Laporan Praktikum Sabun dan Tegangan Per

LAPORAN PRAKTIKUM FLUIDA

“Sabun dan Tegangan Permukaan”

Oleh:

Kelompok 9 Pendidikan IPA 2013 A

1. Nur Aidatul Mala (13030654001)

2. Selsa Fabiola Besari (13030654018) 3. Lusi Maria Handayani (13030654020) 4. Yosefin Margaretta (13030654036)

S1 PRODI PENDIDIKAN IPA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS NEGERI SURABAYA

ABSTRAK

SABUN DAN TEGANGAN PERMUKAAN

Telah kami lakukan percobaan “Sabun dan Tegangan Permukaan” di Laboratorium IPA, FMIPA, UNESA pada tanggal 20 April 2015 yang bertujuan untuk mengamati dan mengukur tegangan permukaan, serta menentukan pengaruh konsentrasi detergen terhadap tegangan permukaan. Dalam percobaan ini, kami menggunakan variabel manipulasi yaitu konsentrasi detergen dalam air, variabel kontrol yang kami gunakan yaitu panjang kawat loop, dan volume air, sedangkan variabel respon yang kami gunakan adalah tegangan permukaan. Metode percobaan yang kami lakukan adalah mengukur panjang kawat dengan mistar. Menimbang kawat loop dengan menggunakan neraca ohaus, mengisi tiap-tiap gelas beker dengan air 500 ml. Memasukkan detergen ke dalam gelas sebanyak 50 ml, mengaduk kedua larutan detergen dengan spatula, memasukkan kawat loop ke dalam larutan tersebut. Mengangkat kawat, kemudian menghitung waktu yang dibutuhkan gelembung pada kawat loop pecah. Dan diulangi untuk detergen 75 ,; dan 100 ml. Dari hasil percobaan dapat diketahui semakin besar konsentrasi larutan detergen maka waktu gelembung pecah pada kawat semakin lama. Hal itu menunjukkan bahwa konsentrasi larutan detergen mempengaruhi tegangan permukaannya. Hasil perhitungan tegangan permukaan dari ketiga konsentrasi yang berbeda yaitu sama sebesar 2,205 N/m. Semakin tinggi konsentrasi detergen maka semakin lama pula waktu gelembung detergen pada kawat loop akan mengkerut pecah.

BAB I PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Dalam kehidupan sehari-hari, peristiwa yang menarik seringkali terjadi di sekitar kita. Mulai dari tetesan air yang berbentuk balon dan kaki serangga yang dapat mengapung di atas air. Dua kejadian tersebut merupakan contoh tegangan permukaan. Tegangan permukaan dapat terjadi karena adanya gaya-gaya yang bekerja pada permukaan zat cair atau pada batas antara zat cair dengan bahan lain. Suatu molekul dalam fase cair dapat dianggap secara sempurna dikelilingi oleh molekul lainnya yang secara rata-rata mengalami daya tarik yang sama ke semua arah. Gejala ini yang disebut dengan tegangan permukaan.

Penerapan tegangan permukaan salah satunya yaitu pada penggunaan detergen untuk mencuci piring. Detergen berfungsi menurunkan tegangan permukaan sehingga air dapat membasahi kotoran pada piring yang dicuci. Tegangan permukaan zat cair adalah kecenderungan permukaan zat cair untuk menegang sehingga permukaannya seperti ditutupi oleh suatu lapisan elastis. Tegangan permukaan pada zat cair dapat dipengaruhi oleh penambahan detergen ke dalam zat cair tersebut.

Oleh karena itu dilakukan percobaan penentuan tegangan permukaan dengan menggunakan larutan sabun dan kawat agar dapat mengetahui nilai tegangan permukaan dari suatu larutan dan dapat menganalisa

C. Tujuan

Berdasarkan latar belakang tersebut, maka tujuan praktikum yaitu sebagai berikut:

1. Untuk mengetahui pengaruh konsentrasi larutan detergen terhadap tegangan permukaannya

D. Hipotesis

BAB II KAJIAN TEORI

A. Tegangan Permukaan

Tegangan permukaan zat cair merupakan kecenderungan permukaan zat cair untuk menegang, sehingga permukaannya seperti ditutupi oleh suatu lapisan elastic. Selain itu, tegangan permukaan juga diartikan sebagai suatu kemampuan atau kecenderungan zat cair untuk selalu menuju ke keadaan yang luas permukaannya lebih kecil yaitu permukaan datar atau bulat seperti bola atau ringkasnya didefinisikan sebagai usaha yang membentuk luas permukaan baru. Dengan sifat tersebut zat cair mampu untuk menahan benda-benda kecil di permukaannya. Seperti silet, berat silet menyebabkan permukaan zat cair sedikit melengkung ke bawah tampak silet itu berada. Lengkungan itu memperluas permukaan zat cair namun zat cair dengan tegangan permukaannya berusaha mempertahankan luas permukaan-nya sekecil mungkin.

