PENENTUAN TEGANGAN
PERMUKAAN CAIRAN
DENGAN METODE KAPILER
I.
TUJUAN
:
Menentukan tegangan
permukaan cairan dengan metode kapiler
II.
LANDASAN
TEORI :
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.
Tegangan permukaan merupakan fenomena menarik yang terjadi pada zat cair
(fluida) yang berada dalam keadaan diam (statis). Tegangan permukaan
didefinisikan sebagai gaya F persatuan panjang L
yang bekerja tegak lurus pada setia garis di permukaan fluida.
Tegangan
antar muka adalah gaya persatuan panjang yang terdapat pada antarmuka dua fase
cair yang tidak bercampur. Tegangan antar muka selalu lebih kecil dari pad
tegangan permukaan karena gaya adhesi antara dua cairan tidak bercampur lebih
besar dari pada adhesi antara cairan dan udara (Hamid.2010)
Tegangan permukaan didefinisikan
sebagai kerja yang dilakkukan dalam memperluas permukaan cairan dengan satu
satuan luas. Satuan untuk tegangan permukaan (
) adalah (J m-1) atau dyne cm-1 atau
Nm-1. Metode yang paing umun untuk mengukur tegangan permukaan adalah kenaikan
atau penurun dalam pipa kapiler, yaitu dengan rumus :
(d) adalah kerapatan
cairan, (r) adalah jari-jari kapiler, (l) adalah panjang cairan yang ditekan
atau yang akan naik, dan (g) adalah
konstanta gravitasi (Douglas,2001) .
Permukaan zat cair mempunyai sifat ingin
merenggang, srhingga permukaannya seolah-olah ditutupi oleh suatu lapisan yang
elastis. Hal ini disebabkan adanya gaya tarik-menarik antar partikel sejenis di
dalam zat cair sampai kepermukaan. Di dalam cairan, tiap moleku ditarik oleh
molekul lain yag sejenis di dekatnya dengan gaya yang sama ke segala arah.
Akibatnya tidak terdapat sisa (resultan) gaya yang bekerja pda masing-masing
moleku. Adanya gaya atau tarik kebawah menyebabkan permukaan cairan
berkontraksi dan berada dalam keadaan tegang. Tegangan ini disebut tegangan
permukaan (Herinaldi, 2004)
Tegangan permukaan bervariasi antar berbagai
cairan. Air memiliki tegangan permukaan yang tinggi dan merupakan agen pembasah
yang buruk karena air membentuk droplet, misalnya tetesan air hujan pada kaca
depan mobil. Permukaan air membentuk suatu lapisan yang cukup kuat sehingga
beberapa seranga dapat berjalan diatasnya (suminar, 2001).
Ada beberapa metode dalam melakukan
atau menemukan tegangan permukaan diantaranya :
1.
Metode kapiler
Menurut
metode kapiler, tegangan permukaan diukur dengan melihat ketinggian air/cairan
yang naik melalui satu pipa kapiler. Metode kenaikan pipa kapiler hanya dapat
digunaka untuk mengukur tegangan permukaan, tidak bisa untuk mengukur tegangan
antar muka salah satu besaran yang berlaku pada sebuah pipa kapiler adalah
sudut kontak, yaitu sudut yang dibentuk oleh permukaan zat cair yang dekat
dengan dinding. Sudut kontak ini timbul akibat gaya tarik menarik antar zat
yang sama (gaya kohesi) dan gaya tarik menarik antar molekul zat yang berbeda
(adesi)
Molekul biasanya saling tarik menarik.
Dibagian dalam cairan, setiap molekul cairan dikelilingi oleh molekul-molekul
cairan disamping dan di bawah. Dibagian atas tidak ada molekul cairan yang lain
karena molekul cairan tarik menarik satu dengan yang lainnya, maka terdapat
gaya total yang besarnya nol pada molekul yang berbeda di bagian dalam cairan.
Sebaliknya molekul cairan yang terletak di permukaan ditarik oleh molekul
cairan yang berada di samping dan dibawahnya. Akibatnya permukaan cairan
terdapat gaya total yang berarah ke bawah karena adanya gaya total yang arahnya
ke bawah, maka cairan yang terdapat di perukaan cenderung memeperkecil luas
permukaannya dengan menyusut sekuat mungkin. Hal ini yang menyebabkan lapisan
perukaan seolah-olah tertutup oleh selapur elastis yang tipis (Atfins,
1994)
2.
