A.
Tujuan Percobaan
Tujuan percobaan ini adalah untuk
mengenal dan membiasakan diri dengan konsep dan pengukuran tegangan muka
B.
Landasan Teori
Tegangan permukaan adalah gaya persatuan panjang yang harus diberikan sejajar pada permukaan
utuk mengimbangi gaya tarikan ke dalam. Gaya tegangan permukaan mempunyai
satuan dyne/cm dalam sistem cgs. Tegangan
antar muka adalah gaya perstuan panjang yang terdapat pada antarmuka dua fase
cair yang tidak bercampur dan seperti tergangan permukaan mempunyai satuan
dyene/cm. Tegangan antarmuka selalu lebih kecil daripada tegangan permukaan
karena gaya adhesif antara dua fase cair yang membentuk suatu antar muka adalah
lebih besar daripada bila suatu fase cair dan suatu fase gas berada
bersama-sama. Jadi, bila dua cairan bercampur dengan sempurna, tidak ada
tegangan antar muka yang terjadi (Martin, dkk., 1993).
Tegangan pennukaan merupakan sifat permukaan suatu zat
cair yang berperilaku layaknya selapis kulit tipis yang kenyal atau lentur
akibat pengaruh tegangan. Pengaruh tegangan tersebut disebabkan oleh adanya
gaya tarik-menarik antarmolekul di pennukaan zat cair tersebut (Indarniati,
2008).
Metode yang paling umum untuk mengukur tegangan permukaan
adalah kenaikan atau penurunan dalam pipa kapiler, yaitu:
γ = d r g l/ 2
dimana d adalah kerapatan cairan, r adalah jari-jari kapiler, l adalah
panjang cairan yang ditekan atau yang akan naik, dan g adalah konstanta gravitasi
(Dogra, 1990).
Penentuan tegangan permukaan dan tegangan antar muka dapat
dilakukan melalui 2 cara, yaitu:
1.
Metode Kenaikan Kapiler (Giancoli, 2001).
Tegangan permukaan diukur dengan melihat ketinggian
air/cairan yang naik melalui suatu kapiler. Metode kenaikan kapiler hanya dapat
digunakan untuk mengukur tegangan permukaan tidak bisa untuk mengukur tegangan
antar muka.
2.
Metode Tensiometer Du-Nouy (Giancoli, 2001).
Metode cincin Du-Nouy 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
dicelupkan pada permukaan sebanding dengan tegangan permukaan atau tegangan
antar muka dari cairan tersebut.
Sifat antar muka atau tegangan permukaan suatu cairan
penting untuk membuat emulsi, gel atau krem. Banyak obat yang dibuat dalam
bentuk emulsi dan untuk bisa mempertahankan emulsi ini hingga saatnya
dikonsumsi, tentu saja diperlukan pengetahuan tentang teori pembuatan emulsi.
Demikian pula untuk gel atau krem sehingga gel atau krem tidak mencair pada
saat dikemas dan tidak berjamur karena lembab maka diperlukan senyawa pengatur
tegangan muka atau koloid pelindung sebagai penstabil koloid (Widjajanti,
Endang, 2009)
.
C.
Alat Dan Bahan
1.
Alat
Alat yang digunakan
adalah:
·
Pipa kapiler
·
Piknometer 10 ml
·
Gelas kimia 100 ml,
250 ml
·
Pipet ukur 10 ml
·
Neraca analitik
·
Filler
·
Statif dan klem
2.
Bahan
Bahan yang digunakan adalah:
·
Akuades
·
Methylen Blue 0,01%
D.
Cara Kerja
1.
Penentuan Berat Jenis
-
dimasukkan
dalam piknometer
-
ditutup
-
ditimbang
-
dicatat
hasilnya
-
ditentukan
bobot jenis
|
2.
Penentuan Tegangan Permukaan
-
dimasukkan dalam gelas kimia 250 ml
-
dicelupkan pipa kapiler
-
dibiarkan cairan merambat naik
-
diukur ketinggian cairan
h akuades = 0,7 cm
h methylen blue = 0,9 cm
E.
Hasil Pengamatan
1. Data Pengamatan
Zat cair
|
Massa zat + piknometer
|
Massa zat
|
Kerapatan
|
Tinggi kenaikan
|
Akuades
Methylen blue
|
21,29 gram
21,30 gram
|
9,85 gram
9,86 gram
|
1,004 gr/ml
1,002 gr/ml
|
0,7 cm
0,9 cm
|
2. Data Perhitungan
Dik. Massa piknometer kosong = 11,44 gram
Massa piknometer + akuades = 21,29 gram
Massa piknometer + methylen blue = 21,30 gram
h akuades = 0,7 cm
h methylen blue = 0,9 cm
Dit. Tegangan gabungan = …..?
Penyelesaian.
·
Massa akuades = 21,29
– 11,44 = 9,85 gram
ρ akuades = 9,85 /10 =
0,985 gr/ml
·
massa methylen blue =
21,30 – 11,44 = 9,86 gram
ρ methylen blue = 9,86 /10 = 0,986 gr/ml
·
Tegangan gabungan =
(h1x ρ1)/(h2 x ρ2)
= (0,7 x 0,985)/(0,9 x
0,986)
= 0,776 gram/cm
F.
Pembahasan
Tegangan permukaan adalah gaya persatuan panjang yang harus diberikan sejajar pada permukaan
utuk mengimbangi gaya tarikan ke dalam. Gaya tegangan permukaan mempunyai
satuan dyne/cm dalam sistem cgs.
Dalam percobaan ini metode yang digunakan adalah metode
kenaikan kapiler, dimana prinsip kerjanya dengan mencelupkan pipa kapiler ke
dalam cairan dan mengukur kenaikan cairan tersebut. Bila suatu tabung kapiler
diletakkan dalam suatu cairan di sebuah beker, biasanya cairan itu naik ke pipa
sampai ketinggian tertentu. Hal ini disebabkan bilamana kekuatan adhesi antara
molekul-molekul cairan dan dinding kapiler lebih besar daripada kohesi antara
molekul-molekul cairan sehingga cairan itu membasahi dinding kapiler. Tapi
dalam percobaan ini tidak dilakukan pengukuran tegangan permukaan karena tidak
diketahuinya jari-jari dari pipa kapiler, jadi yang dilakukan hanya mengukur
tegangan gabungan dengan membandingakan tegangan permukaan aquades dengan
methilen blue.
Pertama-tama aquades dan methilen blue ditentukan bobot
jenisnya dengan menggunakan piknometer 10 ml, didapatkan bobot jenis aquades
dan methilen blue sebesar 0,985 gr/ml dan 0,986 gr/ml. Setelah didapatkan bobot jenisnya maka selanjunya mengukur kenaikan
aquades dan methilen blue dengan
menggunakan pipa kapiler dan didapatkan kenaikannya 0,7 cm aquades dan 0,9 cm
metilen blue. Dari hasil tersebut dapat dikatan metilen blue memiliki tegangan
permukaan yang lebih besar dibanding dengan aqudes. Terlihat dari hasil
pengukurannya dengan menggunakan pipa kapiler, kenaikan dari metilen blue tidak
jauh berbeda dengan kenaikan dari aquades, hal ini desebabkan karena metilen
blue amat encer serta konsentrasinya kecil dimaana larutan metilen blue dibuat
dari padatan yang kemudian dilarutkan dalam aquades dengan volume tertentu
itulah sebabnya bobot jenis dan tinggi kenaikan metilen blue pada pipa kapiler,
hampir sama dengan aquades. Dari data yang diperoleh tegangan gabungan dapat
ditentukan, yaitu dengan membandingkan tegangan permukaan akuades dengan
methylen blue. Tegangan gabungan sebesar 0,776.
G.
Kesimpulan
Berdasarkan percobaan yang telah
dilakukan, Tegangan permukaan adalah gaya persatuan panjang yang harus
dikerjakan sejajar permukaan untuk mengimbangi gaya tarikan kedalam pada
cairan. Prinsip kerja metode kenaikan kapiler adalah pengukuran tegangan permukaan
dengan melihat ketinggian air/cairan yang naik melalui suatu kapiler. Dari data
yang diperoleh tegangan gabungan dapat ditentukan, yaitu dengan membandingkan
tegangan permukaan akuades dengan methylen blue. Tegangan gabungan sebesar 0,776.
DAFTAR PUSTAKA
Dogra, SK dan S. Dogra. 1990. Kimia
Fisik dan Soal-soal. Universitas Indonesia. Jakarta.
Giancoli, DC. 2001. Fisika Jilid I. Penerbit
Erlangga. Jakarta.
Indarniati, dan Ermawai, FU. 2008. “Perancangan Alat Pengukur Tegangan
Permukaan Dengan Induksi Elektromagnetik”, Jurnal,
Vol 4(1). Universitas negeri
Surabaya. Surabaya
Martin, Alfred., Swarbrick, J.,
Cammarata, A. 1990. Farmasi Fisik
Edisi ketiga. UI-Press. Jakarta.
Widjajanti,
Endang. 2009. “Peran Kimia Fisika Dalam Industri” Makalah. Universitas Negeri Yogyakarta. Yogyakarta