Laporan Praktikum Hari/tanggal : Rabu / 9 Maret 2011
Kimia Polimer Waktu : 10.00-13.00 WIB
Asisten : Prestiana
PJP : Andriawan Subekti, S.Si, M. Si
PENENTUAN Mv DAN DIMENSI POLIMER
SECARA VISKOMETER
MIRANTI DYAH PRAMESTI G44080056
DEPARTEMEN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR 2011
PENDAHULUAN Latar Belakang
Polimer adalah suatu molekul raksasa yang terbentuk dari susunan ulang molekul kecil yang terikat melalui ikatan kimia. Polimer terbentuk dari dua kata,yaitu poly yang berarti banyak dan mer yang berarti bagian. (Azizah 2004). Polimer juga didefinisikan sebagai suatu senyawa yang terdiri atas pengulangan unit kecil atau sederhana yang terikat dengan ikatan kovalen. Panjang rantai polimer dihitung berdasarkan jumlah satuan unit ulang yang terdapat dalam rantai yang disebut degree of polymerization atau derajat polimerisasi (Hosier et al 2004). Suatu jenis reaksi kimia, dimana monomer-monomer bereaksi untuk membentuk rantai yang besar (Azizah 2004).
Polimer pada umumnya diklasifikasikan menjadi beberapa kelompok, antara lain berdasar jenis monomernya, asal, sifat termal, dan reaksi pembentukannya (Azizah 2004). Berdasarkan reaksi pembentukannya, reaksi polimerisasi dibedakan menjadi dua, yaitu polimerisasi kondensasi dan polimerisasi adisi. Polimer adisi memiliki atom yang sama seperti monomer dalam unit ulangnya, sedangkan polimer kondensasi mengandung atom-atom yang lebih sedikit karena terbentuknya produk sampingan selama berlangsungnya proses polimerisasi (Azizah 2004). Polimer adisi adalah polimer yang terbentuk dari reaksi polimerisasi yang disertai dengan pemutusan ikatan rangkap dan diikuti oleh adisi dari monomernya yang membentuk ikatan tunggal (Azizah 2004). Polimer
kondensasi terjadi dari reaksi antara gugus fungsi pada monomer yang sama atau monomer yang berbeda dan disertai dengan terbentuknya molekul kecil, seperti H2O, NH3 atau HCl
(Azizah 2004).
Polistirena merupakan contoh polimer yang terbentuk dari polimerisasi adisi (Malcolm 2001). Biasanya, polistirena digunakan sebagai plastik dan pemaketan CD dan DVD (Ano 2010). Polistirena yang digunakan dalam percobaan ini adalah steorofoam. Polistirena dibuat dari monomer stirena. Polistirena bersifat kaku, transparan, rapuh, inert secara kimiawi, dan merupakan faktor insulator yang baik (BPOM RI 2008).
Gambar 1 Struktur polistirena Polimer memiliki bobot molekul yang berbeda sesuai dengan proses polimerisasi yang digunakan. Berat molekul polimer merupakan salah satu sifat yang khas bagi polimer dan sangat bermanfaat. Berdasarkan bobot molekul polimer, dapat diketahui aplikasi polimer tersebut, sebagai indikator dalam sintesis dan proses pembuatan produk polimer, studi kinetika reaksi polimerisasi, studi ketahanan produk polimer dan efek cuaca terhadap kualitas produk (Malcolm 2001). Dimensi rantai polimer dapat diketahui berdasarkan nilai r02, yaitu kuadrat jarak rata-rata
antara kedua ujung rantai dan S02
sebagai kuadart jari-jari suatu polimer (Hosier et al 2004). Berat molekular polimer dapat ditentukan dengan berbagai metode, antara lain analisis gugus fungsional secara fisik atau
kimia, pengukuran koligatif, hamburan cahaya, ultrasentrifugasi, pengukuran viskositas larutan encer, dan gel permeation chromatography (Hosier et al 2004).
