*SELAMAT PAGI

*Z A T C A I RSifat Zat cair: tidak mempunyai btk tertentu, mempunyai vol tetap pd keadaan tertentu, jarak antar molekul zat cair sangat kecil jika dibandingkan dg jarak antar molekul gas. Vol 1 mol air pd 100o C, tek 1 atm = 18,8 mlVol 1 mol uap air pd 100o C, tek 1 atm = 30.200 ml

*Tekanan uapv

*Tek Uap Zat CairMenurut teori kinetik: molekul-molekul zat cair pd permukaan terus menerus meninggalkan permukaan zat cair dan masuk kedlm ruangan di atasnya, sebaliknya molekul-molekul uap masuk kembali ke dlm cairan. Jika telah terjadi kesetimbangan: jml molekul yg meninggalkan permukaan cairan sama dg jml molekul yg masuk kembali ke dlm cairan uap tsb telah jenuh. Kesetimbangan antara uap dan cairan tergantung pd temp, tiap-tiap temp tdp tek di mana terjadi kesetimbangan antara cairan dg uapnya. Jika tek uap sama dg tek udara luar, temp-nya disebut titik didih, dan jika tek-nya 1 atm, temp ini disebut titik didih normal (standar).

*Cara Pengukuran Tek Uap1. Cara statisDg menggunakan 2 buah barometer. Barometer pertama digunakan sbg standar.Pd ruang vakum dr barometer kedua dimasukkan zat cair yg akan diukur tek uapnya. Karena adanya tek uap ini maka permukaan raksa pd barometer yg kedua akan turun. Perbedaan tinggi raksa pd kedua barometer tsb menunjuk-kan tek uap dr zat cair tsb.

*Cara Pengukuran Tek Uap 2. Cara Penjenuhan Gas (Gas Saturation Methode)Suatu aliran dr udara kering yg bersih dilewatkan cairan yg akan diukur tek uapnya. Waktu melalui cairan maka udara kering tsb akan jenuh dg uap. Ketelitian pengukuran ini tergantung pd kejenuhan udara tsb. Utk menjamin kejenuhan ini maka udara dilewatkan cairan tsb secara seri.Jika V adalah volume dan w adalah berat cairan tsb dlm keadaan uap, M massa molekul relatif cairan dan p tek uap cairan tsb pd temp T, maka tek uap p dpt dihitung berdasarkan hukum gas ideal:n wp = ---- RT = --------- RTV MVUtk perhitungan yg tidak begitu teliti, volume dr uap dpt dianggap sama dg volume udara sebelum dialirkan melalui cairan tsb.

*Utk perhitungan-perhitungan yg teliti atau utk cairan yg memiliki tek uap yg tinggi maka perhitungan dilakukan sbg berikut:Misalnya volume uap V' (volume ini sama sama dg volume udara setelah melalui cairan). Karena tek total tetap yaitu P (tek barometer), maka tek parsial udara = P - p.

Menurut hukum Boyle :V' (P - p) = VP VPV = --------------- (P p)di mana V adalah volume udara sebelum melewati cairan

* w RTw RT (P p) w RT P w RT pp = ----- ------- = ---- ---------------- = ----------- - ------------- M V M V P M V P M V P

w RT p w RT Pp + ----------- = ----------M V P M V P

w RT w RT p ( 1 + -------- ) = ----------M V P M V

w RT / MVp = -------------------------1 + w RT/MVP

pp = ---------------1 + p / Pp adalah tek uap menurut perhitungan yg kurang teliti.Tek uap semua zat akan naik dg kenaikan temp.

*Grafik tek uap sbg fungsi temp

Tek

tempMenurut Clausius dan Clapeyron hubungan antara perubahan tek uap dan perubahan temp dpt dituliskan sbg berikut: dp DHv------ = -------------- dT T (Vu Vc)di mana Hv: panas penguapan molar (panas penguapan 1 mol zat)Vu: Volume 1 mol uapVc: Volume 1 mol zat cair.

*

Karena Vu jauh lbh besar dp Vc (misal air pd 100oC dan 1 atm, Vu = 30.200 ml, Vc = 18,8 ml) maka Vc dpt diabaikan thd Vu.Persamaan menjadi : dpDHv------ = ---------dTT Vu Jika uap dianggap gas ideal: RTVu = -------- pSehingga:dpDHv p------ = --------- dTR T2 dp DHv dT------ = ----------- ----- p R T2Bila diintegralkan, maka: dp DHv dT ------ = --------- ----- p R T2

*Disini kita menganggap DHv suatu konstante, sebenarnya DHv tidak konstan, pd temp rendah DHv lebih besar, sebab pd temp rendah gerakan molekul-molekul lambat shg diperlukan energi yg besar supaya molekul-molekul dpt meninggalkan cairan dan menjadi uap. DHv 1Hasil integrasi ln p = --------- ( - --- ) + C R TDHv 1log p = ---------------- ( - ------ ) + C2,3303 R T

