BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Kekentalan adalah sifat dari suatu zat cair (fluida) disebabkan adanya gesekan antara molekul-molekul zat cair dengan gaya kohesi pada zat cair tersebut. Gesekan-gesekan inilah yang menghambat aliran zat cair. Besarnya kekentalan zat cair (viskositas) dinyatakan dengan suatu bilangan yang menentukan kekentalan suatu zat cair. Hukum viskositas Newton menyatakan bahwa untuk laju perubahan bentuk sudut fluida yang tertentu maka tegangan geser berbanding lurus dengan viskositas.

Aliran viskos, dalam berbagai masalah keteknikan pengaruh viskositas pada aliran adalah kecil, dan dengan demikian diabaikan. Cairan kemudian dinyatakan sebagai tidak kental (invicid) atau seringkali ideal dan diambil sebesar nol. Tetapi jika istilah aliran viskos dipakai, ini berarti bahwa viskositas tidak diabaikan. Untuk benda homomogen yang dicelupkan kedalam zat cair ada tiga kemungkinan yaitu, tenggelam, melayang, dan terapung.

Oleh karena itu percobaan ini dilakukan agar praktikan dapat mengukur viskositas berbagai jenis zat cair. Karena semakin besar nilai viskositas dari larutan maka tingkat kekentalan larutan tersebut semakin besar pula.

1.2 TujuanMenentukan Viskositas Cairan dengan Metode Oswald dan Mempelajari Pengaruh Suhu Terhadap Viskositas Cairan

1.3 Prinsip

Penentuan viskositas cairan yang diukur dengan variasi pada suhu tertentu menggunakan viskometer oswald dan dengan viskositas air sebagai pembanding dengan menentukan laju alir, serta penentuan rapatan massa cairan pada suhu tertentu pula menggunakan piknometer.

Dengan metode ostwald merupakan variasi metode Poiseuille, dengan prinsip, sejumlah tertentu cairan dimasukkan kedalam A, kemudian dengan cara disedot menggunakan bulb dibawa ke B melewati garis m menuju n, cairan dibiarkan menglir secara bebas dan diukur untuk waktu ynaag diperlukan untuk mengalir dari garis m, inilah energi ambangnya. Viskositas dipengaruhi oleh suhu, dimana semakin tinggi temperatur suatu zat yang diuji, semakin rendah viskositasnya

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Viscositas

Viskositas suatu zat cairan murni atau larutan merupakan indeks hambatan aliran cairan. Viskositas dapat diukur dengan mengukur laju aliran cairan, yang melalui tabung berbentuk silinder. Cara ini merupakan salah satu cara yang paling mudah dan dapat digunakan baik untuk cairan maupun gas (Bird, 1993).

Viskositas adalah indeks hambatan aliran cairan. Viskositas dapat diukur dengan mengukur laju aliran cairan yang melalui tabung berbentuk silinder. Viskositas ini juga disebut sebagai kekentalan  suatu zat. Jumlah volume cairan yang mengalir melalui pipa per satuan waktu(Bird, 1993)

Makin kental suatu cairan, makin besar gaya yang dibutuhkan untuk membuatnya mengalir pada kecepatan tertentu. Viskositas disperse koloid dipengaruhi oleh bentuk partikel dari fase disperse dengan viskositas rendah, sedang system disperse yang mengandung koloid-koloid linier viskositasnya lebih tinggi. Hubungan antara bentuk dan viskositas merupakan refleksi derajat solvasi dari partikel (Respati, 1981).

Bila viskositas gas meningkat dengan naiknya temperature, maka viskositas cairan justru akan menurun jika temperature dinaikkan. Fluiditas dari suatu cairan yang merupakan kelebihan dari viskositas akan meningkat dengan makin tingginya temperature (Bird,1993).