Pada percobaan ini dilakukan pengukuran bobot molekul dengan menggunakan metode viskositas larutan encer, dengan menggunakan viskometer ostwald. Polistirena dalam pelarut toluena dan sebagai pelarut ϕ digunakan campuran toluena-metanol. Pelarut yang baik adalah pelarut yang dapat berinteraksi dengan polimer akibat terbukanya rantai makromolekul polimer tersebut, sedangkan pelarut ϕ adalah pelarut pada keadaan kritis dari kelarutan polimer tersebut (Azizah 2004). Viskositas merupakan ukuran yang menyatakan kekentalan suatu larutan polimer. Perbandingan antara viskositas larutan polimer terhadap viskositas pelarut murni dapat digunakan untuk menentukan massa malekul nisbi polimer, dimana yang diukur adalah waktu yang diperlukan pelarut atau larutan polimer untuk mengalir dalam viskometer Ostwald, waktu alir dalam detik dicatat sebagai waktu untuk miniskus lewat antara dua tanda batas pada viskometer (Stevens 2001). Keunggulan metode ini adalah lebih cepat, mudah, dan perhitungannya sederhana (Azizah 2004).
Tujuan Percobaan
Percobaan ini bertujuan untuk menentukan bobot molekul nisbi (Mv) dan dimensi polimer dari polistirena dengan menggunakan metode viskometri.
METODE PERCOBAAN Alat dan Bahan
Alat-alat yang digunakan pada percobaan ini, antara lain neraca analitik, viskometer ostwald, labu ukur 100 ml, gelas ukur, gelas piala, stopwatch, termometer, batang pengaduk, dan buret.
Bahan-bahan yang digunakan, antara lain polistirena (stirofoam), toluena, metanol, dan aseton.
Prosedur Percobaan
Sebanyak 1 gram polistirena dimasukkan ke dalam labu ukur 100 ml dan dilarutkan sedikit demi sedikit dengan toluena. Pelarut murni(toluena) sebanyak 15 mL dimasukkan dalam viskometer. Waktu alir diukur sebanyak 3 kali ulangan. Viskometer dibilas dengan larutan yang akan diukur waktu alirnya. Larutan yang diukur waktu alirnya adalah larutan induk dengan konsentrasi polimer 2C, larutan dengan konsentrasi 3C/4, C/2, C/4, dan 3C/8. Setiap pengukuran dimasukkan 15 ml larutan ke dalam viskometer dan pengukuran dimulai dari larutan yang paling encer.
Sebanyak 10 mL larutan induk polistirena dimasukkan ke dalam labu erlenmeyer, kemudian ditambahkan sedikit demi sedikit metanol melalui buret hingga warna larutan berubah menjadi keruh. Volume metanol yang terpakai, dicatat. Langkah pembuatan larutan induk dalam pelarut ϕ, yaitu sebanyak 1 gram polistirena dilarutkan dalam toluena, sesudah larut sempurna, ditambahkan metanol dengan dengan volume yang sama dengan volume metanol yang
digunakan saat titrasi, kemudian ditambahkan toluena hingga volumenya 50 ml dalam labu takar. beda. Dari larutan tersebut, dibuat larutan dengan konsentrasi yang berbeda-beda. Masing-masing larutan dan pelarut ϕ murni diukur waktu alirnya dengan menggunakan viskometer Ostwald.
HASIL DAN PEMBAHASAN Data dan Hasil Percobaan
Tabel 1 Data waktu alir pelarut toluena Larutan Ulangan waktu alir (s) Rerata (s)
(%) 1 2 3 Toluena murni 0.69 0.66 0.68 0.68 1.00 0.90 0.92 1.03 0.95 0.75 0.93 0.99 0.82 0.91 0.50 0.89 0.91 0.82 0.87 0.25 0.79 0.77 0.74 0.77 Contoh perhitungan pada toluena murni : Rerata waktu alir