Metode Tersiometer
Du-Nouy
Metode
cincin du-nouuy bisa digunakan untuk mengukur tegangan permukaan ataupun
tegangan antar muka. Prinsip dari alat ini adalah gaya yang diperlukan untuk
melepaskan suatu cincin platina iridium yang diperluka sebanding dengan
tegangan permukaan atau tegangan antar muka dari cawan tersebut (atfins, 1994)
Pada dasarnya tegangan permukaan
suatu zat cair dipengaruhi oleh beberapa factor diantaranya suhu dan zat
terlarut. Dimana keberadaan zat terlarut dalam suatu cairan akan mempengaruhi
besarnya tegangan permukaan terutama molekul zat yang berada pada permukaan
cairan berbentuk lapisan monomolecular yang disebut dngan molekul surfaktan.
Faktor-faktor
yang menpengaruhi :
-
Suhu
Tegangan permukaan menurun dengan meningkatnya suhu, karena meningkatnya energy
kinetik molekul
-
Zat terlarut (solute)
Keberadaan zat terlarut dalam suatu cairan akan mempengaruhi tegangan
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.
-
Surfaktan
Surfaktan (surface active
agents), zat yang dapat mengaktifkan permukaan, karena cnderung untuk
terkonsentrasi pada permukaan atau antar muka. Surfaktan mempunyai orientasi
yang jelas sehingga cenderung pada rantai lurus. Sabun merupakan salah satu
contoh dari surfaktan.
Sturktur
surfaktan secara 3 dimensi
Molekul surfaktan yang bersifat amfifil yaitu suatu molekul yang mempunyai dua
ujung yang terpisah, yaitu ujung polar (hidrofilik) dan ujung non polar
(hidrifobik). Sifat surfaktan yang amfifil menyebabkan surfaktan diadsorpsi
pada antar muka baik itu cair/gas (yang tidak saling bercampur).
Surfaktan akan selalu berada pada antar muka suatu cairan (berbeda jenis), bila
jumlah gugus hidrofil dan lipofilnya seimbang. Tapi, apabila suatu surfaktan
memiliki gugus hidrofil lebih besar lipofil, maka surfaktan akan lebih berada
pada fase air dan sedikit berada pada antar muka. Sebaliknya, bila suatu
surfaktan memiliki gugus hidrofil lebih kecil dari lipofil maka surfaktan akan
lebih berada pada fase minyak dan sedikit berada pada antar muka.
Surfaktan dapat digunakan menjadi dua golongan besar yaitu, surfaktan yang
larut dalam minyak dan surfaktan yang larut dalam pelarut air.
Surfaktan yang larut dalam minyak : Ada tiga yang termasuk dalam golongan ini,
yaitu senyawa polar berantai panjang, senyawa fluorocarbon, dan senyawa
silicon.
Surfaktan yang larut dalam pelarut air : Golongan ini banyak digunakan antara
lain sebagai zart pembasah, zat pembusa, zat pengemulsi, zat anti busa,
detergen, zat flotasi, oencegah korosi, dan lai-lain. Ada empat yang temasuk dalam
golongan ini yaitu surfaktan anion yang bermuatan negative, surfaktan yang
bermuatan positif, surfaktan nonion yang tak terionisasi dalam larutan, dan
surfaktan amfoter yang bermuatan negative dan positif bergantung pada pH-nya.
Surfaktan menurunkan tegangan permukaan air dengan mematahkan ikatan-ikatan
hydrogen pada permukaan. Hal ini dilakukan dengan menaruh kepala-kepala
hidrofiliknya terentang menjauhi permukaan air. Sabun dapat membentuk misel
(miceves), suatu molekul sabun mengandung suatu rantai hidrokarbon panjang plus
ujung ion. Bagian hidrokarbon dari molekul sabun bersifat hidrofobik dan larut
dalam zat-zat non polar, sedangkan ujung ion bersifat hidrofilik dan larut
dalam air. Karena adanya rantai hidrokarbon, sebuah molekul sabun secara
keseluruhan tidaklah benar-benar larut dalam air, tetapi dengan mudah akan
tersuspensi di dalam air. Larutan surfaktan dalam air menunjukkan perubahan
sifat fisik yang mendadak pada daerah konsentrasi yang tertentu. Perubahan yang
mendadak ini disebabkan oleh pembentukan agregat atau penggumpalan dari
beberapa molekul surfaktan menjadi satu, yaitu pada konsentrasi kritik misel
(KMK).
