VISKOSITAS

LAPORAN PRAKTIKUM KIMIA FISIKA PERCOBAAN VII VISKOSITAS NAMA : NORHADIJAH NIM : J1E108048

HARI/TANGGALPRATIKUM : KAMIS / 14 MEI 2009 HARI/TANGGAL DIKUMPUL : JUM’AT/ 22 MEI 2009

HARI/TANGGAL DIACC :

KELOMPOK : I

ASISTEN : M. AULIANNOOR

PROGAM STUDI FARMASI

UNIVERSITAS LAMBUNG MANGKURAT

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM BANJARBARU

PERCOBAAN VII VISKOSITAS

I. TUJUAN PERCOBAAN

Tujuan dari percobaan viskositas ini adalah untuk melatih menggunakan viskositas Ostwald dan menggunakan pengukuran viskositas untuk menentukan sifat-sfat molekul.

II. TINJAUAN PUSTAKA

Viskositas adalah gesekan internal fluida. Gaya viskos melawan gerakan sebagian fluida relatif terhadap yang lain. Viskositas adalah alasan diperlukannya usaha mendayung perahu melalu air yang tenang, tetapi juga merupakan alasan mengapa dayung bisa bekerja. Efek visko merupakan hal yang penting di dalam aliran fluida dalam pipa, aliran darah, pelumasan bagian dalam mesin, dan contoh keadaan lainnya.

Viskositas adalah suatu pernyataan “tahanan untuk mengalir” dari suatu sistem yang mendapatkan suatu tekanan. Makin kental suatu cairan, makin besar gaya yang dibutuhkan untuk membuatnya mengalir pada kecepatan tertentu. Viskositas dispersi koloidal dipengaruhi oleh bentuk partikel dari fase dispersi. Koloid-koloid berbentuk bola membentuk sistem dispersi dengan viskositas rendah, sedang sistem dispersi yang mengandung koloid-koloid linier viskositasnya lebih tinggi. Hubungan antara bentuk dan viskositas merupakan refleksi derajat solvasi dari partikel. Bila viskositas gas meningkat dengan naiknya temperatur, maka viskositas cairan justru akan menurun jika temeratur dinaikan. Fluiditas dari suatu cairan yang merupakan kebalikan dari viskositas akan meningkat dengan makin tingginya temperatur. Cara menentukan viskositas suatu zat menggunakan alat yang dinamakan viskometer.

Kita definisikan viskositas fluida, dinotasikan dengan η (“eta”) sebagai rasio tegangan geser, F/A, dengan laju tegangan :

Dengan mengatur kembali persamaan, kita lihat bahwa gaya yang dibutuhkan untuk melakukan gerakan berbanding lurus dengan laju :

(Young, 2002).

Fluida yang mengalir dengan mudah sepertu air atau minyak tanah, memiliki viskositas yang lebih kecil daripada cairan kental seperti madu atau oli motor. Viskositas seluruh fluida sangat tergantung pada suhu, bertambah untuk gas, dan berkurang untuk cairan saat suhu meningkat (Welty, 2004).

Persamaan untuk viskositas yang murni adalah :

dimana µ adalah viskositas, dalam pascal sekon; T adalah temepratur absolut, dalam K: M adalah berat molekuler: σ adalah “diameter tumbukan”, sebuah parameter Lennard-Jones (Munson, 1988).

Ada beberapa tipe viskometer yang biasa digunakan antara lain a. Viskometer kapiler Ostwald

Viskositas dari cairan newton bisa ditentukan dengan mengukur waktu yang dibutuhkan bagi cairan tersebut untuk lewat antara 2 tanda ketika ia mengalir karena gravitasi melalui viskometer Ostwald. Waktu alir dari cairan yang diuji dibandingkan dengan waktu yang dibutuhkan bagi suatu zat yang viskositasnya sudah diketahui (biasanya air) untuk lewat 2 tanda tersebut.

b. Viskometer Hoppler

Berdasrkan hukum Stokes pada kecepatan bola maksimum, terjadi keseimbangan sehingga gaya gesek sama dengan gaya berat–gaya archimides. Prinsip kerjanya adalah menggelindingkan bola (yang terbuat dari kaca) melalui tabung gelas yang hampir tikal berisi zat cair yang diselidiki. Kecepatan jatuhnya bola merupakan fungsi dari harga resiprok sampel.

c. Viskometer Cup dan Bob

Prinsip kerjanya sampel digeser dalam ruangan antara dinding luar dari bob dinding dalam dari cup dimana bob masuk persis ditengah-tengah. Kelemahan viskometer ini adalah terjadinya aliran sumbat yang disebabkan geseran yang tinggi disepanjang keliling bagian tube sehingga menyebabkan penurunan konsentrasi. Penurunan konsentrasi ini menyebabkan bagian tengah zat yang ditekan keluar memadat. Hal ini disebut aliran sumbat.

d. Viskometer Cone dan Plate

Cara pemakaiannya adalah sampel ditempatkan ditengah-tengah papan, kemudian dinaikkan hingga posisi dibawah kerucut. Kerucut digerakkan oleh motor dengan bermacam kecapatan dan sampelnya digeser didalam ruang semit antara papan yang diam dan kemudian kerucut yang berputar (Anonim, 2009).

Koefisien viskositas secara umum di ukur dengan dua metode:

• bergerak secara acak dari lapisan satu ke lapisaan lain yang berbeda kecepatan Viskometer Ostwald: Waktu yang dibutuhkan untuk mengalirnya sejumlah tertentu cairan dicatat, dan η dihitung dengan hubungan Vl t R p

δ

π

η

4 ) (∆ =

Umumnya koefisien viskositas dihitung dengan membandingkan laju aliran cairan dengan laju aliran yang koefisien viskositasnya diketahui. Hubungan itu adalah

2 2 1 1 2 1 t d t d =

η

η

• Metode Bola Jatuh: Metode bola jatuh menyangkut gaya gravitasi yang seimbang dengan gerakan aliran pekat, dan hubungannya adalah:

v g d d rb b 9 ) ( 2 2 − =

η

dimana b merupakan bola jatuh atau manik-manik dan g adalah konstanta gravitasi. Apabila digunakan metode perbandingan, kita dapatkan

2 2 1 1 2 1 ) ( ) ( t d d t d d b b − − =

η

η

(Dogra, 1990). Viskositas gas pada tekanan rendah dapat diduga melalui teknik yang berpijak pada teori yang mapan, namun belum ada landasan teoritis yang sebanding untuk pendugaan viskositas zat cair. Tentu saja viskositas zat cair berbeda sekali dengan viskositas gas; yakni, secara numerik harga viskositas zat cair jauh lebih besar, dan harga itu berkurang dengan cepat bila temperatur bertambah. Gejala viskositas pada tekanan rendah terutama oleh perpindahannya momentum akibat tumbukan antara molekul-molekul yang (Reid dkk,1990).

III. METODELOGI PERCOBAAN 3.1 ALAT DAN BAHAN

A. Alat

Alat yang digunakan pada praktikum ini adalah viskometer Oswold, pipet (10 mL), gelas beker (100 mL), suntikan, stopwatch, waterbath, labu ukur (50 mL), dan hairdryer.

B. Bahan

Bahan yang digunakan dalam praktikum ini adalah larutan gliserol (1,0 M atau 92,1 gram / Liter), aquadest dan alkohol.

3.2 PROSEDUR PERCOBAAN

1. Menyiapkan larutan gliserol dengan konsentrasi 1,0 M; 0,75 M; 0,50 M dan 0,25 M. Dalam menyiapkan larutan tersebut menggunakan labu ukur sebagai alat yang digunakan untuk pengenceran. Proses pengenceran menggunakan bahan awal berupa larutan gliserol 1,0 M kemudian diencerkan dengan akuadest hingga 50 mL. Jumlah larutan gliserol 1,0 M yang digunakan disesuaikan dengan konsentrasi yang ingin dibuat.

2. Membersihkan bagian bawah viskometer dengan menggunakan alkohol. Mengeringkan viskometer tersebut dengan menggunakan hairdryer (pengering).

3. Memasukkan 5 mL larutan gliserol 1,0 M ke dalam viskometer Ostwold dengan menggunkan pipet volume (setepat-tepatnya). Kemudian menempatkan viskometer ke dalam waterbath bersuhu (30 ± 0,1) º C dan membiarkan selama 10 menit agar mencapai suhu kesetimbangan.