Tabel 2 Viskositas larutan polistirena
Contoh perhitungan pada larutan 0.75% Penentuan konsentrasi (g/ml)
Bobot polistirena : 1.0065 g Larutan 1% sebanyak 100 ml Volume larutan yang diambil, yaitu :
Konsentrasi larutannya,yaitu :
Penentuan nilai viskositas relatif (ηr)
waktu alir toluena murni (t0) = 0.68 s
waktu alir larutan 0.75% (t) = 0.91 s
Keterangan :
to = waktu alir toluena murni (det)
t = waktu alir larutan polistirena (det)
Penentuan viskositas spesifik (ηsp)
ηsp = ηr 1
= 1.3382 – 1 = 0.3382
Penentuan viskositas reduksi (ηred)
Gambar 1 Grafik hubungan ηred
dengan konsentrasi
Dengan metode regresi linear diperoleh y = A + Bx, dimana ‘y’ menyatakan ηred dan ‘x’ menyatakan
konsentrasi. Berdasarkan metode regresi Larutan (%) Konsentrasi (g/ml) ηr ηsp ηred 1.00 1.0065 1.3971 0.3971 0.3945 0.75 0.7549 1.3382 0.3382 0.4480 0.50 0.5032 1.2794 0.2794 0.5525 0.25 0.2516 1.1323 0.1323 0.5258
linear tersebut diperoleh nilai A sebesar 0.6048 dan nilai B sebesar -0.1981, serta nilai R sebesar 88.98%. Persamaan garisnya adalah y = 0.6048 – 0.1981x. Persamaan garis tersebut setara dengan persamaan ηred = [η] + k’η2C, sehingga
diketahui bahwa nilai A sama dengan nilai viskositas intrinsik ([η]), yaitu sebesar 0.6048. Oleh karena itu, dapat ditentukan bobot molekul polistirena dengan cara : [η] = kMva dengan k = 1.1 × 10-4 K/cm3g-1 dan a = 0.725 0.6048 = 1.1 x 10-4 . Mv0.725 0.5498 × 104 = Mv0.725 Log 0.5498 × 104 = 0.725 log Mv 3.7402 = 0.725 log Mv 5.1589 = log Mv Mv = 144179.36 g/mmol = 144.179 g/mol
Tabel 3 Data konstanta HUGGENS
larutan konsentrasi ηred K
(%) (g/ml)
1.00 1.0065 0.3945 -0.5712
0.75 0.7549 0.4480 -0.5678
0.50 0.5032 0.5525 -0.2841
0.25 0.2516 0.5258 -0.8584
Contoh perhitungan pada larutan 0.75% Penentuan konstanta HUGGENS :
K
= -0.5678
Tabel 4 Data rantai statistika
larutan α β r 02 r2 S02 S2 (%) (×10-7) (×10-14) (×10-14) (×10-14) (×10-14) 1.00 -0.4487 -1.2554 0.6346 0.1278 0.1058 0.0213 0.75 -0.4496 -1.2529 0.6346 0.1283 0.1058 0.0214 0.50 -0.5651 -0.9970 0.6348 0.2027 0.1058 0.0338 0.25 -0.4271 -1.4365 0.7528 0.1373 0.1255 0.0289
Contoh perhitungan pada larutan 0.75% Penentuan nilai α [η] = KMv1/2α3 = - 0.0887 α = -0.4496 Penentuan nilai β [η] = ϕ.α3.β3 .Mv1/2/M03/2 dimana, M0 = ½ BM polistirena = ½.144.179 g/mol = 72.0895 g/mol ϕ = 2.86 × 1023 β = 1.2529 × 10-7
2C red K' Penentuan nilai r0 Mv ro² α²β² Mo = ro2 = 0.6346 × 10-14 Penentuan nilai r r2 = r02 × α2 r2 = (0.6346 × 10-14) × (-0.4496)2 r2 = 0.1283 × 10-14 Penentuan nilai S02 Penentuan S2 S2 = α2 × S02 S2 = (-0.4496)2 × (0.1058 × 10-14) S2 = 0.0213 × 10-14
Tabel 5 Data waktu alir pelarut Φ
Larutan Ulangan waktu alir (s) Rerata
(%) 1 2 3 (s) Pelarut Φ 0.62 0.70 0.63 0.65 1.00 1.24 1.30 1.09 1.21 0.75 0.78 0.84 0.81 0.81 0.50 0.84 0.79 0.76 0.80 0.25 0.62 0.70 0.63 0.65 Contoh perhitungan pada pelarut Φ : Rerata waktu alir
Tabel 6 Viskositas larutan polistirena dalam pelarut Φ
Contoh perhitungan pada larutan 0.75%
Penentuan konsentrasi (g/ml)
Bobot polistirena : 1.0032 g Larutan 1% sebanyak 100 ml Volume larutan yang diambil, yaitu :
Konsentrasi larutannya,yaitu :
Penentuan nilai viskositas relatif (ηr)