Tegangan permukaan juga merupakan sifat fisik yang berhubungan dengan gaya
antarmolekul dalam cairan dan didefinisikan sebagai hambatan peningkatan luas
permukaan cairan. Awalnya tegangan permukaan didefinisikan pada antar muka
cairan dan gas. Namun, tegangan yang mirip juga ada pada tegangan antar muka
cairan-cairan, atau padatan dan gas. Tegangan semacam ini secara umum disebut
dengan tegangan antar muka(Douglas.2001).
III.
ALAT
DAN BAHAN :
A.
ALAT
:
·
Timbangan listrik
·
Piknometer
·
Termometer
·
Baskom
·
Pipa kapiler
·
Beaker glass 100 ml
·
Kertas milimeter blok
B.
BAHAN
:
·
Akuadest
·
Aseton
·
Sodium lauril sulfat
IV.
CARA
KERJA :
1. Menentukan
densitas cairan dengan piknometer
A.
Menentukan Volume
Piknometer
a.
Piknometer kosong dan
kering ditimbang dengan seksama
b.
Piknometer diiisi
dengan aquades hingga penuh, dilap dengan tissue, direndam dalam air es
c.
d.
Piknometer ditutup,
pipa kapiler dibiarkan terbuka, suhu dibiarkan sampai 20oC , lalu
pipa kapiler ditutup
e.
Piknometer
diangkat, dibiarkan sampai suhu kamar
(25oC) , dilap dengan tissue lalu ditimbang dengan seksama
f.
Lihat dalam tabel untuk
menentukan kerapatan air pada suhu kamar.
Perhitungan
:
Berat piknometer + air =
a gram
Berat piknometer kosong =
b gram
Berat air = (a – b) = c gram
Dari tabel kerapatan air =
ρ
Volume piknometer =
= Vp
B.
Menentukan Kerapatan
Zat Cair :
a.
Zat cair yang ditentukan
kerapatannya ditimbang dengan cara mengganti dalam piknometer dengan cairan
sampel, misal d gram
b.
Kerapatan cairan =
2. Menentukan
tegangan permukaan
Tegangan permukaan masing-masing cairan
ditentukan dengan cara 25 ml cairan dimasukka ke dalam beaker glass yang sudah
ditempel dengan kertas milimeter blok. Pipa kapiler dicelupkan ke dalam beaker
glass. Dihitung selisih tinggi permukaan zat cair dalam beaker glass dan dalam
pipa kapiler. Tegangan permukaan dihitung dengan rumus :
=
Dimana :
=
tegangan permukaan yang diketahui (air) (dyne/cm)
=
tegangan muka yang belum diketahui (dyne/cm)
= kenaikan cairan dalam kapiler (cm)
= percepatan gravitasi = 9,8 m/s2
= berat jenis (g/cm3)
= jari-jari kapiler (cm)
V.