4. Mengukur waktu yang diperlukan larutan gliserol untuk melewati jarak antara dua tanda yang terdapat pada viskometer ( waktu alir). Caranya adalah dengan membiarkan cairan itu mengalir, mencatat waktu yang dibutuhkan cairan untuk melalui jarak antara dua jarak tersebut. Mengulangi langkah ini dua kali lagi. Perbedaan ketiga waktu yang diperoleh tidak boleh melebihi 0,5 detik. Bila perbedaannya melebihi 0,5 detik periksa suhu penangas.

5. Mencuci viskometer dengan cara seperti pada langkah (2), dan ulangi langkah (3) dan (4) dengan menggunakan larutan gliserol 0,75 M; 0,50 M; 0,25 M dan akhirnya air suling (setiap kali berganti larutan, harus mencuci dan mengeringkan viskometer terlebih dahulu).

IV. HASIL DAN PERHITUNGAN 4.1 HASIL

A. Data Hasil Pengamatan

Konsentrasi ( C ) Mol / L Waktu alir Rata – rata Detik k

η

0 η η Air suling 5,24 0,1249 0,654 1 Gliserol 0,25 M 6,49 0,1249 0,810 1,238 Gliserol 0,50 M 7,94 0,1249 0,991 1,515 Gliserol 0,75 M 6,78 0,1249 0,846 1,293 Gliserol 1,00 M 8,335 0,1249 1,041 1,592

B. Grafik Hubungan antara Viskositasitas terhadap Konsentrasi Chart Title 0 0.25 0.5 0.75 1 y = 0.4956x + 1.0798 0 0.5 1 1.5 2 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 Konsentrasi (C) V is k o s it a s

Grafik antara Viskositas terhadap Konsentrasi Linear (Grafik antara Viskositas terhadap Konsentrasi)

C. Perhitungan y = 0.4956x + 1.0798

Nilai slope grafik = Nilai slope rumus

Α

=

×

=

×

=

=

×

×

=

− 0 8 21 3 3 21 3 21

2847

,

4

10

2847

,

4

10

3

,

6

4956

,

0

4956

,

0

10

3

,

6

10

3

,

6

4956

,

0

r

cm

r

r

r

r

V. PEMBAHASAN

Praktikum viskositas kali ini bertujuan untuk menentukan besarnya harga viskositas dan penentuan sifat-sifat molekulnya digunakan alat Viskometer Ostwald. Cara penggunaannya pertama-tama dengan membersihkan bagian bawah viskometer dengan menggunakan alkohol. Alasan penggunaan alkohol disini karena alkohol memiliki kecenderungan lebih mudah menguap daripada air sehingga dapat mempercepat proses pengeringan. Tahapan selanjutnya mengeringkan viskometer tersebut dengan menggunakan hairdryer. Kemudian memasukkan larutan uji pada beberapa tingkatan konsentrasi, sehingga menimbulkan variasi data. Lalu, menempatkan viskometer ke dalam waterbath bersuhu (30 ± 0,1) º C dan membiarkan selama 10 menit agar mencapai suhu kestimbangan. Mengukur waktu yang diperlukan larutan gliserol untuk melewati jarak antara dua tanda yang terdapat pada viskometer (waktu alir). Caranya adalah dengan mengisap larutan dengan pipa plastik sampai cairan berada di atas tanda pada bagian atas viskometer. Kemudian membiarkan cairan itu mengalir turun, memcatat waktu yang dibutuhkan cairan untuk melalui jarak antara dua jarak tersebut. Mengulangi langkah ini dua kali lagi. Perbedaan ketiga waktu yang diperoleh tidak boleh melebihi 0,5 detik. Bila perbedaannya melebihi 0,5 detik periksa suhu penangas. Dan cuci viskometer seperti langkah tadi, kemudian lakukan langkah yang sama pada tingkatan konsentrasi selanjutnya dan akhirnya air

suling (setiap kali berganti larutan, harus mencuci dan mengeringkan viskometer terlebih dahulu ).

Setelah itu dapat diperoleh data, pada konsentrasi 0,25 M diperoleh waktu alir rata-ratanya adalah 6,49 dengan nilai dan nilai viskositas larutan 0,810 maka didapatkan nilai viskositasnya adalah 1,238. Untuk pengujian dengan menggunakan konsentrasi 0,5 M dengan waktu alir 7,94, viskositas larutan 0,991 dan nilai viskositasnya 1,515. Untuk pengujian selanjutnya dengan menggunakan konsentrasi 0,75 M diperoleh waktu alir 6,78 viskositas larutan 0,846 dan nilai viskositasnya 1,249. Untuk pengujian selanjutnya dengan menggunakan konsentrasi 1,00 M dengan waktu alir 8,335, viskositas larutan 1,041 dan nilai viskositasnya 1,592. Yang terakhir pada air suling waktu alirnya adalah 5,24, viskositas larutan 0,654 sehingga diperoleh viskositasnya adalah 1. Dengan K alatnya 0,1249 pada masing-masing pengujian.

Berdasarkan literatur, penambahan konsentrasi akan berbanding lurus dengan nilai viskositas, dimana apabila konsentrasi tinggi maka viskositas dan waktu alir juga tinggi. Pada pengujian kali ini pada perolehan data untuk konsentrasi 0,25 M dan 0,5 M telah menunjukkan hal yang sesuai dengan prinsip viskositas itu sendiri dimana apabila konsentrasi tinggi maka viskositas dan waktu alir juga tinggi. Akan tetapi setelah pengujian pada tingkatan konsentrasi selanjutnya berturut-turut 0,5 M dan 0,75 M mengalami penurunan waktu alir yang cukup jauh. Hal ini mungkin disebabkan beberapa faktor eksternal dan internal juga tingkat kecermatan praktikan dalam melakukan pengenceran pada saat melakukan pembuatan larutan yang kurang tepat menentukan volume pangenceran gliserol dengan air suling karena kurangnya konsentrasi dan ketelitian praktikan, penyuntikan dari gelas beker ke viskometer Ostwald dan pengaruh suhu lingkungan yang turut mempengaruhi jalannya reaksi. Suhu dari viskometer juga sangat menentukan terhadap penentuan viskositas karena apabila suhu meningkat maka zat-zat yang terkandung akan mengalami perenggangan sehingga cairan yang diukur viskositasnya akan mengalami penurunan viskositas. Untuk data yang diperoleh pada pengukuran terhadap air suling merupakan pembanding

terhadap konsentrasi yang digunakan tadi. Dimana dapat berfungsi juga sebagai pengujian awal terhadap konsentrasi-konsentrasi yang akan diujikan selanjutnya.

Viskositas dapat digunakan untuk penentuan sifat-sifat molekul yaitu jari-jari molekul zat terlarut yang didapat pada praktikum ini yaitu 4,2847 Ao, akan tetapi nilai R yang didapatkan kurang efisien karena adanya kesalahan pada saat melakukan praktikum

VI. KESIMPULAN

Berdasarkan hasil percobaan yang telah dilakukan, dapat diambil beberapa kesimpulan sebagai berikut :

1. Viskositas zat cair sangat dipengaruhi oleh konsentrasi dan suhu. Viskositas berbanding lurus dengan konsentrasi dan suhu.

2. Semakin banyak konsentrasi semakin tinggi nilai viskositasnya.

3. Pada saat menggunakan viskometer Ostwald harus dicuci dengan alkohol dan dikeringkan setiap kali penggantian konsentrasi untuk mempercepat proses pengeringan.

4. Viskositas dapat digunakan untuk penentuan sifat-sifat molekul yaitu jari-jari molekul zat terlarut yang didapat pada praktikum ini yaitu 4,2847 Ao.

DAFTAR PUSTAKA

Anonim, 2009. Viskositas.

http://ilmu-kedokteran.blogspot.com/2007/11/all-about-viskositas-pipit.html Diakses tanggal 20 Mei 2009.

Dogra, S.K. dan S. Dogra. 1990. Kimia Fisik dan Soal-Soal. Universitas Indonesia Press. Jakarta.

Munson, B. 1988. Mekanika Fluida Jilid I.Erlangga. Jakarta

Reid, Robert C. John M. Prausnitz dan Thomas K. Sherwood. 1990. Sifat Gas dan Zat Cair. PT Gramedia Pustaka Utama. Jakarta .

Welty, J. R. 2004. Daar-Dasar Fenomena Transport.Erlangga. Jakarta. Young, H. D. 2002. Fisika untuk Universita sJilid I. Erlangga. Jakarta.