waktu alir pelarut Φ (to) = 0.65 s
rerata waktu alir larutan polistirena 1% (t) = 0.81 s
Keterangan :
to = waktu alir toluena murni (det) t = waktu alir larutan polistirena (det)
Penentuan viskositas spesifik (ηsp) ηsp = ηr 1
= 1.2461 – 1 = 0.2461
Penentuan viskositas reduksi (ηred) Larutan (%) Konsentrasi (g/ml) ηr ηsp ηred 1.00 1.0032 1.8615 0.8615 0.8587 0.75 0.7524 1.2461 0.2461 0.3271 0.50 0.5016 1.2308 0.2308 0.4601 0.25 0.2508 1.0000 0.0000 0.0000
Gambar 1 Grafik hubungan ηred
dengan konsentrasi
Dengan metode regresi linear diperoleh y = A + Bx, dimana ‘y’ menyatakan ηred dan ‘x’ menyatakan
konsentrasi. Berdasarkan metode regresi linear tersebut diperoleh nilai A sebesar -0.1993 dan nilai B sebesar 0.9741, serta nilai R sebesar 88.76%. Persamaan garisnya adalah y = -0.1993 + 0.9741x. Persamaan garis tersebut setara dengan persamaan ηred = [η] + k’η2C, sehingga
diketahui bahwa nilai A sama dengan nilai viskositas intrinsik ([η]), yaitu sebesar -0.1993. Oleh karena itu, dapat ditentukan bobot molekul polistirena dengan cara : [η] = kMa , dimana nilai k = 1.1 × 10-4 K/cm3g-1 dan a = 0.725 0.1993 = 1.1 x 10-4 . Mv0.725 0.1812 × 104 = Mv0.725 Log 0.1812 × 104 = 0.725 log Mv 3.2581 = 0.725 log Mv 4.4940 = log Mv Mv = 31189.707 g/mmol = 31.1897 g/mol
Tabel 7 Data konstanta HUGGENS
larutan konsentrasi ηred K
(%) (g/ml)
1.00 1.0032 0.8587 26.5512
0.75 0.7524 0.3271 17.6138
0.50 0.5016 0.4601 33.0960
0.25 0.2508 0.0000 20.0062
Contoh perhitungan pada larutan 0.75%
Penentuan konstanta HUGGENS :
K
Tabel 8 Data rantai statistika
larutan α β r02 r2 S02 S2 (%) (×10-7) (×10-14) (×10-17) (×10-14) (×10-17) 1.00 -0.1128 2.0883 0.1109 1.4111 0.0185 0.2354 0.75 -0.1292 1.8242 0.1111 1.8545 0.0185 0.3088 0.50 -0.1049 2.2460 0.1110 1.2214 0.0185 0.2036 0.25 -0.1239 1.9023 0.1111 1.7055 0.0185 0.2840
Contoh perhitungan pada larutan 0.75% Penentuan nilai α [η] = KMv1/2α3 = - 2.0260 × 10-3 α = -0.1292 Penentuan nilai β [η] = ϕ.α3.β3 .Mv1/2/M03/2 dimana, M0 = ½ BM polistirena = ½.31.1897 g/mol = 15.5948 g/mol ϕ = 2.86 × 1023
2C red K' β = 1.8242× 10-7 Penentuan nilai r0 Mv ro² α²β² Mo = ro2 = 0.1111 × 10-14 Penentuan nilai r r2 = r02 × α2 r2 = (0.1111 × 10-14) × (-0.1292)2 r2 = 1.8545 × 10-17 Penentuan nilai S02 Penentuan S2 S2 = α2 × S02 S2 = (-0.1292)2 × (0.0185 × 10-14) S2 = 0.3088 × 10-17 Pembahasan
Percobaan kali ini bertujuan untuk menentukan bobot molekul dari suatu contoh dan menentukan dimensi polimernya. Contoh yang digunakan adalah polistirena. Polistirena adalah sebuah polimer dengan monomer stirena yang merupakan hidrokarbon cair, bersifat termoplastik padat pada suhu ruang ( Malcolm 2000). Penentuan bobot molekul dan dimensi dari polistirena dilakukan dengan menggunakan pelarut toluena, dan pelarut ϕnya digunakan campuran toluena-metanol. Metode yang digunakan, yaitu metode viskometri. Viskositas merupakan ukuran yang menyatakan kekentalan suatu larutan polimer, yang diukur dengan cara menentukan lamanya aliran larutan
melalui suatu kapiler. Pengukuran dilakukan terhadap waktu yang diperlukan oleh pelarut atau larutan polimer untuk mengalir di antara dua tanda (Azizah 2004).
