bab i viskositas 2003 - 2007
Post on 13-Apr-2016
17 Views
Preview:
DESCRIPTION
TRANSCRIPT
Laporan PraktikumDasar Proses KimiaViscositas
BAB I
PENDAHULUAN
1.1. Tujuan Percobaan
Menentukan viskositas (kekentalan) relative suatu zat cair menggunakan etanol
murni sebagai pembanding.
1.2. Dasar Teori
1.2.1. Viskositas
Viskositas adalah suatu cara untuk menyatakan berapa daya tahan aliran aliran
yang diberikan oleh suatu cairan. Kebanyakan viskometer mengukur
kecepatan dari suatu cairan mengalir melalui pipa gelas (gelas kapiler). Bila
cairan itu mengalir cepat, maka viskositas dari cairan itu rendah (misalnya air)
dan bila cairan itu mengalir lambat, maka dikatakan cairan itu viskositasnya
tinggi (misalnya madu). Viskositas dapat diukur dengan mengukur laju aliran
yang melalui tabung berbentuk silinder. Cara ini merupakan salah satu cara
yang paling mudah dan dapat digunakan baik untuk cairan maupun gas. Nilai
viskositas menentukan kecepatan mengalir suatu cairan.
Viskositas (kekentalan) cairan akan menimbulkan gesekan antara bagian-
bagian atau lapisan-lapisan cairan yang bergerak satu terhadap lainnya.
Hambatan atau gesekan yang terjadi ditimbulkan oleh gaya kohesi dalam
cairan, sedangkan viskositas gas ditimbulkan oleh peristiwa tumbukan yang
terjadi antara molekul-molekul gas.
1.2.2. Hukum-Hukum Viskositas
a. Hukum Poiseuille
Laboratorium Kimia Dasar 1Politeknik Negeri Samarinda
Laporan PraktikumDasar Proses KimiaViscositas
Suatu benda tidak kental bisa mengalir melalui pipa yang bertingkat tanpa
adanya gaya yang diberikan. Pada fluida kental (viskos) diperlukan
perbedaan tekanan antara ujung – ujung pipa untuk menjaga
kesetimbangan aliran.
Banyaknya cairan yang mengalir persatuan waktu melalui penampang
melintang berbentuk silinder berjari – jari r, yang panjangnya L, selain
ditentukan oleh beda tekanan (∆P) pada kedua ujung yang memberikan
gaya pengaliran juga ditentukan oleh viskositas cairan dan luas
penampang pipa. Hubungan tersebut dirumuskan oleh Poiseullie yang
dikenal dengan hukum Poiseuille:
atau
Keterangan : η = Viskositas Cairan (Nm-2s) atau Poise
t = Waktu yang diperlukan cairan dengan volume
mengalir melalui alat (s)
V = Volume total cairan (L)
P = Tekanan pada cairan (Pa) / atm
r = Jari – jari tabung (m)
L = Panjang Pipa (m)
Persamaan di atas memperhatikan bahwa Q berbanding terbalik dengan
viskositas cairan. Semakin besar viskositas, hambatan aliran juga
semakin besar sehingga Q menjadi rendah. Kecepatan aliran volume juga
sebanding dengan gradien tekanan ∆P / L dan pangkat empat jari-jari
pipa. Ini berarti jika diperkecil sehingga menjadi setengahnya, maka
Laboratorium Kimia Dasar 2Politeknik Negeri Samarinda
Laporan PraktikumDasar Proses KimiaViscositas
dibutuhkan 16 kali lebih besar tekanan untuk memompa cairan lewat pipa
pada kecepatan aliran volume semula ini berlaku untuk gas dan juga pada
cairan.
b. Hukum Stokes
Apabila benda padat bergerak dengan kecepatan tertentu dalam medium
fluida kental, maka benda tersebut akan mengalami hambatan yang
diakibatkan oleh gaya gesekan fluida. Gaya gesek tersebut sebanding
dengan kecepatan relatif gerak benda terhadap medium dan viskositasnya.