*Karena DHvbiasa dinyatakan dlm satuan kal/mol maka harga R = 1,987 kal/der mol. Dr persamaan ini ternyata bhw jika kita membuat grafik log p vs 1/T maka akan diperoleh suatu garis lurus dg slope (angka arah) : DHv - ------------ 2,303 R

*

Log P

1/TDr grafik, bisa dihitung panas penguapan:DHv = - (slope) x 2,303 x 1,987Jika diketahui tek uap pd suatu temp (T1) maka tek uap (p2) pd temp T2 dpt dicari sbg berikut: p2 dp T2 DHv dT ------ = --------- ----- p1 p T1 R T2 DHv 1 1ln p2 - ln p1 = ---- {(- --- ) - (- --- )} R T2 T1 p2 DHv T2 - T1 log ------ = ------------ ( ------------ ) p1 2,303 R T1 T2

*

Dr persamaan ini dpt dihitung panas penguapan jika diketahui tek uap pd 2 temp, atau jika panas penguapan dan tek uap pd suatu temp diketahui, dpt dihitung tek uap pd temp yg lain. Telah dikatakan bahwa sebenarnya DHv tidak konstan tetapi suatu fungsi temp shg jika dilukiskan grafik log p vs 1/T dr suatu hasil percobaan yg teliti maka akan diperoleh suatu kurva yg agak melengkung. Utk grafik semacam ini maka DHv pd suatu temp dpt dicari dg melukiskan suatu garis singgung pd temp itu.Persamaan yg lebih teliti dinyatakan dg :log p = A/T + B log T + Cdi mana A, B dan C konstan.

*Rumus-rumus EmpirisDr percobaan ternyata bahwa titik didih normal kira-kira sama dg 2/3 dr temp kritisnya: Td = 2/3 Tk

ZatTd (K)Tk (K)Td/TkCCl4C2H5OHC6H6CH3COOHCO2350351353391194,6556516562594304,10,630,680,630,660,64

*Rumus Trouton: DHv----------- = 21 TdContoh:

ZatDHv(Kal)Td(K)DHv/TdHClSO2H2SCHCl3n-Oktan38605955446570208360188263212,7334,2398,720,522,6320,9720,9920,96

*Koreksi titik didihUmumnya titik didih diukur pd tek 1 atm (760 mm Hg). Menurut Crafts, titik didih pd tek yg lain dpt dihitung dg mengurangi titik didih standar dg faktor koreksi yg besarnya : t = C Td (760-p) dimana harga C utk cairan = 0,00012.

*Tegangan muka (surface tension)Molekul-molekul zat cairMolekul yg terletak didlm cairan dikelilingi oleh molekul-molekul yg lain shg molekul ini akan mendpt gaya tarik kesegala arah yg besarnya sama.

*Tegangan muka (surface tension) Tetapi pd molekul yg terletak pd permukaan cairan maka gaya tarik yg arahnya kebawah tidak diimbangi, sebab diatas permukaan hanya ada uap yg jumlah molekulnya jauh lebih sedikit dr pd molekul-molekul dlm cairan akibat dr adanya gaya tarik kebawah ini maka jika keadaan memungkinkan cairan akan mempunyai luas permukaan yg sekecil-kecilnya (misalnya tetesan air akan berbtk bola, sebab utk suatu volume tertentu btk bola akan mempunyai luas permukaan yg minimum). Karena keinginan utk memperoleh volume yg sekecil-kecilnya ini maka ada seolah-olah ada tegangan pd permukaan cairan, yg disebut tegangan muka.

*Tegangan muka: gaya (dlm satuan dyne) yg bekerja tegak lurus pd permukaan zat cair thd garis yg panjangnya 1 cm.Beberapa zat cair seperti air akan membasahi dinding suatu pipa kapiler, tetapi cairan yg lain, misal air raksa, tidakJika zat cair membasahi dinding, maka cairan yg melekat pd dinding akan menarik massa cairan itu keatastetapi sebaliknya jika cairan tdk membasahi dinding, maka cairan itu ditekan ke bawah. Pd keadaan pertama permukaan (miniskus) dr cairan itu cekung (concave), sedang pd keadaan kedua cembung (convex).

*Kenaikan zat cair dlm pipa kapilerPipa kapiler dg jari-jari r dicelupkan ke dlm cairan yg mempunyai densitas d.Jika cairan membasahi dinding, cairan dlm pipa kapiler akan naik. Cairan itu akan naik shg tegangan muka yg menarik cairan itu keatas diimbangi oleh gaya berat yg akan menariknya ke bawah, misalnya tingginya = h.