Pengukuran viskositas larutan, dilakukan dari larutan yang paling encer karena viskositas suatu larutan sangat berkaitan dengan gaya antarmolekul. Hal ini menentukan kemudahan molekul dalam bergerak (Malcolm 2001). Jika pengukuran dilakukan dari larutan yang paling pekat, dikhawatirkan untuk pengukuran selanjutnya dengan menggunakan larutan yang lebih encer, maka hasil yang diperoleh kurang maksimal akibat adanya hambatan gerak molekul dari molekul larutan yang lebih pekat. Selain menggunakan pelarut toluena, penentuan bobot molekul dan dimensi polimer dari polistirena juga dilakukan dalam pelarut ϕ yang merupakan campuran antara toluena dan metanol. Larutan yang memiliki laju alir paling cepat adalah larutan yang paling encer, yaitu larutan polimer dengan konsentrasi paling kecil.
Tabel 1 menunjukkan data waktu alir larutan toluena murni dan larutan polistirena dengan konsentrasi yang berbeda-beda. Berdasarkan tabel tersebut, dapat diketahui bahwa larutan polistirena dengan konsentrasi paling rendah, yaitu 0.25% atau 0.2516 g/ml memiliki rerata waktu alir paling cepat. Hasil yang sama juga diperoleh pada perhitungan laju alir larutan polimer pada pelarut ϕ, berdasarkan data yang disajikan pada tabel 5, dapat diketahui bahwa larutan yang paling encer yaitu larutan dengan konsentrasi 0.2508 g/ml memiliki waktu alir yang paling kecil, artinya
laju alirnya paling cepat. Berdasarkan data laju alir tersebut, dapat dihitung nilai viskositas relatif larutan (ηr),
viskositas spesifik (ηsp), dan viskositas
reduksi larutan (ηred), yang disajikan
pada tabel 2, jika menggunakan pelarut toluena dan tabel 6, jika menggunakan pelarut ϕ.
Viskositas relatif menunjukkan perbandingan antara viskositas larutan polimer dan viskositas pelarut murninya atau perbandingan antara waktu alir larutan polimer dengan pelarut murninya. Larutan dengan konsentrasi yang paling tinggi dan memiliki waktu alir paling lama, memiliki viskositas relatif (ηr) lebih
tinggi pula. Viskositas larutan sebanding dengan waktu alir larutan tersebut karena diasumsikan bahwa massa jenis larutan yang digunakan hamper sama dengan massa jenis pelarutnya (Rochima dkk 2007). Berdasarkan tabel 2,larutan polistirena dengan konsentrasi sebesar 1.0065 g/ml memiliki nilai viskositas relatif (ηr) yang paling besar. Berdasarkan
tabel 6, juga diperoleh hal yang sama, yaitu larutan polistirena dengan konsentrasi sebesar 1.0032 g/ml memiliki ηr yang paling besar.
Viskositas spesifik (ηsp)
menunjukkan viskositas pelarut akibat adanya suatu zat terlarut tertentu, yang dihitung berdasarkan perbandingan antara kecepatan aliran suatu larutan dan pelarutnya (Rochima dkk 2007). Pada viskositas spesifik ini, konsentrasi larutan yang mendekati nol, maka harga ηr akan mendekati
satu (Stevens 2001). Berdasarkan tabel 2 disajikan nilai ηsp masing-masing
larutan polistirena dengan konsentrasi yang berbeda. Larutan dengan konsentrasi yang tinggi akan memiliki
nilai ηsp yang tinggi pula, terlihat
bahwa larutan dengan konsentrasi 1.0065 g/ml memiliki nilai ηsp yang
paling tinggi. Sama halnya dengan data yang disajikan pada tabel 6. Larutan polistirena dengan konsentrasi 1.0032 g/ml memiliki nilai ηsp yang
paling tinggi.
Viskositas reduksi (ηred)
merupakan perbandingan antara viskositas spesifik (ηsp) dengan
konsentrasi larutan. Makin besar konsentrasi larutan, maka nilai ηred
akan semakin kecil atau makin kecil nilai ηsp maka nilai ηred juga rendah.
