Viskositas

PENENTUAN VISKOSITAS LARUTAN NEWTONDENGAN VISKOSIMETER OSTWALD

A. TUJUAN

Tujuan dilakukannya percobaan ini adalah:

1. Mempelajari cara penentuan viskositas Larutan Newton dengan

Viskosimeter Ostwald.

2. Mempelajari pengaruh kadar larutan terhadap viskositas larutan.

B. TINJAUAN PUSTAKA

Viskositas merupakan ukuran kekentalan fluida yang menyatakan

besar kecilnya gesekan di dalam fluida. Makin besar viskositas suatu fluida,

maka makin sulit suatu fluida mengalir dan makin sulit suatu benda bergerak

di dalam fluida tersebut. Di dalam zat cair, viskositas dihasilkan oleh gaya

kohesi antara molekul zat cair. Sedangkan dalam gas, viskositas timbul

sebagai akibat tumbukan antara molekul gas. Viskositas zat cair dapat

ditentukan secara kuantitatif dengan besaran yang disebut koefisien

viskositas. Satuan SI untuk koefisien viskositas adalah Ns/m2 atau pascal

sekon (Pa/s) ( Sutiah, 2008).

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. Viskositas dapat dinyatakan

sebagai tahanan aliran fluida yang merupakan gesekan antara molekul cairan

satu dengan yang lain. Suatu jenis cairan yang mudah mengalir, dapat

dikatakan memiliki viskositas yang rendah, dan sebaliknya bahan-bahan yang

sulit mengalir dikatakan memiliki viskositas yang tinggi (Sarojo, 2009).

Zat cair maupun gas mempunyai viskositas hanya saja zat cair lebih

kental daripada gas, dalam merumuskan persamaan-persamaan dasar

mengenai aliran yang kental akan jelas nanti, bahwa masalahnya mirip

dengan masalah tegangan dan regangan luncur di dalam zat padat. Salah satu

macam alat untuk mengukur viskositas zat-cair adalah viskosimeter (Sudarjo,

2008).

Viskometri merupakan metode yang digunakan untuk menentukan

ketahan suatu cairan terhadap aliran (deformasi) (Rachmadani, 2007). Metode

yang biasa digunakan untuk pengukuran viskositas adalah viskosimeter

Ostwald dan viskosimeter Ubbelohde. Pengukuran viskositas dengan

viskosimeter Ostwald dilakukan dengan cara membandingkan waktu alir

pelarut dan larutan polimer pada berbagai kepekatan atau konsentrasi.

Viskosimeter memiliki keunggulan, yaitu untuk mencapai berbagai

konsentrasi, larutan polimer dapat diencerkan dalam viskosimeter dengan

menambahkan sejumlah terukur pelarut.

Nilai viskositas dipengaruhi oleh suhu, tekanan, kohesi dan laju

perpindahan momentum molekularnya. Viskositas zat cair cenderung

menurun dengan bertambahnya temperatur. Hal ini disebabkan oleh gaya-

gaya kohesi antarmolekul dalam zat cair bila dipanaskan akan mengalami

penurunan sehingga nilai viskositas akan menurun. Berbeda dengan

viskositas zat cair, viskositas dalam gas dipengaruhi oleh gaya tumbukan

antar molekul-molekul dalam gas. Viskositas juga dipengaruhi oleh

konsentrasi zat fluida, semakin besar konsentrasinya suatu bahan, maka nilai

viskositasnya semakin besar (Rochima, 2007).

C. ALAT DAN BAHAN

Alat yang digunakan pada percobaan ini adalah:

Filler

Pipet tetes

Viskosimeter Ostwald

Piknometer

Timbangan Analitik

Bahan yang digunakan pada percobaan ini adalah:

Larutan Gula 20%, 40%, 60% dan X%

Gliserol 0,05%

Aquades

D. PROSEDUR KERJA

Penentuan kerapatan ()

Dimasukkan dalam piknometer yang telah

diketahui massanya hingga penuh

Ditimbang massanya

Diulangi hal yang sama untuk larutan

glukosa 20%, 40%, 60%, dan X%

Gliserol 0,05% : 21 gram

Glukosa 20% : 21 gram



Glukosa X% :24 gram

Penentuan Viskositas

Dipipet sebanyak 10 ml

Dimasukkan dalam viskosimeter Ostwald

Dihisap sampai garis m (batas atas)

Dibiarkan mengalir sampai batas n

Dicatat waktu akhirnya

Dilakukan triplo

Dihitung viskositasnya

= 0,8148 Ns/m2

Akuades

Gliserol 0,05%




Dibiarkan mengalir sampai batas n (batas

bawah)


Dilakukan triplo


= 0,8334 Ns/m2




Dibiarkan mengalir sampai batas n (batas

bawah)


Dilakukan triplo


20% = 0,9372 Ns/m2

40% = 0,1411 Ns/m2

60% = 2,7139 Ns/m2

X% = 4,7875 Ns/m2

Gliserol 0,05

Larutan gula

E. HASIL PENGAMATAN

Tabel Pengamatan

Konsentrasi

(%)

