaan Viskositas

(21)

Laboratorium Dasar Teknik Kimia II 8 BAB III

METODE PRAKTIKUM

III.1 Bahan dan Alat yang Digunakan 3.1.1. Bahan yang digunakan

1. Sampel

- UC 1000 4%V, 8%V, 12%V, 16%V

- Buavita rasa jambu 4%V, 8%V, 12%V, 16%V 2. Aquadest

3.1.2. Alat yang digunakan 1. Viskosimeter Ostwald 2. Beaker glass 3. Picnometer 4. Corong 5. Stopwatch 6. Neraca analitik 7. Gelas ukur 8. Erlenmeyer

III.2 Gambar Alat

Gambar 3.1 Viskometer Ostwald

Data yang diperlukan 1. Massa jenis larutan 2. Waktu alir

(22)

Laboratorium Dasar Teknik Kimia II 9 III.3 Cara Kerja

1. Tentukan densitas zat cair dengan menggunakan picnometer.

2. Tentukan batas atas ”s1” dan batas bawah ”s2” pada viskosimeter ostwald.

3. Isi viskosimeter ostwald dengan menggunakan 15 ml cairan pembanding (air).

4. Hisap air (melalui selang karet) sampai permukaan cairan lebih tinggi dari batas atas ”s1” yang telah ditentukan. Kemudian biarkan cairan mengalir secara bebas.

5. Hidupkan stopwatch pada saat cairan tepat berada di garis batas atas ”s1” danmatikan stopwatch saat cairan tepat berada pada garis batas bawah ”s2”.

6. Catat waktu yang diperlukan oleh cairan untuk mengalir dari batas atas ”s1” ke batas bawah ”s2”.

7. Ulangi langkah 1 s/d 6 untuk UC-1000 dan buavita dengan kadar 4%V, 8%V, 12%V, 16%V yang akan dicari viskositasnya.

8. Tentukan harga viskositas dengan rumus







a a a X X X

t

. . . 

(23)

Laboratorium Dasar Teknik Kimia II 10 BAB IV

HASIL PRAKTIKUM DAN PEMBAHASAN

IV.1 Hasil Praktikum

Tabel 4.1 Data viskositas berdasarkan %V, ρ, waktu, dan suhu Sampel Kadar (%V) ρ (gr/cm3) t(s) T (oC)  (Ns/m2) UC-1000 4 0,99904 4 28 8,804 x 10-4 8 1,0012 4,1 28 9,043 x 10-4 12 1,0034 4,1 28 9,063 x 10-4 16 1,0058 4,2 28 9,306 x 10-4 Buavita 4 0,99984 4,2 28 9,25 x 10-4 8 1,0025 4,3 28 9,497 x 10-4 12 1,006 4,4 28 9,75 x 10-4 16 1,008 4,6 28 10,215 x 10-4 Buavita 5 0,9996 4,1 30 9,03 x 10-4 5 0,9969 4 40 8,875 x 10-4 5 0,9927 3,8 50 8,31 x 10-4 5 0,986 3,7 60 8,037 x 10-4 IV.2 Pembahasan

4.2.1 Hubungan %V dengan Viskositas

Gambar 4.1 Hubungan %V dengan viskositas

Pada gambar 4.1, terlihat bahwa antara %V dengan viskositas berbanding lurus. Semakin besar %V yang ada maka viskositasnya juga semakin besar. Hal

y = 0,0381x + 8,6725 R² = 0,9226 y = 0,0787x + 8,891 R² = 0,9725 8,5 9 9,5 10 10,5 0 5 10 15 20 V isk osi tas ( x 10 -4N s/ m 2) Kadar (%V) UC 1000 Buavita

(24)

Laboratorium Dasar Teknik Kimia II 11 ini disebabkan seiring naiknya %V, maka densitas akan semakin naik. Ini dikarenakan %V adalah salah satu jenis konsentrasi larutan, dimana:

Jika %V naik, maka massa solute akan naik juga. Hal ini menyebabkan konsentrasi semakin besar. Sehingga, massa yang terkandung dalam larutan juga makin rapat (Masruroh, 2014). Akibatnya interaksi antar molekul lebih sering dan meningkatkan gaya gesek antara molekul yang disebut juga viskositas.

4.2.1 Hubungan Waktu dengan Viskositas

Gambar 4.2 Hubungan waktu dengan viskositas UC-1000

Gambar 4.3 Hubungan waktu dengan viskositas buavita

Pada gambar 4.2 dan gambar 4.3, terlihat bahwa waktu dengan viskositas berbanding lurus. Sehingga makin besar viskositas maka waktu yang diperlukan untuk menetes pada metode ostwald turut makin besar. Hal ini disebabkan semakin tingginya viskositas akan berbanding lurus dengan massa jenis dan waktu sesuai dengan rumus berikut :

  y = 2,51x - 1,237 R² = 0,9984 8,7 8,8 8,9 9 9,1 9,2 9,3 9,4 3,9 4 4,1 4,2 4,3 V isko si tas ( x 10 -4N s/m 2) Waktu (s) UC 1000 y = 2,4126x - 0,877 R² = 0,9996 9,2 9,4 9,6 9,8 10 10,2 10,4 4 4,2 4,4 4,6 4,8 V isko si tas ( x 10 -4N s/m 2) Waktu (s) Buavita

(25)

Laboratorium Dasar Teknik Kimia II 12 Sehingga penambahan nilai viskositas pada tiap kadar akan menyebabkan waktu semakin lama dalam zat pembanding yang tetap. (Danu Ariono, 2007)

4.2.3 Hubungan Massa Jenis dengan Viskositas

Gambar 4.4 Hubungan massa jenis dengan viskositas

Pada gambar 4.4 dapat disimpulkan bahwa hubungan antara massa jenis dengan viskositas berbanding lurus. Semakin besar nilai viskositas cairan maka massa jenis pun besar. Hal ini ditunjukkan oleh persamaan berikut:



Sehingga dapat diketahui bahwa peningkatan nilai massa jenis akan berdampak pada peningkatan viskositas. (Danu Ariono, 2007)

4.2.3 Hubungan Suhu dengan Viskositas

Gambar 4.5 Hubungan suhu dengan viskositas

Pada gambar 4.5, terlihat bahwa hubungan antara suhudengan viskositas berbanding terbalik. Pada tiap kenaikan suhu maka viskositas pun mengalami penurunan. Hal tersebut disebabkankarena pemanasan akan menyebabkan volume semakin besar. y = 67,99x - 59,096 R² = 0,9261 y = 109,9x - 100,67 R² = 0,937 8,5 9 9,5 10 10,5 0,998 1 1,002 1,004 1,006 1,008 1,01 Vi sk o sit as ( x 1 0 -4Ns/m 2) Densitas (gr/cm3₎ UC 1000 Buavita y = -0,0345x + 10,095 R² = 0,9843 7,8 8 8,2 8,4 8,6 8,8 9 9,2 0 20 40 60 80 Vis k o sit a s ( x 1 0 -4Ns/ m 2) Suhu ( o_C) Visko

(26)

Laboratorium Dasar Teknik Kimia II 13

Semakin besar volume, maka massa jenis pun makin kecil. Akibatnya viskositas pun makin kecil, karena massa jenis berbanding lurus dengan viskositas.(Danu Ariono, 2007)

(27)

Laboratorium Dasar Teknik Kimia II 14 BAB V

PENUTUP

V.1 Kesimpulan

1. Viskositas dinamis dari UC-1000 dengan kadar 4%V, 8%V, 12%V, dan 16%V yaitu ; ; ; dan , viskositas dinamis dari Buavita dengan kadar 4%V, 8%V, 12%V, dan 16%V yaitu _; _; _{; dan}

_{; dan viskositas dinamis dari Buavita 5%V pada suhu 30}o

C, 40oC, 50oC, dan 60oC V yaitu ; ; ; dan .

2. Grafik hubungan %V vs viskositas, waktu vs viskositas, dan densitas cairan vs viskositas selalu mengalami kenaikan, sedangkan grafik hubungan suhu dengan viskositas mengalami penurunan.

3. Hubungan %V vs viskositas, waktu vs viskositas, dan densitas vs viskositas berbanding lurus, sedangkan hubungan suhu dengan viskositas berbanding terbalik.

V.2 Saran

1. Mengamati laju alir cairan pada wiskosimeter dengan teliti.

2. Selalu mencuci viskosimeter pada tiap pergantian cairan dan konsentrasi yang berbeda agar tidak terkontaminasi.

3. Pada penentuan viskositas berdasarkan suhu dilakukan 2-3 oC diatas suhu yang diinginkan agar pada saat dilakukan pengujian tidak terjadi penurunan suhu secara drastis.

(28)

Laboratorium Dasar Teknik Kimia II 15 DAFTAR PUSTAKA

Ariono, Danu dkk.2007.Sifat Reologi Larutan Tapioka Jurnal Teknik Kimia Indonesia vol 6 no 2.Bandung: ITB

Badger, W.Z. and Bachero, J.F., ”Introduction to chemical Engineering”,International student edition, McGraw Hill Book Co.,Kogakusha,Tokyo.

Daniels, F.,1961, “experimental physical Chemistry”,6th ed., McGraw Hill book., Kogakusha, Tokyo.

Indian Academy of Sciences. “Chapter 6: Viscosity” www.ias.ac.in/initiat/sci_ed/ resources/chemistry/Viscosity

(29)

Laboratorium Dasar Teknik Kimia II B-1 LEMBAR PERHITUNGAN VISKOSITAS

Massa picnometer : 14,816 gr Massa picnometer + aquadest : 39,745 gr Massa aquadest : 24,929 gr ρ aquadest : 996,233 kg/m3 =0,996233 gr/cm3 t aquadest : 3,8 s volume picnometer : 25,023 ml    a. UC-1000 -Kadar 4%V ρ  ρ ρ  - Kadar 8%V ρ  ρ ρ  - Kadar 12%V ρ  ρ ρ  - Kadar 16%V ρ  ρ ρ 

(30)

Laboratorium Dasar Teknik Kimia II B-2 b. Buavita -Kadar 4%V ρ  ρ ρ  - Kadar 8%V ρ  ρ ρ  - Kadar 12%V ρ  ρ ρ  - Kadar 16%V ρ  ρ ρ 

c. Buavita pada suhu berbeda -T 30oC ρ  ρ ρ  - T 40oC ρ  ρ ρ 

(31)

Laboratorium Dasar Teknik Kimia II B-3 - T 50oC ρ  ρ ρ  - T 60oC ρ  ρ ρ 

(32)

Laboratorium Dasar Teknik Kimia II C-1 LEMBAR PERHITUNGAN GRAFIK VISKOSITAS

1. Hubungan Kadar-Viskositas a. UC-1000 %V (x) Viskositas (x10-4)(y) X2 xy 4 8,804 16 35,216 8 9,043 64 72,344 12 9,063 144 108,756 16 9,306 256 148,896 40 36,216 480 365,212 b. Buavita %V (x) Viskositas (x10-4)(y) X2 xy 4 9,25 16 37 8 9,497 64 75,976 12 9,75 144 117 16 10,215 256 163,44 40 38,712 480 393,416

(33)

Laboratorium Dasar Teknik Kimia II C-2 2. Hubungan Waktu-Viskositas

a. UC-1000

Waktu (x) Viskositas (x10-4)(y) X2 xy

4 8,804 16 35,216 4,1 9,043 16,81 37,0763 4,1 9,063 16,81 37,1583 4,2 9,306 17,64 39,0852 16,4 36,216 67,26 148,5358 b. Buavita

Waktu (x) Viskositas (x10-4)(y) X2 xy

4,2 9,25 17,64 38,85 4,3 9,497 18,49 40,8371 4,4 9,75 19,36 42,9 4,6 10,215 21,16 46,989 17,5 38,712 76,65 169,5761

(34)

Laboratorium Dasar Teknik Kimia II C-3 3. Hubungan Massa Jenis-Viskositas

a. UC-1000

Massa jenis (x) Viskositas (x10-4)(y) X2 xy 0,99904 8,804 0,998 8,79 1,0012 9,043 1,0024 9,053 1,0034 9,063 1,0068 9,094 1,0058 9,306 1,0116 9,36 4,00944 36,216 4,0188 36,297 b. Buavita

Massa jenis (x) Viskositas (x10-4)(y) X2 xy 0,99984 9,25 0,99968 9,25 1,0025 9,497 1,005 9,52 1,006 9,75 1,012 9,8 1,008 10,215 1,016 10,3 4,01634 38,712 4,03268 38,87

(35)

Laboratorium Dasar Teknik Kimia II C-4 4. Hubungan Suhu-Viskositas T (x) Viskositas (x10-4)(y) X2 xy 30 9,03 900 270,9 40 8,785 1600 351,4 50 8,31 2500 415,5 60 8,037 3600 482,22 180 34,162 8600 1520,02

(36)

INTISARI

Tegangan muka merupakan gaya atau tarikan yang arahnya ke dalam cairan yang menyebabkan permukaan zat cair tersebut berkontraksi. Tegangan muka dapat ditentukan dengan cara menguji suatu larutan dengan metode kenaikan pipa kapiler dan metode tetes. Beberapa faktor yang mempengaruhi tegangan muka yaitu densitas, konsentrasi, suhu, dan viskositas. Dalam industri, tegangan muka digunakan pada proses melepaskan barang-barang ekstrak plastik dari cetakan. Karena kegunaan dari tegangan muka dalam industri sehingga mahasiswa teknik kimia harus mengetahui proses tegangan muka dengan praktikum yang bertujuan menentukan nilai tegangan muka berdasarkan metode kenaikan pipa kapiler dan metode tetes serta mengetahui pengaruh tinggi, jumlah tetesan, dan volume tetesan terhadap tegangan muka.

Pada praktikum ini sampel yang digunakan adalah rinso dan air gula dengan masing-masing massa 3, 6, 9, 12 gram. Metode yang digunakan yaitu metode pipa kapiler dan metode tetes. Metode pipa kapiler dilakukan berdasarkan kenaikan cairan pada pipa kapiler kemudian mengukur ketinggiannya, sedangkan metode tetes berdasarkan pada jumlah tetesan pada 9 ml larutan dan volume tetes cairan pada tetesan konstan 35 tetes.

Dari data hasil praktikum didapatkan bahwa semakin tinggi kenaikan pipa kapiler maka menyebabkan tegangan permukaan juga meningkat, namun seharusnya pada Rinso mengalami penurunan karena bersifat surfaktan. Pada surfaktan terdapat senyawa hidrofobik maka terjadi gaya adhesi antarssenyawa hidrofobik dengan dinding kaca yang menyebabkan kenaikan tinggi. Semakin banyak jumlah tetesan maka tegangan muka menurun, dan semakin banyak volume tetesan maka tegangan muka akan meningkat. Sehingga dapat disimpulkan bahwa tinggi pipa kapiler dan volume tetesan berbanding lurus dengan tegangan muka. Sedangkan jumlah tetesan berbanding terbalik dengan tegangan muka. Saran yang dapat diberikan yaitu mengukur kenaikan pipa kapiler dengan teliti, selalu mencuci alat agar tidak mengganggu hasil praktikum, serta mengatur lubang tetes secara tetap.

(37)

SUMMARY

Surface tension is a force or pull that the direction into the liquid that causes the liquid surface contraction. Surface tension can be determined by testing a fluid with capillary rise method and drop method. There are several factors that affect surface tension ie density, concentration, temperature, and viscosity. In the industry, surface tension used in the process of releasing plastic extract products from the mold. Because the surface tension is useful, so chemical engineering students must know the surface tension by this practicum that purpose to determined surface tension with rise method and drop method and determine the affect of high, the number of droplets, and droplet volume with surface tension.

At this practicum, the liquids are detergent and sugar water with each mass 3,6,9,12 gr. The method used are the capillary rise method and drop method. Capillary rise method is based on the increase of the fluid in capillary tube then determine the height. Drop method is based on the number of droplets in 9 mL liquid and the volume of liquid at 35 droplets.

The result of this practicum were obtained that the higher capillary rise causes the surface tension increased, but on detergent it’s should be decrease because detergent is a surfactant. In surfactants are hydrophobic compounds that occur adhesion force between the compounds with glass walls that causes a high rise. The high number of droplets then surface tension decrease, and the high volume droplets then surface tension increase. It can be concluded that the higher capilarry rise and droplet volume is directly proportional with surface tension. While the number of droplets is inversely proportional with surface tension. Our advice are determine the capilarry rise carefully, always wash the tool, and set the drop hole permanently.

(38)

Laboratorium Dasar Teknik Kimia II 18 BAB I

PENDAHULUAN

I.1 Latar Belakang

Tegangan muka merupakan gaya atau tarikan yang arahnya ke dalam cairan yang menyebabkan permukaan zat cair tersebut berkontraksi. Tegangan permukaan suatu zat cair terjadi karena adanya resultan gaya menarik molekul yang berada di permukaan zat cair tersebut. Gaya tarik-menarik antar molekul dalam cairan bernilai sama ke segala arah, akan tetapi molekul-molekul pada permukaan cairan akan lebih tertarik ke dalam cairan. Hal inilah yang menyebabkan cairan akan cenderung mempunyai luas yang sekecil-kecilnya bila keadaan memungkinkan, sehingga tetesan zat cair akan cenderung berbentuk bulat.

