Penentuan Tegangan Permukaan

LAPORAN PRAKTIKUM
FISIKA FARMASI

PENENTUAN TEGANGAN PERMUKAAN

ABSTRAK

Penentuan tegangan permukaan dilakukan dengan metode kenaikan pipa kapiler, yang bertujuan untuk mengenal dan membiasakan diri dengan konsep dan pengukuran tegangan muka. Percobaan ini dilakukan dengan pipa kapiler yang bekerja jika suatu cairan naik dalam kapiler karena gaya tegangan mukanya bekerja pada sistem kapiler dan sepanjang perimeter kapiler. Bahan yang digunakan adalah air, natrium laurel sulfat, dan parafin cair. Tegangan muka dapat diketahui dengan kerapatan cairan, dan tingginya kenaikan dalam kapiler yang sama. Hasil yang diperoleh dari percobaan adalah semakin besar densitasnya, maka tegangan permukaannya semakin besar dan semakin tinggi konsentrasi larutannya, maka tegangan permukaan semakin besar. Kenaikan atau penurunan cairan dalam kapiler disebabkan oleh adanya tegangan permukaan yang bekerja pada permukaan cairan yang menyentuh dinding sepanjang keliling pipa.

Kata kunci : Densitas, tegangan muka, konsentrasi, pipa kapiler

ABSTRACT

Determination of surface tension carried by the capillary rise method, which aims torecgnize with concept and measurement of inter faces. This experiment done with a capillary tube to work when a liquid rises in acapillarydue to the style of his face working inter faces on the system along the perimeter of the capillary and capillary. The materials used are water, Sodium laurel sulfate, and liquid paraffin. Face tension can be determinated by the fluid density, and a huge increase incapillary the same.results obtained from the experiment is the greater the density, the greater the surface tension and the higher concentration ofthe solution, the greater the surface tension.increase or decrease the liquid in the capillary caused by the presence of surface tension acting on the liquid surface that taouches the wall along the circumference of

the capillary tube.

Keywords:  Density, surface tension, the concentration, the capillary tube

KATA PENGANTAR

Puji syukur kami panjatkan kepada Allah SWT atas karunia dan berkat yang telah dilimpahkan-Nya, Khususnya dalam penyusunan laporan praktikum fisika farmasi ini dapat terselesaikan dengan baik dan tepat waktu.

Kami menyadari bahwa baik dalam pengungkapan, penyajian dan pemilihan kata-kata maupun pembahasan materi tesis ini masih jauh dari sempurna, karena itu dengan penuh kerendahan hati penulis mengharapkan saran, kritik dan segala bentuk pengarahan untuk perbaikan laporan ini. Kami sadar, apa yang kami perbuat jauh dari sempurna. Oleh sebab itu kami mohon maaf apabila ada kekurangan yang tentunya tidak kami sengaja.

Kami mengucapkan terima kasih banyak kepada seluruh pihak yang telah membantu kami dalam menjelaskan materi ini, sehingga kami dapat membuat laporan ini. Akhirnya kami mengucapkan terimakasih dan semoga apa yang telah kami perbuat dapat berguna bagi pembaca.

BAB I.  PENDAHULUAN

1.1.            Latar Belakang

Banyak fenomena alam yang mempunyai hubungan dengan adanya tegangan permukaan namun seringkali kita tidak menyadarinya. Peristiwa-peristiwa alam yang tidak kita perhatikan dengan teliti misalnya tetes-tetes zat cair pada pipa keran atau tetesan air hujan yang membuat bentuk hampir bulat, nyamuk atau serangga yang dapat berjalan diatas air, serta peristiwa terapungnya pisau silet atau jarum jahit diatas air meskipun kerapatannya lebih besar daripada air. Hal tersebut dapat terjadi karena adanya gaya-gaya yang bekerja pada permukaan zat cair atau pada batas antara zat cair dengan bahan lain.

Pada percobaan kali ini kita akanmenganalisa tegangan permukaan pada cairan dengan menggunakan metode pipa kapiler. Dengan menganalisa tegangan permukaan menggunakan metode berat tetes, kita dapat mengetahui nilai tegangan permukaan dari suatu larutan.

1.2.            Rumusan Masalah

Permasalahan yang akan dibahas pada percobaan ini adalah apa itu tegangan permukaan dan faktor apa yang mempengaruhinya serta aplikasi tegangan permukaan pada kehidupan sehari-hari.

1.3.            Tujuan Percobaan

Mengenal dan membiasakan diri dengan konsep dan pengukuran tegangan muka.