Besarnya gaya gesekan fluida telah dirumuskan sebelumnya sebagai:
atau
Di mana k adalah koefisien yang besarnya tergantung bentuk geometrik
benda. Dari hasil percobaan, utnuk benda berbentuk bola dengan jari-jari
r dieproleh k = 6πr. Dengan memasukkan nilai k diperoleh:
F = c
Hukum Stokes berdasarkan jatuhnya benda melalui zat cair. Benda bulat
dengan radius r dan rapat d, yang jatuh karena gravitasi fluida dengan
rapat dalam akan dipengaruhi oleh gaya gravitasi sebesar:
f1 = πr3 (d-dm)g
Benda yang jatuh mempunyai kecepatan yang makin lama makin besar.
Tetapi dalam medium ada gaya gesek yang makin besar bila kecepatan
benda jatuh makin besar. Pada saat keseimbangan, besarnya kecepatan
Laboratorium Kimia Dasar 3Politeknik Negeri Samarinda
Laporan PraktikumDasar Proses KimiaViscositas
benda jatuh tetap v. Menurut George Stokes, untuk benda bulat tersebut
besarnya gaya gesek pada kesetimbangan:
f2 = 6πr
f2 = f2
πr3 (d-dm)g = 6π η v
η = g
Rumus ini berlaku bila jari-jari benda yang jatuh relatif besar bila
dibandingkan dengan jarak antara molekul-molekul fluida. Hukum
Stokes merupakan dasar viskositas bola jatuh. Viskometer ini terdiri atas
gelas silinder dengan cairan yang akan diteliti dan dimasukkan ke dalam
termosfat.
Bola baja dengan rapat d dan diameter r dijatuhkan ke dalam tabung dan
waktu yang diperlukan untuk jatuh antara 2 tanda a dan b, dicatat dengan
stopwatch.
η =
2,4 r/R merupakan koreksi untuk bejana, dan ini tidak bilar R > r
Untuk dua cairan: =
Dengan ini dapat ditentukan η, bila η2, dm, dm2, t1, dan t2 diketahui tanpa
mencari S1V dan R.
Laboratorium Kimia Dasar 4Politeknik Negeri Samarinda
Laporan PraktikumDasar Proses KimiaViscositas
Yang dimakdus fluiditas adalah harga kebalikan dari viskositas.
d =
Gaya-gaya yang bekerja pada benda yang bergerak dalam fluida adalah
gaya berat (w), gaya apung (Fa), dari gaya hambat akibat viskositas atau
gaya Stokes (fs). Ketika dijatuhkan bola bergerak dipercepat. Namun
ketika kecepatannya bertambah, gaya Stokes juga bertambah. Akibatnya
pada suatu saat bola mencapai keadaan seimbang sehingga bergerak
dengan kecepatan terminal ini, resultan gaya yang bekerja pada bola
sama dengan nol.
Dengan memilih sumbu vertikal ke atas sebagai sumbu positif maka pada
saat kecepatan terminal tercapai berlaku:
Σfy = 0
Fa + Fs = w
ρf Vg + 6 π η RV = mbg
ρf (4/3 πr3)g + 6 π η RV = (4/3 πr3 ρb ) Q
V = (ρb – ρs)
Persamaan ini pertama kali dinyatakan oleh Sir George Stokes (1845)
yang dikenal dengan hukum Stokes. Bila gaya F ditetapkan pada partikel
berbentuk bola dalam larutan, maka Stokes menunjukkan bahwa untuk
laminar berlaku:
f = 6 ηr π
Benda bulat dengan radiasi v dan rapat d, yang jatuh karena gaya
gravitasi fluida dengan rapat dm, akan dipengaruhi oleh gravitasi sebesar:
Laboratorium Kimia Dasar 5Politeknik Negeri Samarinda
Laporan PraktikumDasar Proses KimiaViscositas
f1 = πr3 (d-dm)g
Keterangan:
dm = Rapat cairan
F = Koefisien gesek dari partikel
1.2.3. Alat Ukur Viskositas
a. Viscometer Oswald
Pada viscometer Oswald yang diukur adalah waktu yang dibutuhkan oleh
sejumlah cairan tertentu untuk mengalir melalui pipa kapiler dengan gaya
yang disebabkan oleh berat cairan itu sendiri.
