DAFTAR SIMBOL
2.4 Densitas
UNIVERSITAS MUSLIM INDONESIA
PENGUKURAN VISKOSITAS LARUTAN PADA BERBAGAI KADAR 29 masih berada di udara. Jika volume benda tercelup sebesar Vb maka dalam keadaan setimbang berat benda samadengan gaya ke atas.
Dalam keadaan ini, volume benda Vb lebih besar dibandingkan volume fluida yang dipindahkan Vbf. Benda yang mengapung terjadi apabila ada benda yang memiliki massa jenis lebih kecil daripada massa jenis zat cair (Egziabher dan Edwards, 2018).
UNIVERSITAS MUSLIM INDONESIA
PENGUKURAN VISKOSITAS LARUTAN PADA BERBAGAI KADAR 30 melibatkan pengukuran berat sampel di dalam air, sehingga dimungkinkan terjadi penyimpangan hasil pengukuran.
Untuk itu tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui besarnya penyimpangan nilai densitas propelan yang terjadi dan mengetahui cara pengukuran yang tepat melalui teknik penimbangan hidrostatik sehingga menghasilkan nilai densitas yang lebih sesuai.
Beberapa sampel propelan diukur densitasnya menggunakan dua instrumen densitometer untuk melihat adanya penyimpangan hasil pengukuran. Dari hasil penelitian diperoleh bahwa penyimpangan nilai densitas propelan yang terjadi berkisar antara 2,08% hingga 5,58%
dengan adanya “delay” pembacaan berat sampel di air.
Densitas bahan merupakan suatu parameter yang dapat memberikan informasi keadaan fisika dan kimia suatu bahan. Dalam laboratorium riset, pengukuran densitas bahan sampel menjadi tahapan yang sangat penting karena densitas bahan merupakan representasi dari populasi sample. Saat ini, masih diperlukan cara pengukuran densitas sampel berukuran kecil dengan metode yang sederhana, tidak mahal, praktis, cepat, serta memiliki keakuratan yang tinggi.
Metode levitasi Magneto-Archimedes merupakan metode mengukur densitas bahan dengan cara melevitasi bahan diamagnetik didalam suatu fluida magnetik, dengan memberikan gradien medan magnet pada fluida magnetik, bahan yang ingin diketahui densitasnya akan terlevitasi dengan ketinggian sebagai fungsi dari densitas dan suseptibilitas dari bahan dan fluida magnetik serta kuat medan magnet yang digunakan. Dalam penelitian ini digunakan fluida magnetik Manganese (II) Chloride Tetrahydrate (MnCl2 4H2O) dan sumber medan dari magnet permanen Neodimium (NIB atau NdFeB). Hasil eksperimen menunjukkan bahwa nilai densitas dari sampel bahan berupa keju yang memiliki densitas sebesar 1265 ± 21 kg/m3 , putih telur sebesar 1320 ± 48 kg/m3 , dan daging sapi sebesar 1550 ± 75 kg/m3.
UNIVERSITAS MUSLIM INDONESIA
PENGUKURAN VISKOSITAS LARUTAN PADA BERBAGAI KADAR 31 2.5 Gaya Yang Bekerja
2.5.1 Gaya Gesek
Gaya gesek merupakan gaya yang terjadi diantara dua benda yang yang saling bersentuhan. Gaya gesek itu sendiri adalah gaya yang bergerak saling berarah melawan gerak benda lain atau arah kecenderungan pada benda yang akan bergerak. gaya gesek adalah gaya yang ditimbulkan akibat adanya permukaan benda yang saling bergesekan. Dari beberapa pendapat-pendapat tersebut dapat disimpulkan bahwa gaya gesek adalah gaya yang disebabkan karena adanya gaya yang berarah melawan gerak benda akibat sentuhan antara dua benda.
Secara mikroskopis, gaya gesek disebabkan oleh interaksi melalui terbangunnya gaya ikat antara molekul-molekul yang berada dipermukaan suatu benda dengan molekul-molekul pada permukaan benda yang lain ketika keduanya saling bersentuhan. Benda yang dapat bersentuhan atau bergesekan ini dapat berupa benda padat, cair, dan gas. Gaya gesek antar benda padat yang dapat dijumpai dalam kehidupan sehari-hari adalah gesekan antara tanah dengan sepatu yang kita pakai. Antara benda cair dan padat juga dapat terjadi gaya gesek, misalya saat kita berenang, maka akan terjadi gaya gesek antara sang perenang dengan air. Begitu pula gaya gesek antara benda padat dengan gas. Misalnya gaya gesek yang terjadi pada pesawat terbang dan udara. Gaya gesek memliki arah gerak yang berlawanan dengan kecenderungan benda yang bergerak (Amadri, 2020).