1.4.            Manfaat Percobaan

Tegangan permukaan air berhubungan dengan kemampuan air untuk membasahi benda. Makin kecil tegangan permukaan air, makin baik kemampuan air untuk membasahi benda, dan ini berarti kotoran-kotoran pada benda lebih mudah larut dalam air.

Dari pernyataan diatas dapat kita ketahui manfaat dari tegangan permukaan seperti Mencuci dengan air panas dan detergen lebih mudah dan menghasilkan cucian yang lebih bersih. Tegangan permukaan dipengaruhi oleh suhu. Makin tinggi suhu air, makin kecil tegangan permukaan air dan ini berarti makin baik kemampuan air untuk membasahi benda. Detergen  juga didesain untuk meningkatkan kemampuan air membasahi kotoran yang melekat pada pakaian, yaitu dengan menurunkan tegangan permukaan air. Banyak kotoran yang tidak larut dalam air segar, tetapi larut dalam air yang diberi detergen.

BAB II.  TINJAUAN KEPUSTAKAAN

Permukaan zat cair mempunyai sifat ingin merenggang, sehingga permukaannya seolah-olah ditutupi oleh suatu lapisan yang elastis. Hal ini disebabkan adanya gaya tarik-menarik antar partikel sejenis didalam zat cair sampai ke permukaan. Di dalam cairan, tiap molekul ditarik oleh molekul lain yang sejenis di dekatnya dengan gaya yang sama ke segala arah. Akibatnya tidak terdapat sisa (resultan) gaya yang bekerja pada masing-masing molekul. Adanya gaya atau tarikan kebawah menyebabkan permukaan cairan berkontraksi dan berada dalam keadaan tegang. tegangan ini disebut dengan tegangan permukaan (Herinaldi, 2004).

Molekul-molekul yang berada dalam fasa cair seluruhnya akan dikelilingi oleh molekul-molekul dengan gaya tarik-menarik yang sama ke segala arah. Sedangkan molekul pada permukaan mengalami tarikan kedalam rongga cairan karena gaya tarik-menarik di dalam rongga cairan lebih besar daripada gaya tarik-menarik oleh molekul uap yang diatas permukaa cairan. Hal ini berakibat permukaan cenderung mengerut untuk mencapai luas yang sekecil mungkin (Halliday dan Resnick, 1991 ).

Tegangan permukaan bervariasi antara berbagai cairan. Air memiliki tegangan permukaan yang tinggi dan merupakan agen pembasah yang buruk karena air membentuk droplet, misalnya tetesan air hujan pada kaca depan mobil. Permukaan air membentuk suatu lapisan yang cukup kuat sehingga beberapa serangga dapat berjalan diatasnya (Suminar, 2001).

Tegangan yang terjadi pada air akan bertambah dengan penambahan garam-garam anorganik atau senyawa-senyawa elektrolit, tetapi akan berkurang dengan penambahan senyawa organik tertentu antara lain sabun. Didalam teori ini dikatakan bahwa penambahan emulgator akan menurunkan dan menghilangkan tegangan permukaan yang terjadi pada bidang batas sehingga antara kedua zat cair tersebut akan mudah bercampur (Mawarda, 2009).

BAB III.  METODE PERCOBAAN

3.1. Waktu dan Tempat

Percobaan dilakukan  di Laboratorium Fisika Farmasi

3.2. Alat dan Bahan

Alat yang digunakan adalah pipa kapiler, spatula, gelas kimia, timbangan, dan pipet tetes.

Bahan yang digunakan adalah  Aquadest,  larutan Natrium Lauril Sulfat serta Parafin cair.

3.3. Prosedur Pecobaan

  •  Air
  1. Diambil air 10 ml dengan menggunakan gelas ukur, dipindahkan pada gelas kimia
  2. Diukur tinggi air dengan mistar.
  3. Dimasukkan pipa kapiler kedalam air, diukur tinggi air yang naik pada pipa kapiler
  • Natrium Lauril Sulfat 0.01 % ; 0,05% ; 0.1%
  1. Ditimbang Natrium laurel sulfat masing-masing 0,1 gram, 0.5 gram, dan 1 gram
  2. Masing-masing ditambahkan dengan 10 ml air, aduk hingga homogen
  3. Diukur tinggi larutan dengan mistar
  4. Dimasukkan pipa kapiler kedalam air, diukur tinggi air yang naik pada pipa kapiler
  • Parafin Cair
  1. Diambil parafin cair 10 ml dengan menggunakan gelas ukur, dipindahkan pada gelas kimia
  2. Diukur tinggi larutan dengan mistar
  3. Dimasukkan pipa kapiler kedalam air, diukur tinggi air yang naik pada pipa kapiler