*Kenaikan..GambarMiniskus dlm pipa kapiler cekung dan utk mengukur tinggi h dpt diambil bagian zat cair yg paling rendah. Tetap utk pengukuran yg lebih teliti tinggi ini ditambah faktor koreksi yg besarnya 1/3 r.

*Kenaikan..Kekuatan yg menarik kebawah : pr2 hdg. Permukaan zat cair dlm pipa kapiler membuat sudut dg dinding dan sesungguhnya yg menarik zat cair itu keatas ialah komponen tegangan muka yg vertikal dan tegangan muka ini bekerja pd seluruh panjang dr permukaan. Maka gaya yg menarik keatas : 2p r cos f .

*Kenaikan..Pd kesetimbangan : pr2 hdg = 2p r cos f . r hdg g = -----------2 cos f Pd umumnya sudut kontak f sangat kecil sehingga cos f = 1Maka g = r hdg

*Cara-cara penentuan teg. muka1. Metode kenaikan kapiler.Menurut rumus : g = r hdgKarena kadang-kadang penentuan jari-jari kapiler (r) itu sukar, maka penetuan tegangan muka secara absolut sulit dilaksanakan, shg dilakukan dg cara relatif yaitu menggunakan cairan pembanding yg telah diketahui tegangan mukanya.

* Pipa kapiler

Tetes zat cair

2. Methode tetes.Cairan diteteskan melalui suatu pipa kapiler Waktu jatuh, berat tetes = m gBesar tetes = 2 p r gJadi: m g = 2 p r g m g g = ---------- 2 p r

*..

*Harus diusahakan supaya jatuhnya tetesan hanya disebabkan oleh berat tetesan saja.Juga disini biasa dipergunakan cara relatif yaitu perbandingan jumlah tetesan (n) utk suatu Volume tertentu V. V. dBerat 1 tetesan = ----------------- nutk cairan pembanding V. d1 -------- g = 2 p r g1 n1Utk cairan yg dicari tegangan mukanya : V. dx -------- g = 2 p r gx nx gx dx n1sehingga------- = ------- g1 d1 nx

*TUGAS

1. Tulis berbagai metode dan prosedur penetapan tekanan uap zat cair2. Tulis berbagai metode dan prosedur penetapan tegangan permukaan zat cair

(Sebutkan acuan/referensinya)

*Viskositas (Kekentalan)Zat cair mempunyai kekentalan yg berbeda-beda. Minyak lincir sukar diaduk dan lbh lama mengalir dp air.Jika kita mengaduk atau mengalirkan zat cair berarti kita menggerakan zarah-zarah atau lapisan-lapisan zat cair itu satu thd lain.Gerakan ini akan dilawan oleh gesekan lapisan-lapisan itu thd sesamanya. Makin besar gesekan makin sukar cairan itu diaduk dan makin lama mengalir. Jadi makin besar gesekan zarah-zarah thd sesamanya, cairan itu makin kental.Secara kuantitatif maka kekentalan suatu cairan dinyatakan dg angka kental yg dinamakan konstante viskositas.Dlm suatu cairan yg mengalir lapisan-lapisan cairan tsb bergerak dg kecepatan yg tidak sama, shg terjadi gesekan.

*Viskositas Besar gesekan G antara 2 lapisan berbanding langsung dg luas lapisan (F) dan perbedaan kecepatan (dv) berbanding terbalik dg jaraknya (dy) dan tergantung pd kekentalan zat tsb. Shg dpt ditulis rumus utk G :dvG = F -------dySatuan viskositas adalah PoiseSuatu cairan dikatakan mempunyai viskositas 1 Poise jika gaya sebesar 1 dyne akan menyebabkan dua lapisan zat cair yg luasnya 1 cm2 dan berjarak 1 cm, bergerak satu thd yg lain dg kecepatan 1 cm/detik.Karena satuan Poise terlalu besar utk cairan-cairan yg biasa (air, bensin, alkohol dll), maka biasanya dipakai satuan centi Poise (cP) = 1/100 p.

*Hukum POISEUILLE.Cairan mengalir melalui pipa dg jari-jari r, panjang oleh beda tegangan p = p1 p2 antara kedua ujung pipa. l

P2 P1 R dr r

R : jari-jari luarr : jari-jari dalamdr: R - rViskositas

*Viskositas Ditinjau pd cairan yg berada dlm silinder dg jari-jari r.Silinder ini seakan-akan ditekan keluar dr pipa dg gaya: ppr2 sedang gerak-annyaditentang oleh gesekan pd kulitnya sebesar : dv dvG = F ----- = 2 p r l ----- dr dr

*Viskositas Gesekan ini arahnya negatif (berlawanan dg gaya p), maka : dvppr2 = - 2 p r l ----- dr pdv = - ------ r. dr 2 h1 Pd dinding, V = 0, shg pengintegralan rumus diatas memberikan persamaan berikut:

*Viskositas Pd dinding, V = 0, shg pengintegralan rumus diatas memberikan persamaan berikut: v p r dv = - ------- r dr0 2 1 R p rv = ---------- [ r2 ] 2 1 R p (R2 r2 ) v = ----------------------- (Hk Poiseouille I ) 2 1 v = kecepatan pd titik yg berjarak r dr pusat silinder.

