PENENTUAN VISKOSITAS ETANOL, KARBON TETRAKLORIDA DAN ASETON DENGAN METODE OSTWALD SERTA AKUADES SEBAGAI ZAT PEMBANDING--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------Made Indra Dwitama(1108105026)

Jurusan Kimia Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Udayana, Bukit Jimbaran-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ABSTRAKKekentalan 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. Pada percobaan ini ditentukan viskositas beberapa larutan diantaranya akuades, etanol, karbon tetraklorida (CCl4) dan aseton. Penentuan viskositas tersebut dilakukan dengan menggunakan metode Ostwald dan perhitungannya menggunakan akuades sebagai zat pembanding. Didapatkan hasil bahwa viskositas etanol sebesar 1,2424 cp > CCl4 1,0660 cp > aseton 0,4334 cp sedangkan fluiditasnya berbanding terbalik dengan viskositas yaitu etanol 0,8049 < CCl4 0,9380 < aseton 2,3073. Etanol memiliki besaran viskositas yang paling tinggi (paling kental) dan besaran fluiditas yang paling rendah, sedangkan aseton memiliki besaran viskositas yang paling rendah (paling encer) dan fluiditas yang paling tinggi. Semakin besar viskositas suatu cairan, maka semakin lama waktu yang diperlukan cairan tersebutu untuk mengalir. Waktu alir rata-rata dari cairan pada percobaan ini yaitu etanol sebesar 43,00 detik , CCl4 sebesar 18,33 detik , dan aseton sebesar 15,00 detik. Setiap cairan memiliki nilai viskositas yang berbeda-beda karena faktor jenis zat, massa jenis zat, dan waktu alir zat tersebut.

Kata Kunci : Kekentalan, viskositas, fluiditas, metode Ostwald, waktu alir, massa jenis zat--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

3 | PENENTUAN VISKOSITAS ETANOL, KARBON TETRAKLORIDA DAN ASETON DENGAN METODE OSTWALD SERTA AKUADES SEBAGAI ZAT PEMBANDING

