Download - BAB I dan II-nadya
![Page 1: BAB I dan II-nadya](https://reader036.vdokumen.com/reader036/viewer/2022082408/5572145d497959fc0b945daa/html5/thumbnails/1.jpg)
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Viskositas adalah ukuran kekentalan fluida yang menyatakan besar
kecilnya gesekan di dalam fluida. Semakin besar viskositas fluida, maka
semakin sulit suatu benda bergerak di dalam fluida tersebut. Di dalam zat
cair, viskositas dihasilkan oleh gaya kohesi antara molekul zat cair.
Sedangkan dalam gas, viskositas timbul sebagai akibat tumbukan antara
molekul gas (Anonim,2012).
Dalam suatu fluida ideal (fluida tidak kental) tidak ada viskositas
(kekentalan) yang menghambat lapisan-lapisan fluida ketika lapisan-lapisan
tersebut menggeser satu di atas lainnya. Untuk fluida yang sangat kental
seperti madu, diperlukan gaya yang lebih besar, sedangkan untuk fluida yang
kurang kental (viskositasnya kecil), seperti air, diperlukan gaya yang lebih
kecil (Santoso,2011).
Nilai viskositas sangat diperlukan dalam berbagai industri. Oleh karena
itu diperlukan praktikum penentuan viskositas untuk mengetahui kecepatan
mengalir suatu fluida dimana datanya akan sangat banyak digunakan di
bidang-bidang mekanika fluida seperti aliran dalam pipa, pompa, dan
sebagainya.
1.2 Perumusan Masalah
Adapun perumusan masalah yang terdapat di dalam percobaan ini
adalah sebagai berikut :
1. Menentukan viskositas suatu zat cair menggunakan viskosimeter
Ostwald.
2. Menentukan densitas zat cair.
3. Bagaimana pengaruh temperatur, konsentrasi, berat molekul, dan
densitas sampel terhadap viskositas.
![Page 2: BAB I dan II-nadya](https://reader036.vdokumen.com/reader036/viewer/2022082408/5572145d497959fc0b945daa/html5/thumbnails/2.jpg)
1.3 Tujuan Percobaan
Adapun tujuan–tujuan yang terdapat di dalam percobaan ini adalah
sebagai berikut :
1. Menentukan viskositas suatu zat cair menggunakan viskosimeter
Ostwald.
2. Menentukan densitas suatu zat cair.
3. Menentukan pengaruh temperatur, konsentrasi, berat molekul, dan
densitas sampel terhadap viskositas.
1.4 Manfaat Percobaan
Adapun manfaat–manfaat yang dapat diperoleh dari percobaan ini
adalah sebagai berikut :
1. Mengetahui bagaimana menentukan densitas dari suatu zat cair.
2. Mempelajari bagaimana menentukan viskositas suatu zat cair
menggunakan viskosimeter Ostwald.
3. Menentukan pengaruh temperatur, konsentrasi, berat molekul, dan
densitas sampel terhadap viskositas.
1.5 Ruang Lingkup
Percobaan Viskositas ini dilakukan di Laboratorium Kimia Fisika,
Fakultas Teknik, Departemen Teknik Kimia, Universitas Sumatera Utara
pada keadaan ruangan :
Tekanan ruangan : 760 mmHg
Suhu : 30 oC
Sampel yang digunakan di dalam percobaan ini adalah aquadest
(H2O), aseton (CH3COCH3), dan susu kental manis (Frisian Flag) dengan
konsentrasi 30 % dan 50 % pada suhu 15 oC, 30 oC, dan 60 oC. Peralatan yang
digunakan di dalam percobaan ini adalah viskosimeter Ostwald, stopwatch,
piknometer, neraca elektrik, termometer, gelas ukur, dan beaker glass.
Volume untuk penentuan densitas sebanyak 29,6 ml, sedangkan volume
untuk penentuan viskositas sebanyak 15 ml.
![Page 3: BAB I dan II-nadya](https://reader036.vdokumen.com/reader036/viewer/2022082408/5572145d497959fc0b945daa/html5/thumbnails/3.jpg)
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Viskositas
2.1.1 Definisi Viskositas
Viskositas merupakan pengukuran dari ketahanan fluida yang diubah
baik dengan tekanan maupun tegangan. Pada masalah sehari-hari (dan hanya
untuk fluida), viskositas adalah “ketebalan” atau “pergesekan internal". Oleh
karena itu, air memiliki viskositas lebih rendah, sedangkan madu memiliki
viskositas yang lebih tinggi. Sederhananya, semakin rendah viskositas suatu
fluida, semakin besar juga pergerakan dari fluida tersebut (Toryu,2012).
Viskositas menjelaskan ketahanan internal fluida untuk mengalir dan
mungkin dapat dipikirkan sebagai pengukuran dari pergeseran fluida. Sebagai
contoh, viskositas yang tinggi dari magma akan menciptakan statovolcano
yang tinggi dan curam, karena tidak dapat mengalir terlalu jauh sebelum
mendingin, sedangkan viskositas yang lebih rendah dari lava akan
menciptakan volcano yang rendah dan lebar. Seluruh fluida (kecuali
superfluida) memiliki ketahanan dari tekanan dan oleh karena itu disebut
kental, tetapi fluida yang tidak memiliki ketahanan tekanan dan tegangan
disebut fluida ideal (Toryu,2012).
2.1.2 Fluida Newton
Fluida Newtonian adalah suatu jenis fluida yang memiliki kurva shear
stress dan gradien kecepatan yang linier. Contoh fluida Newtonian adalah air,
udara, etanol, benzena, dan lain-lain. Fluida Newtonian akan terus menerus
mengalir sekalipun terdapat gaya yang bekerja pada fluida. Karena viskositas
fluida ini tidak berubah ketika terdapat gaya yang bekerja pada fluida
tersebut, viskositas akan berubah jika terjadi perubahan temperatur. Dengan
kata lain fluida Newtonian adalah fluida yang mengikuti hukum Newton
tentang aliran dan dapat dituliskan dengan persamaan berikut :
![Page 4: BAB I dan II-nadya](https://reader036.vdokumen.com/reader036/viewer/2022082408/5572145d497959fc0b945daa/html5/thumbnails/4.jpg)
τv
Dimana :
τv adalah tegangan geser pada fluida
adalah viskositas fluida
adalah gradien kecepatan fluida
(Setiawan,2008).
2.1.3 Viskositas Gas
Gas dan cairan (fluida), mempunyai sifat yang disebut viskositas, yaitu
gaya tahan suatu lapisan fluida terhadap gerakan lapisan lain fluida tersebut.
Viskositas fluida newton bergantung terutama pada suhu di samping
bergantung bergantung juga sedikit pada tekanan. Viskositas gas bertambah
dengan suhu kira-kira menurut persamaan jenis
n
dimanaμ = viskositas pada suhu absolut T, K
μo = viskositas pada 0 oC (273 K)
n = tetapan
Viskositas gas sudah banyak dikaji dalam teori kinetika, dan untuk itu
sudah ada tabel-tabel yang teliti lagi lengkap mengenai koefisien suhunya.
Tetapan n merupakan suatu parameter yang rumit yang besarnya berkisar
antara 0,65 sampai 1,0.
Viskositas gas hampir tidak bergantung pada tekanan, terutama di
daerah dimana hukum gas berlaku. Dalam daerah ini, viskositas gas pada
umumnya berkisar antara 0,01 dan 0,1 cP. Pada tekanan tinggi, viskositas gas
bertambah dengan tekanan, lebih-lebih di daerah sekitar titik kritis.
Viskositas zat cair pada umumnya jauh lebih besar dari viskositas gas,
dan menjangkau beberapa orde besaran. Viskositas menurun secara menyolok
bila suhu dinaikkan. Contohnya, viskositas air turun dari 1,79 cP pada 0 oC
menjadi 0,28 cP pada 100 oC. Viskositas zat cair bertambah dengan tekanan,
![Page 5: BAB I dan II-nadya](https://reader036.vdokumen.com/reader036/viewer/2022082408/5572145d497959fc0b945daa/html5/thumbnails/5.jpg)
tetapi pengaruhnya pada umumnya menjadi tidak berarti pada tekanan kurang
dari 40 atm.
Viskositas cairan ditentukan berdasarkan persamaan Poiseuille.
Besarnya koefisien viskositas untuk fluida:
η = ..........(2.3)
dimana: η = viskositas cairan
P = tekanan yang bekerja pada cairan
r = jari-jari silinder
t = waktu yang dibutuhkan cairan dengan volume V untuk
mengalir melalui viskosimeter
V = volume total cairan
l = panjang pipa
(McCabe dkk, 1999)
2.2 Teori Bahan
2.2.1 Aseton (CH3COCH3)
Aseton atau 2-propanon adalah molekul terkecil dalam senyawa kimia
keton. Aseton adalah cairan transparan yang mudah terbakar dan sangat
mudah menguap. Ikatan antara karbon dan oksigen dalam gugus karbonil
membuat molekul cukup polar.
Pada awalnya, substansi diproduksi dari distilat kayu kering. Kemudian,
selama awal dua puluhan, substansi diproduksi terutama oleh bakteri
pencernaan pati. Sejak tahun enam puluhan 2-propanon atau aseton dibuat
dari minyak bumi. Sekitar setengah dari seluruh aseton digunakan untuk
sintesis lebih lanjut untuk metil metakrilat dan Bisphenol A. Zat lain yang
dibuat dari 2-propanon adalah pelarut metil isobutil keton, diacetonalcohol,
4-metil-2-Pentanol dan isoforon.
(Ostman,2003)
Tabel 2.1 Sifat Fisika dan Kimia Aseton
![Page 6: BAB I dan II-nadya](https://reader036.vdokumen.com/reader036/viewer/2022082408/5572145d497959fc0b945daa/html5/thumbnails/6.jpg)
No. Sifat Fisika Sifat Kimia
1. Berat molekul: 58,08 g/mol Stabil
2. Titik didih : 56,2 ºC Reaktif tehadap agen pengoksidasi dan
reduksi, asam, serta alkalis
3. Titik lebur : 95,35 ºC Mudah larut dalam air dingin dan air
panas
4. Suhu kritis : 235 ºC Tidak korosif dalam kaca
5. Memiliki rasa manis Tidak akan terjadi polimerisasi
Sumber : (Anonim,2012)
2.2.2 Susu Kental Manis (Frisian Flag)
Susu Kental Manis adalah produk hasil olahan susu yang sudah dikenal
cukup lama setelah keju dan yoghurt. Susu Kental Manis pertama kali
diproduksi di Amerika pada abad ke 18, dan karena sifatnya yang tahan lama,
pada saat itu banyak dipakai untuk konsumsi tentara Amerika yang sedang
terlibat perang saudara. Pada saat itu susu kental manis diproduksi dengan
cara mengevaporasi air dari susu segar secara vakum sebanyak 50% dari total
kandungan air di dalam susu segar, kemudian ditambahkan gula sebanyak 45-
50% sebagai pengawet. Kandungan gula (sukrosa) yang tinggi di dalam susu
kental manis (rasio sukrosa dalam air, 62.5-64%) menjadikan susu kental
manis memiliki umur simpan yang lama, yaitu 12 bulan dalam kemasan
tertutup. Karena umur simpan yang lama tersebut, dan penyimpanannya
cukup di suhu ruang, susu kental manis menjadi solusi produk olahan susu
yang mudah didistribusikan di negara-negara tropis seperti Indonesia.
Sebagaimana produk pangan pada umumnya, parameter mutu susu kental
manis bisa dibagi dalam aspek mutu fisika, kimia, mikrobiologi dan
organoleptik.
Parameter fisika yang penting bagi konsumen adalah viskositas
(kekentalan) dan separasi lemak. Kandungan kalsium yang terlalu tinggi
dalam produk dapat mengakibatkan viskositas yang terlalu kental, sebaliknya
kandungan protein yang terlalu rendah dapat mengakibatkan viskositas yang
terlalu encer (Oktaviani,2012)
![Page 7: BAB I dan II-nadya](https://reader036.vdokumen.com/reader036/viewer/2022082408/5572145d497959fc0b945daa/html5/thumbnails/7.jpg)
Pada percobaan ini kami menggunakan sampel susu kental manis
dengan merek Frisian Flag yang diproduksi oleh P.T Frisian Flag Indonesia
yang berlokasi di jalan Raya Bogor km. 26, Jakarta, Indonesia. Dari data
komposisi yang dicantumkan pada label kemasan susu kental manis Frisian
Flag, terdapat sukrosa, air, susu bubuk skim, bubuk whey, campuran laktosa,
lemak nabati, butter milk bubuk, penstabil nabati, ekstrak krim, perisa susu,
kalsium karbonat, niasin, vitamin A, vitamin E, vitamin B1, vitamin D3 dan
beta karoten sebagai komposisi pembuat susu kental manis.
2.3 Densitas
Densitas adalah jumlah zat yang terkandung dalam suatu unit volume. Dalam
persamaan densitas dapat dinyatakan dalam tiga bentuk, yaitu :
a. Densitas massa
Perbandingan jumlah massa dengan jumlah volume. Dirumuskan dalam
persamaan sebagai berikut :
ρ =
Dimana : m = massa
v = volume
Satuan densitas adalah kg/m3
b. Berat spesifik
Berat spesifik adalah nilai densitas massa dikalikan dengan gravitasi,
dirumuskan dengan persamaan :
γ = ρ.g
Satuan dari berat spesifik ini adalah N/m3, nilai γ air adalah 9,81 x 103 N/m3
c. Densitas relatif
Densitas relatif disebut juga specific gravity, yaitu perbandingan antara
densitas massa dengan berat spesifik suatu zat terhadap densitas massa atau
berat spesifik daru suatu zat standar, dimana yang dianggap memiliki nilai zat
standar adalah air pada temperatur 4 °C. Densitas relatif tidak memiliki
satuan.
(Torryselly, 2008)
![Page 8: BAB I dan II-nadya](https://reader036.vdokumen.com/reader036/viewer/2022082408/5572145d497959fc0b945daa/html5/thumbnails/8.jpg)
2.4 Aplikasi Viskositas
Uji Viskositas Pada Pembuatan Sabun Gel Alami
Sabun mandi sudah menjadi kebutuhan primer untuk semua manusia. Jenis
sabun mandi di pasaran yang sekarang digemari adalah sabun mandi gel.
Kebanyakan sabun mandi gel yang beredar di pasaran menggunakan bahan sintetik
sebagai komponen penyusunnya. Padahal, banyak isu yang berkembang
menyebutkan bahwa terdapat penggunaan bahan sintetik berbahaya bagi kulit
manusia. Oleh karena itu, diperlukan sebuah inovasi baru produk sabun mandi gel
alami yang menggunakan bahan aktif alami sebagai komponen penyusunnya.
Agar produk sabun yang dihasilkan dapat dipasarkan secara aman di kalangan
masyarakat, maka diadakan pengujian kualitas sabun secara fisika dan kimiawi
sesuai Standar Nasional Indonesia (SNI), pengujian stabilitas sabun, dan pengujian
kesukaan konsumen (hedonik) dengan menggunakan metode uji organoleptik.
Pengujian kualitas sabun mandi gel alami terdiri dari pengujian viskositas, pH, bobot
jenis (25 ⁰C), Angka Lempeng Total (ALT), dan pengujian warna. Dan dari seluruh
parameter uji tersebut, sabun mandi gel alami dinyatakan lolos uji karena telah
masuk ke dalam rentang standar persyaratan masing-masing parameter uji. Pengujian
stabilitas sabun dilakukan terhadap parameter viskositas dan pH dengan mengamati
perubahan pada dua macam kondisi yang berbeda, yaitu kondisi suhu ekstrim 65 ⁰C
selama 5 hari (akselerasi/percepatan) dan kondisi suhu ruang selama 30 hari.
(Nurhadi,2012)
Flowchart uji viskositas pada pembuatan sabun gel alami
![Page 9: BAB I dan II-nadya](https://reader036.vdokumen.com/reader036/viewer/2022082408/5572145d497959fc0b945daa/html5/thumbnails/9.jpg)
Gambar 2.1 Flowchart Pembuatan Sabun Gel Alami
Ketika pasta sabun telah mencapai tahap vaseline(padat dan lunak), air ditambahkan sedikit demi sedikit agar
tetap homogen
Pengadukan harus terus dilakukan dengan interval waktu20 menit selama 2,5-3 jam
Minyak zaitun 85 gram, minyak kelapa 36 gram, dan minyak atsiri lavender sebanyak 5 ml dimasukkan ke
dalam crockpot sambil dipanaskan
Pada wadah lain dicampurkan alkali (28 gram KOH, 5 gram K2CO3) dengan aquadest
Larutan alkali tersebut dituangkan ke dalam campuran minyak sambil diaduk hingga mencapai tahap trace (suhu diatur hingga mencapai 70 C)⁰
Sepimax zen didispersikan dengan aquadest panas dan diaduk hingga rata pada wadah lain
Sabun cair yang sudah dingin dimasukkan ke dalam campuran tersebut sedikit demi sedikit sambil terus
diaduk perlahan hingga dingin
Ditambahkan 5 gram bahan aktif (serbuk Chlorella pyrenoidosa)
Vacum cooling
Storage VatPengalenganPemberian LabelSusu Kental Manis
Diambel 150 ml sampel sabun
Sampel dimasukkan ke viskometer Rion VT-04F
![Page 10: BAB I dan II-nadya](https://reader036.vdokumen.com/reader036/viewer/2022082408/5572145d497959fc0b945daa/html5/thumbnails/10.jpg)
Gambar 2.2 Flowchat Pengukuran Viskositas Sabun Gel Alami
(Nurhadi,2012)
Diaduk menggunakan spindel nomor 1
Kecepatan putaran diatur pada 60 rpm
Viskometer akan menunjukkan angka tertentu