Permukaan zat cair berperilaku seakan-akan mengalami tegangan dan tegangan ini yang bekerja sejajar dengan permukaan, muncul dari gaya tarik antar molekul. Tegangan permukaan didefinisikan sebagai gaya F per satuan panjang L yang bekerja melintasi semua garis pada permukaan, dengan kecenderungan menarik permukaan penutup:

γ=F_l

Dimana :

γ_{= tegangan permukaan (N/m)}

F = Gaya (Newton)

l = Panjang permukaan selaput fluida (m)

menarik kawat yang bias digerakkan dan dengan demikian menambah luas permukaan zat cair.

Zat cair yang berada di dalam peralatan kawat merupakan lapisan tipis yang mempunyai permukaan atas dan bawah. Dengan demikian panjang permukaan yang ditambah adalah 2l, dan tegangan permukaan adalah

γ=₂F_l

B. Faktor yang Mempengaruhi Tegangan Permukaan

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 adesiv berlaku bahwa besar gaya kohesinya lebih kecil dari pada gaya adesinya dan pada zat yang non-adesiv 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 yang dekat dengan dinding. Sudut kontak ini timbul akibat gaya tarik-menarik antara zat yang sama (gaya kohesi) dan gaya tarik-menarik antara molekul zat yang berbeda (adhesi).

Pada dasarnya tegangan permukaan suatu zat cair dipengaruhi oleh beberapa factor diantaranya suhu dan zat terlarut. Dimana keberadaan zat terlarut dalam suatu cairan akan mempengaruhi besarnya tegangan permukaan terutama molekul zat yang berada pada permukaan cairan berbentuk lapisan monomolecular yang disebut dengan molekul surfaktan. Faktor-faktor yang menpengaruhi : viskositas larutan, sehingga tegangan permukaan akan bertambah besar. Tetapi apabila zat yang berada dipermukaan cairan membentuk lapisan monomolecular, maka akan menurunkan tegangan permukaan, zat tersebut biasa disebut dengan surfaktan.

3. Surfaktan

Surfaktan (surface active agents), zat yang dapat mengaktifkan permukaan, karena cnderung untuk terkonsentrasi pada permukaan atau antar muka. Surfaktan mempunyai orientasi yang jelas sehingga cenderung pada rantai lurus. Sabun merupakan salah satu contoh dari surfaktan.

Molekul surfaktan yang bersifat amfifil yaitu suatu molekul yang mempunyai dua ujung yang terpisah, yaitu ujung polar (hidrofilik) dan ujung non polar (hidrifobik). Sifat surfaktan yang amfifil menyebabkan surfaktan diadsorpsi pada antar muka baik itu cair/gas (yang tidak saling bercampur).

BAB III

METODE PERCOBAAN

A. Jenis Penelitian

Metode yang digunakan dalam praktikum ini yaitu menggunakan metode kualitatif. Dan teknik pengambilan data dilakukan dengan eksperimen.

B. Waktu dan Tempat

Praktikum ini dilakukan pada hari Senin tanggal 22 April 2015 di Laboratorium IPA, Prodi Pendidikan IPA, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Negeri Surabaya pukul 07.30-09.40 WIB.

C. Alat dan Bahan 1. Alat

a. Gelas kimia 500ml 3 buah

b. Kawat loop tegangan permukaan 3 buah

c. Neraca 1 buah

Variabel Kontrol : panjang kawat loop, massa kawat loop dan volume air

Definisi operasional : panjang kawat 6 cm Variabel Manipulasi : konsentrasi detergen.

Definisi operasional : konsentrasi larutan detergen yang di gunakan yaitu 50 ml 75 ml dan 100 ml

Definisi operasional : waktu yang dibutuhan gelembung pecah dan tegangan permukaan pada larutan detergen 50 ml 75 ml dan 100 ml

E. Langkah Percobaan

1. Mengukur panjang kawat dengan mistar.

2. Menimbang kawat loop dengan menggunakan neraca ohaus. 3. Memasukkan 300 ml air ke dalam gelas kimia 500 ml.

4. Menambahkan 50 ml larutan detergen ke dalam gelas kimia tersebuat. 5. Mengaduk kedua larutan detergen dengan spatula.

6. Memasukkan kawat loop ke dalam gelas kimia kemudian mengangkat kawat.

7. Mengamati perubahan yang terjadi dan catatlah ke dalam tabel hasil pengamatan.

Dimasukkan ke dalam gelas kimia 500 ml Ditambahkan larutan detergen 50 ml Diaduk hingga homogen.