DATA
DAN ANALISIS DATA
1. Tabel
penentuan kerapatan zat cair :
A. air
Replikasi
|
Berat
piknometer kosong (g)
|
Berat
piknometer+air (g)
|
Berat
air (g)
|
Volume
piknometer
|
1
|
22,5
g
|
32,2
g
|
9,7
g
|
9,7387 ml
|
2
|
22,5
g
|
32,2
g
|
9,7
g
|
9,7387 ml
|
3
|
22,5
g
|
32,3
g
|
9,8
g
|
9,8391
ml
|
Rata-rata
|
9,73
g
|
9,7721
ml
|
air pada suhu
250 C,
=
=
= 0,99602 g/ml
Repliasi I :
Berat air = (Berat
piknometer+air ) - Berat piknometer kosong
= 32,2 g – 22,5
g = 9,7 gram
Vp
=
=
=
9,7387
g
Replikasi II :
Berat air = (Berat
piknometer+air ) - Berat piknometer kosong
= 32,2 g – 22,5
g = 9,7 gram
Vp
=
=
=
9,7387
g
Replikasi III :
Berat air = (Berat
piknometer+air ) - Berat piknometer kosong
= 32,3 g – 22,5
g = 9,8 gram
Vp
=
=
=
9,8391
g
Vp
=
= 9,7721 ml
Pengenceran
Sodium Lauril Sulfat :
1% =
50 ml = 0,5 gram
Pengenceran 0,005 % =
V1
. C1 = V2
. C2
V1
. 0,01 = 100 . 0,00005
V1 =
V1 = 0,05 ml
Pengenceran 0,01 % =
V1 . C1
= V2 . C2
V1 . 0,01 =
100 . 0,0001
V1 =
V1 = 1 ml
Pengenceran 0,02 % =
V1 . C1 = V2
. C2
V1
. 0,01 = 100 . 0,0002
V1 =
V1
= 2 ml
Pengenceran 0,05 % =
V1 . C1 = V2
. C2
V1
. 0,01 = 100 . 0,0005
V1 =
V1
= 5 ml
2. Tabel
Penentuan volume piknometer cairan uji sodium lauril sulfat 0,02 %
Replikasi
|
Berat
piknometer kosong (g)
|
Berat
piknometer+Sodium Lauril Sulfat (g)
|
Berat
Sodium lauril sulfat(g)
|
sodium lauril sulfat(g/ml)
|
1
|
22,5
g
|
32,3 g
|
9,8
g
|
1,0028
g/ml
|
2
|
22,5
g
|
32,4
g
|
9,9
g
|
1,0130
g/ml
|
3
|
22,5
g
|
32,4
g
|
9,9
g
|
1,0130 g/ml
|
Rata-rata
|
1,0098
g/ml
|
1. Berat
sodium lauril sulfat = ( Berat piknometer+ sodium lauril sulfat) - Berat
piknometer koson = 32,3 g - 22,5 g = 9,8
g
Kerapatan zat cair =
=
= 1,0028 g/ml g/ml
2. Berat
sodium lauril sulfat = ( Berat piknometer+ sodium lauril sulfat ) - Berat
piknometer kosong = 32,4 g – 22,5 g =
9,9 g
Kerapatan zat cair =
=
= 0,0130 g/ml
1. Berat
sodium lauril sulfat = ( Berat piknometer+ sodium lauril sulfat ) - Berat
piknometer kosong = 32,4 g – 22,5 g =
9,9 g
Kerapatan zat cair =
=
= 0,0130 g/ml
ρ
sodium
lauril sulfat =
= 1,0098 g/ml
3. Tabel
Penentuan volume piknometer cairan uji sodium lauril sulfat 0,05 %
Replikasi
|
Berat
piknometer kosong (g)
|
Berat
piknometer+Sodium Lauril Sulfat (g)
|
Berat
Sodium lauril sulfat(g)
|
sodium
lauril sulfat(g/ml)
|
1
|
22,5
g
|
32,2 g
|
9,7
g
|
0,9926
g/ml
|
2
|
22,5
g
|
32,4
g
|
9,9
g
|
1,0130
g/ml
|
3
|
22,5
g
|
32,3
g
|
9,8
g
|
1,0028 g/ml
|
Rata-rata
|
1,0028
g/ml
|
4. Berat
sodium lauril sulfat = ( Berat piknometer+ sodium lauril sulfat) - Berat piknometer
koson = 32,2 g - 22,5 g = 9,7 g
Kerapatan zat cair =
=
= 0,9926 g/ml g/ml
5. Berat
sodium lauril sulfat = ( Berat piknometer+ sodium lauril sulfat ) - Berat
piknometer kosong = 32,4 g – 22,5 g =
9,9 g
Kerapatan zat cair =
=
= 0,0130 g/ml
6. Berat
sodium lauril sulfat = ( Berat piknometer+ sodium lauril sulfat ) - Berat
piknometer kosong = 32,3 g – 22,5 g = 9,8 g
Kerapatan zat cair =
=
= 1,0028 g/ml
ρ
sodium
lauril sulfat =
= 1,0028 g/ml
4.