Hal ini dapat ditunjukkan berdasarkan tabel 2. Larutan dengan konsentrasi 1.0065 g/ml memiliki ηred paling kecil,
namun terdapat sedikit kesalahan pada data yang diperoleh. Seharusnya, larutan dengan konsentrasi 0.2516 g/ml memiliki nilai ηred paling besar.
Kesalahan ini diakibatkan adanya kekurangtepatan saat pengukuran waktu alir larutan tersebut (kesalahan paralaks). Berdasarkan tabel 6, terjadi kesalahan pula. Larutan dengan konsentrasi paling rendah, justru memiliki ηred yang rendah dan larutan
dengan konsentrasi yang besar memiliki ηred yang besar pula, padahal
antara konsentrasi larutan dengan ηred
memiliki hubunagan yang berbanding terbalik. Kesalahan ini diakibatkan adanya kesalahan paralaks dalam menentukan waktu alir masing-masing larutan.
Gambar 1 menunjukkan grafik hubungan antara ηred dan konsentrasi
larutan. Persamaan garis yang diperoleh yaitu y = 0.6048 – 0.1981x dengan nilai R sebesar 88.98%. Berdasarkan nilai R yang diperoleh, kurang dari 90% menunjukkan bahwa data yang diperoleh memang kurang
tepat akibat adanya kesalahan paralaks tersebut. Nilai A pada persamaan garis menunjukkan besarnya nilai viskositas intrinsik ([η]) yaitu sebesar 0.6048. Viskositas intrinsik adalah titik pada grafik yang menunjukkan bahwa konsentrasi larutan sama dengan nol. Bobot molekul dapat ditentukan berdasarkan nilai [η] menurut persamaan Mark-Houwink, yaitu [η] = KMva (Rochima dkk 2007). Mv
merupakan bobot molekul dari polistirena, dari persamaan tersebut dapat diketahui nilai Mv, yaitu sebesar
144.179 g/mol.
Gambar 2 menunjukkan grafik hubungan antara ηred dan konsentrasi
larutan. Persamaan garis yang diperoleh yaitu y = -0.1993 + 0.9741x dengan nilai R sebesar 88.76%. Berdasarkan nilai R yang diperoleh, kurang dari 90% menunjukkan bahwa data yang diperoleh kurang tepat. Pada gambar 2, diperoleh kemiringan yang berbeda dengan gambar 1. Kesalahan ini disebabkan karena berdasarkan percobaan dengan menggunakan pelarut ϕ diperoleh hubungan yang sebanding antara ηred dengan
konsentrasi. Nilai A pada persamaan garis menunjukkan besarnya nilai viskositas intrinsik ([η]) yaitu sebesar -0.1993. Bobot molekul dapat ditentukan berdasarkan nilai [η] menurut persamaan Mark-Houwink, yaitu [η] = KMva (Rochima dkk 2007).
Mv merupakan bobot molekul dari
polistirena, dan dari persamaan tersebut dapat diketahui nilai Mv, yaitu
sebesar 31.1897 g/mol.
Tahap selanjutnya adalah penentuan dimensi polimer, yang dipengaruhi oleh viskositas, panjang sudut ikatan polimer, dan efek sterik terhadap putaran bebas ikatan tunggal
(Azizah 2004). Penentuan konstanta Huggens pada masing-masing larutan yang memiliki konsentrasi yang berbeda, bertujuan untuk menentukan nilai α pada larutan tersebut. Pada pelarut toluena dan pelarut ϕ, diperoleh hasil yang berbeda mengenai besarnya konstanta Huggens. Pada larutan polistirena dengan menggunakan pelarut toluena, diperoleh nilai konstanta Huggens yang bernilai negatif, sedangkan jika menggunakan pelarut ϕ diperoleh nilai konstanta Huggens yang positif. Hal ini terjadi karena pengaruh hubungan antara ηred dan konsentrasi yang
berkebalikan, sehingga menyebabkan nilai [η] pada pelarut toluena dan pelarut ϕ berbeda pula. Pada pelarut toluena, diperoleh nilai [η] yang positif dan pada pelarut ϕ, nilai [η] yang diperoleh bernilai negatif.
