Viskositas dan Tenaga Pengaktifan Aliran
VISKOSITAS DAN TENAGA PENGAKTIFAN ALIRAN
BAB I. TUJUAN
1. Menentukan
viskositas cairan dengan metoda Ostwald
2. Mempelajari pengaruh suhu
terhadap viskositas cairan
BAB II. DASAR TEORI
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 (Kramer, 1996).
Viskositas secara umum
dapat juga diartikan sebagai suatu tendensi untuk melawan aliran cairan karena
internal friction atau resistensi suatu bahan untuk mengalami deformasi bila
bahan tersebut dikenai suatu gaya (Lewis, 1987). Viskositas biasanya berhubungan
dengan konsistensi yang keduanya merupakan sifat kenampakan (appearance
property) yang berhubungan dengan indera perasa. Konsistensi dapat
didefinisikan sebagai ketidakmauan suatu bahan untuk melawan perubahan bentuk
(deformasi) bila suatu bahan mendapat gaya gesekan (sheering fore). Gesekan
yang timbul sebagai hasil perubahan bentuk cairan yang disebabkan karena adanya
resistensi yang berlawanan yang diberikan oleh cairan tersebut dinamakan gaya
irisan (sheering stress). Jika tenaga diberikan pada suatu cairan, tenaga ini
akan menyebabkan suatu bentuk atau deformasi. Perubahan bentuk ini disebut
sebagai aliran (Lewis, 1987).
Menurut
Kartika (1990), viskositas suatu bahan dipengaruhi oleh beberapa factor, yaitu
:
1) Suhu
Viskositas berbanding
terbalik dengan suhu. Jika suhu naik maka viskositas akan turun, dan begitu
pula sebaliknya. Hal ini disebabkan karena adanya gerakan partikel-partikel
cairan yang semakin cepat apabila suhu ditingkatkan dan menurun kekentalannya.
2) Konsentrasi larutan
Viskositas berbanding
lurus dengan konsentrasi larutan. Suatu larutan dengan konsentrasi tinggi akan
memiliki viskositas yang tinggi pula, karena konsentrasi larutan menyatakan
banyaknya partikel zat yang terlarut tiap satuan volume. Semakin banyak
partikel yang terlarut, gesekan antar partikel semakin tinggi dan viskositasnya
semakin tinggi pula.
3) Berat molekul solute
Viskositas berbanding
lurus dengan berat molekul solute, karena dengan adanya solute yang berat akan
menghambat atau memberi beban yang berat pada cairan sehingga akan menaikkan
viskositasnya.
4) Tekanan
Viskositas berbanding
lurus dengan tekanan, karena semakin besar tekanannya, cairan akan semakin
sulit mengalir akibat dari beban yang dikenakannya. Viskositas akan bernilai
tetap pada tekanan 0-100 atm.
Ada beberapa tipe viskometer yang
biasa digunakan antara lain :
a. Viskometer kapiler Ostwald
Viskositas dari cairan newton
bisa ditentukan dengan mengukur waktu yang dibutuhkan bagi cairan tersebut
untuk lewat antara 2 tanda ketika ia mengalir karena gravitasi melalui
viskometer Ostwald. Waktu alir dari cairan yang diuji dibandingkan dengan waktu
yang dibutuhkan bagi suatu zat yang viskositasnya sudah diketahui (biasanya
air) untuk lewat 2 tanda tersebut.
b. Viskometer Hoppler
Berdasarkan hukum Stokes pada
kecepatan bola maksimum, terjadi keseimbangan sehingga gaya gesek sama dengan
gaya berat gaya archimides. Prinsip kerjanya adalah menggelindingkan bola (yang
terbuat dari kaca) melalui tabung gelas yang hampir tikal berisi zat cair yang
diselidiki. Kecepatan jatuhnya bola merupakan fungsi dari harga resiprok sampel
c. Viskometer Cup dan Bob
Prinsip kerjanya sampel
digeser dalam ruangan antara dinding luar dari bob dinding dalam dari cup
dimana bob masuk persis ditengah-tengah. Kelemahan viskometer ini adalah
terjadinya aliran sumbat yang disebabkan geseran yang tinggi disepanjang
keliling bagian tube sehingga menyebabkan penurunan konsentrasi. Penurunan
konsentrasi ini menyebabkan bagian tengah zat yang ditekan keluar memadat. Hal
ini disebut aliran sumbat
d.
Viskometer Cone dan Plate
Cara pemakaiannya adalah
sampel ditempatkan ditengah-tengah papan, kemudian dinaikkan hingga posisi
dibawah kerucut. Kerucut digerakkan oleh motor dengan bermacam kecapatan dan
sampelnya digeser didalam ruang semit antara papan yang diam dan kemudian
kerucut yang berputar.
Metoda Ostwald merupakan
suatu variasi dari metoda Poisseuille. Prinsip dari metode ini dapat dipelajari
dari gambar 1. sejumlah tertentu cairan dimasukkan ke dalam A, kemudian dengan
cara menghisap atau meniup, cairan dibawa ke B, sampai melewati garis m.
Selanjutnya cairan dibiarkan mengalir secara bebas dan waktu yang diperlukan
untuk mengalir bebas dan waktu yang diperlukan untuk mengalir dari garis ke n
diukur. Pada proses pengaliran melalui kapiler C, tekanan penggerak tidak tetap
dan pada setiap saat sama dengan h.g.ρ, dengan h adalah beda tinggi permukaan
cairan pada kedua reservoir alat, g adalah percepatan gravitasi dan ρ adalah
rapat massa cairan.
Gambar 1. Viskometer Ostwald
Karena
pada metode ini selalu diperhatikan aliran cairan dari m ke n dan menggunakan
viskometer yang sama, maka viskositas suatu cairan dapat ditentukan dengan
membandingkan hasil pengukuran waktu t, rapat massa ρ cairan tersebut terhadap
waktu to dan rapat massa ρo, cairan pembanding yang telah diketahui
viskositasnya pada suhu pengukuran. Perbandingan viskositas kedua cairan dapat
dinyatakan sebagai :
Dari persamaan (1), viskositas
cairan dapat dihitung dengan merujuk pada viskositas cairan pembanding.
Viskositas cairan adalah fungsi
dari ukuran dan permukaan molekul, gaya tarik antar molekul dan struktur
cairan. Tiap molekul dalam cairan dianggap dalam kedudukan setimbang maka
sebelum suatu lapisan molekul dapat melewati lapisan molekul lainnya diperlukan
suatu energi tertentu. Sesuai dengan hukum distribusi Maxwell-Boltzmann, jumlah
moleul yang memiliki energi yang diperlukan untuk mengalir dihubungkan dengan
faktor eE/RT. Secara kuantitatif pengaruh suhe terhadap viskositas dinyatakan dengan
persamaan empirik:
BAB III.
ALAT DAN BAHAN
1. Alat-alat
yang digunakan dalam praktikum ini adalah:
a.
Viskometer
Ostwald
b.
waterbach
c.
bulb
d.
Pencatat
waktu atau stopwatch
e.
Pipet
tetes
f.
gelas
piala 100ml
g.
Piknometer
atau neraca westphal
2.
Bahan-bahan yang digunakan:
a.
Cairan
yang akan ditentukan viskositasnya, yaitu: etanol dan minyak
b.
Air
suling sebagai cairan pembanding
BAB IV. CARA KERJA
Viskometer oswalt
Prosedur
kerja yang kami lakukan sesuai modul prakikum adalah
1. Viskometer
digunakan yang bersih
2. Sejumlah
tertentu cairan minyak di pepet ke dalam reservoir A sehingga kalau cairan
minyak ini di bawa ke reservoir B dan permukaannya melewati garis m, reservoir
A kira-kira masih terisi setengahnya
3. Bawa
cairan dengan di hisap ke B sampai sedikit di atas garis m
4. Biarkan
minyak menglir scara bebas, nyalakan timer tepat sewaktu cairan melewati garis
m. Catat waktu yang di perlukan cairan minyak mengalir dari m ke n. Lakukan 3
kali
5. Massa
jenis di tentukan dengan pikno meter
6. Ulangi
percobaan diatas dengan menggunakan cairan etanol dan pembanding menggunakan
air suling dengan viskometer yang sama.
BAB
V. DATA PENGAMATAN
Berikut
ini adalah tabel hasil pengamatan kami
|
No
|
Jenis larutan
|
Waktu (S)
|
Massa jenis
|
|
1
|
Etanol
|
2:37
|
0,777
|
|
2
|
Etanol
|
40:12
|
|
|
3
|
Etanol
|
41:08
|
|
|
5
|
Rata-rata
|
41:19
|
|
|
6
|
Minyak
|
25:19:03
|
0,876
|
|
7
|
Minyak
|
25:18:19
|
|
|
8
|
Minyak
|
25:26:35
|
|
|
9
|
Rata-rata
|
1521,19
|
|
|
10
|
Air
|
26:80
|
0,959
|
|
11
|
Air
|
26:18
|
|
|
12
|
Air
|
26:25
|
|
|
13
|
Rata-rata
|
26:41
|
|
BAB
VI. PERHITUNGAN
1.Massa
Jenis = Berat Plnometer +Larutan-Piknometerkosong/Volume
a. Massa
jenis air = 25,16-15,57/10 =0,959gr/mol
b. Massa
jenis etanol = 23,34-15,57/10=0,77 gr/mol
c. Massa
jenis air= 24,33-15,57/10= 0,876gr/mol
2.
viskositas = n/n0 =tp/t 0.p
a. viskositas
minyak= txpxn0/t0xp0
=(1521,19x0,777x0,0008):
(26,41X0,959)
=0,042
b. viskositas
AIR= txpxn0/t0xp0
=(26,1x0,0,959x0,0008):
(26,41X0,959)
=0,0008
c. viskositas
eetanol= txpxn0/t0xp0
=(41,19x0,876x0,0008):
(26,41X0,959)
=0,001
BAB
VII. PEMBHASAN
Praktikum
kali ini bertujuan
supaya mahasiswa mampu Menentukan viskositas cairan dengan metoda Ostwald,
Mempelajari pengaruh suhu terhadap viskositas cairan hl ini di lakukan dengan
cara Viskometer digunakan yang bersih Sejumlah tertentu
cairan minyak di pepet ke dalam reservoir A sehingga kalau cairan minyak ini di
bawa ke reservoir B dan permukaannya melewati garis m, reservoir A kira-kira
masih terisi setengahnya, Bawa cairan dengan di hisap ke B sampai sedikit di
atas garis m, Biarkan minyak menglir scara bebas, nyalakan timer tepat sewaktu
cairan melewati garis m. Catat waktu yang di perlukan cairan minyak mengalir
dari m ke n. Lakukan 3 kali, Massa jenis di tentukan dengan pikno meter, Ulangi
percobaan diatas dengan menggunakan cairan etanol dan pembanding menggunakan
air suling dengan viskometer yang sama
Dan sesuai dengan teori
yang telah kita bahas bahwa Metoda Ostwald merupakan suatu variasi dari metoda
Poisseuille. Prinsip dari metode ini dapat dipelajari dengan sejumlah tertentu
cairan dimasukkan ke dalam A, kemudian dengan cara menghisap atau meniup,
cairan dibawa ke B, sampai melewati garis m. Selanjutnya cairan dibiarkan
mengalir secara bebas dan waktu yang diperlukan untuk mengalir bebas dan waktu
yang diperlukan untuk mengalir dari garis ke n diukur. Pada proses pengaliran
melalui kapiler C, tekanan penggerak tidak tetap dan pada setiap saat sama
dengan h.g.ρ, dengan h adalah beda tinggi permukaan cairan pada kedua reservoir
alat, g adalah percepatan gravitasi dan ρ adalah rapat massa cairan.
Karena
pada metode ini selalu diperhatikan aliran cairan dari m ke n dan menggunakan
viskometer yang sama, maka viskositas suatu cairan dapat ditentukan dengan
membandingkan hasil pengukuran waktu t, rapat massa ρ cairan tersebut terhadap
waktu to dan rapat massa ρo, cairan pembanding yang telah diketahui
viskositasnya pada suhu pengukuran. Perbandingan viskositas kedua cairan dapat
dinyatakan sebagai
Dari persamaan (1), viskositas
cairan dapat dihitung dengan merujuk pada viskositas cairan pembanding.
Viskositas cairan adalah
fungsi dari ukuran dan permukaan molekul, gaya tarik antar molekul dan struktur
cairan. Tiap molekul dalam cairan dianggap dalam kedudukan setimbang maka
sebelum suatu lapisan molekul dapat melewati lapisan molekul lainnya diperlukan
suatu energi tertentu.
1.
adakah
cara lain untuk menentukan viskositas?
Jawab ada yaitu dengan
cara visjositas cone dan plate, cup dan bob dan viskositas hoppler.
Kesimpulan:hasil
yang kami peroleh adalah: viskositas
minyak 0,042, viskositas air 0,0008, viskositas etanol 0,042.