Tabel Penentuan
Tegangan Muka Air dan Sodium Lauril Sulfat pada suhu 250 C :
Rep
|
Air
|
Cairan Uji
|
|||||||
Konsentrasi 0,02 %
|
Konsentrasi 0,05 %
|
||||||||
H (cm)
|
(g/cm)
|
(dyne/cm)
|
H (cm)
|
(g/cm)
|
(dyne/cm)
|
H (cm)
|
(g/cm)
|
(dyne/cm)
|
|
1
|
0,6
|
9,7721
|
7,20
|
0,9
|
1,0098
|
11,1600
|
0,6
|
1,0028
|
7,3876
|
2
|
0,8
|
9,7721
|
7,20
|
0,8
|
1,0098
|
7,4788
|
0,6
|
1,0028
|
5,5407
|
3
|
0,7
|
9,7721
|
7,20
|
1,1
|
1,0098
|
11,6908
|
0,5
|
1,0028
|
2,2775
|
Rata-rata
|
10,1098
|
6,0686
|
|||||||
Perhitungan
Penentuan Tegangan Mukan Sodium Lauril Sulfat 0,02 % =
Replikasi I =
=
=
=
= 11,1600 dyne/cm
Replikasi II =
=
=
=
= 7,4788 dyne/cm
Replikasi III =
=
=
=
= 11,6908 dyne/cm
Perhitungan
Penentuan Tegangan Mukan Sodium Lauril Sulfat 0,05 % =
Replikasi I =
=
=
=
= 7,3876 dyne/cm
Replikasi II =
=
=
=
= 5,5407 dyne/cm
Replikasi III =
=
=
=
= 5,2775 dyne/cm
DATA HASIL UJI KELOMPOK
1
Tabel
Penentuan Volume Piknometer
Replikasi
|
Berat Pikno Kosong (g)
|
Berat Pikno + Air (g)
|
Berat Air (g)
|
Volume Pikno
|
1
|
30,17 g
|
39,76 g
|
9,59 g
|
9,628 ml
|
2
|
30,17 g
|
39,74 g
|
9,57 g
|
9,608 ml
|
3
|
30,17 g
|
39,74 g
|
9,57 g
|
9.608 ml
|
Rata-Rata
|
9,6149 ml
|
Replikasi I
v Berat
Air = (Bobot Pikno + Air ) – BobotPikno Kosong
= 39,76
g – 30,17
g
=
9,59 g
v ρ
pada suhu 25 ᵒ C dalam g/ml
= 996,02/1000
=
0,99602 g/ml
v Volume
Pikno = Berat Air/ρ air
= 9,59 g/0,99602 g/ml
= 9,6283 ml
Replikasi II
v Berat
Air =
(Bobot Pikno + Air ) – Bobot Pikno Kosong
=
39,74 g – 30,17
g
=
9,57 g
v ρ
pada suhu 25 ᵒ C dalam g/ml
=
996,02/1000
=
0,99602 g/ml
v Volume
Pikno = Berat Air/ρ air
= 9,57 g/0,99602 g/ml
= 9,6082
ml
Replikasi III
v Berat
Air =
(Bobot Pikno + Air ) – Bobot Pikno Kosong
=
39,74 g – 30,17
g
=
9,57 g
v ρ
pada suhu 25 ᵒ C dalam g/ml
=
996,02/1000
= 0,99602 g/ml
v Volume
Pikno = Berat Air/ρ air
=
9,57 g/0,99602 g/ml
= 9,6082 ml
Volume pikno rata-rata
= 9,6283 ml+9,6082 ml+9,6082 ml:3
= 9,6149 ml
Tabel
Penentuan kerapatanzatcairkonsentrasi
0,005%
Replikasi
|
Berat Pikno Kosong (g)
|
Berat Pikno + Cu (g)
|
Berat Cu (g)
|
ρ Cu
|
1
|
30,17 g
|
39,73 g
|
9,56 g
|
0,9943g/ml
|
2
|
30,17 g
|
39,71 g
|
9,54 g
|
0,9923g/ml
|
3
|
30,17 g
|
39,73g
|
9,56 g
|
0,9943g/ml
|
Rata-Rata
|
9,55 g
|
0,9936g/ml
|
Replikasi I
v Berat
Cu = (Bobot Pikno + Cu ) – BobotPikno Kosong