Gaya gesek dapat terjadi pada benda yang memiliki permukaan halus maupun kasar. Semakin halus permukaan benda, maka semakin kecil gaya geseknya. Sebaliknya, semakin kasar permukaan benda maka semakin besar gaya geseknya. Jadi dapat disimpulkan bahwa besar kecilnya gaya dapat disebabkan oleh halus atau kasarnya permukaan benda. Pada benda yang memiliki permukaan licin tetap dapat terjadi gaya gesek meskipun sangat kecil. Gaya gesek selalu bekerja pada permukaan benda padat yang
UNIVERSITAS MUSLIM INDONESIA
PENGUKURAN VISKOSITAS LARUTAN PADA BERBAGAI KADAR 32 saling bersentuhan, sekalipun benda tersebut sangat licin.
Permukaan benda yang sangat licin pun sebenarnya sangat kasar dalam skala mikroskopis. Ketika sebuah benda bergerak, tonjolan- tonjolan miskroskopis ini mengganggu gerak tersebut. Pada tingkat atom, sebuah tonjolan pada permukaan menyebabkan atom-atom sangat dekat dengan permukaan lainnya, sehingga gaya-gaya listrik di antara atom dapat membentuk ikatan kimia, sebagai penyatu di antara dua permukaan benda yang bergerak. Ketika sebuah benda bergerak, misalnya ketika anda mendorong sebuah buku pada permukaan meja, gerakan buku tersebut mengalami hambatan dan akhirnya berhenti. Hal ini disebabkan karena terjadi pembentukan dan pelepasan ikatan tersebut. Gaya gesek dibagi menjadi 2, yaitu;
a. Gaya Gesek Statis (fs)
Gaya gesek statis adalah gaya gesek yang bekerja pada benda ketika benda diam. gesek statik maksimum adalah gaya terkecil yang dibutuhkan agar benda mulai bergerak. Jika anda mendorong sebuah meja tetapi meja belum bergerak maka gaya gesek yang bekerja pada meja yang sedang diam adalah gaya gesek statis (Amadri, 2020).
Dapat dikatakan bahwa gaya gesek merupakan gaya yang timbul sejak benda diberi gaya hingga sesaat sebelum benda mulai bergerak. Lambang dari gaya gesek ini adalah fs. Gaya gesek statis yang maksimum sama dengan gaya terkecil yang dibutuhkan agar benda dapat mulai bergerak. Ketika benda telah bergerak, gaya gesek antara dua permukaan akan berkurang sehingga diperlukan gaya yang lebih kecil agar benda bergerak dengan laju tetap.
b. Gaya Gesek Kinetis (fk)
Gaya gesek kinetis adalah gaya gesek yang bekerja pada benda ketika benda bergerak. Besar gaya gesek kinetis lebih kecil daripada gaya gesek statis maksimum.Gaya gesek kinetic memiliki lambing fk. Ketika sebuah benda bergerak pada permukaan benda lain, gaya gesekan bekerja berlawanan arah terhadap kecepatan gerak suatu benda(Amadri, 2020).
UNIVERSITAS MUSLIM INDONESIA
PENGUKURAN VISKOSITAS LARUTAN PADA BERBAGAI KADAR 33 2.5.2 Gaya Berat
Gaya berat adalah total gaya dari resultan gaya gravitasi dan gaya sentrifugal. gravitasi dapat menjelaskan fenomena berat, percepatan benda-benda yang jatuh, serta orbit planet dan satelit. Gravitasi dipakai untuk berbagai keperluan yaitu dipakai untuk menentukan massa bumi, memberikan informasi bentuk bumi, observasi gravitasi teliti juga memberikan data distribusi materi dibawah permukaan bumi. Nilai gravitasi bervariasi skala kecil yang disebabkan oleh iregularitas massa bumi (misalnya: pegunungan), juga bervariasi secara sistematik dengan lintang tempat (Adji Chandra Tistariawan dan Arief Laila Nugraha, 2020).
Gaya berat relatif adalah gaya berat yang diperoleh dari hasil pengukuran gaya berat di suatu tempat. Untuk memperoleh nilai gayaberat absolut dilakukan pengukuran gaya berat yang diikatkan dengan sistem yang sudah ada yang dikenal sebagai Sistem Postdam.
Sistem ini merupakan jaringan stasiun gaya berat yang dapat dimanfaatkan untuk keperluan pengkuran gaya berat relatif di suatu tempat di permukaan bumi ini. Studi kasus pengukuran gaya berat relatif telah dilakukan di kota Semarang khususnya kota bawah dengan menggunakan alat gravimeter.