Waktu (s)

(g/mL) (Ns/m2)

t1 t2 t3 t

Akuades 2,72 2,75 2,86 2,78 1 0,8148

Gliserol 0,05 2,81 2,79 2,91 2,81 1,012 0,8334

Glukosa 20% 3,20 3,12 3,17 3,16 1,012 0,9372

Glukosa 40% 4,30 4,30 4,32 4,30 1,112 0,1411

Glukosa 60% 8,09 7,04 7,79 7,64 1,212 2,7139

Glukosa X% 12,38 12,21 12,76 12,45 1,312 4,7875

Perhitungan

Diketahui :

W piknometer kosong = 10,88 gr

W sampel = (berat piknometer + gliserol) – berat piknometer kosong

V piknometer = 10 ml

ηk = 0,8148 N/m2

untuk gliserol 0,05 %

W gliserol 0,05 = 21 gram

ρ gliserol 0,05 = 1,012 gram / ml

η = ηk

du . tudk . tk

= 0,8148 x

1,012g

mLx2,81 s

1g

mLx2,78 s

= 0,8334 Ns/m2

untuk glukosa 20%



η = ηk du . tudk . tk

= 0,8148 x 1,012

gmL

x3,16 s

1g

mLx2,78 s

= 0,9372 Ns/m2

untuk glukosa 40%



η = ηk

du . tudk . tk

= 0,8148 x

1,012g

mLx 4,30 s

1g

mLx2,78 s

= 0,1411 Ns/m2s

untuk glukosa 60%




= 0,8148 x 1,012

gmL

x7,64 s

1g

mLx2,78 s

= 2,7139 Ns/m2s

untuk glukosa X%




= 0,8148 x 1,012

gmL

x12,45 s

1g

mLx2,78 s

= 4,7875 Ns/m2s

Kurva antara waktu dan viskositas

2 4 6 8 10 12 140.00

1.00

2.00

3.00

4.00

5.00

f(x) = 0.430212489049957 x − 0.672040314519263R² = 0.911985616957092

waktu vs viskositas

waktu (s)

visk

osita

s

F. PEMBAHASAN

Viskositas menunjukkan tingkat ketahanan suatu cairan (fluida) untuk

mengalir. Semakin besar viskositas maka aliran akan semakin lambat.

Besarnya viskositas dipengaruhi oleh beberapa faktor seperti temperatur, 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.

Percobaan dilakukan dengan sampel Aquades, larutan gula dan

Gliserol. Pengukuran viskositas larutan tersebut dilakukan dengan

menggunakan viskosimeter Ostwald. Keunggulan dari metode ini

dibanding metode lain adalah lebih cepat, lebih mudah, alatnya murah serta

perhitungannya lebih sederhana selain itu untuk mencapai berbagai

konsentrasi, larutan polimer dapat diencerkan dalam viskosimeter dengan

menambahkan sejumlah terukur pelarut. Larutan gula digunakan

dengan variasi konsentrasi 20% ; 40%; 60%; dan X%.

Pengukuran kerapatan dilakukan dengan menggunakan piknometer

untuk memperoleh densitas masing-masing larutan. Pengukuran kerapatan

dilakukan dengan membagi berat dengan volume dari sampel dalam

piknometer sehingga didapatkan berat gliserol 5% = 1,012 g/mL, glukosa

20% = 1,012 g/mL, glukosa 40% = 1,112 g/mL, glukosa 60% = 1,212 g/mL,

dan glukosa X% = 1,312 g/mL. Pengukuran viskositas sampel percobaan

dilakukan dengan mengukur waktu yang diperlukan larutan untuk mengalir

diantara 2 tanda yaitu garis m dan n. Cairan kemudian di isap melalui filler

dari viskosimeter sampai permukaan cairan lebih tinggi dari batas atas

viskosimeter. Ketika permukaan cairan turun melewati batas atas, stop-watch

mulai dinyalakan dan ketika cairan melewati batas bawah stop-watch

dimatikan. Jadi waktu yang dibutuhkan cairan untuk melalui jarak antara atas

dan bawah dapat ditentukan.

Pengukuran tersebut dilakukan sebanyak tiga kali (triplo), hal ini

dilakukan agar diperoleh data yang mendekati atau data yang lebih akurat.

Waktu alir dari pengukuran masing-masing sampel Gliserol dan larutan gula

berdasarkan percobaan yang dilakukan yaitu : Aquades= 2.77 detik, Gliserol

0,05% = 2.83 detik, larutan gula 20% = 3.16 detik , larutan gula 40% = 4.30

detik, larutan gula 60% = 7.64 detik dan larutan gula X% = 12.45 detik.

Masing-masing sampel memiliki waktu alir yang berbeda. Hal ini disebabkan

karena perbedaan kekentalan fluida pada gliserol, aquades dan larutan gula

yang merupakan gesekan antara molekul cairan satu dengan yang lain.