*Viskositas Dr rumus di atas ternyata bahwa kecepatan v pd tiap titik tidak sama. Pd pusat v max ( r = 0 ): p R2 Vmax = --------- 4 1 Grafik v sbg fungsi tempat (r) adalah sbg berikut:Rro Vmax

*Viskositas Cairan yg per detik keluar dr penampang antara dua lingkaran masing-masing dg jari-jari r + dr. Pd jarak yg kecil kecepatan v masih dianggap konstan.dq = luas x kecepatan. = 2 r. dr. v p ( R2 r2 ) = 2 r. dr. -------------------- 4 h1 pp= ------- ( R2 r - r3 ) dr 2 h1

*Viskositas Cairan yg mengalir per detik (debit) diperoleh dg integrasi persamaan tsb : pp R Q = ------- ( R2 r - r3 ) dr 2 h1 0 pp pp R4 Q = ------- ( R2 r2 - r4 ) dr Q = ------------- 2 h1 8 h1

Volume V yg mengalir selama t detik : pp R4 t V = Q. t = ------------- ( Hukum Poiseouille II ) 8 h1

*Viskositas Rumus tsb dipergunakan utk menghitung koefisien viskositas.

Cara-cara menentukan viskositasCara Viskosimeter OstwaldCara ini berdasarkan hukum Poisseuille II.Alat ini terdiri dr bejana pengukur B dg tanda a dan b, pipa kapiler C dan bejana A. Dg alat ini biasanya tidak diukur secara langsung tetapi dg mempergunakan cairan pembanding.

*Viskositas

Sbg cairan pembanding dpt dipergunakan aquadest atau cairan lain yg diketahui viskositasnya. Ke dlm bejana A dimasukkan aquadest yg volumenya tertentu Vt, aquadest mempunyai density da dan koefisien viskositas a yg diketahui. Air dihisap kedlm bejana B sampai lewat tanda a dan diukur waktu ta yg diperlukan utk mengalirkan aquadest yg volumenya V antara a dan b melalui pipa kapiler C, kedlm bejana A.

*Viskositas Percobaan yg sama dilakukan dg cairan yg dicari viskositasnya (zat x), sesudah mengisi bejana B dg cairan tsb yg volumenya Kalau density zat x = dx dan waktu air utk volume V antara S1 dan S2 = tx, maka : pa R4 tapx R4 txV = ------------------ = --------------- 8 ha l8 hx l pa tapx tx----------- = --------- ha hx

*Viskositas Tek p berubah-ubah tetapi senantiasa berbanding langsung dg density (d) dan perbedaan tinggi ( Dh ). Dh selalu berubah-ubah tetapi perubahan dlm kedua percobaan itu selalu sama jika dipergunakan volume yg sama (Vt), shg tek p berbanding dg density (d), maka : da ta dx tx----------- = --------- ha hx dx txhx = -------------- x hada taViskositas sangat berubah dg perubahan temp, maka pd penentuan ini temp harus konstan.

*Viskositas Cara Viskosimeter RankineDipergunakan utk menentukan koefisien viskositas gas. Viskosimeter ini juga berdasarkan hukum Poisseuille II. Diukur waktu yg diperlukan oleh setetes air raksa utk jatuh dlm pipa AB dr A ke B, yaitu waktu utk volume gas AB mengalir melalui pipa kapiler C. Diameter AB beberapa mm, sedang diameter C beberapa persepuluh mm.dx txhx = -------------- x hado toGas yg dicari koefisien viskositasnya dibandingkan dg koefisien viskositas yg diketahui.

*Viskositas Cara Viskosimeter HessDipergunakan dlm kedokteran utk menentukan angka kental relatif dr darah. Dg bola karet G air dan darah serentak dihisap kedlm tabung I dan II, melalui pipa kapiler a dan a yg jari-jari dan panjangnya sama. Karena tek p dan waktu alir t sama maka rumus Poisseuille menjadi V1 pR4 t / h1 l h2----- = -------------------- = ------------V2 pR4 t / h2 l h1h2 V1 ----- = --------h1 V2Volume V1 dan V2 dpt dibaca, maka diperoleh kekentalan relatif darah thd air. Utk orang yg sehat maka kekentalan relatif ini kira-kira 4,40 utk wanita dan 4,74 utk pria.

*..

*********************************************