Didalam percobaan diukur waktu aliran untuk volume V (antara tanda a
dan b) melalui pipa kapiler yang vertical. Jumlah tekanan (P) dalam
hukum poiseulle adalah perbedaan tekanan antara kedua permukaan cairan
(P). Dalam praktek R dan L sukar ukur secara teliti dalam persamaan
poiseulle. Karenanya viskositas cairan ditetapkan dengan cara
membandingkan cairan yang mempunyai viskositas tertentu,misalnya air.
Persamaan yang digunakan adalah :
Sehingga :
=
Laboratorium Kimia Dasar 6Politeknik Negeri Samarinda
Laporan PraktikumDasar Proses KimiaViscositas
=
Dengan =
P = 𝜌 x konstanta
𝜌 = density
BAB II
METODOLOGI
2.1. Alat yang digunakan :
1. Viskometer Ostwald
2. Gelas Kimia
3. Pipet Ukur 10 ml
4. Stopwatch
5. Neraca Digital
6. Piknometer
7. Labu Ukur 100 ml
8. Bulp
9. Botol Semprot
2.2. Bahan yang digunakan :
Laboratorium Kimia Dasar 7Politeknik Negeri Samarinda
Laporan PraktikumDasar Proses KimiaViscositas
1. Etanol murni
2. Etanol berbagai konsentrasi (80%, 60%, 40%, 20%)
3. Kerosin
4. Aquadest
2.3. Prosedur Kerja
1. Membersihkan viscometer menggunakan larutan yang sesuai dan melewatkan
udara bersih an kering, sehingga semua pelarutnya habis atau hilang.
2. Mengisi viscometer dengan sampel yang akan dianalisa melalui tabung G hingga
reservoir terbawah, sampel cukup hingga level antara garis J dan K.
3. Menempatkan jari pada tabung B dan memasukkan bulp pada tabung A sampai
larutan mencapai tengah bulp C. Memindahkan bulp pada tube A, memindahlan
jari dari tabung B ke tabung A dengan cepat sampai sampel jatuh dari kapiler
bagian bawah akhir ke bulp I. Kemudian memindahkan jari dan mengukur waktu
effluks.
4. Untuk mengatur waktu efflux, membiarkan sampel mengalir bebas memasuki
bagian D. mengukur waktu efflux saat larutan dari D sampai F.
5. Menghitung viskositas kinematic sampel dengan mengalikan waktu efflux dengan
viscometer konstan.
6. Melakukan percobaan secara duplo.
7. Menghitung viskositas dari masing-masing sampel.
2.4. Diagram Alir
Laboratorium Kimia Dasar 8Politeknik Negeri Samarinda
Membersihkan viskometer menggukan pelarut yang sesuai dan melewatkan udara
bersih, kering sampai semua pelarut benar-benar hilang
Mengisi viscometer dengan sampel yang akan dianalisa melalui tabung G
Laporan PraktikumDasar Proses KimiaViscositas
Laboratorium Kimia Dasar 9Politeknik Negeri Samarinda
Memindahkan pengisap dari tabung A dan memindahkan jari dari tabung B
Mengukur waktu effluks dan menghilang viksometer kinematik sampel
Menyedot cairan atau sampel melalui tabung A dengan menggunakan bulp, sehingga larutan mencapai tengah bulp C sambil menutup tabung dengan jari
Menyedot cairan atau sampel melalui tabung A dengan menggunakan bulp, sehingga larutan mencapai tengah bulp C sambil menutup tabung dengan jari
Menyedot cairan atau sampel melalui tabung A dengan menggunakan bulp, sehingga larutan mencapai tengah bulp C sambil menutup tabung dengan jari
Menyedot cairan atau sampel melalui tabung A dengan menggunakan bulp, sehingga larutan mencapai tengah bulp C sambil menutup tabung dengan jari
Menyedot cairan atau sampel melalui tabung A dengan menggunakan bulp, sehingga larutan mencapai tengah bulp C sambil menutup tabung dengan jari
Melakukan percobaan duplo dan mengulangi untuk sampel yang berbeda, kemudian menghitung viskositas masing-masing sampel
Melakukan percobaan duplo dan mengulangi untuk sampel yang berbeda, kemudian menghitung viskositas masing-masing sampel
Menyedot cairan atau sampel melalui tabung A dengan menggunakan bulp, sehingga larutan mencapai tengah bulp C sambil menutup tabung dengan jari
Laporan PraktikumDasar Proses KimiaViscositas
BAB III
HASIL DAN PEMBAHASAN
2.1. Data Pengamatan
No BahanBerat Piknometer
(g)
Berat Piknometer + Isi
(g)
Density
(g/cm3)
1 Etanol 16,3668 23,9564 7,5896 x102
2 Etanol 20 % 16,3668 25,7405 9,3737 x102
3 Etanol 10 % 16,3668 25,8936 9,5268 x102
4 Kerosin 16,3668 24,0671 7,7003 x102
5 Air 16,3668 26,0294 9,6809 x102
2.2. Data Perhitungan
Laboratorium Kimia Dasar 10Politeknik Negeri Samarinda
Laporan PraktikumDasar Proses KimiaViscositas
No Bahan Waktu (s) Suhu ( ⁰C ) Viskositas (cP )
1 Etanol 10 10 10 29 0,78531 x10-7
2 Etanol 20 % 9,8 9,2 9,5 32 0,669388 x10-7
3 Etanol 10 % 8,9 8,2 8,55 32 0,731790 x10-7
4 Kerosin 9,1 9,1 9,1 34 0,850649 x10-7
5 Air 6,8 6,5 6,65 29
2.3. Pembahasan
Percobaan ini bertujuan untuk menentukan viskositas (kekentalan) relatif suatu zat
cair menggunakan air sebagai pembanding. Dalam percobaaan ini alat yang
digunakan adalah viscometer Ostwald.Viscositas adalah indeks hambatan aliran
cairan.
Pada percobaan ini kita akan menyelidiki pengaruh konsentrasi dan densitas
terhadap viscositas, cairan yang digunakan dapat bermacam-macam, namun pada
percobaan ini yang digunakan adalah etanol murni, etanol 20%, etanol 10%,
kerosin dan aquades sebagai pembanding. Pada percobaan ini yaitu menggunakan
metode oswald adalah sejumlah cairan dimasukkan ke dalam A, kemudian cara
menghisap atau meniup cairan di bawa ke B, sampai melewati garis m.
Selanjutnya cairan dibiarkan mengalir secara bebas dan diukur waktu yang
dibutuhkan unutk mengalir dari garis m ke n. Pada percobaan ini yang pertam
diukur vicositasnya adalah aor dengan menggunakan viscometer oswald dan
dicatat waktu yang dibutuhkan untuk mengalir dari garis m ke n. Setelah itu diukur
suhu,air dan densitas dengan menggunakan piknometer, hal ini dilakukan juga
pada cairan yang lain seperti etanol murni, etanol 20%, etanol 10%, dan kerosin.
Dari percobaan tersebut, didapatkan hasil viscositas yang paling besar adalah
kerosin, kemudian etanol murni, etanol 20% dan yang paling kecil adalah etanol
Laboratorium Kimia Dasar 11Politeknik Negeri Samarinda
Laporan PraktikumDasar Proses KimiaViscositas
10%. Seharusnya menurut teori, semakin tinggi konsentrasinya semakin besar
viscositasnya. Mungkin ini berasal dari beberapa faktor yang dapat mempengaruhi
viscositas diantaranya seperti suhu, teakanan, dan densitas. Dan pengaruh densitas
pada viscositas menurut percobaan kami lakukan adalah semakin besar densitas
semakin kecil viscositasnya. Densitas dipengruhi oleh suhu apabila suhu tinggi
densitas semakin kecil dan apabila zat cair merenggang maka akan semakin encer
dan viscositasnya semakin kecil. Percobaan yang kami lakukan yang densitas yang
paling kecil memiliki viscositas yang besar yaitu kerosin.
BAB IV
PENUTUP
4.1. Kesimpulan
Dari data percobaan yang dilakukan dapat disimpulkan bahwa :
1. Etanol Murni memiliki Viskositas 0,78531 x10-7cP
2. Etanol 20% memiliki Viskositas 0,669388 x10-7 cP
3. Etanol 10% memiliki Viskositas 0,731790 x10-7 cP
4. Kerosin memiliki Viskositas 0,850649 x10-7 cP
Laboratorium Kimia Dasar 12Politeknik Negeri Samarinda
Laporan PraktikumDasar Proses KimiaViscositas
DAFTAR PUSTAKA
Anonim. 2011. Viskositas Fluida. www.gudangmateri.com. 29
Desember 2013. 11.32 wita.
Anonim. 2012. Viskositas Cairan. www.google.com 29 Desember 2013. 11.43 wita.
Barrow,G.M.1966.Physical Che.mistry 2nd edition.new york: Mc
Graw HillBook Company Amsden.John Page.1950. Physical
Chemical for premidical student 2nd Edition . New York : Mc Graw
Hill Book Company.
Laboratorium Kimia Dasar 2013. Penuntun Praktikum Dasar Proses Kimia. Samarinda : Polnes
Laboratorium Kimia Dasar 13Politeknik Negeri Samarinda
Laporan PraktikumDasar Proses KimiaViscositas
LAMPIRANLaboratorium Kimia Dasar 14Politeknik Negeri Samarinda
Laporan PraktikumDasar Proses KimiaViscositas
PERHITUNGAN
Menghitung Berat jenis
Diketahui : Berat Piknometer kosong : 16,3668 gBerat piknometer kosong + Isi etanol murni : 23,9564 gBerat piknometer kosong + Isi etanol 20% : 25,7405 gBerat piknometer kosong + Isi etanol 10% : 25,8936 gBerat piknometer kosong + Isi kerosin : 24,0671 gBerat piknometer kosong + Isi air : 26,0294Volume = 10 ml = 10 x 10-3 cm3 = 10-2 cm3
Ditanya : ?
Jawab :
1. Etanol murni
2. Etanol 20%
3. Etanol 10%
Laboratorium Kimia Dasar 15Politeknik Negeri Samarinda
Laporan PraktikumDasar Proses KimiaViscositas
4. Kerosin
5. Air
Menghitung viskositas
Diketahui: t air = 6,65 s
rata-rata air = 995,945 kg/m3 = 995,945 x 10-3 g/cm3
air = 0,9 cmpoise
Ditanya: ?
Jawab :
1. Etanol Murni
Laboratorium Kimia Dasar 16Politeknik Negeri Samarinda
Laporan PraktikumDasar Proses KimiaViscositas
2. Etanol 20%
3. Etanol 10%
4. Kerosin
Laboratorium Kimia Dasar 17Politeknik Negeri Samarinda
Laporan PraktikumDasar Proses KimiaViscositas
GAMBAR ALAT
Labu Ukur Stopwatch Viskometer Ostwald Gelas Ukur
Bulp Piknometer Gelas Kimia
Laboratorium Kimia Dasar 18Politeknik Negeri Samarinda
Laporan PraktikumDasar Proses KimiaViscositas
Neraca Digital Pipet Volume
Laboratorium Kimia Dasar 19Politeknik Negeri Samarinda
top related