Sedangkan pengukuran viskositas yang diperoleh berdasarkan

percobaan yang dilakukan yaitu, Gliserol 0,05% = 0,8334 Ns/m2, larutan gula

20% = 0,141153 Ns/m2 , larutan gula 40% = 0,141123 Ns/m2, larutan gula

60% = 2,713935 Ns/m2 dan larutan gula X% = 4,7875 Ns/m2. Data tersebut

menunjukkan peningkatan viskositas, hal ini disebabkan karena larutan gula

yang semakin pekat dibanding gliserol. Selain itu, peningkatan viskositas ini

juga bergantung pada pergerakan relatif molekul-molekul antara satu dengan

yang lainnya. Larutan gula dan gliserol merupakan larutan dengan molekul

yang memiliki ikatan hidrogen yang kuat dan menyebabkan molekul-molekul

lain semakin sulit melakukan pergerakan. Sehingga apabila konsentrasi

larutan gula atau gliserol dinaikkan maka ikatan hidrogen yang dibentuk oleh

masing-masing molekul akan semakin banyak. Sebelumnya telah dijelaskan

bahwa viskositas merupakan sebuah ukuran penolakan sebuah fluida terhadap

perubahan bentuk di bawah tekanan atau sifat kekentalan yang disebabkan

karena gesekan oleh satu bagian pada zat cair terhadap bagian lainnya.

Viskositas fluida menunjukkan bagaimana gerakan zat padat di dalam fluida

tersebut, semakin besar viskositasnya maka semakin susah suatu zat padat

bergerak di dalamnya. Dari data yang didapat tersebut kita dapat mengetahui

bahwa kekentalan dari tiap zat berbeda.

Berdasarkan data tersebut dapat diketahui bahwa semakin tinggi

konsentrasi larutan maka semakin lama pula waktu alir yang diperlukan,

karena konsentrasi larutan menyatakan banyaknya partikel yang terlarut

persatuan volume. Menurut teori, viskositas suatu cairan akan bertambah

dengan adanya peningkatan konsentrasi. Konsentrasi yang tinggi ditandai dari

massa yang besar yang berbanding lurus dengan viskositas.

Dalam bidang farmasi, prinsip-prinsip rheologi dalam

penentuan viskositas dapat diaplikasikan dalam pembuatan

krim, suspensi, emulsi, losion, pasta, penyalut tablet, dan lain-

lain. Selain itu, untuk karakterisasi produk sediaan farmasi

sebagai penjaminan kualitas yang sama untuk setiap batch dan

pencampuran aliran dari bahan, penuangan, pengeluaran dari

tube atau pelewatan dari jarum suntik. Rheologi dari suatu zat

tertentu dapat mempengaruhi penerimaan obat didalam tubuh,

stabilitas fisika obat bahkan ketersediaan hayati didalam tubuh

sehingga viskositas terbukti dapat mempengaruhi laju absorbsi

obat dalam tubuh.

G. KESIMPULAN

Dari percobaan yang telah dilakukan, dapat ditarik kesimpulan bahwa:

1. Penentuan viskositas larutan newton dilakukan dengan menggunakan

viskosimeter Ostwald yaitu dengan mengukur waktu alir yang diperlukan

sampel untuk melewati dua tanda garis batas.

2. Pengaruh kadar larutan terhadap viskositas berbanding lurus, semakin

tinggi konsentrasi suatu larutan maka viskositas larutan tersebut akan

semakin tinggi pula.

DAFTAR PUSTAKA

Anonim. 2012. Petunjuk Praktikum Farmasi Fisik II. Universitas Haluoleo : Kendari.

Hwang JK, SP Hong, CT Kim. 1997. Effect of molecular weight and NaClconcentration on dilute solution properties of chitosan. J Food Sci Nutr 2: 1-5.

Moechtar, 1990. Farmasi Fisik. UGM-press: Yogyakarta.

Racmadani, Dian.2007. Pemurnian Enzim Kitonase Termostasel dari Isolat Bacillus . Institut Pertanian Bogor(IPB): Bogor.

Rochima, E., Maggy T.S., Dahrul S., Sugiyono. 2007. Viskositas dan Berat Molekul Kitosan Hasil Reaksi Enzimatis Kitin Deasetilase Isolat Bacillus Papandayan . Seminar Nasional dan Kongres Perhimpunan Ahli Teknologi Pangan Indonesia (PATPI)-: Bandung.

Sarojo, Ganijanti Aby. 2006. Seri Fisika Dasar Mekanika. Salemba Teknika. Jakarta.

Sutiah, Sofian F., Wahyu S.T. 2007. Studi Kualitas Minyak Goreng Dengan Parameter Viskositas dan Indeks Bias. Vol 11 ,No.2. UNDIP: Semarang.

M.Solichin1991.Faktor yang Mempengaruhi Viskositas.Vol.6 No.2.Palembang : Balai Penelitain Perkebunan Sumbawa.

Documents

Viskositas