Metode gaya berat adalah salah satu metode dalam geofisika yang dilakukan untuk menyelidiki keadaan bawah permukaan berdasarkan perbedaan rapat massa batuan dari daerah sekeliling. Prinsip metode ini berdasarkan anomali gaya berat yang muncul karena adanya variasi rapat masa batuan yang menggambarkan adanya struktur geologi di bawah permukaan bumi (Amadri, 2020).
Teori yang paling mendasar dalam metode gaya berat adalah hukum Newton dimana tentang gaya tarik menarik antara benda dengan masa tertentu. Newton juga mendefinisikan hubungan antara gaya dan percepatan. Hukum II Newton tentang gerak menyatakan gaya sebanding dengan perkalian massa benda dengan percepatan yang dialami benda tersebut (Amadri, 2020).
UNIVERSITAS MUSLIM INDONESIA
PENGUKURAN VISKOSITAS LARUTAN PADA BERBAGAI KADAR 34 2.6 Tegangan Permukaan
Tegangan dalam permukaan ini adalah gaya persatuan panjang yang harus diberikan sejajar pada permukaan untuk mengimbangi tarikan ke dalam. Gaya ini tegangan permukaan mempunyai satuan dyne/cm dalam satuan cgs. Hal ini analog dengan keadaan yang terjadi bila suatu objek yang menggantung dipinggir jurang pada seutas tali ditarik ke atas oleh seseorang memegang tali tersebut dan berjalan menjauhi seutas tali.
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. Beberapa gejala tegangan permukaan yang sering kita jumpai adalah pada sebuah pipet (penetes obat cair) akan mengeluarkan fluida setetes demi setetes dan tidak mengalir, sebatang jarum yang diletakkan dipermukaan air tidak akan tenggelam dan lalat yang hinggap pada permukaan airpun tidak tenggelam.
Tegangan permukaan zat cair pada pipa kapiler dipengaruhi oleh adhesi dan kohesi. Adhesi menyebabkan zat cair yang dekat dengan dinding naik. Sedangkan kohesi menyebabkan zat cair yang ada di tengah ikut naik. Naiknya zat cair dalam pipa diimbangi oleh berat air itu sendiri. Contoh peristiwa yang membuktikan adanya tegangan permukaan, antara lain, peristiwa jarum, silet, penjepit kertas, atau nyamuk yang dapat mengapung di permukaan air, butiran-butiran embun berbentuk bola pada sarang laba-laba, air yang menetes cenderung berbentuk bulat-bulat dan air berbentuk bola di permukaan daun talas (Yulianto dkk., 2018).
UNIVERSITAS MUSLIM INDONESIA
PENGUKURAN VISKOSITAS LARUTAN PADA BERBAGAI KADAR 35 2.6.1 Faktor-Faktor yang mempengaruhi tekana permukaan
Adapun faktor-faktor yang Mempengaruhi Tegangan Permukaan adalah sebagai baerikut :
a. Suhu
Tegangan permukaan menurun dengan meningkatnya suatu suhu, karena meningkatnya energi kinetik molekul. Pada umumnya nilai tegangan pada permukaan zat cair akan berkurang dengan adanya kenaikan suhu.
b. Zat Terlarut (Solute)
Keberadaan zat terlarut dalam suatu cairan akan mempengaruhitegangan permukaan. Penambahan zat terlarut akan meningkatkan 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.
c. Surfaktan
Surfaktan (surface active agents) merupakan zat yang dapat mengaktifkan permukaan, karena cenderung untuk terkonsentrasi pada permukaan atau antar muka. Surfaktan mempunyai orientasi yang jelas sehingga cenderung pada rantai lurus. Sabun merupakan salah satu contoh dari surfaktan.
d. Jenis Cairan
Pada umumnya cairan yang memiliki gaya tarik antara molekulnya besar, seperti air, maka tegangan permukaannya juga besar. Sebaliknya pada cairan seperti bensin karena gaya tarik antara molekulnya kecil, maka tegangan permukaannya juga kecil.
e. Konsentrasi Zat Terlarut
Konsentrasi zat terlarut (solut) suatu larutan biner mempunyai 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
UNIVERSITAS MUSLIM INDONESIA
PENGUKURAN VISKOSITAS LARUTAN PADA BERBAGAI KADAR 36 daripada didalam larutan. Sebaliknya terjadi pada solut yang penambahannya kedalam larutan menaikkan tegangan muka mempunyai konsentrasi dipermukaan yang lebih kecil dibandingkan didalam larutan (Yulianto et al., 2018)