PENENTUAN VISKOSITAS LARUTAN NEWTON DENGAN VISKOSIMETER OSTWALD

A.    Tujuan

Tujuan percobaan ini adalah untuk:

1.      Mempelajari cara penentuan viskositas Larutan Newton dengan Viskosimeter Ostwald

2.  Mempelajari pengaruh kadar larutan terhadap viskositas larutan

B.     Landasan Teori

Viskositas (kekentalan)  adalah salah satu sifat fisik dari suatu cairan atau materi cair. Viskositas juga merupakan hambatan terhadap aliran suatu cairan yang  didefinisikan sebagai rasio antara tegangan geser (shear stress) terhadap laju geser (shear rate) (Astawan, 2002). Kekentalan merupakan sifat cairan yang berhubungan erat dengan hambatan untuk mengalir. Beberapa cairan ada yang dapat mengalir cepat, sedangkan lainnya mengalir secara lambat. Cairan yang mengalir cepat seperti air, alkohol dan bensin mempunyai viskositas kecil. Sedangkan cairan yang mengalir lambat seperti gliserin, minyak castor dan madu mempunyai viskositas besar. Jadi viskositas tidak lain menentukan kecepatan mengalirnya suatu cairan (Sutiah, et al., 2008).

Viskositas dapat ditentukan oleh suatu metode yang akan mengukur daya tahan (untuk mengalir) yang diberikan oleh cairan. Untuk cairan – cairan biasa telah menjadi kebiasaan menentukan waktu yang dibutuhkan oleh suatu contoh cairan supaya mengalir pada temperatur yang telah diatur melalui suatu tabung kapiler vertikal yang kecil dan waktu ini diperbandingkan dengan waktu yang dibutuhkan untuk melakukan suatu pekerjaan yang sama oleh cairan rujukan. Banyak tabung viskositas yang telah dibuat secara kapiler dan hampir seluruhnya merupakan perbaikan dari tipe Ostwald (Ansel, 1989). 

Viskositas disebabkan karena kohesi antara partikel zat cair. Zat cair ideal tidak mempunyai viskositas. Zat cair kental seperti sirup atau oli, mempunyai viskositas besar, sedangkan zat cair encer seperti air mempunyai viskositas kecil. Viskositas zat cair dapat dibedakan menjadi dua yaitu viskositas dinamik (µ) atau viskositas absolute dan viskositas kinematis (Wyllie, 1992).

Cara menentukan viskositas suatu zat menggunakan alat yang dinamakan viskometer. Ada beberapa tipe viskometer yang biasa digunakan antara lain :

Viskometer ostwald/kapiler. Viskositas dari cairan Newton bisa ditentukan dengan mengukur waktu yang dibutuhkan bagi cairan tersebut untuk lewat antara dua tanda ketika ia mengalir karena gravitasi melalui suatu tabung kapiler vertikal yang dikenal sebagai viskometer oswald.

Vikometer bola jatuh. Dalam tipe viskometer ini, suatu bola gelas atau bola besi jatuh ke bawah dalam suatu tabung gelas yang hampir vertikal, mengandung cairan yang diuji pada temperatur konstan. Laju jatuhnya bola yang mempunyai kerapatan dan diameter tertentu adalah kebalikan fungsi vikositas sampel tersebut (Martin, 1993).

Viskometer Cup dan Bob. Prinsip kerjanya sampel digeser dalam ruangan antara dinding luar dari bob dan dinding dalam dari cup dimana bob masuk persis ditengah-tengah. Kelemahan viscometer ini adalah terjadinya aliran sumbat yang disebabkan geseran yang tinggi di sepanjangkeliling bagian tube sehingga menyebabkan penurunan konsentrasi. Penurunan konsentrasi ini menyebabkab bagian tengah zat yang ditekan keluar memadat.

Viskometer Cone dan Plate. Cara pemakaiannya adalah sampel ditempatkan ditengah-tengah papan, kemudian dinaikkan hingga posisi di bawah kerucut. Kerucut digerakkan oleh motor dengan bermacam kecepatan dan sampelnya digeser di dalam ruang semitransparan yang diam dan kemudian kerucut yang berputar  (Moechtar, 1990).

C.    Alat Dan Bahan

1. Alat

Alat yang digunakan adalah:

Ø  Viskometer Ostwald

Ø  Pipet ukur 10 ml

Ø  Filler

Ø  Piknometer

Ø  Botol semprot

Ø  Stopwatch

Ø  Timbangan analitik

2. Bahan

Bahan yang digunakan adalah:

Ø  Akuades

Ø  Gliserol 5%, 10%, 15%, X%

D.    Cara Kerja

1. Pengukuran Kerapatan (ρ)

 

- 

-  Dimasukkan ke dalam piknometer yang    telah diketahui massanya hingga penuh

                                                              -  Ditimbang massanya

                                                              - Diulangi perlakuan untuk gliserol 5 %, 10 %, 15 % dan X %.

Hasil pengamatan = …?

2. Penentuan Viskositas (η)

	Aquades

 

                                                                                 

                                                                                  -  Dipipet 10 ml

                                                                                  -  Dimasukkan ke dalam viskometer Ostwald

                                                                                  -  Diisap sampai garis m (batas atas)

                                                                                  -  Dibiarkan mengalir sampai garis n (batas bawah)

                                                                                  -  Dicatat waktu alirnya

                                                                                  -  Dilakukan triple

                                                                                  -  Dihitung η -nya

                                                                                  -  Diulangi dengan menggunakan larutan gliserol 5%, 10%, 15%, dan X%..

    

       Hasil pengamatan = …?

E.     Hasil Pengamatan

1.      Data Pengamatan

Konsentrasi (%)	Waktu (s)				m (g)	η (N/m2s)
	t1	t2	t3	t rata-rata
0 (aquades)	5.97	6.11	5.97	6.01	9.84	0.8705 x10-3 x 10-3
5	6.83	6.80	6.89	6.84	10.1	1,016  x 10-3 N/m2s
10	6.85	7.09	7.36	7.1	10.14	1,059 x 10-3 N/m2s
15	7.07	7.07	7.36	7.17	10.23	1,079 x 10-3 N/m2s
X	6.94	6.89	6.90	6.91	10.12	1,023 x 10-3 N/m2s

2.      Data Perhitungan

Berat piknometer kosong           = 11,37 gr

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

Volume piknometer                   = 10 ml

η₀ (26⁰C)                                    = 0,8705x10^-3 N/m²s

ü  Untuk gliserol 5%

ω gliserol 5% = 10,1 gr

ρ gliserol 5% =  =  = 1,01 g/ml

η = η _0.  = 0,8705x10^-3 N/m²s x  = 1,016 x 10^-3 N/m²s

ü  Untuk gliserol 10 %

ω gliserol 10% = 10,14 gr

ρ gliserol 10% =  =  = 1,014 g/ml

η = η_0.  = 0,8705x10^-3 N/m²s x  = 1,059 x 10^-3 N/m²s

ü  Untuk gliserol 15 %

ω gliserol 15% = 10,23 gr η

ρ gliserol 10% =  =  = 1,023 gr/ml

η = η_0.  = 0,8705x10^-3 N/m²s x  = 1,079 x 10^-3 N/m²s

ü  Untuk gliserol X %

ω gliserol sampel X % =  10,12 gr

ρ gliserol X % =  =  = 1,012 gr/ml

η = η_0.  = 0,8705x10^-3 N/m²s x  = 1,029 x 10^-3 N/m²s

3.      Kurva

Dik. y = 6 x 10^-6 x + 0.001

Dit. Konsentrasi gliserol X% = ….?

Peny.                 y = 6.10^-6 x + 0.001

1,029 x 10^-3 = 6.10^-6 x + 0.001

X  = 4.83%

F.     Pembahasan

Vikositas adalah suatu pernyataan tahanan dari suatu cairan untuk mengalir; makin tinggi viskositas, akan makin besar tahanannya. Faktor-faktor yang mempengaruhi fiskositas adalah suhu, tekanan, berat molekul, konsentrasi dan densitas.

Faktor suhu berbanding terbalik dengan viskositas dimana semakin tinggi suhu maka viskositasnya akan semakin kecil sedangkan bila suhunya rendah maka viskositasnya besar. Ini disebabkan karena pada suhu tinggi ada beberapa jenis ikatan antar molekul pada larutan gliserol yang putus atau renggang, sehingga gaya antar molekul berkurang dan mengakibatkan viskositas juga berkurang. Faktor tekanan berbanding lurus dengan viskositas dimana viskositas akan bertambah bila tekanan naik. Faktor berat molekul berbanding lurus terhadap viskositas. Ini disebabkan karena pada cairan yang memiliki berat molekul besar akan mengakibatkan gaya antar molekul pada cairan tersebut akan meningkat sehingga mengakibatkan viskositas cairan tersebut juga semakin besar, dengan kata lain waktu alir yang dibutuhkan untuk melewati pipa juga semakin lambat. Konsentrasi berbanding lurus dengan viskositas, ini disebabkan semakin banyak konsentrasi zat terlarut dalam larutan maka gaya gesek antar cairan akan makin besar. Zat terlarut yang memiliki konsentrasi tinggi akan memiliki gaya tekan ke dinding lebih besar dibanding dengan konsentrasi kecil. Faktor densitas berbanding lurus dengan viskositas.

Viskositas dapat diukur dengan menggunakan alat yang dinamakan viskometer. Ada beberapa metode  yang biasa digunakan untuk menentukan viskositas antara lain dengan metode  Viskometer Ostwald, Viskometer Hoppler, Viskometer Cup dan Bob, dan Viskometer Cone dan Plate. Namun, Metode yang paling sederhana dan mudah yang dapat digunakan untuk mengukur suatu cairan dengan viskositas rendah adalah dengan metode Ostwald. Pada percobaan ini menggunakan viskometer Ostwald dimana prinsip kerjanya dengan mengukur waktu yang dibutuhkan bagi cairan untuk lewat antara 2 tanda ketika ia mengalir karena gravitasi melalui viskometer Ostwald.

Pada percobaan akan ditentukan viskositas gliserol menggunakan viskometer Oswald dengan konsentrasi yang berbeda-beda 5%, 10%, 15%, dan X% (larutan gliserol yang belum diketahui konsentrasinya), dan aquades sebagai larutan pembanding. Dari percobaan didapatkan viskositas gliserol 5% 1,016 x 10^-3 N/m²s, gliserol 10% 1,059 x 10^-3 N/m²s, dan gliserol 15% 1,079 x 10^-3 N/m²s. Hasil yang didapatkan sesuai dengan teori dimana semakin besar konsentrasi maka viskositasnya semakin besar. Dengan memplot konsentrasi vs viskositas didapatkan persamaan garisnya  y = 6.10^-6X + 0.001, dari persamaan tersebut maka nilai X dapat ditentukan yaitu 4.83%.

G.  Kesimpulan

Dari percobaan yang telah dilakukan, maka dapat disimpulkan sebagai berikut:

1.     Viskositas suatu cairan dapat ditentukan dengan cara metode Ostwald, yaitu dengan mengukur waktu yang diperlukan oleh cairan untuk melewati dua tanda pada pipa kapiler dan kemudian membandingkannya dengan larutan standar. Waktu yang dibutuhkan oleh gliserol dibandingkan dengan waktu yang dibutuhkan oleh akuades yang telah diketahui viskositasnya.

2.     Pengaruh kadar terhadap viskositas yaitu berbanding lurus dimana viskositas suatu cairan akan meningkat apabila konsentrasi dari cairan tersebut bertambah , sehingga waktu alir yang dibutuhkan semakin lambat.

DAFTAR PUSTAKA

Ansel, H.C. 1989, Pengantar Bentuk Sediaan Farmasi Edisi Keempat, Universitas Indonesia, Jakarta.

Astawan,  M., Hariyadi, P., Muliyani, A., 2002,  “Analisis  Sifat  Reologi  Gelatin  dari  Kulit  Ikan Cucut”, Jurnal. Teknologi dan Industri Pangan, Vol 13(1).

Martin, Alfred., Swarbrick, J., Cammarata, A, 1990, Farmasi Fisik Edisi ketiga, UI-Press, Jakarta.

Moechtar. 1990. Farmasi Fisik Bagian Struktur Atom dan Molekul Zat Padat dan  Mikromeretika. Gajah Mada University Press. Yogyakarta. Hal 36.

Sutiah, K, Fidausi, S., Budi, W.S. 2008. “Studi kualitas minyak goreng dengan Parameter viskositas dan indeks bias”, Berkala Fisika Vol 11 ,No.2, April 2008, hal 53-58. FMIPA UNDIP.

Wylie, EB., 1992. Mekanika Fluida, Erlangga, Jakarta.