PENDAHULUANViskositas suatu zat cairan murni atau larutan merupakan indeks hambatan aliran cairan. Viskositas dapat dinyatakan sebagai tahanan aliran fluida yang merupakan gesekan antara molekul-molekul cairan satu dengan yang lain. Suatu jenis cairan yang mudah mengalir dapat dikatakan memiliki viskositas yang tinggi. Pada hukum aliran viskos, Newton menyatakan hubungan antara gaya-gaya mekanika dari suatu aliran viskos sebagai : Gesekan dalam (viskositas) fluida adalah konstan sehubungan dengan gesekannya. Hubungan tersebut berlaku untuk fluida Newtonian, dimana perbandingan antar tegangan geser (s) dengan kecepatan gesek (g) nya konstan. Parameter inilah yang disebut dengan viskositas. Aliran viskos dapat digambarkan dengan dua buah bidang sejajar yang dilapisi fluida tipis diantara kedua bidang tersebut. Suatu bidang permukaan bawah yang tetap dibatasi oleh lapisan fluida setebal h, sejajar dengan suatu bidang permukaan atas yang bergerak seluas A. Jika bidang bagian atas itu ringan, yang berarti tidak memberikan beban pada lapisan fluida bawahnya, maka tidak ada gaya tekan yang bekerja pada lapisan fluida. Suatu gaya F dikenakan pada bidang bagian atas yang menyebabkan bergeraknya bidang atas dengan kecepatan konstan v, maka fluida dibawahnya akan membentuk suatu lapisan-lapisan yang saling bergeseran. Setiap lapisan tersebut akan memberikan tegangan geser (s) sebesar F/A yang seragam, dengan kecepatan lapisan fluida yang paling atas sebesar v dan kecepatan lapisan fluida paling bawah sama dengan nol. Maka kecepatan geser (g) pada lapisan fluida di suatu tempat pada jarak y dari bidang tetap, dengan tidak adanya tekanan fluida.Fluida, 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 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.Fluida yang lebih cair biasanya lebih mudah mengalir, contohnya air. Sebaliknya, fluida yang lebih kental lebih sulit mengalir, contohnya minyak goreng, oli, madu, dsb. Hal ini bisa dibuktikan dengan menuangkan air dan minyak goreng di atas lantai yang permukaannya miring. Air akan lebih cepat mengalir daripada minyak goreng. Tingkat kekentalan suatu fluida juga bergantung pada suhu. Semakin tinggi suhu zat cair, semakin berkurang kekentalan zat cair tersebut. Sebaliknya semakin tinggi suhu suatu zat gas, semakin tinggi juga kekentalan zat gas tersebut.Perlu diketahui bahwa viskositas (kekentalan) hanya terdapat pada fluida riil atau nyata. Fluida riil adalah fluida yang kita temukan dalam kehidupan sehari-hari seperti air, sirup, oli, asap knalpot, dsb. Fluida riil berbeda dengan fluida ideal. Fluida ideal sebenarnya tidak ada dalam kehidupan sehari-hari. Fluida ideal hanya model yang digunakan untuk membantu dalam menganalisis aliran fluida.Setiap zat cair mempunyai karakteristik yang khas, berbeda satu zat cair dengan zat cair yang lain. Salah satunya adalah viskositas. Viskositas merupakan tahanan yang dilakukan oleh suatu lapisan fluida terhadap suatu lapisan lainnya. Sifat viskositas ini dimiliki oleh setiap fluida gas atau cairan. Aliran cairan dapat dikelompokkan menjadi dua yaitu aliran laminar dan aliran turbulen. Aliran laminar menggambarkan laju aliran kecil melalui sebuah pipa dengan garis tengah kecil. Sedangkan aliran turbulen menggambarkan laju aliran yang besar dengan diameter pipa yang besar. Penggolongan ini berdasarkan bilangan Reynoldnya.Viskositas menentukan kemudahan suatu molekul bergerak karena adanya gesekan antar lapisan material. Karenanya viskositas menunjukkan tingkat ketahanan suatu cairan untuk mengalir. Semakin besar viskositas maka aliran akan semakin lambat. Besarnya viskositas dipengaruhi oleh beberapa faktor seperti tenperatur, gaya tarik antar molekul dan ukuran serta jumlah molekul terlarut. Fluida, baik zat cair maupun zat gas yang jenisnya berbeda memiliki tingkat kekentalan yang berbeda. 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.Salah satu metode yang dapat diterapkan dalam menentukan nilai viskositas adalah metode Ostwald. Prinsip dari metode ini dapat dijelaskan secara ilustratif oleh gambar 1.ABmnC

Gambar 1. Alat viskometer OstwaldSejumlah tertentu cairan dimasukkan ke dalam A, kemudian dengan cara memberi tekanan (menghisap/meniup), cairan dibawa ke B, melewati garis m. Selanjutnya cairan dibiarkan mengalir secara bebas dan waktu yang diperlukan untuk mengalir dari garis m ke n diukur. Dalam prosedur ini, suatu cairan yang diukur akan dibandingkan dengan cairan pembanding yang telah diketahui data-datanya (viskositas , waktu alir (t) dan massa jenis(). Perbandingan viskositas kedua cairan dapat dinyatakan sebagai :

Dari persamaan di atas, viskositas cairan dapat dihitung dengan merujuk pada viskositas cairan pembanding.Percobaan viskositas cairan berbagai macam larutan ini bertujuan untuk :1. Menentukan viskositas cairan dengan metode Ostwald.2. Memahami cara kerja metode Ostwald.