= 39,73
g – 30,17 g
=
9,56 g
v ρ
Cu = m/Vp
=9,56g/9,614ml
=0,9943
g/ml
Replikasi II
v Berat
Cu =
(Bobot Pikno + Cu
) – Bobot Pikno Kosong
=
39,71 g – 30,17 g
=
9,54 g
v ρ
Cu = m/Vp
=9,54g/9,614ml
=0,9923 g/ml
Replikasi III
v Berat
Cu =
(Bobot Pikno + Cu
) – Bobot Pikno Kosong
=
39,73 g – 30,17 g
=
9,56 g
v ρ
Cu = m/Vp
=9,56g/9,614ml
=0,9943
g/ml
Rata-rataberatcairanuji:
= (9,56+9,54+9,56) g :3
= 9,55 g
ρ
Cu rata-rata :
=(0,9943+0,9923 +0,9943) g/ml : 3
=0,9936 g/ml
Tabel
Penentuan kerapatanzatcairkonsentrasi
0,01%
Replikasi
|
Berat Pikno Kosong (g)
|
Berat Pikno + Cu (g)
|
Berat Cu (g)
|
ρ Cu
|
1
|
30,17 g
|
39,76 g
|
9,59 g
|
0,9975g/ml
|
2
|
30,17 g
|
39,69 g
|
9,52 g
|
0,9902g/ml
|
3
|
30,17 g
|
39,68g
|
9,51 g
|
0,9891g/ml
|
Rata-Rata
|
0,9922g/ml
|
Replikasi I
v Berat
Cu = (Bobot Pikno + Cu ) – BobotPikno Kosong
= 39,76
g – 30,17 g
=
9,59 g
v ρ
Cu = m/Vp
=9,59g/9,614ml
=0,9975
g/ml
Replikasi II
v Berat
Cu =
(Bobot Pikno + Cu
) – Bobot Pikno Kosong
=
39,69 g – 30,17 g
=
9,52 g
v ρ
Cu = m/Vp
=9,52g/9,614ml
=0,9902
g/ml
Replikasi III
v Berat
Cu =
(Bobot Pikno + Cu
) – Bobot Pikno Kosong
=
39,68 g – 30,17 g
=
9,51 g
v ρ
Cu = m/Vp
=9,51g/9,614ml
=0,9891
g/ml
ρ
Cu rata-rata :
=(0,9975 +0,9902 +0,9891) g/ml : 3
=0,9922 g/ml
Table penentuanteganganmuka air dan Cu padasuhu 250C
Rep.
|
Air
|
Cairanzatujikonsentrasi 0,005%
|
Cairanzatujikonsentrasi 0,01%
|
||||||
h(cm)
|
(g/ml)
|
ɣ(dyne/cm)
|
h(cm)
|
(g/ml)
|
ɣ(dyne/cm)
|
h(cm)
|
(g/ml)
|
ɣ(dyne/cm)
|
|
1.
|
1,5
|
0,9955
|
72,0
|
1,4
|
0,9936
|
66,4694
|
1,4
|
0,9922
|
66,3757
|
2.
|
1,6
|
0,9955
|
72,0
|
1,5
|
0,9936
|
66,7661
|
1,5
|
0,9922
|
66,6721
|
3.
|
1,7
|
0,9955
|
72,0
|
1,6
|
0,9936
|
67,0280
|
1,5
|
0,9922
|
62,7502
|
v Konsentrasi 0,005%
=
Replikasi
1
=
=66,4694 dyne/cm
Replikasi
2
=
=66,7661 dyne/cm
Replikasi
3
=
=
67,0280 dyne/cm
Rata-rata konsentrasi
0,005%
= (66,4694 + 66,7661 +67,0280) dyne/cm / 3
= 66,7545 dyne/cm
v Konsentrasi 0,01%
=
Replikasi
1
=
=66,3757 dyne/cm
Replikasi
2
=
=66,6721 dyne/cm
Replikasi
3
=
=
62,7502 dyne/cm
Rata-rata konsentrasi
0,01%
=(66,3757
+66,6721+62,7502)
dyne/cm / 3
= 65,2660 dyne/cm
v
air untukteganganmuka
Replikasi
1
=9,59/9.614
= 0,9975 g/ml
Replikasi
II
=9,57 g/9,614ml
= 0,9954 g/ml
Replikasi
III
= 9,57 g/9,614ml
= 0,9954 g/ml
0,9975+0,9954+0,9954/3
= 0,9955 g/
VI.
