TEGANGAN PERMUKAAN CAIRAN METODE KAPILER
I.TUJUAN
Menentukan tegangan muka suatu cairan secara relatif dengan air sebagai zat pembanding.
Menentukan pengaruh konsentrasi solout terhadap tegangan muka dan adsorbsi solut pada permukaan larutan.
II.LANDASAN TEORI
Molekul-molekul cairan yang berada dibagian fase cairan seluruhnya akan dikelilingi oleh molekul-molekul dengan gaya tarik-menarik yang sama ke segala arah sehingga resultan gaya sama dengan nol lain halnya dengan molekul-molekul cairan pada permukaan. Molekul-molekul itu disebelah bawah dikelilingi oleh molekul-molekul cairan sedangkan dibagian atas oleh molekul-molekul dan fasa uap sehingga gaya tarik kebawah lebih besar dari gaya tarik keatas. Hal ini menimbulkan sifat kecenderungan untuk
memperkecil luas permukaan. Besar gaya yang bekerja tegak lurus pada satu
satuan panjang permukaan disebut tegangan muka, yang dapat dinyatakan
dengan satuan dyne per cm dalam cgs.
Tegangan muka terdapat pada batas cairan dengan uap jenuh diudara dan juga antara permukaan cairan dengan cairan lain yang tidak bercampur.
Metoda penentuan tegangan muka:
Ada beberapa metoda penentuan tegangan muka, diantaranya adalah metida kanaikan pipa kapiler, metoda tekanan maksimum gelembung, metoda tetes atau metoda cincin.
Metoda kanaikan pipa kapiler.
Bila suatu pipa kapiler dimasukkan kedalam cairan yang membasahi dinding maka cairan akan naik kedalam kapiler karena adanya tegangan muka. Kenaikan cairan sampai pada suhu tinggi tertentu sehingga terjadi keseimbangan antara gaya keatas dan kebawah (persamaan 1) :
Gaya keatas, F’ = 2..r..cos
Dimana :
adalah tegangan muka dan adalah sudut kontak.
Pada kesetimbangan, gaya kebawah sama dengan gaya keatas (dari persamaan 1 dan 2) :
2..r..cos = .r2.h..g
untuk air dan kebanyakan cairan organik umumnya 0 atau dapat
dianggap batas lapisan pararel dengan kapiler, sehingga harga cos =1 maka
persamaan 3 : pengaruh terhadap sifat-sifat larutan termasuk tegangan muka dan adsorbsi pada permukaan larutan. Telah diamati bahwa solut yang ditambahkan kedalam larutan akan menurunkan tegangan muka, karena mempunyai konsentrasi dipermukaan yang lebih besar daripada didalam larutan.Sebaliknya solut yang penambahannya kedalam larutan menaikkan tegangan muka mempunyai konsentrasi dipermukaan yang lebih kecil daripada didalam larutan.
Untuk larutan ideal, = C.R.T dan d/dc = R.T dimana R dan T
adalah tetapan gas umum dan temperatur kelvin penggabungan seluruh persamaan didapatkan :
= -1 d
R.T dlnC
III.ALAT DAN BAHAN
A. Alat-alat yang digunakan:
Alat untuk metoda kanaikan pipa kapiler.
Labu ukur 50ml
1. Tentukan densitas masing-masing cairan dengan piknometer Timbang piknometer kosong = Pk
Timbang piknometer + air = Pa {pada suhu t0c}
Timbang piknometer + bahan =Pb
2. Tabung diisi air secukupnya, pipa dimasukkan kedalamnya, maka air dalam pipa kapiler akan naik. Permukaan kapiler akan turun sampai tetap (mencapai kesetimbangan) dicatat permukaan pada kapiler dan permukaan pada tabung bawah, selisihnya adalah tinggi h.
3. Ulangi percobaan ini sampai 3 kali pengamatan kemudian diganti dengan cairan yang akan diselidiki harganya. B. Penentuan pengaruh konsentrasi solut pada tegangan muka.
1. Membuat larutan 0,8 M menjadi 50ml larutan 2-propanol 0,6M ; 0,4M ; 0,2M ; 0,1M.
2. Tentukan tegangan muka masing-masing larutan 2-propanol (dengan metoda kenaikan pipa kapiler).
V.DATA PENGAMATAN
A. Penentuan tegangan muka (metoda kenaikan pipa kapiler) 1. piknometer kosong : 20,2 gram
piknometer + air : 45,2 gram
2-propanol : 0,1M : 44,69 gram
B. Penentuan pengaruh konsentrasi solut pada tegangan muka
No Konsentrasi
Keterangan : h = selisih tinggi permukaan cairan dengan tinggi cairan pada pipa kapiler.