Densitas atau massa jenisbenda sering disebut dengan kerapatan benda dan merupakan ciri khas setiap jenis benda.Massa Jenistidak tergantung pada jumlah benda. Apabila jenisnya sama maka nilai massa jenisnya juga sama. Misalnya, setetes air dan seember air mempunyai nilai densitas sama yaitu 1 gram/cm3. Berbagai logam memiliki nilaidensitas besar dikarenakan atom-atom dalam susunan molekulnya memiliki kerapatan yang besar. Stereofoam mempunyaidensitaskecil karena susunan atom-atom dalam molekulnya memiliki kerapatan kecil.Densitas dilambangkan dengan simbol (dibaca rho), salah satu huruf Yunani. Secara matematis :

Keterangan: =Massa Jenis(kg/m3 atau g/cm3)m = massa benda (kg atau gram)V = volume benda (m3 atau cm3)ALAT DAN BAHANBahan Bahan yang digunakan dalam praktikum ini adalah etanol, aseton, CCl4 dan akuades sebagai pembanding.Peralatan Alat-alat yang digunakan dalam praktikum ini adalah viskometer ostwalt, thermostat, stopwatch, pipet ukur 25 ml, pipet filter dan piknometer atau neraca weatphal.

CARA KERJA

Prosedur PengerjaanDalam percobaan ini digunakan Metode Viskometri dengan alat viscometer Ostwald. Sebelum digunakan viscometer dibersihkan kemudian diletakan dalam thermostat pada posisi vertical. Sebanyak 10 ml cairan yang akan diukur viskositasnya dimasukan kedalam reservoir A apabila cairan dibawa ke reservoir B dan permukaanya melewati garis m, reservoir A kira-kira masih terisi setengahnya. Cairan yang terdapat didalam reservoir A kemudian dibawa ke reservoir B dengan cara menghisap atau meniupnya. Kemudian dibiarkan cairan tersebut mengalir dari garis m ke garis n. Waktu yang dibut aruhkan cairan mengalir dari m ke n dicatat. Untuk setiap cairan akan dilakukan pengulangan sebanyak tiga kali.Dilakukan penentuan massa jenis cairan dengan piknometer. Piknometer dalam keadaan kosong ditimbang. Kemudian kedalam piknometer dimasukan air suling dan ditimbang massa jenisnya. Air suling digunakan sebagai cairan pembanding Hal yang sama dilakukan juga untuk larutan aseton, etanol dan CCl4. Dengan cara yang sama dilakukan pengulangan pengukuran sebanyak tiga kali untuk masing-masing cairan yang akan diukur massa jenisnya.HASIL DAN PEMBAHASANPada percobaan ini dilakukan suatu pengukuran viskositas cairan berbagai jenis larutan yaitu etanol, Karbon Tetraklorida (CCl4), dan aseton dengan menggunakan viskometer Ostwald, serta dibandingkan dengan viskositas dari akuades. Cairan akan dihitung waktu mengalirnya dari titik m ke n seperti pada gambar 1.

ZatMassa Piknometer (Rata-rata)(g)Massa Piknometer + Zat (Rata-rata)(g)Waktu(detik)

Aquades12,6322,42272827

Aseton12,6320,34151515

Etanol12,6520,32434343

CCl412,6728,14181918

Tabel 1. Data pengamatan dari percobaan viskositas cairan berbagai larutan.

Pada data pengamatan terlihat bahwa kecepatan mengalirnya suatu larutan berbeda-beda dilihat dari waktu yang diperlukan saat mengalir. Pada aquades diperlukan waktu 27 ; 28 ; 27 detik, pada aseton diperlukan waktu 15 ; 15 ; 15 detik, pada etanol diperlukan waktu 43 ; 43 ; 43 detik, dan pada CCl4 18 ; 19 ; 18 detik.Dengan mengukur waktu alir dari tiap-tiap cairan, maka viskositas cairan tersebut dapat dihitung dengan membandingkannya dengan viskositas aquades, berikut persamaannya :

Zat(cp)(cp)(g/mL)(g/mL)

Etanol1,24241,0050,980,77

CCl41,06601,0050,981,55

Aseton0,43341,0050,980,77

Tabel 2. Viskositas cairan berbagai larutan dengan menggunakan waktu alir rata-ratanya dengan tetanol, tCCl4, taseton yaitu 43,00 ; 18,33 ; 15,00.

