Fenomena Antarmuka.pdf

(1)

FENOMENA

ANT

ARMUKA

Assalamu

Assalamu’’ alaikumalaikum …..…..

Nurul Jummah

(2)

FENOMENA

ANT

ARMUKA



Antarmuka adalah batas antara dua fase atau

lebih



Penggolongan Antarmuka

Gas/gas

Gas/gas Tidak Tidak ada ada kemungkinkemungkinan an ada ada antarmukaantarmuka Gas/cairan

Gas/cairan Permukaan Permukaan cairan, cairan, air air yang yang berada berada di di atmosferatmosfer Gas/padatan

Gas/padatan Permukaan Permukaan padat, padat, bagian bagian atas atas mejameja Cairan/cairan

Cairan/cairan Antarmuka Antarmuka cairan-cairan, cairan-cairan, emulsiemulsi Cairan

Cairan /padatan /padatan Antarmuka Antarmuka cairan/padatan, cairan/padatan, suspensisuspensi Padatan/padata

Padatan/padatan n Antarmuka Antarmuka padatan-padatan, padatan-padatan, partikel-partikel partikel-partikel serbuk serbuk yang yang salingsaling melekat.

melekat. Fase

(3)

APLIKASI

(4)

ANT

ARMUKA

CAIRAN



 Tegangan antarmuka adalah gaya per satuanTegangan antarmuka adalah gaya per satuan

panjang yang terdapat pada antarmuka dua panjang yang terdapat pada antarmuka dua fase cair yang tidak bercampur.

fase cair yang tidak bercampur.



 Tegangan antarmuka selalu lebih kecilTegangan antarmuka selalu lebih kecil

daripada tegangan permukaan karena gaya daripada tegangan permukaan karena gaya adhesif antara dua fase cair yang

adhesif antara dua fase cair yang

membentuk suatu antarmuka adalah lebih membentuk suatu antarmuka adalah lebih besar daripada bila suatu fase

besar daripada bila suatu fase cair dancair dan suatu fase gas berada bersama-sama. suatu fase gas berada bersama-sama.



 Tegangan permukaan adalah gaya perTegangan permukaan adalah gaya per

satuan panjang bisa juga

satuan panjang bisa juga digambarkandigambarkan dengan kerangka kawat tiga sisi dimana dengan kerangka kawat tiga sisi dimana suatu batang dapat bergerak

suatu batang dapat bergerak diletakkan.diletakkan. (seperti gambar

(5)

RUMUS TEGANGAN PERMUKAAN (

_)





= tegangan permukaan

(dyne/cm)



f

_b_b

= gaya yang dibutuhkan



L = panjang batang yang

dapat bergerak



 =

=







(6)

CONTOH



Bila panjang dari batang L adalah 5 c

Bila panjang dari batang L adalah 5 cm dan

m dan

massa yang dibutuhkan untuk memecah film

adalah 0,50 gram,

adalah 0,50 gram, berapakah tegangan

berapakah tegangan

permukaan larutan sabun tersebut ?



Jawab :

f = m.

f = m. g = 0,50 gram x

g = 0,50 gram x 98

981 cm/detik

1 cm/detik

22

= 490,5 dyne



 =

=

0,5 

  5 

=

0,5 

10 

=

= 4

49 

9 



/

/



(7)

ENERGI BEBAS PERMUKAAN



W =kenaikan energi bebas permukaan (erg)





 =

=

tegangan permukaan (dyne/cm)



∆

= kenaikan luas (cm

22

))

dW = f x ds =

  2  

dW =

 

W =

 ∆

(8)

PERBEDAAN TEKANAN

ANT

ARA KEDUA

LENGKUNGAN

ANT

ARMUKA

−

−  

−

−    ++   

Karena tekanan adalah gaya per satuan Karena tekanan adalah gaya per satuan luas, atau

luas, atau

kerja yang diakibatkan oleh pengecilan kerja yang diakibatkan oleh pengecilan jari- jari jari      ∆ ∆ == //

W =kenaikan energi bebas permukaan (erg) W =kenaikan energi bebas permukaan (erg)



 == tegangan permukaan (dyne/cm)tegangan permukaan (dyne/cm)

∆

∆ = perbedaan tekanan= perbedaan tekanan r = jari-jari r = jari-jari W = 4 W = 4    W = 4 W = 4 

gaya =tekanan x luas

gaya =tekanan x luas, perubahan, perubahan

dr dr adalah adalah W = W = ∆  ∆  _{ }_{ } = = ∆ ∆ 

(9)

PENGUKURAN

TEGANGAN

PERMUKAAN

DAN

TEGANGAN

ANT

ARMUKA

1.

Metode Kenaikan Kapiler



Gambar disamping

menunjukkan kekuatan adhesi

antara molekul-molekul cairan

dan dinding kapiler lebih besar

daripada kohesi antara

molekul-molekul cairan.

molekul cairan.



Komposisi gaya vertikal ke atas

yang dihasilkan dari tegangan

permukaan cairan :

    a = a = 

(10)

LANJUTAN

……



 Total gaya ke atas sekeliling lingkaran Total gaya ke atas sekeliling lingkaran dalam tabung tsb adalah :

dalam tabung tsb adalah :



 == sudut kontak antara permukaan sudut kontak antara permukaan cairancairan dan dinding kapiler

dan dinding kapiler 2

2  = =keliling lingkarankeliling lingkaran



 Perhitungan tegangan permukaan padaPerhitungan tegangan permukaan pada metode ini adalah :

metode ini adalah : 

 ==  

  

h = ketinggian sampai titik terendah dari h = ketinggian sampai titik terendah dari

miniskus (cm) miniskus (cm) 

 = massa jenis cairan (g/cm = massa jenis cairan (g/cm33₎₎

g = gaya gravitasi (981 cm/detik g = gaya gravitasi (981 cm/detik 22₎₎

tot

(11)



 Alat disamping adalah salah satuAlat disamping adalah salah satu alat yang dapat mengukur

alat yang dapat mengukur tegangan permukaan dan tegangan permukaan dan tegangan antarmuka.

tegangan antarmuka.



 Prinsip dari alat disamping adalahPrinsip dari alat disamping adalah bahwa gaya yang diperlukan untuk bahwa gaya yang diperlukan untuk melepaskan suatu cincin melepaskan suatu cincin platina-iridium yang dicelupkan pada

iridium yang dicelupkan pada permukaan atau antar muka permukaan atau antar muka adalah sebanding dengan adalah sebanding dengan tegangan permukaan atau tegangan permukaan atau tegangan antarmuka.

tegangan antarmuka.



 Rumus tegangan permukaan :Rumus tegangan permukaan :



 =

=

                  

  

LANJUTAN

…… 2.

(12)

KOEFISIEN SEBAR

mematahkan gaya tarik-menarik antara

mematahkan gaya tarik-menarik antara molekul-

molekul-molekul tidak sejenis.

molekul tidak sejenis.

W

_a_a

=



__

+

+ 



__

−

− 



__

1.

Kerja Adhesi,

Kerja Adhesi, yaitu energi yang dibutuhkan untuk

yaitu energi yang dibutuhkan untuk

Kerja adhesi :

(13)

LANJUTAN

….….

2.

2. molekul cairan yang menyebar sehingga cairan tersebut dapat

molekul cairan yang menyebar sehingga cairan tersebut dapat

mengalir di atas lapisan

mengalir di atas lapisan bawah tsb.

bawah tsb.

 



__

+

+ 



__

−

− 



__

) −  

__

−

− 



__

−

− 



__

Kerja Kohesi,

Kerja Kohesi, yang diperlukan untuk memisahkan molekul-

yang diperlukan untuk memisahkan

molekul-Kerja Kohesi

Kerja Kohesi adalah :

adalah :

= 2



__

Koefisien

Koefisien Sebar

Sebar S),

S),

S =W

=

S =

(14)

ADSORPSI PADA PERMUKAAN CAIRAN



Molekul dan ion yang diadsorpsi pada

antarmuka dinamakan

zat aktif perm

ukaan,

atau

(15)

PENGGOL

ONGAN

SISTEM

HIDROFIL-LIPO

FIL

S = bilangan penyabunan S = bilangan penyabunan

A = bilangan asam dari asam lemak A = bilangan asam dari asam lemak

   −−      −−    −−      ++ 77 HLB HLB = = 20 20 1 1    HLB = HLB =

(16)

ADSORPSI PADA ANTARMUKA PADATAN



Antarmuka Padat/Gas

x = gas yang d

x = gas yang diadsorpsi

iadsorpsi

m = massa adsorben

(gram)



 Skema alat yang dipakaiSkema alat yang dipakai

untuk mengukur adsorpsi untuk mengukur adsorpsi dari gas dan zat padat. dari gas dan zat padat.

(17)

LANJUTAN

….….



Antarmuka Padat/Cair



Adsorpsi dalam proses

Adsorpsi dalam proses kromatograf

kromatograf i serta pada

i serta pada fenomena

fenomena

pembasahan

pembasahan dan

dan proses deterjen

proses deterjen..



Kerja dari suatu zat pembasah adalah untuk menurunkan

sudut k

sudut kontak

ontak antara permukaan dan cairan pembasah.

antara permukaan dan cairan pembasah.



Sudut kontak adalah sudut antara

Sudut kontak adalah sudut antara tete

tetes cairan dan

s cairan dan

permukaan ke atas mana ia menyebar.

(18)

SIFAT-SIFAT LISTRIK DARI ANTARMUKA

 

Distribusi listrik pada

antarmuka adalah

antarmuka adalah ekuiv

ekuivalen

alen

dengan suatu lapisan ganda

dari muatan

((

terikat dengan erat,

yang

lebih menghambur.

Lapisan Listrik Ganda

, lapisan pertama

memanjang dari aa

memanjang dari aa ke

ke

bb’

lapisan

kedua

(19)

LANJUTAN

….….



Potensial Nernst dan Potensial Zeta



 Potensial Potensial pada pada zat zat padat padat aaaa’’ adalahadalah potensial elektrotermodinamik

potensial elektrotermodinamik ((

perbedaan dalam potensial antara perbedaan dalam potensial antara permukaan yang sebenarnya dan permukaan yang sebenarnya dan daerah netral listrik dari larutan tsb. daerah netral listrik dari larutan tsb.



 Potensial yang terletak pada bidangPotensial yang terletak pada bidang

iris bb’

iris bb’ _{dikenal sebagai}_{dikenal sebagai} _potensial_potensial elektrokinetik

elektrokinetik atau potensial zeta,atau potensial zeta,

.



 Potensial zeta mengatur derajat tolak-Potensial zeta mengatur derajat tolak-menolak antara par

menolak antara partikel-ptikel-partikelartikel

terdispersi yang bermuatan sama dan terdispersi yang bermuatan sama dan saling berdekatan, dan bukan

saling berdekatan, dan bukan potensial Nernst.

potensial Nernst.

Nernst

(20)

SEKIAN dan TERIMA KASIH