Keadaan yang baik adalah jika diperoleh nilai α kurang dari satu. Artinya, pelarut membuka cincin makromolekul polimer, sehingga dapat berinteraksi dengan polimer (Hosier et al 2004). Berdasarkan data tabel 4 dan 8 diperoleh nilai α dari masing-masing larutan yang nilainya kurang dari satu, artinya pelarut yang digunakan untuk penentuan viskositas larutan polimer merupakan pelarut yang baik. Nilai β merupakan konstanta untuk suatu polimer tertentu. Berdasarkan nilai β yang diperoleh, dapat digunakan untuk menentukan dimensi polimer yaitu kuadrat jarak rata-rata antara kedua ujung rantai (r02)
dan secara tidak langsung dapat pula untuk menentukan kuadrat jari-jari suatu polimer (S02). Makin encer suatu
larutan polimer, maka jarak antara satu molekul dengan molekul lainnya dalam rantai polimer akan saling
berjauhan, akibatnya ruang rantai tidak lagi bersifat kristal. Jika larutan polimer pekat, maka jarak antarmolekulnya saling berdekatan sehingga mengakibatkan keteraturan ruang yang lebih bersifat kristal (Hosier et al 2004).
Berdasarkan tabel 4 dapat diketahui nilai r02 pada masing-masing
larutan dengan konsentrasi yang berbeda. Larutan dengan konsentrasi paling encer, 0.2516 g/ml memiliki nilai r02 paling besar, artinya jarak
kedua ujung rantai polimer saling berjauhan. Sama halnya dengan nilai kuadrat jari-jari polimer (S02), makin
encer suatu larutan polimer, maka jarak jari-jari polimernya akan semakin panjang dan makin pekat suatu larutan polimer, maka jarak jari-jari polimernya akan semakin pendek (Hosier et al 2004). Larutan dengan konsentrasi 0.02516 g/ml memiliki nilai S02 yang paling besar, artinya
jarak jari-jari polimernya panjang. Berdasarkan tabel 4 di atas, terdapat suatu kejanggalan pada data, yaitu pada tiga larutan dengan konsentrasi yang berbeda memiliki nilai S02 dan r02
yang hampir sama, bahkan sama persis. Hal ini dimungkinkan terjadi karena kemampuan pelarut dalam membuka rantai makromolekul polimer pada konsentrasi 1.0065 g/ml, 0.7549 g/ml, dan 0.5032 g/ml kurang maksimal, sehingga nilai α dari larutan-larutan tersebut kurang tepat dan menghasilkan nilai S02 dan r02
yang kurang tepat pula.
Berdasarkan data perolehan dimensi polimer pada tabel 8, dimana penentuannya menggunakan pelarut ϕ, diperoleh hasil yang sama dengan penggunaan pelarut toluena. Makin encer suatu larutan, maka jarak ujung
rantainya akan semakin berjauhan dan sebaliknya. Pada larutan yang encer pula, jari-jari rantai polimernya juga akan semakin panjang. Namun, pada perolehan data dengan menggunakan pelarut ϕ terdapat beberapa kesalahan yang tidak sesuai dengan teori yang ada. Larutan dengan konsentrasi 1.0032 g/mol memiliki r02 yang sama
dengan larutan dengan konsentrasi 0.2508 g/ml. Selain itu, pada larutan dengan konsentrasi yang berbeda memiliki nilai S02 yang sama besarnya.
Hal ini dimungkinkan akibat kemampuan pelarut dalam membuka rantai makromolekul kurang maksimal, sehingga nilai α dari larutan tersebut kurang tepat dan menghasilkan nilai S02 dan r02 yang
kurang tepat pula.
SIMPULAN
Berdasarkan percobaan dengan menggunakan metode viskometri, diperoleh bobot molekul polistirena sebesar 144.179 g/mol pada pelarut toluena, dan 31.1897 g/mol pada pelarut ϕ. Dimensi polimer yang meliputi nilai r02 , r2,s02, s2 juga dapat
diperoleh bergantung konsentrasinya. Makin encer suatu larutan polimer, maka kuadrat jarak antara ujung polimer dan kuadrat jari-jarinya akan semakin panjang, dan sebaliknya. Penambahan metanol pada larutan menyebabkan nilai viskositas reduktif larutan mengalami penurunan seiring dengan turunnya konsentrasi larutan, sehingga hubungan antara viskositas reduktif dengan konsentrasi menjadi sebanding.