Dapat dilihat pada tabel 1 dan tabel 2 bahwa waktu yang diperlukan oleh suatu cairan untuk mengalir sebanding atau berbanding lurus dengan viskositas cairan tersebut. Cairan yang memerlukan waktu alir yang besar adalah etanol maka cairan yang memiliki viskositas terbesar adalah etanol yaitu sebesar 1,2424 cp, sedangkan CCl4 sebesar 1,0660 cp dan aseton sebesar 0,4334 cp. Dengan mengetahui harga viskositas cairan dari larutan maka dapat juga diketahui fluiditasnya, dimana fluiditas ini merupakan kebalikan dari viskositas yaitu semakin besar fluiditas maka viskositanya akan semakin kecil dan cairan semakin encer sehingga waktu yang diperlukan untuk mengalir semakin sedikit begitupula sebaliknya, fluiditas kecil maka viskositasnya besar.Zat(cp)

Etanol1,24240,8049

CCl41,06600,9380

Aseton0,43342,3703

Tabel 3. Fluiditas cairan berbagai larutan (Etanol, CCl4 dan Aseton).

Diperoleh fluiditas cairan dari etanol, CCl4 dan aseton yaitu sebesar 0,8049 ; 0,9380 ; dan 2,3703. Zat yang memiliki fluiditas tertinggi yaitu aseton, karena aseton memiliki viskositas yang kecil atau rendah. Dapat dikatakan bahwa etanol memiliki kekentalan yang paling tinggi serta fluiditas yang paling kecil. Sedangkan aseton memiliki viskositas yang paling kecil (encer) dan fluiditas yang paling besar. Hal ini disebabkan oleh semakin kental suatu cairan, maka besar yang dibutuhkan untuk membuatnya mengalir pada kecepatan tertentu sehingga waktu yang diperlukan cairan untuk mengalir menjadi semakin besar, begitupula sebaliknya. Kekentalan itu sendiri dipengaruhi oleh beberapa faktor, yaitu temperatur, tekanan dan jenis zatnya.

KESIMPULANKesimpulan yang di dapat dari percobaan ini adalah :

1. Viskositas suatu cairan dapat diukur dengan viskometer, misalnya viskometer Ostwald.2. Nilai viskositas masing-masing larutan, etanol sebesar 1,2424 cp ; CCl4 sebesar 1,0660 cp ; dan aseton sebesar 0,4334 cp.3. Nilai fluiditas masing-masing larutan, etanol sebesar 0,8049 ; CCl4 sebesar 0,9380 ; dan aseton sebesar 2,3703.4. Etanol memiliki besaran viskositas yang paling tinggi (paling kental) dan besaran fluiditas yang paling rendah, sedangkan aseton memiliki besaran viskositas yang paling rendah (paling encer) dan fluiditas yang paling tinggi.5. Urutan viskositas cairan berbagai larutan yaitu Etanol > CCl4 > Aseton.6. Urutan fluiditas cairan berbagai larutan yaitu Etanol < CCl4 < Aseton.7. Semakin besar viskositas suatu cairan, maka semakin lama waktu yang diperlukan cairan tersebutu untuk mengalir. Waktu alir rata-rata dari cairan pada percobaan ini yaitu etanol sebesar 56,33 detik , CCl4 sebesar 17,67 detik , dan aseton sebesar 14,33 detik.8. Setiap cairan memiliki nilai viskositas yang berbeda-beda karena faktor jenis zat, massa jenis zat, dan waktu alir zat tersebut.

DAFTAR PUSTAKAAnonim. 2012. Laporan Praktikum Viskositas berbagai Larutan. Bukit Jimbaran : Jurusan Kimia FMIPA Universitas Udayana.Chang, Raymond. 2003. Kimia Dasar Konsep-Konsep Inti Edisi Ketiga Jilid I. Jakarta : Erlangga.Dogra, S.K.1990.Kimia Fisika dan Soal Soal. Jakarta : UI-Press.Rizkia Widyawati, Yudith. 2012. Laporan Praktikum Viskositas berbagai Larutan. Bukit Jimbaran : Jurusan Kimia FMIPA Universitas Udayana.Tim Laboratorium Kimia Fisika. 2013. Penuntun Praktikum Kimia Fisika II . Bukit Jimbaran : Jurusan Kimia FMIPA Universitas Udayana.