BAB IV.  HASIL DAN PEMBAHASAN

Data Hasil Pengamatan

 

Tabel 4.1.  Air

Nama zat cair Kerapatan Tinggi kenaikan Tegangan muka
             Air 1 g/ 1,1 cm 2,69 dyne/cm

Tabel 4.2. Larutan Natrium lauril sulfat 0.01 %

Nama zat cair Kerapatan Tinggi kenaikan Tegangan muka
Natrium lauril sulfat 1,01 g/ 1,3 cm 2,31 dyne/cm

Tabel 4.3.  Larutan Natrium lauril sulfat 0.05 %

Nama zat cair Kerapatan Tinggi kenaikan Tegangan muka
Natrium lauril sulfat 1,01 g/ 1,3 cm 2,31 dyne/cm

Tabel 4.4.  Larutan Natrium lauril sulfat 0.1 %

Nama zat cair Kerapatan Tinggi kenaikan Tegangan muka
Natrium lauril sulfat 1,01 g/ 1,5 cm 3,7 dyne/cm

Tabel 4.5.  Parafin cair

Nama zat cair Kerapatan Tinggi kenaikan Tegangan muka
Parafin cair 0,8 g/ 1,4 cm 5,48 dyne/cm


 

Pembahasan

Tegangan permukaan adalah gaya atau tarikan kebawah yang menyebabkan permukaan cairan berkontraksi den benda dalam keadaan tegang. Hal ini disebabkan oleh gaya-gaya tarik yang tidak seimbang pada antar muka cairan. Gaya ini biasa segera diketahui pada kenaikan cairan biasa dalam pipa kapilerdan bentuk suatu tetesan kecil cairan. tegangan permukaan merupakan fenomena menarik yang terjadi pada zat cair (fluida) yang berada dalam keadaan diam (statis).

Besarnya tegangan permukaan diperngaruhi oleh beberapa faktor, seperti jenis cairan, suhu, dan, tekanan, massa jenis, konsentrasi zat terlarut, dan kerapatan. Jika cairan memiliki molekul besar seperti air, maka tegangan permukaannya juga besar. salah satu factor yang mempengaruhi besarnya tegangan permukaan adalah massa jenis/ densitas (D), semakin besar densitas berarti semakin rapat muatan – muatan atau partikel-partiekl dari cairan tersebut. Kerapatan partikel ini menyebabkan makin besarnya gaya yang diperlukan untuk memecahkan permukaan cairan tersebut. Hal ini karena partikel yang rapat mempunyai gaya tarik menarik antar partikel yang kuat. Sebaliknya caiarn yang mempunyai densitas kecil akan mempunyai tegangan permukaan yang kecil pula.

Konsentrasi zat terlarut (solut) suatu larutan biner mempunyai pengaruh terhadap sifat-sifat larutan termasuk tegangan muka dan adsorbsi pada permukaan larutan. Telah diamati bahwa solut yang ditambahkan kedalam larutan akan menurunkan tegangan muka, karena mempunyai konsentrasi dipermukaan yang lebih besar daripada didalam larutan. Sebaliknya solut yang penambahannya kedalam larutan menaikkan tegangan muka mempunyai konsentrasi dipermukaan yang lebih kecil daripada didalam larutan.

Ada beberapa metoda penentuan tegangan muka, dalam praktikum ini digunakan metoda pipa kapiler, yaitu mengukur tegangan permukaan zat cair dan sudut kelengkungannya dengan memakai pipa berdiameter. Salah satu ujung pipa dicelupkan kedalam permukaan zat cair maka zat cair tersebut permukaannya akan naik sampai ketinggian tertentu.

Berdasarkan hasil percobaan yang telah diperolah, tegangan permukaan air adalah 2,69 dyne/cm, tegangan permukaan Natrium lauril sulfat 0.01 % adalah 3,21 dyne/cm, Natrium lauril sulfat 0.05 % adalah 3,21 dyne/cm, Natrium lauril sulfat 0,1 % adalah 3,7 dyne/cm dan tegangan permukaan paraffin cair adalah 5,48 dyne/cm. Berdasarkan hasil percobaan yang telah dilakukan, tegangan permukaanzat cair yang diamati memiliki hasil yang berbeda-beda. Hal ini terjadi karena molekul memiliki daya tarik menarik antara molekul sejenis yang disebut dengan daya kohesi. Daya kohesi suatu zat selalu sama, sehingga pada permukaan suatu zat cair akan terjadi perbedaan  tegangan karena tidak adanya keseimbangan daya kohesi. Semakin tinggi perbedaan tegangan yang terjadi pada bidang mengakibatkan kedua zat cair itu susah bercampur. Tegangan yang terjadi pada air akan bertambah dengan penambahan garam-garam anorganik atau senyawa-senyawa.

Dari data tersebut dapat diketahui bahwa percobaan yang telah dilakukan ternyata mengalami sedikit penyimpangan dengan data pada literatur. Hal ini mungkin disebabkan beberapa hal, diantaranya adalah kurang telitian praktikan dalam membaca skala pada pipa kapiler dan kurang tepatnya konsentrasi larutan yang dibuat.

BAB V SIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

Dari percobaan yang telah dilakukan, dapat disimpulkan bahwa :

  1. Semakin besar densitasnya, maka massa zat yang ada pada volume tertentukan makin besar dan interaksi antar partikelnya pun makin besar sehingga tegangan permukaannya semakin besar.
  1. Semakin tinggi konsentrasi larutannya, maka tegangan permukaan semakin kecil.

5.2. Saran

Diharapkan praktikan lebih teliti dalam mengukur kenaikan tegangan permukaan serta penimbangan bahan juga lebih tepat agar hasil yang didapatkan lebih  akurat.

 

DAFTAR KEPUSTAKAAN

Herinaldi.2004.Mekanika Fluida, terjemahan dari “Fundamental of Fluids Mechanic” oleh Donald F. Young. Erlangga.Jakarta.

Mawarda. 2009. Tegangan Permukaan dan Kapasitas. PT Gramedia Pustaka Utama.Jakarta.

Prijono, Arko.1995. Mekanika Fluida, tejemaham dari “Fluids of Mechanic” oleh Victor L. Streeter. Erlangga.Jakarta.

Suminar.2001. Prinsip-Prinsip Kimia Modern, tejemaham dari “Principles of Modern Chemistry” oleh David Oxtoby. Erlangga.Jakarta.

 

 

LAMPIRAN

 v  Tegangan permukaan air, ĥ = 1,1 cm

Ƴ = 1/2 . r . h .d . g

= 1/2  ( 0,5 cm )( 1,1 cm )( 1 g/cm3 )( 9,8 m/s2 )

= 2,69 g/cm . m/s2

                                      = 2,69 g.m.s-2/cm

= 2,69 dyne/cm

v  Tegangan muka Natrium Lauril Sulfat 0,01 % , ĥ = 1,3 cm

Ƴ = 1/2 . r . h .d . g

= 1/2  ( 0,5 cm )( 1,3 cm )( 1,01 g/cm3 )( 9,8 m/s2 )

=  3,21  g.m.s-2/cm

=  3,21 dyne/cm

v  Tegangan muka Natrium Lauril Sulfat 0,05 % , ĥ = 1,3 cm

Ƴ = 1/2 . r . h .d . g

= 1/2  ( 0,5 cm )( 1,3 cm )( 1,01  g/cm3 )( 9,8 m/s2 )

=  3,21 g.m.s-2/cm

= 3,21  dyne/cm

v  Tegangan muka Natrium Lauril Sulfat 0,1 % , ĥ = 1,5 cm

Ƴ = 1/2 . r . h .d . g

= 1/2  ( 0,5 cm )( 1,5 cm )( 1,01 g/cm3 )( 9,8 m/s2 )

= 3,7 g.m.s-2/cm

= 3,7 dyne/cm

v  Tegangan muka Sarafin Cair  , ĥ = 1,4 cm

Ƴ = 1/2 . r . h .d . g

= 1/2  ( 0,5 cm )( 1,4 cm )( 0,8 g/cm3 )( 9,8 m/s2 )

= 5,48 g.m.s-2/cm

= 5,48 dyne/cm

Please do not copas :)

About these ads

2 thoughts on “Penentuan Tegangan Permukaan

Berikan Balasan

Isikan data di bawah atau klik salah satu ikon untuk log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Logout / Ubah )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Logout / Ubah )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Logout / Ubah )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Logout / Ubah )

Connecting to %s

Ikuti

Get every new post delivered to your Inbox.

%d blogger menyukai ini: