VISKOSITAS

I. Tujuan :Mampu menentukkan viskositas dari suatu larutan

II. Prinsip :Berdasarkan kecepatan alir suatu larutan dengan menggunakan viskotester

III. Teori Dasar :Setiap zat cair mempunyai karakteristik yang khas, berbeda satu zat cair dengan zat cair yang lain. Oli mobil sebagai salah satu contoh zat cair dapat kita lihat lebih kental daripada minyak kelapa. Kekentalan atau viskositas dapat dibayangkan sebagai peristiwa gesekan antara satu bagian dan bagian yang lain dalam fluida. Dalam fluida yang kental kita perlu gaya untuk menggeser satu bagian fluida terhadap yang lain.Cairan mempunyai gaya gesek yang lebih besar untuk mengalir daripada gas. Sehingga cairan mempuyai koefisien viskositas yang lebih besar daripada gas. Viskositas gas bertambah dengan naiknya temperatur. Koefisien gas pada tekanan tidak terlalu besar, tidak tergantung tekanan, tetapi untuk cairan naik dengan naiknya tegangan.Kekentalan adalah sifat dari suatu zat cair (fluida) disebabkan adanya gesekan antara molekul-molekul zat cair dengan gaya kohesi pada zat cair tersebut. Gesekan-gesekan inilah yang menghambat aliran zat cair. Besarnya kekentalan zat cair (viskositas) dinyatakan dengan suatu bilangan yang menentukan kekentalan suatu zat cair. Hukum viskositas Newton menyatakan bahwa untuk laju perubahan bentuk sudut fluida yang tertentu maka tegangan geser berbanding lurus dengan viskositas.Suatu zat memiliki kemampuan tertentu sehingga suatu padatan yang dimasukkan kedalamnya mendapat gaya tekanan yang diakibatkan peristiwa gesekan antara permukaan padatan tersebut dengan zat cair. Sebagai contoh, apabila kita memasukkan sebuah bola kecil kedalam zat cair, terlihatlah batu tersebut mula-mula turun dengan cepat kemudian melambat hingga akhirnya sampai didasar zat cair. Bola kecil tersebut pada saat tertentu mengalami sejumlah perlambatan hingga mencapai gerak lurus beraturan. Gerakan bola kecil menjelaskan bahwa adanya suatu kemampuan yang dimiliki suatu zat cair sehingga kecepatan bola berubah. Mula-mula akan mengalami percepatan yang dikarenakan gaya beratnya tetapi dengan sifat kekentalan cairan maka besarnya percepatannya akan semakin berkurang dan akhirnya nol. Pada saat tersebut kecepatan bola tetap dan disebut kecepatan terminal. Hambatan-hambatan dinamakan sebagai kekentalan (viskositas). Akibaat viskositas zat cair itulah yang menyebabkan terjadinya perubahan yang cukup drastic terhadap kecepatan batu.Aliran viskos, dalam berbagai masalah keteknikan pengaruh viskositas pada aliran adaalh kecil, dan dengan demikian diabaikan. Cairan kemudian dinyatakan sebagai tidak kental (invicid) atau seringkali ideal dan diambil sebesar nol. Tetapi jika istilah aliran viskos dipakai, ini berarti bahwa viskositas tidak diabaikan.Untuk benda homoogen yang dicelupkan kedalam zat cair ada tiga kemungkinan yaitu, tenggelam, melayang, dan terapung. Oleh kaarena itu percobaan ini dilakukan agar praktikan dapat mengukur viskositas berbagai jenis zat cair. Karena semakin besar nilai viskositas dari larutan maka tingkat kekentalan larutan tersebut semakin besar pula.Viskositas suatu zat cairan murni atau larutan merupakan indeks hambatan aliran cairan. Viskositas dapat diukur dengan mengukur laju aliran cairan, yang melalui tabung berbentuk silinder. Cara ini merupakan salah satu cara yang paling mudah dan dapat digunakan baik untuk cairan maupun gas.Viskositas adalah indeks hambatan aliran cairan. Viskositas dapat diukur dengan mengukur laju aliran cairan yang melalui tabung berbentuk silinder. Viskositas ini juga disebut sebagai kekentalan suatu zat. Jumlah volume cairan yang mengalir melalui pipa per satuan waktu. = viskositas cairanV = total volume cairant = waktu yang dibutuhkan untuk mencairp = tekanan yang bekerja pada cairanL = panjang pipa (Bird, 1993).Makin kental suatu cairan, makin besar gaya yang dibutuhkan untuk membuatnya mengalir pada kecepatan tertentu. Viskositas disperse koloid dipengaruhi oleh bentuk partikel dari fase disperse dengan viskositas rendah, sedang system disperse yang mengandung koloid-koloid linier viskositasnya lebih tinggi. Hubungan antara bentuk dan viskositas merupakan refleksi derajat solvasi dari partikel.Bila viskositas gas meningkat dengan naiknya temperature, maka viskositas cairan justru akan menurun jika temperature dinaikkan. Fluiditas dari suatu cairan yang merupakan kelebihan dari viskositas akan meningkat dengan makin tingginya temperatur.Adapun jenis cairan dibedakan menjadi dua tipe, yaitu cairan newtonian dan non newtonian.1. Cairan Non NewtonianCairan newtonian adalah cairan yg viskositasnya tidak berubah dengan berubahnyagayairisan, ini adalah aliran kental(viscous) sejati. Contohnya : Air, minyak, sirup, gelatin, etc. Shear rate ataugayapemisah viskositas berbanding lurus dengan shear stresss secara proporsional dan viskositasnya merupakan slope atau kemiringan kurva hubungan antara shear rate dan shear stress.Viskositas tidak tergantung shear rate dalam kisaran aliran laminar (aliran streamline dalam suatu fluida). Cairan Newtonian ada 2 jenis, uang viskositasnya tinggi disebut Viscous dan yang viskositasnya rendah disebut Mobile.2. Cairan Non-NewtonianYaitu cairan yang viskositasnya berubah dengan adanya perubahan gaya irisan dan dipengaruhi kecepatan tidak linear. Ada3 jenis cairan non-newtonian1. Tipe PseudoplastisYaitu cairan yang viskositasnya menurun dengan meningkatnya gaya irisan.Contoh: bubur, es cream, dan adonan roti.2. Tipe PlastisYaitu cairan yang viskositasnya menurun dengan meningkatnyagayairisan, tetapi diperlukangayaatau tekanan yang besarnya tertentu untuk memulaigayairisan. Contoh : kecap3. Tipe DilatantYaitu cairan yang viskositasnya naik seiring dengan meningkatnya gaya irisan. Contoh: CoklatCara-cara penentuan viskositas :1. Viskometer ostwald/kapilerPada viscometer Ostwald yang diukur adalah waktu yang dibutuhkan oleh sejumlah tertentu cairan untuk mengalir melalui pipa kapiler dengan gaya yang disebabkan oleh berat cairan itu sendiri. Pada percobaan sebenarnya, sejumlah tertentu cairan (misalnya 10 cm3, bergantung pada ukuran viscometer) dipipet kedalam viscometer. Cairan kemudian dihisap melalui labu pengukur dari viscometer sampai permukaan cairan lebih tinggi daripada batas a. cairan kemudian dibiarkan turun ketika permukaan cairan turun melewati batas a, stopwatch mulai dinyalakan dan ketika cairan melewati tanda batas b, stopwatch dimatikan. Jadi waktu yang dibutuhkan cairan untuk melalui jarak antara a dan b dapat ditentukan. Tekanan merupakan perbedaan antara kedua ujung pipa U dan besarnya disesuaikan sebanding dengan berat jenis cairan (Respati,1981).2. Viskometer hopplerPada viscometer ini yang diukur adalah waktu yang dibutuhkan oleh sebuah bola logam untuk melewati cairan setinggi tertentu. Suatu benda karena adanya gravitasi akan jatuh melalui medium yang berviskositas (seperti cairan misalnya), dengan kecepatan yang semakin besar sampai mencapai kecepatan maksimum. Kecepatan maksimum akan tercapai bila gravitasi sama dengan fictional resistance medium (Bird,1993).3. Viscometer cup dan BobPrinsip kerjanya sampel digeser dalam ruangan antara dinding luar bob dan dinding dalam dari cup dimana bob masuk persis ditengan-tengah. Kelemahan viscometer ini adalah terjadinya aliran sumbat yang disebabkan gesekan yang tinggi disepanjang keliling bagian tube sehingga menyebabkan penemuan konsentrasi. Penurunan konsentrasi ini menyebebkan bagian tengah zat yang ditekan keluar memadat. Hal ini disebut aliran sumbat (Bird, 1993).4. Viskometer Cone dan PlateCara pemakaiannya adalah sampek yang ditempatkan di tengah-tengah papan, kemudian dinaikkan hingga posisi dibawah kerucut. Kerucut digerakkan oleh motor dengan bermacam kecepatan dan sampelnya digeser didalam ruang sempit antara papan yang diam dan kemudian kerucut yang berputar (Bird, 1993).Faktor-faktor yang mempengaruhi viskositas :1. SuhuViskositas berbanding terbalik dengan suhu. Jika suhu naik maka viskositas akan turun, dan begitu sebaliknya. Hal ini disebabkan karena adanya gerakan partikel-partikel cairan yang semakin cepat apabila suhu ditingkatkan dan menurun kekentalannya.

2. Konsentrasi larutanViskositas 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 partikrl semakin tinggi dan viskositasnya semakin tinggi pula.3. Berat molekul soluteViskositas berbanding lurus dengan berat molekul solute. Karena dengan adanya solute yang berat akan menghambat atau member beban yang berat pada cairan sehingga manaikkan viskositas.4. TekananSemakin tinggi tekanan maka semakin besar viskositas suatu cairan.

IV. Alat dan Bahan :4.1 Alat-alat :4.1.1 Viskotester4.1.2 Kapiler4.1.3 Beaker glass4.2 Bahan-bahan :4.2.1 Paraffin liquidum4.2.2 Aquadest4.2.3 Texaphone 2%4.2.4 Alkohol

V. Prosedur5.1 Menggunakan metode BrookfieldDisiapkan alat vikotester lalu, masukkan sample yang akan diuji dengan menggunakan alat vikotester ke dalam cup plastik setelah itu, pasang spindel 01 ssecara bergantian dengan spidel 02 dan spindel 03. Arahkan spindel yang terpasang kedalam cup tersebut. Hidupkan viskotester lalu set spindel yang akan digunakan misalnya spindel 01 di set R1 dan begitupula pada spindel 02 R2, dan spindel 03 R3 secara bergantian. Tunggu sampai angka pada monitor viskotester muncul lalu catat.5.2 Menggunakan meode OstwaldDisiapkan alat yang digunakan yaitu alat viskometer Ostwald, setelah iu pasang di statip masukkan cairan yang akan diuji kedalam alat viskometer Ostwald tersebut sampai tanda batas. Lalu, sedot di bagian yang berbeda sampai larutan tersebut naik pada batas titik a, catat waktu yang diperlukan untk larutan tersebut turun sampai ke batas titik b. Lalu hitung vskositas larutan tersebut.

VI. Data Pengamatan :6.1 Dengan menggunakan alat Vikotester Metode BrookFieldSampleSpindel 1Spindel 2Spindel 3

Aquadest000

Paraffin Liquidum000

Texaphone000

Alkohol000

6.2 Dengan menggunakan metode Ostwald 6.2.1 Alkohol Pikno kosong : 19,6 grDiisi alkohol : 39,78 grBeratJenis=

6.2.2 Paraffin LiquidumPikno Kosong : 22,91 grDiisi Paraffin Liquidum : 43,42 grBerat Jenis :

VII. PembahasanPada praktikum kali ini digunakan viskometer, yaitu alat yang dapat mengukur viskositas suatu cairan (fluida). Pada praktiknya dilakukan 2 pengujian untuk mengukur viskositas. Yakni dengan menggunakan viskometer brookfield dan viskometer ostwald. Sample yang diuji berupa cairan murni.Pada viskometer Brookfield digunakan alat ukur kekentalan suatu cairan (viscosimeter) yang dapat mengukur nilai viskositas dari suatu sample yang diuji. Untuk dapat mengukur viskositas sampel dalam viskometer Brookfield, bahan harus diam didalam wadah dan poros bergerak sambil direndam dalam cairan. Pada metode ini digunakan spindle yang dicelupkan ke dalam cairan yang akan diukur viskositasnya. Spindle yang digunakan adalah spindle 1, spindle 2, dan spindle 3. Gaya gesek antara permukaan pada spindle dengan sample akan menentukan nilai viskositas sample. Sample tersebut adalah air, alkohol, texaphon, dan paraffin liquidum. Waktu yang digunakan untuk masing masing pengujian sample adalah 2 menit (120s). Setelah lamanya pengujian, didapatkan hasil pada semua sample dengan nilai 0 (nol). Hal ini berpengaruh karena sifat alir yang dimiliki oleh sample mengacu pada cairan newtonian. Dalam newtonian nilai kekentalan suatu cairan tidak dipengaruhi oleh besarnya gaya. Maka dari itu nilai viskositasnya konstan. Hal ini juga berpengaruh pada jenis cairan. Jika cairanitu kental maka dapat dikatakan bahwa itu merupakan cairan non polar, jika cairannya encer maka dapat dikatakan bahwa cairan tersebut bersifat polar. Cairan yang bersifat non polar ( mengandung ikatan rangkap ) akan semakin besar pula nilai kekentalan/ viskositasnya. Begitu juga sebaliknya, jika cairan bersifat polar ( tidak mengandung ikatan rangkap ) maka nilai viskositasnya pun kecil atau bahkan tidak ada sama sekali (0). Dari sini dapat diketahui bahwa sample yang digunakan memiliki sifat alir yaitu sebagai cairan newtonian, yakni cairannya mengalir mengikuti aturan aturan viskositas.Pada viskometer Ostwald dilakukan dengan cara menghitung waktu alir yang dibutuhkan oleh sample untuk mengalir diantara dua tanda pada pipa viskometer. Keunggulan dari metode ini adalah lebih cepat, lebih mudah, alatnya murah serta perhitungannya lebih sederhana dibandingkan metode yang sebelumnya pada viskometer Brookfield. Sebelum melakukan pengujian dengan viskometer ostwald, hitung BJ (Bobot Jenis) dari masing masing sample terlebih dahulu dengan cara menggunakan piknometer kosong yangdi timbang terlebih dahulu dan dicatat hasilnya. Kemudian di ini dengan sample untuk kemudian ditimbang kembali dan hasilnya dikurangi berat pikno kosong kemudian dibagi dengan volume pikno (25ml). Didapatkan hasilnya 0,824 g/cm3 untuk alkohol dan 0,8204 g /cm3 untuk paraffin liquid. Terdapat sedikit perbedaan nilai BJ dari masing masing sample pada hasil percobaan dibandingkan dengan yang ada pada literatur. Hal ini juga dapat berpengaruh pada nilai viskositas yang akan dihitung. Hal ini mungkin disebabkan karena kurangnya ketelitian praktikan pada saat penimbangan pikometer. Pada saat menggunakan metode viskometer Ostwald dilakukan dengan cara memasukkan sample ke dalam alat viskometer melalui pipa A, kemudian dihisap pada bagian atas pipa B hingga terbawa ke pipa B sampai garis batas di bagian atas (m). Setelah itu sample dibiarkan mengalir bebas dan diukur waktunya dengan menggunakan stopwatch sampai pada garis batas bawah (n). Prinsip kerja viskometer Ostwald ini adalah sample dihitung waktu tempuhnya dari garis m ke garis n. Setelah itu dihitung viskositasnya dengan membandingkan dengan air yang telah diketahui bobot jenisnya (BJ) = 1 dan viskositasnya 0,0082 poise . Pada perhitungan waktunya dibutuhkan 12 sekon untuk air, 12 sekon untuk alkohol dan 180 sekon pada paraffin liquid. Dari perhitungan yang telah dilakukan, dapat dibuktikan bahwa semakin banyak waktu yang diperlukan oleh suatu cairan untuk mengalir, maka viskositas cairan tersebut semakin besar pula. Dengan kata lain, waktu yang diperlukan oleh suatu cairan untuk mengalir sebanding atau berbanding lurus dengan viskositasnya. Lalu hasilnya pada alkohol adalah 0,0066 poise dan pada paraffin cair 0,0988 poise . Dari hasil tersebut dapat disimpulkan bahwa sample yang memiliki nilai viskositas yang paling besar adalah gliserin dan sample yang memiliki nilai viskositasnya kecil adalah alkohol.Dalam percobaan ini terdapat beberapa faktor kesalahan yaitu alat alat yang digunakan kurang bersih, sehingga didapatkan hasil yang kurang maksimal. Begitu juga dalam menggunakan stopwatch yang kurang tepat, sehingga hasilnya pun kurang maksimal.

VIII. KesimpulanPada praktikum kali ini dapat disimpulkan bahwa :Pada viskometer brookfield sample (cairan) yang digunakan yakni air, alkohol, texaphone dan paraffin liquid merupakan cairan yang memiliki sifat alir newtonian.Pada viskometer ostwald didapatkan nilai viskositas pada alkohol adalah 0,0066 poise dan pada paraffin cair 0,0988 poise

IX. Daftar PustakaBird, Tony. 1993.Kimia Fisik Untuk Universitas.Jakarta : PT GramediaDudgale. 1986.Mekanika Fluida Edisi 3.Jakarta : ErlanggaRespati, H. 1981.Kimia Dasar Terapan Modern.Jakarta : ErlanggaStreeter, Victol L dan E. Benjamin While. 1996.Mekanika Fluida Edisi Delapan jilid I.Jakarta : ErlanggaWhile, Frank.M. 1988.Mekanika Fluida edisi ke-2 jilid I.Jakarta : Erlangga

X. Lampiran1. Jelaskan apa yang dimaksud dengan:a) Aliran plastikb) Aliran pseudoplastisc) Aliran dilatand) Aliran thiksotropike) Aliran rheopeksif) Aliran antithiksotropik Jawaban: a) Aliran plastik: kurva aliran plastis tidak melalui titik (0,0)tapi memotong sumbu shearing stress (atau akan memotong, jika bagian lurus dari kurva tersebut diekstrapolasikan ke sumbu) pada suatu titik tertentu yang dikenal dengan harga yield.Aliran plastis berhubungan dengan adanya partikel-partikel yang terflokulasi dalam suspense pekat.b) Aliran pseudoplastis: diperlihatkan oleh polimer-polimer dalam larutan, yang merupakan kebalikan dari sistem plastis, yang tersusun dari partikel-partikel yang terflokulasi dalam suspensi. Sejumlah besar produk farmasi termasuk gom dan sintesis, misalnya: disperse caira dari tragacanth,natrium alginate, metilselulosa dan natrium karboksimetil selulosa,menunjukkna aliran pseudoplastis.c) Aliran dilatan: suspensi tertentu dengan persentase zat padat terdispers yang tinggi menunjukkan peningkatan dalam daya hambat untuk mengalir dengan meningkatnya rate of shear. Aliran dilatan adalah kebalikan dari aliran pseudoplastis. Bahan-bahan aliran dilatan dikenal dengan istilah shear-thickening system.Zat-zat yang mempunyai sifat-sifat aliran dilatan adalah suspense-suspensi yang berkonsentrasi tinggi (kira-kira 50% atau lebih) dari partikel-partikel kecil yang mengalami deflokulasi .d) Aliran thiksotropik: sebagai suatu sifat yang didinginkan dlam suatu system farmasetis cair yang idealnya harus mempunyai kosistensi tinggi dalam wadah,namun dapat,namun dapat dituang dan tersebar dengan mudah. Biasanya mengandung partikel-partikel asimetris yang melalui berbagai titik hubungan menyusun kerangka tiga dimensi di seluruh sampel. Pada keadaan diam, struktur ini menyebabakan suatu derajat kekakuan pada sistem dan menyerupai suatu gel.e) Aliran rheopeksi: suatu gajala di mana suatu sol mmbentuk suatu gel lebih cepat jika diaduk perlahan-lahan atau kalau di shear daripada jika diberikan membentuk gel tersebut tanpa pengaduk.f) Aliran antithiksotropik: disebut juga thiksotropi negatif yang menyatakan kenaikan kenaikan bukan pengurangn konsistensi pada kurva menurun.2. Apa pengaruh pergantian spindel dari Viskositas yang diukur ?Spindel ini memiliki ukuran yang berbeda-beda ada yang kecil dan ada juga yang besar. Selain ukurannya berbeda ternyata fungsi dari setiap spindel juga berbeda. Jika sediaan yang diuji memiliki karakteristik aliran Newton (encer atau memiliki viskositas yang rendah), maka digunakan spindel 3 atau 1 untuk mengukur viskositasnya. Sedangkan, jika sediaan yang akan diuji memiliki karakteristik aliran Non-Newtonia (kental atau memiliki viskositas tinggi), maka spindel digunakan yaitu spindel 2 untuk mengukur viskositasnya.