VI.ANALISA DATA
Air (aquades)
= ½ .r.h..g
= ½.0,05.2,2.1.980 =53,9 dyne/cm
Etanol
Massa piknometer + etanol = 39,8gram (Pb)
h=1,03 cm
x=
Aseton
Massa piknometer + aseton = 39,9 gram
2-propanol
0,1 M
massa piknometer + bahan = 44,6 gram
h= 2,6
0,2 M
0,4 M
massa piknometer + bahan = 44,8 gram
0,6 M
massa piknometer + bahan = 45 gram
Perhitungan dengan metoda regresi linear :
No X (lnC) Y () X2 XY
1. -0,51 48,61 0,26 -24,79
2. -0,92 50,63 0,85 -46,58
3. -1,61 55,22 2,59 -88,90
4. -2,30 62,17 5,59 -142,99
-5,34 216,63 8,96 -303,26
VII.PEMBAHASAN
Tegangan muka terdapat pada batas cairan dengan uap jenuh diudara dan juga antara permukaan cairan dengan cairan lain yang tidak saling bercampur. Ada beberapa metoda penentuan tegangan muka, dalam praktikum ini digunakan metoda pipa kapiler.
Harga tegangan muka dipengaruhi oleh beberapa faktor, antara lain: suhu,tekanan,massa jenis dan konsentrasi zat terlarut.
Berdasarkan percobaan ini diperoleh nilai tegangan muka dari beberapa zat, yaitu :
1. Tegangan permukaan air = 53,9 dyne/cm 2. Tegangan permukaan etanol =19,8 dyne/cm 3. Tegangan permukaan aseton =23,17 dyne/cm
sedangkan dari literatur diperoleh data tegangan permukaan beberapa zat
pada suhu 200 C, yaitu :
a. Air : 72,8 dyne/cm b. Etanol : 22,3 dyne/cm c. Aseton : 23,7 dyne/cm
Dari data tersebut dapat diketahui bahwa percobaan yang telah dilakukan ternyata mengalami sedikit penyimpangan dengan data pada literatur. Hal ini mungkin disebabkan beberapa hal, diantaranya adalah :
1) Tegangan permukaan dipengaruhi juga oleh suhu. Pada
praktikum ini dilakukan pada suhu 270 C, sedangkan data yang
ada pada literatur pada suhu 200 C.
2) Kekurang telitian praktikan dalam membaca skala pada pi[a kapiler.
3) Kurang tepatnya konsentrasi larutan yang dibuat.
VIII.KESIMPULAN
Berdasarkan percobaan dan analisis data dapat diambil kesimpulan : 1. faktor-faktor yang mempengaruhi tegangan permukaan adalah :
suhu,konsentrasi,tekanan dan massa jenis.
2. berdasarkan percobaan tersebut diperoleh nilai tegangan permukaan : a. Tegangan permukaan air = 53,9 dyne/cm
b. Tegangan permukaan etanol =19,8 dyne/cm c. Tegangan permukaan aseton =23,17 dyne/cm
d. Tegangan permukaan 2-propanol : 0,1 M = 62,17 dyne/cm 0,2 M = 55,22 dyne/cm
0,4 M = 50,63 dyne/cm 0,6 M = 48,61 dyne/cm
3. Dari kurva hubungan antara tegangan muka () terhadap lnC
diperoleh harga slope (a) sebesar : -7,68
IX.DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
A. Daftar tegangan muka beberapa zat pada suhu 200 C, sumber : Young
Freedman.1996.University Physics 9th edition.
No Zat (dyne/cm)
1. Air 72,8
2. Etanol 22,3
3. Aseton 23,7
4. Benzena 28,9
B. Grafik hubungan antara tegangan muka () terhadap lnC
LAPORAN PRAKTIKUM KIMIA FISIKA I
TEGANGAN PERMUKAAN CAIRAN
METODE KAPILER
Dosen pengampu Dra.Sri Murbangun N,Msi.
Nur Hamid (43504020 Rinawati (4350402025)
Sari Marianawati (4350402026)
FAKULTAS METEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS NEGERI SEMARANG
2004