2.2 Konsep ViskositasFluida, baik zat cair maupun zat gas yang jenisnya berbeda memiliki

tingkat kekentalan yang berbeda. Viskositas alias kekentalan sebenarnya merupakan gaya gesekan antara molekul-molekul yang menyusun suatu fluida. Jadi molekul-molekul yang membentuk suatu fluida saling gesek-menggesek ketika fluida fluida tersebut mengalir. Pada zat cair, viskositas disebabkan karena adanya gaya kohesi (gaya tarik menarik antara molekul sejenis). Sedangkan dalam zat gas, viskositas disebabkan oleh tumbukan antara molekul.  Faktor-faktor yang mempengaruhi viskositas yaitu suhu, konsentrasi larutan, berat molekul solute, dan tekanan(Bird, 1993).

Fluida adalah gugusan molukel yang jarak pisahnya besar, dan kecil untuk zat cair. Jarak antar molukelnya itu besar jika dibandingkan dengan garis tengah molukel itu. Molekul-molekul itu tidak  terikat pada suatu kisi, melainkan saling bergerak bebas terhadap satu sama lain. Jadi kecepatan fluida atau massanya kecapatan volume tidak mempunyai makna yang tepat sebab jumlah molekul yang menempati volume tertentu terus menerus berubah (while, 1988).

Fluida dapat digolongkan kedalam cairan atau gas. Perbedaan-perbedaan utama antara cair dan gas adalah :

a.       Cairan praktis tidak kompersible, sedangkan gas kompersible dan seringkali harus diperlakukan demikian.b.      Cairan mengisi volume tertentu dan mempunyai permukaan-permukaan bebas, sedangkan agar dengan massa tertentu mengembang sampai mengisi seluruh bagian wadah tempatnya (While, 1988).

2.3 Viscometer OswaldPada viscometer Ostwald yang diukur adalah waktu yang dibutuhkan oleh

sejumlah tertentu cairan untuk mengalir melalui pipa kapiler dengan gaya yang disebabkan oleh berat cairan itu sendiri. Pada percobaan sebenarnya, sejumlah tertentu cairan (misalnya 10 cm3, bergantung pada ukuran viscometer) dipipet kedalam viscometer. Cairan kemudian dihisap melalui labu pengukur dari viscometer sampai permukaan cairan lebih tinggi daripada batas a. cairan kemudian dibiarkan turun ketika permukaan cairan turun melewati batas a, stopwatch mulai dinyalakan dan ketika cairan melewati tanda batas b, stopwatch dimatikan. Jadi waktu yang dibutuhkan cairan untuk melalui jarak antara a dan b dapat ditentukan. Tekanan ρ merupakan perbedaan antara kedua ujung pipa U dan besarnya disesuaikan seban ding dengan berat jenis cairan. Berdasarkan persamaan Poiseulle(Respati,1981):

2.2 Analisis Bahan

Akuades(H2O)

Akuades merupakan pelarut yang sangat baik, tidak berwarna, tidak berbau, netral. Komposisi kolornya lebih tinggi dibandingkan dengan cairan lainnya, temperature stabil pada titik tertentu, melarutkan banyak elektrolit, titik beku 0OC, titik didik 100oC, bersifat polar (Kusuma,1983)

Alkohol(CH30OH)

Senyawa organic dengan formula R-OH yang mengandung kumpulan hidroksil –OH yang terikat pada atom karbon, sedangkan R adalah kumpulan alkil. Alcohol primer memiliki formula R-CH2-OH alcohol sekunder RR’CHOH dan alcohol tersier RR’R”OH, alcohol digunakan sebagai bahan bakar dan antiseptic (Daintith,1994)

Aseton(CH3COCH3)

Senyawa ini memiliki sifat cair ,tidak berwarna, berbau tajam, mudah menguap, mudah terbakar dan larut dalam alcohol, air, eter dan kloroform. Merupakan keton sederhana dan digunakan sebagai pelarut (Basri,2003)

Kloroform (CHCl3)

Nama sistematiknya adalah triklorometana. Zat cair yang tidak berwarna, berbau harum, racun, larut dalam campuran alcohol, benzene, dan air yang dihasilkan sebagai hasil sampling dan pengklorinan metana. Digunakan sebagai bahan pelarut lemak minyak, getah dan bahan berlilin(Basri, 2003)

Toluene (C6H5CH3)

Senyawa aromatic turunan benzene, zat cair tak berwarna dan mudah terbakar. Diperoleh dari pengolahan minyak bumi, digunakan sebagai bahan bakar pesawat terbang, untuk pembuatan fenol dan sebagai pelarut air dan resin (Mulyono, 2006)

BAB III

METODOLOGI

3.1 Alat dan Bahan

3.1.1 Alat

Alat-alat yang digunakan yaitu viscometer Oswald, thermostat, stopwatch, pipet ukur, piknometer, Erlenmeyer, klem Oswald, botol semprot, pipet filler.

3.1.2 Bahan

Adapun bahan-bahan yang digunakan pada percobaan ini adalah akuades, alcohol, kloroform, aseton, toluene.

3.2 Prosedur kerja

Diletakan viscometer dalam thermostat pada posisi vertical. Disiapkan aseton, kloroform, alkohol dan akuades, masing-masing 50 mL. Kemudian dengan variasi suhu 25,30,35,40oC dipipet beberapa mL, dimasukkan kedalam piknomerter, kemudian di timbang. Sebelumnya di hitung juga berat pikno kosong. Pada suhu yang sama, dipipet sebanyak 10 mL ke dalam resevoir A. Selanjutnya cairan di pompa ke atas menggunakan penghisap sampai melewati garis m. Biarkan cairan mengalir secara bebas, catat waktu cairan mengalir dari m ke n dan lakukan triplo pada setiap suhu. Terakhir di tentukan rapat massa cairan pada suhu yang bersangkutan dengan menggunakan piknometer. Bandingkan dengan aquademin.

3.3 Rangkaian Alat

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Analisis Prosedur

Diletakan viscometer dalam thermostat pada posisi vertical. Disiapkan aseton, kloroform, alkohol dan akuades, masing-masing 50 mL. Kemudian dengan variasi suhu 25,30,35,40oC dipipet beberapa mL, dimasukkan kedalam piknomerter, kemudian di timbang. Digunakan fariasi waktu dengan rentang 5oC membuktikan viscositas yaitu semakin suhu meningkat semakin kecil massa jenisnya dan semakin rendah tingkat viscositas(kekentalannya). Sebelumnya di hitung juga berat pikno kosong. Pikno yang digunakan hanya satu buah karena massa tiap pikno jika digunakan akan berbeda-beda. Pada suhu yang sama, dipipet sebanyak 10 mL ke dalam resevoir A. Selanjutnya cairan di pompa ke atas menggunakan penghisap sampai melewati garis m. Biarkan cairan mengalir secara bebas, catat waktu cairan mengalir dari m ke n dan lakukan triplo pada setiap suhu. Dilakukan berulang pada suhu yang sama karena presisinya yang baik atau berselisih terlalu jauh. Terakhir di tentukan rapat massa cairan pada suhu yang bersangkutan dengan menggunakan piknometer.

Prinsip dari metode oswald adalah sejumlah tertentu cairan dimasukkan ke dalam A, kemudian dengan cara mengisap atau meniup cairan dibawa ke B, sampai melewati garis m. Selanjutnya cairan dibiarkan mengalir secara bebas dan diukur waktu yang diperlukan untuk mengalir dari garis m ke n. Percobaan viskositas cairan ini bertujuan untuk mengetahui kekentalan zat cair dengan metode ostwald dan untuk menyelidiki pengaruh suhu terhadap kekentalan zat cair. Prinsipnya adalah membandingkan viskositas fluida dengan cairan pembanding, disini yang bertindak sebagai cairan pembanding adalah akuades. Alasan digunakan akuades karena viskositas akuades sudah ada standar satuannya(SI) dan juga massa jenis air tiap suhunya sudah diketahui sehingga akuades lebih pas digunakan sebagai pelarut.

Elektron memerlukan energi ambang tertentu agar dapat berpindah lintasan. Energi ambang adalah energi minimal yang diperlukan elektron untuk naik menuju orbital yang lebih tinggi. Energi itu tidak kontinum, melainkan diskrit, artinya terkuantifikasi. Namun pada praktikum ini yang dimaksud dengan energi ambang adalah energi yang diperlukan fluida untuk melewali garis m ke n dalam waktu (t).

Viskositas diartikan sebagai resistensi atau ketidakmauan suatu bahan untuk mengalir yang disebabkan karena adanya gesekan atau perlawanan suatu bahan terhadap deformasi atau perubahan bentuk apabila bahan tersebut dikenai gaya tertentu.

4.2 Analisis Hasil

Pembacaan grafik yang di dapat untuk mencari energy ambang adalah dengan mendapatkan nilai (I/T) pada sumbu x yang pada setiap bahan yaitu aseton,kloroform dan etanol sama pada suhu 25, 30, 35, 40oC yaitu 3,355.10-3, 3,300.10-3, 3,246.10-3, 3,194.10-3.

Pada aseton tiap suhunya terjadi penurunan konstan lnᶯ (pada sumbu y) ini menunjukan nilai viskositas semakin rendah ini juga dialami oleh kloroform. Perbedaan terjadi di energy ambang yang pada aseton energy ambangnya bernilai 824,7488 J/mol sedangkan pada kloroform 604,4278 J/mol.

Sedangkan pada etanol terjadi naik turun pada suhu 35oC ke 40oC karena dalam percobaan ini terdapat beberapa faktor kesalahan yaitu alat-alat yang kurang bersih, sehingga didapatkan hasil yang kurang maksimal, begitu juga dalam menggunakan stopwatch yang kurang tepat, sehingga hasilnya pun kurang maksimal. Energy ambang untuk etanol yakni 666,7828 J/mol.

Pada data hasil perhitungan yang didapatkan bahwa massa jenis kloroform yang paling tinggi dari perbandingan lainnya. massa yang diperoleh pada tiap bahan menunjukan angka yang naik turun. Pada hasil percobaan diperoleh viskositas cairan yang menunjukan bahwa semakin rendahnya suhu maka viskositas yang diperoleh akan semakin besar. Hal ini dikarenakan karena molekul semakin merapat sehingga molekul-molekul pada tiap bahan berkumpul dan menyebabkan massa memadat karena suhu yang digunakan kecil . Selain itu juga terjadi interaksi di antara molekul-molekul zat yang melibatkan ikatan hidrogen yang menyebabkan jarak antar molekul juga semakin kecil. Ini didapatkan dari energi ambang paling kecil dari bahan lainnya.

Energy ambang berlaku pada sejumlah energi minimum yang diperlukan oleh suatu zat untuk dapat bereaksi hingga terbentuk zat baru. Waktu yang dihasilkan cairan untuk mengalir bebas pun berbeda-beda. Ini disebabkan karena proses antara pemanasan dan waktu mengukur viskositas terlalu jauh. Bisa juga karena tingkat ketelitian yang rendah karena pada percobaan ini kita menggunakan termometer untuk mengatur suhu.

Dari perhitungan yang dilakukan dapat dibuktikan bahwa semakin banyak waktu yang diperlukan oleh suatu cairan untuk mengalir, maka viskositas cairan tersebut semakin besar pula. Hal ini berarti waktu yang diperlukan oleh suatu cairan untuk mengalir sebanding atau berbanding lurus dengan viskositasnya.

BAB V

PENUTUP

5.1 Simpulan

* Dari pengamatan yang dilakukan dapat ditarik kesimpulan bahwa semakin besar suhunya maka semakin cepat laju alirnya dan semakin besar nilai viskositas maka semakin lama waktu alirnya.

* Ketelitian dalam praktikum dengan memperhatikan kebersihan alat dan pengamatan suhu serta memanage waktu pada stopwatch di perlukan agar tidak terjadi kekeliruan dalam hasil percobaan.

* Faktor-faktor yang mempengaruhi viskositas yaitu suhu, tekanan, konsentrasi larutan, dan berat molekul.

* Pada percobaan praktikum kali ini didapatkan bahwa kloroform memiliki hasil energy ambang yang paling kecil.

5.2 Saran

Untuk berikutnya di gunakan bahan yang berbeda lagi tidak hanya toluene, aseton dan kloroforn. Dan pada metodenya digunakan metode lainnya seperti viscometer Hoppler, viscometer cup dan Bob, dan viscometer cone dan plate.

Daftar Pustaka

Basri, S. 2003. ”Kamus Lengkap Kimia”. Raneka Cipta. Jakarta

Bird, Tony. 1993. “Kimia Fisik Untuk Universitas”. PT Gramedia. Jakarta

Kusuma, S. 1983. “Pengetahuan Bahan-Bahan”. Edisi 7. Erlangga. Jakarta

Mulyono. 2006. “Kamus Kimia”. BinaAksara. Jakarta

Respati, H. 1981. “Kimia Dasar Terapan Modern”. Erlangga. Jakarta

While, Frank.M. 1988. “Mekanika Fluida edisi ke-2 jilid I”. Erlangga. Jakarta

Jawaban Pertanyaan

1. Bilangan Reynold merupakan ukuran untuk menyatakan apakah modus aliran berupa aliran laminar atau aliran turbulen. Bilangan Reynold dapat dihitung dengan menggunakan rumus : Re = ρVd/µ

2. Masih banyak lagi selain metode viskometer Oswald untuk menentukan viskositas cairan, ada juga beberapa viskometer yang dapat digunakan dalam penentuan viskositas cairan yang memang telah dikenal seperti Viskometer Hoppler, Viskometer Cup dan Bob, serta Viskometer Cone dan Plate.

ABSTRACK

Viskositas adalah kekentalan sifat dari suatu zat cair (fluida) disebabkan adanya gesekan antara molekul-molekul zat cair dengan gaya kohesi pada zat cair. Dimana pada percobaan ini digunakan aseton, kloroform, toluene dan sebagai pembandingnya adalah akuades. Dengan metode Oswald dengan cara meniup B sampai melewati garis m dan biarkan menuju garis n, selanjutnya hitung waktu yang diperlukan untuk mencapainya. Ketelitian dalam praktikum dengan memperhatikan kebersihan alat dan pengamatan suhu serta memanage waktu pada stopwatch di perlukan agar tidak terjadi kekeliruan dalam hasil percobaan. Faktor-faktor yang mempengaruhi viskositas yaitu suhu, tekanan, konsentrasi larutan, dan berat molekul. Dan pada percobaan praktikum kali ini didapatkan bahwa kloroform memiliki hasil energy ambang yang paling kecil yakni 604,4278 J/mol.

Keywords : viscositas, energy ambang, suhu, tekanan, konsentrasi larutan, berat Molekul

ABSTRACK

Viscosity is the viscosity properties of a liquid (fluid) caused by the friction between the liquid molecules with cohesive forces in the liquid. Where in this experiment used acetone, chloroform, toluene and a comparison is distilled. By Oswald method B by blowing up over the line toward the line m and let n, then calculate the time it takes to achieve it. Accuracy in the lab with attention to cleanliness and observation tools to manage the temperature and time on the stopwatch in need in order to avoid errors in the experimental results. Factors affecting the viscosity of the temperature, pressure, solution concentration and molecular weight. And at this time lab experiment showed that chloroform has the result that the smallest energy threshold that is 604.4278 J / mol.

Keywords: viscosity, energy threshold, temperature, pressure, solution concentration, weight molecule