Dalam menentukan nilai tegangan muka suatu zat dapat menggunakan metode kenaikan pipa kapiler dan metode tetes. Penentuan tegangan muka dengan metode pipa kapiler yaitu berdasarkan pada tinggi kenaikan cairan dalam pipa kapiler tersebut. Sedangkan penentuan tegangan muka dengan metode tetes yaitu berdasarkan pada jumlah tetesan dan volume tetesan yang didapat.

Fenomena tegangan muka dapat diaplikasikan dalam berbagai industri, seperti dalam industri barang-barang ekstrak plastik untuk melepaskan hasil cetakan dari cetakannya. Selain itu masih banyak lagi aplikasi mengenai fenomena tegangan muka baik dalam bidang industri maupun dalam kehidupan sehari-hari. Maka dari itu, tegangan muka penting untuk dipelajari.

I.2 Tujuan Praktikum

1. Menentukan nilai tegangan muka berdasarkan metode kenaikan pipa kapiler dan metode tetes.

2. Mengetahui pengaruh tinggi, jumlah tetesan, dan volume tetesan terhadap tegangan muka.

(39)

Laboratorium Dasar Teknik Kimia II 19 I.3 Manfaat Praktikum

1. Mahasiswa mampu menentukan nilai tegangan muka berdasarkan metode kenaikan pipa kapiler dan metode tetes.

2. Mahasiswa mampu mengetahui pengaruh tinggi, jumlah tetesan, dan volume terhadap tegangan muka.

(40)

Laboratorium Dasar Teknik Kimia II 20 BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

II.1 Pengertian

Molekul-molekul yang terletak didalam cairan dikelilingi oleh molekul-molekul lain sehingga mempunyai resultan gaya sama dengan nol. Sedangkan untuk molekul yang berada di permukaan cairan, gaya tarik ke bawah tidak diimbangi oleh gaya tarik ke atas. Akibat dari gaya tarik ke bawah ini, maka bila keadaan memungkinkan cairan akan cenderung mempunyai luas permukaan yang sekecil-kecilnya. Misalnya tetesan cairan akan berbentuk bola, karena untuk suatu volume tertentu bentuk bola akan mempunyai luas permukaan yang sekecil-kecilnya, maka ada tegangan pada permukaan cairan yang disebut tegangan permukaan.

Sehingga tegangan permukaan dapat didefinisikan sebagai gaya yang bekerja sepanjang permukaan cairan dengan sudut yang tegak lurus pada garis yang panjangnya 1 cm yang mengarah ke dalam cairan.

II.2 Metode Penentuan Tegangan Muka 1. Metode Kenaikan Pipa Kapiler

Berdasarkan rumus: γ = 12hρgr

Dengan: γ = tegangan muka

h = tinggi kenaikan zat cair ρ = densitas zat cair

g = tetapan gravirasi r = jari-jari pipa kapiler

Karena kadang-kadang penentuan jari-jari pipa kapiler sulit maka digunakan cairan pembanding (biasanya air) yang sudah diketahui nilai tegangan mukanya.

2. Metode Tetes

Jika cairan tepat akan menetes maka gaya tegangnan permukaan sama dengan gaya yang disebabkan oleh gaya berat itu sendiri, maka:

(41)

Laboratorium Dasar Teknik Kimia II 21 Dengan : m = massa zat cair

Harus diusahakan agar jatuhnya tetesan hanya disebabkan oleh berat tetesannya sendiri dan bukan oleh sebab yang lain. Selain itu juga digunakan metode pembanding dengan jumlah tetesan untuk volume (V) tertentu.

Berat satu tetesan = v. ρ/n 3. Metode Cincin

Dengan metode ini, tegangan permukaan dapat ditentukan dengan cepat dengan hanya menggunakan sedikit cairan. Alatnya dikenal dengan nama tensiometer Duitog, yang berupa cincin kawat Pt yang dipasang pada salah satu lengan timbangan. Cincin ini dimasukan ke dalam cairan yang akan diselidiki tegangan mukanya dengan menggunakan kawat. Lengan lain dari timbangan diberi gaya sehingga cincin terangkat di permukaan cairan.

4. Metode Tekanan Maksimum Gelembung

Dasarnya adalah bahwa tegangan muka sama dengan tegangan maksimum dikurangi gaya yang menekan gas keluar

II.3 Faktor-faktor yang mempengaruhi tegangan muka: 1. Densitas

2. Konsentrasi 3. Suhu 4. Viskositas

II.4 Kegunaan Tegangan Muka

1. Mengetahui kelembaban tanah seperti yang ditunjukan tumbuhan dengan proses kapilaritas

2. Digunakan pada industri barang-barang ekstrak plastik untuk melepaskan hasil cetakan dari cetakannya

3. Mengetahui konsentrasi suatu larutan dengan membuat kurva kalibrasi γ vs konsentrasi

(42)

Laboratorium Dasar Teknik Kimia II 22 BAB III

METODE PRAKTIKUM

III.1 Bahan dan Alat yang Digunakan 3.1.1. Bahan yang digunakan

1. Sampel

- Rinso bubuk 3gr, 6gr, 9gr, 12gr - Air gula 3gr, 6gr, 9gr, 12gr 2. Aquadest

3.1.2. Alat yang digunakan 1. Pipa Kapiler

2. Alat Metode Tetes 3. Picnometer 4. Corong 5. Beaker glass 6. Neraca analitik 7. Gelas ukur 8. Mistar 9. Erlenmeyer

III.2 Gambar Alat

Gambar 3.1 Alat untuk metode Gambar 3.2 Alat untuk metode

tetes pipa kapiler

Data yang diperlukan:

- Densitas - Jumlah tetesan - Tinggi cairan - Volume tetesan

(43)

Laboratorium Dasar Teknik Kimia II 23 III.3 Cara Kerja

3.4.1. Metode Kenaikan pipa kapiler

2. Tuangkan 100 ml cairan pembanding (air) ke dalam beaker glass 100 ml.

3. Masukan pipa kapiler ke dalam beaker glass, biarkan beberapa saat agaraquadestnaik ke pipa.

4. Setelah tinggi air konstan, tutup bagian atas dari pipa kapiler dengan ibu jari lalu angkat, kemudian ukur tingginya menggunakan mistar . 5. Ulangi langkah 1, 2 dan 3 untuk air rinso dan air gula dengan berat

3gr, 6gr, 9gr, 12gr yang akan dicari tegangan mukanya . 6. Hitung teganga mukanya dengan rumus:







a a a X X X

h

. . .  3.4.2. Metode Tetes A . Volume Konstan

1. Tentukan densitas zat cair dengan menggunakan air sebagai cairan pembanding.

2. Isi alat metode tetes dengan menggunakan air sebanyak 9 ml sebagai cairan pembanding.

3. Buka kran dengan sudut tertentu dan tetap selama percobaan, biarkan air menetes sampai habis.

4. Hitung jumlah tetesan.

5. lakukan langkah 1 s/d 4 untuk air rinso dan air gula yang akan dicari tegangan mukanya.

6. Hitung tegangan mukanya dengan rumus







a X a a X X

n

. . . 

(44)

Laboratorium Dasar Teknik Kimia II 24 B. Tetes Konstan

1. Tentukan densitas zat cair dengan menggunakan picnometer. 2. Isi alat metode tetes dengan menggunakan air sebagai cairan

pembanding.

3. Buka kran dengan sudut tertentu dan tetap selam percobaan, biarkan air menetes sejumlah tetesan yang telah ditentukan (35 tetesan).

4. Hitung volume tetesan.

5. lakukan langkah 1 s/d 4 untuk air rinso dan air gula yang akan dicari tegangan mukanya.







a a a X X X

v

. . . 

(45)

Laboratorium Dasar Teknik Kimia II 25 BAB IV

HASIL PRAKTIKUM DAN PEMBAHASAN

IV.1 Hasil Praktikum

Tabel 4.1 Hasil praktikum pengukuran tegangan muka pada rinso dan air gula

Sampel Kadar

(gr)  (gr/ml)

Pipa Kapiler Volume Konstan Tetesan Konstan H (cm)  (N/m) n (tetes)  (N/m) V (ml)  (N/m) Rinso 3 1,017 1,5 182,4 171 42,241 2,1 58,952 6 1,026 1,7 208,56 165 44,166 2,4 67,952 9 1,043 6,3 785,7 143 51,8 2,6 74,835 12 1,056 6,7 846,01 156 48,08 2 58,283 Air Gula 3 1,0099 1,1 132,83 62 115,7 4,1 114,264 6 1,021 1,3 158,71 89 84,48 3,9 109,885 9 1,033 1,7 209,98 84 87,346 4,2 119,729 12 1,043 1,4 174,602 77 96,21 4,3 123,766 Aquadest - 0,996273 0,6 71,474 99 71,474 2,6 71,474 IV.2 Pembahasan

4.2.1 Hubungan Tinggi dengan Tegangan Muka

Gambar 4.1 Hubungan tinggi pipa kapiler dengan tegangan muka rinso y = 126,69x - 7,4303 R² = 0,9999 0 200 400 600 800 1000 0 1 2 3 4 5 6 7 8 Teg an gan M u ka (d yn e/c m)

Tinggi Pipa Kapiler (cm)

(46)

Laboratorium Dasar Teknik Kimia II 26 Gambar 4.2 Hubungan tinggi pipa kaliper dengan tegangan muka air gula

Pada gambar 4.1 dan gambar 4.2 dapat terlihat bahwa hubungan tinggi pada pipa kapiler dengan tegangan muka berbanding lurus. Pada tiap kenaikan tinggi di pipa kapiler akan berdampak naiknya tegangan muka. Pada air gula, hal itu sesuai dengan teori bahwa ketinggian yang terjadi akibat sudut kontak antara larutan dengan dinding kaca atau disebut adhesi. Semakin tinggi tegangan muka menyebabkan adhesi antara partikel dalam cairan dengan kaca semakin besar, sehingga terbentuk sudut kontak yang semakin kecil dan membuat ketinggian zat pada pipa kapiler. Hal itu sesuai dengan rumus :

(Nurul Aini, 2015) Sedangkan pada rinso, hal itu tidak sesuai karena seharusnya tegangan muka turun seiring penambahan massa solute sehingga menyebabkan penurunan tinggi pada pipa kapiler juga. Penurunan ini disebabkan oleh sifat rinso (detergen) yang bersifat surfaktan (surface actived agent). Surfaktan terdiri dari 2 senyawa yaitu senyawa yang bersifat hidrofilik (suka air) dan senyawa yang bersifat hidrofobik (tidak suka air). Pada saat pelarutan rinso dengan air, senyawa hidrofilik akan larut dalam air dan senyawa hidrofobik akan tersuspensi dalam air. Senyawa hidrofobik semakin tinggi konsentrasi rinso, maka senyawa hidrofobik akan semakin banyak sehingga gaya adhesi semakin besar dan menyebabkan kenaikan tinggi pada pipa kapiler. (Tang, Muhammad, dan Veinardi, 2011)

y = 128,94x - 8,2679 R² = 0,9976 100 120 140 160 180 200 220 0 1 2 3 4 5 6 7 8 Teg an gan M u ka (d yn e /c m)

Tinggi Pipa Kapiler (cm)

(47)

Laboratorium Dasar Teknik Kimia II 27 4.2.2 Hubungan Jumlah Tetesan dengan Tegangan Muka

Gambar 4.3 Hubungan jumlah tetesan dengan tegangan muka rinso

Gambar 4.4 Hubungan jumlah tetesan dengan tegangan muka air gula Pada gambar 4.3 dan gambar 4.4 dapat terlihat bahwa hubungan jumlah tetesan dengan tegangan muka berbanding terbalik. Pada tiap penurunan jumlah tetesan maka tegangan muka semakin besar. Hal ini diakibatkan adanya gaya tarik menarik antara molekul dengan molekul atau kohesi dibawah permukaan larutan, sehingga permukaan atau cenderung mengerut dan membentuk luas permukaan sekecil mungkin sehingga jumlah tetesan menjadi lebih sedikit. Selain itu, tegangan muka juga bergantung pada kekuatan gaya tarikan antar molekulnya. Karena semakin sedikit molekul dalam cairan, gaya tarik di permukaan oleh molekul di bagian dalam akan semakin kecil sehingga membebaskan jumlah tetesan yang keluar semakin banyak, namun nilai tengan muka semakin kecil. (Nurul, Aini, 2011)

Pada rinso, larutan bersifat surfaktan. Larutan surfaktan mengandung senyawa hidrofilik dan senyawa hidrofobik. Surfaktan memiliki kemampuan menurunkan tegangan permukaan. Pada grafik terlihat bahwa tegangan permukaan berbanding terbalik dengan jumlah tetesan. Sehingga makin kecil tegangan muka larutan yang diakibatkan oleh surfaktan maka jumlah tetesan akan banyak. Hal itu disebabkan sifat surfaktan yang menurunkan tegangan muka yang

y = -0,3429x + 101,05 R² = 0,9922 0 10 20 30 40 50 60 140 150 160 170 180 Te gang an M uka (d yne /cm) Jumlah Tetesan Rinso y = -1,2803x + 195,8 R² = 0,992 50 60 70 80 90 100 110 120 0 20 40 60 80 100 Teg an gan M u ka (d yn e /c m) Jumlah Tetesan Air Gula

(48)

Laboratorium Dasar Teknik Kimia II 28 menyebabkan gaya tarik menarik antar molekul berkurang. Gaya tarik di permukaan oleh moekul bagian dalam akan semakin kecil sehingga membebaskan jumlah tetesan yang keluar semakin banyak, namun nilai tegangan muka semakin kecil. (Tang, Muhammad, dan Veinari, 2011)

4.2.2 Hubungan Volume Tetesan dengan Tegangan Muka

Gambar 4.5 Hubungan volume tetesan dengan tegangan muka rinso

Gambar 4.6 Hubungan volume tetesan dengan tegangan muka air gula Pada gambar 4.5 dan gambar 4.6 terlihat bahwa hubungan volume tetesan dengan tegangan muka berbanding lurus. Pada tiap kenaikan volume tetesan maka tegangan muka juga akan mengalami kenaikan. Hal ini sesuai dengan :

Hal tersebut terjadi karena tegangan muka yang besar cenderung membentuk tetesan yang berada pada ukuran besar. Karena bentuk tetesan yang besar, maka volume tetes yang didapat juga besar. (Nurul, Aini , 2015)

Sedangkan pada larutan rinso, sifat surfaktan dapat menurunkan tegangan muka dengan bereaksinya senyawa hidrofilik dengan air (polar) dan hidrofobik dengan nonpolar. Penurunan tegangan muka yang disebabkan oleh surfaktan

y = 28,456x + 0,265 R² = 0,9834 50 55 60 65 70 75 80 0 1 2 3 Tegan gan M u ka (d yn e /c m ) Volume tetesan (ml) Rinso y = 34,949x - 27,252 R² = 0,9602 100 105 110 115 120 125 3,8 3,9 4 4,1 4,2 4,3 4,4 Tegan gan M u ka (d yn e /c m ) Volume tetesan (ml) Air Gula

(49)

Laboratorium Dasar Teknik Kimia II 29 menyebabkan volume tetes akan mengalami penurunan. Hal itu terjadi karena gaya tarik menarik antar molekul yang kecil. Karena ukuran tetesan kecil, maka volume tetesan yang didapat juga kecil. (Tang, Muhammad, dan Vinardi, 2011)

(50)

Laboratorium Dasar Teknik Kimia II 30 BAB V

PENUTUP

V.1 Kesimpulan

1. Pada sampel rinso dan air gula, semakin tinggi kenaikan pada pipa kapiler maka tegangan muka akan semakin besar sehingga hubungannya berbanding lurus. Seharusnya pada sampel rinso hubungan tinggi dengan tegangan muka berbanding terbalik.

2. Pada sampel rinso dan air gula, semakin kecil tegangan muka maka jumlah tetesan akan semakin banyak sehingga hubungannya berbanding terbalik. 3. Pada sampel rinso dan air gula, semakin besar tegangan muka maka

volume tetesan akan semakin besar sehingga hubungannya berbanding lurus.

V.2 Saran

1. Mengukur kenaikan pipa kapiler dengan teliti.

2. Selalu mencuci alat pipa kapiler dan metode tetes setiap pergantian cairan dan konsentrasi.

3. Mengatur lebar lubang tetes secara konstan. 4. Amati tetesan dengan teliti.

(51)

Laboratorium Dasar Teknik Kimia II 31 DAFTAR PUSTAKA

Aini, Nurul.”Tegangan Permukaan”. Diakses dari http://academia.edu/9645988 pada 25 April 2015.

Badger, W.Z. and Bachero, J.F., ”Introduction to chemical Engineering”,International student edition, McGraw Hill Book Co.,Kogakusha,Tokyo.

Daniels, F.,1961, “experimental physical Chemistry”,6th

ed., McGraw Hill book., Kogakusha, Tokyo.

Tang, Muhammad dan Veinardi Suendo.2011.”Pengaruh Penambahan Pelarut Organik Terhadap Tegangan Permukaan Larutan Sabun”.Prosiding Simposium Nasional Inovasi Pembelajaran dan Sains 2011.

(52)

Laboratorium Dasar Teknik Kimia II A-1

DATA HASIL PRAKTIKUM

LABORATORIUM DASAR TEKNIK KIMIA II JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS DIPONEGORO

MATERI : Viskositas dan Tegangan Muka I. BAHAN DAN ALAT

A. Viskositas

Bahan yang digunakan 1. Sampel

- UC-1000 (4%V, 8%V, 12%V, 16%V)

- Buavita Jambu (4%V, 5%V, 8%V, 12%V, 16%V) 2. Aquadest secukupnya

Alat yang digunakan 1. Viskosimeter Ostwald 2. Beaker glass 3. Picnometer 4. Corong 5. Stopwatch 6. Neraca analitik 7. Gelas ukur 8. Erlenmeyer B. Tegangan Muka

Bahan yang digunakan 1. Sampel

- Rinso bubuk (3 gr, 6 gr, 9 gr, 12 gr) - Air gula (3 gr, 6 gr, 9 gr, 12 gr) 2. Aquadest secukupnya

(53)

Laboratorium Dasar Teknik Kimia II A-2 II. CARA KERJA

A. Viskositas

2. Tentukan batas atas ”s1” dan batas bawah ”s2” pada viskosimeter ostwald.

3. Isi viskosimeter ostwald dengan menggunakan 15 ml cairan pembanding (air).

4. Hisap air (melalui selang karet) sampai permukaan cairan lebih tinggi dari batas atas ”s1” yang telah ditentukan. Kemudian biarkan cairan mengalir secara bebas.

5. Hidupkan stopwatch pada saat cairan tepat berada di garis batas atas ”s1” dan matikan stopwatch saat cairan tepat berada pada garis batas bawah ”s2”.

6. Catat waktu yang diperlukan oleh cairan untuk mengalir dari batas atas ”s1” ke batas bawah ”s2”.

7. Ulangi langkah 1 s/d 6 untuk UC-1000 dan Buavita dengan kadar 4%V, 8%V, 12%V, 16%V yang akan dicari viskositasnya.

8. Tentukan harga viskositas dengan rumus







a a a X X X

t

. . .  B. Tegangan Muka

 Metode Kenaikan Pipa Kapiler

2. Tuangkan 100 ml cairan pembanding (air) ke dalam beaker glass 100 ml.

3. Masukan pipa kapiler ke dalam beaker glass, biarkan beberapa saat agar aquadest naik ke pipa.

4. Setelah tinggi air konstan, tutup bagian atas dari pipa kapiler dengan ibu jari lalu angkat, kemudian ukur tingginya menggunakan mistar . 5. Ulangi langkah 1, 2 dan 3 untuk air rinso dan air gula denagn berat 3

(54)

Laboratorium Dasar Teknik Kimia II A-3 6. Hitung teganga mukanya dengan rumus:







a

a a X X X

h

. . .   Metode Tetes a) Volume Konstan

1. Tentukan densitas zat cair dengan menggunakan air sebagai cairan pembanding.

2. Isi alat metode tetes dengan menggunakan air sebanyak 9 ml sebagai cairan pembanding.

3. Buka kran dengan sudut tertentu dan tetap selama percobaan, biarkan air menetes sampai habis.

4. Hitung jumlah tetesan.

5. lakukan langkah 1 s/d 4 untuk air rinso dan air gula denagn berat 3 gr, 6 gr, 9 gr, 12 gr yang akan dicari tegangan mukanya.







a X a a X X

n

. . .  b) Tetesan Konstan

2. Isi alat metode tetes dengan menggunakan air sebagai cairan pembanding.

3. Buka kran dengan sudut tertentu dan tetap selam percobaan, biarkan air menetes sejumlah tetesan yang telah ditentukan (35 tetesan). 4. Hitung volume tetesan.

5. lakukan langkah 1 s/d 4 untuk air rinso dan air gula denagn berat 3 gr, 6 gr, 9 gr, 12 gr yang akan dicari tegangan mukanya.







a a a X X X

v

. . . 

(55)

Laboratorium Dasar Teknik Kimia II A-4 III. HASIL PRAKTIKUM

A. Viskositas

Massa picnometer : 14,816 gr Massa picnometer + aquadest : 39,745 gr Massa aquadest : 24,929 gr

ρ aquadest : 996,233 kg/m3 =0,996233 gr/cm3 t aquadest : 3,8 s

volume picnometer : 25,023 ml

Sampel Kadar (%V) ρ (gr/cm3) t (s) Suhu (oC) η (x10-4 Ns/m2) UC-1000 4 % 0,99904 4 28 8,804 8 % 1,0012 4,1 28 9,043 12 % 1,0034 4,1 28 9,063 16 % 1,0058 4,2 28 9,306 Buavita 4 % 0,99984 4,2 28 9,25 8 % 1,0025 4,3 28 9,497 12 % 1,006 4,4 28 9,75 16 % 1,008 4,6 28 10,215 5 % 0,9996 4,1 30 9,03 5 % 0,9969 4 40 8,785 5 % 0,9927 3,8 50 8,31 5 % 0,986 3,7 60 8,037

(56)

Laboratorium Dasar Teknik Kimia II A-5 B. Tegangan Muka

Massa picnometer : 14,816 gr Volume picnometer : 25,023 ml Massa picnometer + aquadest : 39,745 gr Massa aquadest : 24,929 gr

ρ aquadest : 996,233 kg/m3 =0,996233 gr/cm3 γ aquadest : 71,474 dyne/cm

Sampel Kadar ρ (gr/cm3)

Pipa Kapiler Volume Konstan Tetesan Konstan hx (cm) γ1 (N/m) nx (tetes) γ2 (N/m) Vx (ml) γ3 (N/m) Rinso 3 gr 1,017 1,5 182,4 171 42,241 2,1 58,937 6 gr 1,026 1,7 208,56 165 44,166 2,4 67,953 9 gr 1,043 6,3 785,7 143 51,8 2,6 74,835 12 gr 1,056 6,7 846,01 156 48,08 2 58,283 Air Gula 3 gr 1,0099 1,1 132,83 62 115,7 4,1 114,264 6 gr 1,021 1,3 158,71 89 81,48 3,9 109,885 9 gr 1,033 1,7 209,98 84 87,346 4,2 119,729 12 gr 1,043 1,4 174,602 77 96,21 4,3 123,766 aquadest - 0,996233 0,6 71,474 99 71,474 2,6 71,474 PRAKTIKAN MENGETAHUI ASISTEN

(57)

Laboratorium Dasar Teknik Kimia II B-1 LEMBAR PERHITUNGAN TEGANGAN MUKA

Massa picnometer : 14,816 gr Massa picnometer + aquadest : 39,745 gr Massa aquadest : 24,929 gr ρ aquadest : 996,233 kg/m3 =0,996233 gr/cm3 h aquadest : 0,6 cm  aquadest : 99 tetes V aquadest : 2,6 mL volume picnometer : 25,023 ml    a. Pipa Kapiler 1.Rinso -Kadar 3gr ρ  ρ ρ  - Kadar 6gr ρ  ρ ρ  - Kadar 9gr ρ  ρ ρ  - Kadar 12gr ρ  ρ ρ 

(58)

Laboratorium Dasar Teknik Kimia II B-2 2. Air Gula -Kadar 3gr ρ  ρ ρ  - Kadar 6gr ρ  ρ ρ  - Kadar 9gr ρ  ρ ρ  - Kadar 12gr ρ  ρ ρ  b. Volume Konstan 1. Rinso -Kadar 3gr ρ  ρ ρ  - Kadar 6gr ρ  ρ ρ 

(59)

Laboratorium Dasar Teknik Kimia II B-3 - Kadar 9gr ρ  ρ ρ  - Kadar 12gr ρ  ρ ρ  2. Air Gula -Kadar 3gr ρ  ρ ρ  - Kadar 6gr ρ  ρ ρ  - Kadar 9gr ρ  ρ ρ  - Kadar 12gr ρ  ρ ρ 

(60)

Laboratorium Dasar Teknik Kimia II B-4 c. Tetes Konstan 1. Rinso -Kadar 3gr ρ  ρ ρ  - Kadar 6gr ρ  ρ ρ  - Kadar 9gr ρ  ρ ρ  - Kadar 12gr ρ  ρ ρ  2. Air Gula -Kadar 3gr ρ  ρ ρ  - Kadar 6gr ρ  ρ ρ 

(61)

Laboratorium Dasar Teknik Kimia II B-5 - Kadar 9gr ρ  ρ ρ  - Kadar 12gr ρ  ρ ρ 

(62)

Laboratorium Dasar Teknik Kimia II C-1 LEMBAR PERHITUNGAN GRAFIK TEGANGAN MUKA

1. Hubungan Tinggi pada Pipa Kapiler dengan Tegangan Permukaan a. Rinso

Tinggi (x) Teg. Muka (y) X2 xy

1,5 182,4 2,25 273,6 1,7 208,56 2,89 345,554 6,3 785,7 39,69 4949,91 6,7 846,01 44,89 5668,267 16,2 2022,67 89,72 11237,331 b. Air Gula

Tinggi (x) Teg. Muka (y) X2 xy

1,1 132,83 1,21 146,113 1,3 158,71 1,69 206,323 1,7 209,98 2,89 356,96 1,4 174,602 1,96 244,44 5,5 2022,67 89,72 953,836

(63)

Laboratorium Dasar Teknik Kimia II C-2 2. Hubungan Jumlah Tetesan dengan Tegangan Permukaan

a. Rinso

Jumlah tetes (x) Teg. Muka (y) X2 xy 171 42,41 29241 7252,11 165 44,166 27225 7287,39 143 51,8 20449 7407,4 156 48,08 24336 7500,48 635 186,456 101251 29447,38 b. Air Gula

Jumlah tetes (x) Teg. Muka (y) X2 xy 62 115,7 3844 7173,4 89 81,48 7921 7251,72 84 87,346 7056 7337,064 77 99,21 5929 7639,17 312 383,736 24750 29401,354

(64)

Laboratorium Dasar Teknik Kimia II C-3 3. Hubungan Volume Tetesan dengan Tegangan Permukaan

a. Rinso

Volume tetes (x) Teg. Muka (y) X2 xy

2 58,283 4 116,566 2,1 58,937 4,41 123,7677 2,4 67,953 5,76 163,0872 2,6 74,835 6,76 194,572 9,1 260,008 20,93 597,9929 b. Air Gula

Volume tetes (x) Teg. Muka (y) X2 xy 3,9 109,885 15,21 428,55 4,1 114,264 16,81 468,48 4,2 119,729 17,64 502,86 4,3 123,766 18,49 532,19 16,5 467,644 68,15 1932,08

(65)

Laboratorium Dasar Teknik Kimia II D-1 LEMBAR PERHITUNGAN REAGEN

1. Perhitungan volume reagen basis 100 ml pada UC-1000

a. V1 = 4 %V Vair = 100 ml – 4 ml = x 100 ml = 96 ml = 4 ml b. V2 = 8 %V Vair = 100 ml – 8 ml = x 100 ml = 92 ml = 8 ml c. V3 = 12 %V Vair = 100 ml – 12 ml = x 100 ml = 88 ml = 12 ml d. V4 = 16 %V Vair = 100 ml – 16 ml = x 100 ml = 84 ml = 16 ml

2. Perhitungan volume reagen basis 100 ml pada Buavita Jambu a. V1 = 4 %V Vair = 100 ml – 4 ml = x 100 ml = 96 ml = 4 ml b. V2 = 8 %V Vair = 100 ml – 8 ml = x 100 ml = 92 ml = 8 ml c. V3 = 12 %V Vair = 100 ml – 12 ml = x 100 ml = 88 ml = 12 ml d. V4 = 16 %V Vair = 100 ml – 16 ml = x 100 ml = 84 ml = 16 ml

(66)

Laboratorium Dasar Teknik Kimia II D-2 e. V5 = 5 %V Vair = 100 ml – 5 ml

=

x 100 ml = 95 ml

(67)

Laboratorium Dasar Teknik Kimia II E-1