Diukur panjangnya

Ditimbang dengan neraca ohaus

Dimasukkan

Diamati perubahan yang terjadi Dicatat pada tabel pengamatan

Diulangi langkah yang sama pada kawat kedua dan ketiga dengan volume larutan detergen 75 ml dan 100 ml

Kawat

Air

Kawat loop _{Larutan air + detergen}

BAB IV PEMBAHASAN

A. Data

Berdasarkan percobaan yang kami lakukan, maka diperoleh data sebagai berikut :

Hasil percobaan yang kami dapatkan pada kawat ke- 1 setelah dicelupkan ke dalam air detergen memiliki waktu gelembung pecah sebesar 14,80 s; 14,27 s; dan 14,13 s, dengan keadaan kawat yang turun hingga ke bagian bawah kawat.

Kemudian pada kawat ke- 2 setelah dicelupkan ke air detergen memiliki waktu gelembung pecah sebesar 9,97 s; 9,64 s; dan 10,90 s, dengan keadaan kawat yang turun hingga ke bagian bawah kawat.

Pada kawat ke- 3 setelah dicelupkan ke dalam air detergen memiliki waktu gelembung pecah sebesar 9,72 s; 8,95 s; dan 8,70 s, dengan keadaan kawat yang sama dengan kawat ke- 1 dan 2 yang turun hingga ke bagian bawah kawat.

C. Pembahasan

Tegangan permukaan zat cair merupakan kecenderungan permukaan zat cair untuk menegang, sehingga permukaannya seperti ditutupi oleh suatu lapisan elastik. Berdasarkan analisis di atas, dapat diketahui bahwa waktu yang diperlukan gelembung untuk pecah pada volume detergen 100 ml lebih cepat jika dibandingkan dengan volume detergen 75 ml. Begitu juga pada volume deterjen 75 ml, gelembung juga lebih cepat pecah dibandingkan pada volume deterjen 50 ml. Waktu yang diperlukan gelembung untuk dapat pecah bergantung pada tegangan permukaan yang dihasilkan dari masing-masing konsentrasi zat terlarut dalam larutan deterjen tersebut. Dalam hal ini, detergen merupakan zat yang berfungsi menurunkan tegangan permukaan zat cair. Yang membuat detergen bisa menurunkan tegangan permukaan air adalah zat yang ada di dalam detergen yang disebut surfaktan. Surfaktan merupakan zat yang dapat mengaktifkan permukaan karena cenderung untuk terkonsentrasi pada permukaan. Surfaktan mempunyai orientasi yang jelas sehingga cenderung pada rantai lurus.

Hasil percobaan yang kami lakukan telah sesuai dengan teori. Dari data dan analisis di atas besarnya tegangan permukaan bergantung pada massa kawat yang digunakan pada masing-masing percobaan sesuai dengan rumus :

γ = m. g_2l

BAB V PENUTUP

A. Kesimpulan

Dari hasil praktikum dapat disimpulkan bahwa semakin besar konsentrasi larutan detergen maka waktu gelembung pecah pada kawat semakin lama. Hal itu menunjukkan bahwa konsentrasi larutan detergen mempengaruhi tegangan permukaannya. Hasil perhitungan tegangan permukaan dari ketiga konsentrasi yang berbeda yaitu sama sebesar 2,205 N/m.

B. Saran

Sebelum praktikum sebaiknya praktikan membaca literature atau dasar teori tentang tegangan permukaan sehingga pada saat praktikum tidak ada kendala dan dengan mudah dalam melakukan praktikum secara teliti. Juga persiapan dan jumlah alat serta bahan ditambah. Hasil praktikum dapat diterapkan dalam kehidupan sehari-hari.

DAFTAR PUSTAKA

Atkins, P. W. 1994. Kimia Fisik edisi ke-4 jilid 1. Erlangga: Jakarta. Giancoli, Douglas C. 2001. Fisika jilid 1. Erlangga: Jakarta.

LAMPIRAN PERHITUNGAN

1. Pada kawat 1

Massa kawat = 2,7 gram Panjang kawat = 6,0 cm

γ

=. ₂F_l

γ

= m. g_2l

γ

= 2,7_2xx9,8₆

= 2,205 N/m

2. Pada kawat 2

Massa kawat = 2,7 gram Panjang kawat = 6,0 cm

γ

=. ₂F_l

γ

= m. g_2l

γ

= 2,7_2xx9,8₆

= 2,205 N/m

3. Pada kawat 3

Massa kawat = 2,7 gram Panjang kawat = 6,0 cm

γ

=. ₂F_l

γ

= m. g_2l

γ

= 2,7_2xx9,8₆

= 2,205 N/m

Kawat Loop Menimbang kawat loop _{Gelas kimia}

Kawat loop dimasukkan ke larutan

air + detergen 50 ml

Gelembung pada kawat loop (50 ml)

Kawat loop dimasukkan ke larutan air + detergen 75ml

Gelembung pada kawat loop (75 ml)

Kawat loop dimasukkan ke larutan air + detergen 100

ml