PEMBAHASAN
Praktikum
ini bertujuan untuk menentukan tegangan permukaan cairan dengan menggunakan
metode kapiler. Tegangan permukaan adalah gaya atau tarikan kebawah
yang menyebabkan permukaan cairan berkontraksi den benda dalam keadaan tegang.
Hal ini disebabkan oleh gaya-gaya tarik yang tidak seimbang pada antar muka
cairan. Gaya ini biasa segera diketahui pada kenaikan cairan biasa dalam pipa
kapilerdan bentuk suatu tetesan kecil cairan. tegangan permukaan merupakan
fenomena menarik yang terjadi pada zat cair (fluida) yang berada dalam keadaan
diam (statis).
Besarnya
tegangan permukaan diperngaruhi oleh beberapa faktor, seperti jenis cairan,
suhu, dan, tekanan, massa jenis, konsentrasi zat terlarut, dan kerapatan. Jika
cairan memiliki molekul besar seperti air, maka tegangan permukaannya juga
besar. salah satu factor yang mempengaruhi besarnya tegangan permukaan adalah
massa jenis/ densitas (D), semakin besar densitas berarti semakin rapat muatan
– muatan atau partikel-partiekl dari cairan tersebut. Kerapatan partikel ini
menyebabkan makin besarnya gaya yang diperlukan untuk memecahkan permukaan
cairan tersebut. Hal ini karena partikel yang rapat mempunyai gaya tarik
menarik antar partikel yang kuat. Sebaliknya caiarn yang mempunyai densitas
kecil akan mempunyai tegangan permukaan yang kecil pula.
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 daripada
didalam larutan. Sebaliknya solut yang penambahannya kedalam larutan menaikkan
tegangan muka mempunyai konsentrasi dipermukaan yang lebih kecil daripada
didalam larutan.
Pada percobaan
kali ini, zat uji yang digunakan adalah sodium lauril sulfat dengan bebebrapa
variasi konsentrasi, yaitu 0,005 %, 0,01 %, 0,02 %, dan 0,05 %. Karakteristik
bahan yang digunakan adalah sebagai berikut :
Karakteristik
bahan yang digunakan:
Sodium
lauryl sulfate
Sodium lauryl sulfat adalah surfaktan
anion yang biasa terdapat
dalam
pada produk pembersih, garam
kimia ini adalah organo sulfuranion yang mengandung 12 ekor karbon terikat ke
gugus sulfate membuat zat kimia ini mempunyai sifat ambifilik yang merupakan
syarat sebagai detergen.
SLS disintetis dengan mencampur dodecanol
dengan gas sulfur trioksida atau oleum atau asam klorinsulfur untuk
menghasilkan hydrogen lauryl sulfate. Metode industrial biasanya
menggunakan gas sulfur trioksida. Hasilnya lalu dinetralkan dengan sodium hidroksida atau sodium karbonat. alkohol lauryl
biasanya dihasilkan dari minyak kelapa atau minyak biji kelapa sawit melalui hidrolisis, yang memisahkan asam lemaknya, kemudian direduksi menjadi alkohol.
Ada beberapa
metoda penentuan tegangan muka, pada praktikum kali ini digunakan metoda pipa
kapiler, yaitu mengukur tegangan permukaan zat cair dan sudut kelengkungannya
dengan memakai pipa berdiameter. Salah satu ujung pipa dicelupkan kedalam
permukaan zat cair maka zat cair tersebut permukaannya akan naik sampai
ketinggian tertentu.
Pada praktikum ini, penentuan tegangan permukaan suatu zat cair
digunakan metode pipa kapiler. Yaitu mengukur tegangan
permukaan cair dan sudut kelengkungannya
dengan memakai pipa berdiameter. Salah satu ujung pipa dicelupkan kedalam permukaan
zat cair maka zat cair tersebut permukaannya akan naik sampai ketinggian
tertentu.
Tegangan permukaan dapat ditentukan
dengan rumus:
Dimana
:
=
tegangan permukaan zat yang sudah diketahui (dyne/cm)
=
tegangan permukaan zat uji (dyne/cm)
h = tinggi kenaikan air pada pipa
(cm)
= kerapatan suatu zat (g/ml)
r
= jari-jari piipa kapiler (cm)
g
= gravitasi 9,8
berdasarakan percobaan yang telah dilakukan dan dari
pengolahan data, diperoleh penentuan tegangan permukaan Sodium Lauryl Sulfat
pada masing-masing konsentrasi adalah sebagai berikut :
1. Sodium lauryl sulfat dengan konsentrasi 0,005%
Penentuan tegangan permukaan ini menggunakan
piknometer kecil. Rata-rata kerapatan SLS 0,005% adalah g/ml, sehingga
rata-rata tegangan permukaan SLS pada konsentrasi tersebut adalah
dyne/cm
2. Sodium lauryl sulfat dengan konsentrasi 0,01%
Penentuan tegangan permukaan ini menggunakan
piknometer kecil. Rata-rata kerapatan SLS 0,01% adalah g/ml, sehingga rata-rata
tegangan permukaan SLS pada konsentrasi tersebut adalah
dyne/cm
3. Sodium lauryl sulfat dengan konsentrasi 0,02%
Penentuan tegangan permukaan ini menggunakan piknometer
besar. Rata-rata kerapatan SLS 0,02% adalah 1,0098
g/ml, sehingga rata-rata tegangan permukaan SLS pada
konsentrasi tersebut adalah 10,1098 dyne/cm
4. Sodium lauryl sulfat dengan konsentrasi 0,05%
Penentuan tegangan permukaan ini menggunakan
piknometer besar. Rata-rata kerapatan SLS 0,03% adalah 1,0028
g/ml, sehingga rata-rata tegangan permukaan SLS pada
konsentrasi tersebut adalah 6,0686 dyne/cm
Berdasarkan
hasil percobaan yang telah dilakukan, tegangan permukaan zat cair yang
diamati memiliki hasil yang berbeda-beda. Hal ini terjadi karena
molekul memiliki daya tarik menarik antara molekul sejenis yang disebut
dengan daya kohesi. Daya kohesi suatu zat selalu sama, sehingga pada
permukaan suatu zat cair akan terjadi perbedaan tegangan karena tidak
adanya keseimbangan daya kohesi. Semakin tinggi perbedaan tegangan yang terjadi
pada bidang mengakibatkan kedua zat cair itu susah bercampur. Namun, tegangan yang terjadi
pada air akan bertambah dengan penambahan garam-garam anorganik atau
senyawa-senyawa.
KESIMPULAN
1. Sodium lauryl sulfat dengan konsentrasi 0,005%
Penentuan tegangan permukaan ini menggunakan
piknometer kecil. Rata-rata kerapatan SLS 0,005% adalah g/ml, sehingga
rata-rata tegangan permukaan SLS pada konsentrasi tersebut adalah
dyne/cm
2. Sodium lauryl sulfat dengan konsentrasi 0,01%
Penentuan tegangan permukaan ini menggunakan
piknometer kecil. Rata-rata kerapatan SLS 0,01% adalah g/ml, sehingga rata-rata
tegangan permukaan SLS pada konsentrasi tersebut adalah
dyne/cm
3. Sodium lauryl sulfat dengan konsentrasi 0,02%
Penentuan tegangan permukaan ini menggunakan
piknometer besar. Rata-rata kerapatan SLS 0,02% adalah 1,0098
g/ml, sehingga rata-rata tegangan permukaan SLS pada
konsentrasi tersebut adalah 10,1098 dyne/cm
4. Sodium lauryl sulfat dengan konsentrasi 0,05%
Penentuan tegangan permukaan ini menggunakan
piknometer besar. Rata-rata kerapatan SLS 0,03% adalah 1,0028
g/ml, sehingga rata-rata tegangan permukaan SLS pada
konsentrasi tersebut adalah 6,0686 dyne/cm
DAFTAR PUSTAKA
Atkins, PW., 1994, Kimia Fisik edisi ke-4 jilid 1,
Erlangga, Jakarta.
Herinaldi, 2004, Mekanika Fluida, Erlangga,
Jakarta.
Suminar,
2001, Prinsip-Prinsip Kimia Modern, Erlangga, Jakarta.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar