kimia fisika penentuan tegangan permukaan

23
Laporan Kimia Fisika Penentuan Tegangan Permukaan BAB 1 PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Banyak fenomena-fenomena alam yang kurang kita perhatikan akan tetapi fenomena-fenomena tersbut mempunyai hubungan dengan adanya tegangan permukaan. Sering terlihat peristiwa-peristiwa alam yang tidak diperhatikan dengan teliti misalnya tetes-tetes zat cair pada pipa keran yang bukan suatu aliran, laba-laba air yang berada di atas permukaan air, gelembung- gelembung sabun, pisau silet yang diletakkan perlahan- lahan di atas permukaan zat cair yang terapung, dan naiknya air pada pipa kapile. Hal tersebut dapat terjadi karena adanya gaya-gaya yang bekerja pada permukaan zat cair atau pada batas antara zat cair dengan bahan lain. Tegangan permukaan merupakan fenomena menarik yang terjadi pada zat cair (fluida) yang berada pada keadaan diam (statis). Suatu molekul dalam fase cair dapat dianggap secara sempurna dikelilingi oleh molekul lainnya yang secara rata-rata mengalami daya tarik yang sama ke

Upload: zustila

Post on 30-Nov-2015

325 views

Category:

Documents


11 download

DESCRIPTION

hhhhhh

TRANSCRIPT

Page 1: Kimia Fisika Penentuan Tegangan Permukaan

Laporan Kimia Fisika Penentuan Tegangan Permukaan

BAB 1

PENDAHULUAN

1.1              Latar Belakang

            Banyak fenomena-fenomena alam yang kurang kita perhatikan akan tetapi

fenomena-fenomena tersbut mempunyai hubungan dengan adanya tegangan

permukaan. Sering terlihat peristiwa-peristiwa alam yang tidak diperhatikan

dengan teliti misalnya tetes-tetes zat cair pada pipa keran yang bukan suatu aliran,

laba-laba air yang berada di atas permukaan air, gelembung-gelembung sabun,

pisau silet yang diletakkan perlahan-lahan di atas permukaan zat cair yang

terapung, dan naiknya air pada pipa kapile. Hal tersebut dapat terjadi karena

adanya gaya-gaya yang bekerja pada permukaan zat cair atau pada batas antara zat

cair dengan bahan lain.

            Tegangan permukaan merupakan fenomena menarik yang terjadi pada zat

cair (fluida) yang berada pada keadaan diam (statis).

Suatu molekul dalam fase cair dapat dianggap secara sempurna dikelilingi

oleh molekul lainnya yang secara rata-rata mengalami daya tarik yang sama ke

semua arah. Gejala ini yang disebut dengan tegangan permukaan.

Oleh karena itu dilakukan percobaan penentuan tegangan permukaan

dengan metode berat tetes agar dapat mengetahui nilai tegangan permukaan dari

suatu larutan dan dapat menganalisa fenomen-fenomena yang berhubungan dalam

kehidupan sehari-hari dengan mempelajari tentang tegangan permukaan.

1.2              Tujuan

-             Mempelajari tentang tegangan permukaan zat cair

-             Mengetahui faktor-faktor yang mempengaruhi tegangan

permukaan

-             Mengetahui konsep tegangan permukaan dalam kehidupan

sehari-hari

Page 2: Kimia Fisika Penentuan Tegangan Permukaan

BAB 2

TINJAUAN PUSTAKA

            Tegangan permukaan zat cair merupakan kecenderungan permukaan zat

cair untuk menegang, sehingga permukaannya seperti ditutupi oleh suatu lapisan

elastic. Selain itu, tegangan permukaan juga diartikan sebagai suatu kemampuan

atau kecenderungan zat cair untuk selalu menuju ke keadaan yang luas

permukaannya lebih kecil yaitu permukaan datar atau bulat seperti bola atau

ringkasnya didefinisikan sebagai usaha yang membentuk luas permukaan baru.

Dengan sifat tersebut zat cair mampu untuk menahan benda-benda kecil di

permukaannya. Seperti silet, berat silet menyebabkan permukaan zat cair sedikit

melengkung ke bawah tampak silet itu berada. Lengkungan itu memperluas

permukaan zat cair namun zat cair dengan tegangan permukaannya berusaha

mempertahankan luas permukaan-nya sekecil mungkin.

            Tegangan permukaan merupakan fenomena menarik yang terjadi pada zat

cair (fluida) yang berada dalam keadaan diam (statis). Tegangan permukaan   

didefinisikan sebagai gaya F persatuan panjang L yang bekerja tegak lurus pada

setia garis di permukaan fluida.

            Permukaan fluida yang berada dalam keadaan tegang meliputi permukaan

luar dan dalam (selaput cairan sangat tipis tapi masih jauh lebih besar dari ukuran

satu molekul pembentuknya), sehingga untuk cincin dengan keliling L yang

diangkat dari permukaan fluida   dapat ditentukan dari pertambahan

panjang pegas halus penggantung cincin (Dianometer) sehingga tegangan

permukaan fluida memiliki nilai sebesar :

Page 3: Kimia Fisika Penentuan Tegangan Permukaan

Dimana :            = tegangan permukaan (N/m)

                        F = Gaya (Newton)

                        L = Panjang permukaan selaput fluida (m)

            Tegangan antar muka adalah gaya persatuan panjang yang terdapat pada

antarmuka dua fase cair yang tidak bercampur. Tegangan antar muka selalu lebih

kecil dari pad tegangan permukaan karena gaya adhesi antara dua cairan tidak

bercampur lebih besar dari pada adhesi antara cairan dan udara

                                                                                                (Hamid.2010)

Faktor yang mempengaruhi

            Tegangan permukaan terjadi karena permukaan zat cair cenderung untuk

menegang, sehingga permukaannya tampak seperti selaput tipis. Hal ini

dipengaruhi oleh adanya gaya kohesi antara molekul air. Pada zat cair yang adesiv

berlaku bahwa besar gaya kohesinya lebih kecil dari pada gaya adesinya dan pada

zat yang non-adesiv berlaku sebaliknya. Salah satu model peralatan yang sering

digunakan untuk mengukur tegangan permukaan zat cair adalah pipa kapiler.

Salah satu besaran yang berlaku pada sebuah pipa kapiler adalah sudut kontak,

yaitu sudut yang dibentuk oleh permukaan zat cair yang dekat dengan dinding.

Sudut kontak ini timbul akibat gaya tarik-menarik antara zat yang sama (gaya

kohesi) dan gaya tarik-menarik antara molekul zat yang berbeda (adesi).

            Molekul biasanya saling tarik-menarik. Dibagian dalam cairan, setiap

molekul cairan dikelilingi oleh molekul-molekul cairan di samping dan di bawah.

Di bagian atas tidak ada molekul cairan lainnya karena molekul cairan tarik-

menarik satu dengan yang lainnya, maka terdapat gaya total yang besarnya nol

pada molekul yang berada di bagian dalam caian. Sebaliknya molekul cairan yang

terletak di permukaan di tarik oleh molekul cairan yang berada di samping dan

bawahnya. Akibatnya, pada permukaan cairan terdapat gaya total yang berarah ke

bawah karena adanya gaya total yang arahnya ke bawah, maka cairan yang

terletak di permukaan cenderung memperkecil luas permukaannya dengan

Page 4: Kimia Fisika Penentuan Tegangan Permukaan

menyusut sekuat mungkin. Hal ini yang menyebabkan lapisan cairan pada

permukaan seolah-olah tertutup oleh selaput elastis yang tipis.

Ada beberapa metode dalam melakukan tegangan permukaan :

-          Metode kenaikan kapiler

Tegangan permukaan diukur dengan melihat ketinggian air/ cairan yang naik

melalui suatu kapiler. Metode kenaikan kapiler hanya dapat digunakan untuk

mengukur tegangan permukaan tidak bisa untuk mengukur tegangan permukaan

tidak bias untuk mengukur tegangan antar muka.

-          Metode tersiometer Du-Nouy

            Metode cincin Du-Nouy bisa digunakan utnuk mengukur tegangan permukaan

ataupun tegangan antar muka. Prinsip dari alat ini adalah gaya yang diperlukan

untuk melepaskan suatu cincin platina iridium yang diperlukan sebanding dengan

tegangan permukaan atau tegangan antar muka dari cairan tersebut.

                                                                                                (Atfins. 1994)

            Pada dasarnya tegangan permukaan suatu zat cair dipengaruhi oleh

beberapa factor diantaranya suhu dan zat terlarut. Dimana keberadaan zat terlarut

dalam suatu cairan akan mempengaruhi besarnya tegangan permukaan terutama

molekul zat yang berada pada permukaan cairan berbentuk lapisan

monomolecular yang disebut dngan molekul surfaktan. Faktor-faktor yang

menpengaruhi :

-          Suhu

            Tegangan permukaan menurun dengan meningkatnya suhu, karena meningkatnya

energy kinetik molekul

-          Zat terlarut (solute)

            Keberadaan zat terlarut dalam suatu cairan akan mempengaruhi tegangan

permukaan. Penambahan zat terlarut akan meningkatkan viskositas larutan,

sehingga tegangan permukaan akan bertambah besar. Tetapi apabila zat yang

berada dipermukaan cairan membentuk lapisan monomolecular, maka akan

menurunkan tegangan permukaan, zat tersebut biasa disebut dengan surfaktan.

-          Surfaktan

Page 5: Kimia Fisika Penentuan Tegangan Permukaan

Surfaktan (surface active agents), zat yang dapat mengaktifkan permukaan, karena

cnderung untuk terkonsentrasi pada permukaan atau antar muka. Surfaktan

mempunyai orientasi yang jelas sehingga cenderung pada rantai lurus. Sabun

merupakan salah satu contoh dari surfaktan.

Sturktur surfaktan secara 3 dimensi

            Molekul surfaktan yang bersifat amfifil yaitu suatu molekul yang

mempunyai dua ujung yang terpisah, yaitu ujung polar (hidrofilik) dan ujung non

polar (hidrifobik). Sifat surfaktan yang amfifil menyebabkan surfaktan diadsorpsi

pada antar muka baik itu cair/gas (yang tidak saling bercampur).

            Surfaktan akan selalu berada pada antar muka suatu cairan (berbeda jenis),

bila jumlah gugus hidrofil dan lipofilnya seimbang. Tapi, apabila suatu surfaktan

memiliki gugus hidrofil lebih besar lipofil, maka surfaktan akan lebih berada pada

fase air dan sedikit berada pada antar muka. Sebaliknya, bila suatu surfaktan

memiliki gugus hidrofil lebih kecil dari lipofil maka surfaktan akan lebih berada

pada fase minyak dan sedikit berada pada antar muka.

            Surfaktan dapat digunakan menjadi dua golongan besar yaitu, surfaktan

yang larut dalam minyak dan surfaktan yang larut dalam pelarut air.

            Surfaktan yang larut dalam minyak : Ada tiga yang termasuk dalam

golongan ini, yaitu senyawa polar berantai panjang, senyawa fluorocarbon, dan

senyawa silicon.

            Surfaktan yang larut dalam pelarut air : Golongan ini banyak digunakan

antara lain sebagai zart pembasah, zat pembusa, zat pengemulsi, zat anti busa,

detergen, zat flotasi, oencegah korosi, dan lai-lain. Ada empat yang temasuk

dalam golongan ini yaitu surfaktan anion yang bermuatan negative, surfaktan

yang bermuatan positif, surfaktan nonion yang tak terionisasi dalam larutan, dan

surfaktan amfoter yang bermuatan negative dan positif bergantung pada pH-nya.

            Surfaktan menurunkan tegangan permukaan air dengan mematahkan

ikatan-ikatan hydrogen pada permukaan. Hal ini dilakukan dengan menaruh

kepala-kepala hidrofiliknya terentang menjauhi permukaan air. Sabun dapat

membentuk misel (miceves), suatu molekul sabun mengandung suatu rantai

Page 6: Kimia Fisika Penentuan Tegangan Permukaan

hidrokarbon panjang plus ujung ion. Bagian hidrokarbon dari molekul sabun

bersifat hidrofobik dan larut dalam zat-zat non polar, sedangkan ujung ion bersifat

hidrofilik dan larut dalam air. Karena adanya rantai hidrokarbon, sebuah molekul

sabun secara keseluruhan tidaklah benar-benar larut dalam air, tetapi dengan

mudah akan tersuspensi di dalam air. Larutan surfaktan dalam air menunjukkan

perubahan sifat fisik yang mendadak pada daerah konsentrasi yang tertentu.

Perubahan yang mendadak ini disebabkan oleh pembentukan agregat atau

penggumpalan dari beberapa molekul surfaktan menjadi satu, yaitu pada

konsentrasi kritik misel (KMK).

            Tegangan permukaan juga merupakan sifat fisik yang berhubungan

dengan gaya antarmolekul dalam cairan dan didefinisikan sebagai hambatan

peningkatan luas permukaan cairan. Awalnya tegangan permukaan didefinisikan

pada antar muka cairan dan gas. Namun, tegangan yang mirip juga ada pada

tegangan antar muka cairan-cairan, atau padatan dan gas. Tegangan semacam ini

secara umum disebut dengan tegangan antar muka.

                                                                                                (Douglas.2001)

 Tegangan antar muka adalah gaya persatuan panjang yang terdapat pada antar

muka dua fase cair yang tidak bercampur. Tegangan antar muka selalu lebih kecil

dari pada tegangan permukaan karena gaya adhesi dua cairan yang tidak

bercampur lebih besar dari pada adhesi antara cairan dan udara.

Faktor yang mempengaruhi tegangan permukaan yaitu :

-          Suhu

Tegangan permukaan menurun dengan meningkatnya suhu, karena meningkatnya

energi kinetik molekul. 

-          Zat terlarut (solute)

Keberadaan zat terlarut dalam suatu cairan akan mempengaruhi tegangan

permukaan. Penambahan zat terlarut akan meningkatkan viskositas larutan,

sehingga tegangan permukaan akan bertambah besar. Tetapi apabila zat yang

berada dipermukaan caiaran membentuk lapisan monomolekular, maka akan

menurunkan tegangan permukaan. Zat tersebut biasa disebut dengan surfaktan.

Page 7: Kimia Fisika Penentuan Tegangan Permukaan

-          Surfaktan

Surfaktan (surface active agents), zat yang dapat mengaktifkan permukaan, karena

cenderung untuk terkonsentrasi pada permukaan atau antar muka. Surfaktan

mempunyai orientasi yang jelas sehingga cenderung pada rantai lurus. Sabun

merupakan salah satu contoh dari surfaktan.

Aplikasi konsep tegangan dalam kehidupan sehari-hari antara lain.

Mencuci dengan air panas lebih mudah dan menghasilkan cucian yang lebih

bersih, gelembung sabun atau air berbentuk bulat, dank lip tidak tenggelam

dalam air.

-          Mencuci dengan air panas 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. Karena itu, mencuci dengan air

panas menyebabkan kotoran pada pakaian lebih mudah larut dan cucian

menjadi lebih bersih. Detergen sintetis modern 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.

-          Gelembung sabun atau air berbentuk bulat. Gelembung sabun atau tetes

air berbentuk bulat karena dipengaruhi oleh adanya tegangan permukaan.

Gelembung sabun memiliki dua selaput tipis pada permukaannya dan

diantara kedua selaput tipis tersebut terdapat lapisan air tipis. Adanya

tegangan permukaan menyebabkan selaput berkontraksi dan cenderung

memperkecil luas permukaannya. Ketika selaput air sabun berkontraksi

dan berusaha memperkecil luas permukaannya, timbul perbedaan tekanan

udara di bagian luar selaput (tekanan atmosfir) dan tekanan udara di

bagian dalam selaput. Tekanan udara yang berada di luar selaput (tekanan

atmosfir) turut mendorong selaput air sabun ketika ia melakukan

kontraksi, karena tekanan udara di bagian dalam selaput lebih kecil.

Setelah selaput berkontraksi, maka udara di dalamnya (udara yang

Page 8: Kimia Fisika Penentuan Tegangan Permukaan

terperangkap di antara dua selaput) ikut tertekan, sehingga menaikkan

tekanan udara di dalam selaput sampai tidak terjadi kontraksi lagi. Dengan

kata lain, ketika tidak terjadi kontransi lagi, besarnya tekanan udara di

antara dua selaput sama dengan jumlah tekanan atmosfir dengan gaya

tegangan permukaan yang mengerutkan selaput. Pada tetes air hanya

memiliki satu selaput tipis, yakni pada bagian luar tetes air. Bagian

dalamnya penuh dengan air. Akibat adanya gaya kohesi, maka timbul

tegangan permukaan. Bagian tetes air ditarik ke dalam, akibatnya air

berkontraksi dan cenderung memperkecil luas permukaannya. Tekanan

atmosfir yang berada di luar turut membantu menekan tetes air. Kontraksi

akan terhenti ketika tekanan pada bagian dalam air sama dengan jumlah

tekanan atmosfir dengan gaya tegangan permukaan yang mengerutkan

selaput air.

-          Klip tidak tenggelam dalam air. Ketika klip diletakkan secara hati-hati

ke atas permukaan air, molekul-molekul air yang terletak di permukaan

agak ditekan oleh gaya berat klip tersebut, sehingga molekul-molekul air

yang terletak di bawah memberikan gaya pemulih ke atas untuk menopang

klip tersebut. Biasanya klip terbuat dari logam, sehingga kerapatannya

lebih besar dari kerapatan air. Karena massa jenis klip lebih besar dari

massa jenis air, maka seharusnya klip tenggelam. Tapi kenyataannya klip

terapung. Fenomena ini merupakan salah satu contoh dari adanya tegangan

permukaan. Dalam kenyataannya, bukan hanya klip (penjepit kertas),

tetapi juga bisa benda lain seperti jarum. Apabila kita meletakkan jarum

secara hati-hati di atas permukaan air, maka jarum akan terapung. Adanya

tegangan permukaan cairan juga menjadi alasan mengapa serangga bisa

mengapung di atas air.

-          Metode tegangan permukaan: Metode kenaikan kapiler Tegangan permukaan

diukur dengan melihat ketinggian air/cairan yang naik melalui suatu kapiler.

Metode kenaikan kapiler hanya dapat digunakan untuk mengukur tegangan

permukaan tidak bisa untuk mengukur tegangan antar muka. Sudut kontak  air dan

pipa kapiler.  Dengan metode pipa kapileryaitu dengan mengukur tegangan

Page 9: Kimia Fisika Penentuan Tegangan Permukaan

permukaan zat cair dan sudut kelengkungannya denganmemakai pipa berdiameter.

Salah satu ujung pipa tersebut dicelupkan kedalam permukaan zat cair maka zat

cair tersebut permukaannya akan naik sampai ketinggian tertentu.

-          Metode tersiometer Du-Nouy : Metode cincin Du-Nouy bisa digunakan untuk

mengukur tegangan permukaan ataupun tegangan antar muka. Prinsip dari alat ini

adalah gaya yang diperlukan untuk melepaskan suatu cincin platina iridium yang

dicelupkan pada permukaan sebanding dengan tegangan permukaan atau tegangan

antar muka dari cairan tersebut. Perhitungan tegangan permukaan dengan metode

Du Nouy :

Y= (Skala yang terbaca (dyne))/(2 x keliling cincin) x Faktor Koreksi.

-          Metode Drop Out (tetes) : bila cairan tepat akan menetes, maka gaya tegangan

permukaan sama dengan gaya yang disebabkan oleh massa cairan sebagai berat

itu sendiri. Gaya berat cairan = m.g.

Pada grafiik pengaruh surfaktan dapat dilihat pada konsentrasi surfaktan

10 tegangan permukaannya 31,5264, pada konsentrasi surfaktan 20 % tegangan

permukaannya 30,0460, pada konsentrasi surfaktan 30 % tegangan permukaannya

25,8729. Sehingga dapat disimpulkan bahwa semakin besar konsentrasi surfaktan

maka tegangan permukaannya akan semakin kecil.

            Pada grafik pengaruh suhu dapat dilihat pada suhu 66° C tegangan

permukaannya 14,7624, pada suhu 71° C tegangan permukaannya 9,9618, pada

suhu 74° C tegangan permukaannya 9,4084. Sehingga dapat disimpulkan bahwa

semakin tinggi suhu maka tegangan permukaan akan semakin kecil.

            Pada grafik pengaruh surfaktan tegangan permukaannya semakin kecil

apabila konsentrasi surfaktannya besar, dikarenakan keberadaan zat terlarut dalam

suatu cairan akan mempengaruhi tegangan permukaan. Penambahan zat terlarut

akan meningkatkan viskositas, sehingga tegangan permukaan akan bertambah

besar. Tapi apabila zat yang ada dipermukaan cairan membentuk lapisan

monomolecular, maka akan menurunkan tegangan permukaan zat tersebut yang

disebut dengan surfaktan.

Page 10: Kimia Fisika Penentuan Tegangan Permukaan

            Pada grafik pengaruh suhu, tegangan permukaan semakin kecil pada saat

suhu semakin tinggi. Karena suhu mempengaruhi tegangan permukaan, karena

pada saat suhu meningkat, energy kinetic molekul juga meningkat, dan tegangan

permukaan menurun.

            Prinsip dari percobaan ini yaitu menentukan tegangan permukaan dengan

metode berat tetes, yang meliputi faktor-faktor suhu, surfaktan, dan zat terlarut

dalam melakukan percobaan ini. Melihat perubahan tegangan permukaan dengan

menggunakan suhu yang berbeda-beda, dan dengan surfaktan yang berbeda pula

konsentrasinya.

BAB 5

PENUTUP

5.1       Kesimpulan

            -        Tegangan permukaan zat cair adalah kecendrungan permukaan zat

cair untuk menegang, sehingga permukaannya seperti ditutup oleh

suatu lapisan elastis.

            -        Faktor-faktor yang mempengaruhi tegangan permukaan adalah suhu:

tegangan suatu permukaan menurun dengan meningkatnya suhu,

karena meningkatnya energy kinetic molekul; zat terlarut (solute):

keberadaan zat terlarut mempengaruhi tegangan permukaan,

penambahan zat terlarut akan meningkatkan viskositas larutan,

sehingga tegangan permukaan akan bertambah besar; surfaktan: zat

yang dapat mengaktifkan permukaan, karena cenderung untuk

terkonsentrasi pada permukaan atau antar muka.

            -        Aplikasi konsep tegangan permukaan dalam kehidupan sehari-hari

antara lain, mencuci dengan air panas lebih mudah dan menghasilkan

cucian yang lebih bersih, gelembung sabun atau air berbentuk bulat,

dank klip tidak tenggelam dalam air.

Page 11: Kimia Fisika Penentuan Tegangan Permukaan

hubungan antar muka

Bila beberapa bentuk saling berhubungan, terjadi ikatan antara bentuk tersebut.

Keadaan permukaan dari bentuk molekul selalu berbeda.hubungan ini disebut

hubungan antar muka.

Sifat hubungan antar muka ini banyak manfaatnya. Sebagai contoh hubungan

antar muka: bentuk cair dengan gas, cairan dengan padatan, padatan dengan

padatan, padatan dengan gas. Hubungan ini sangat dipengaruhi oleh suhu dan

tekanan antar muka.

Hubungan antar muka ini banyak kepentinganya terutama dalam pembuatan obat

dan pengobatan

Sebagai contoh sifat granule, pembuatan tablet lapis, pembuatan emulsi dan

suspensi, serta pengobatan diare, dan penyerapan macet.

 

Tegangan permukaan

Permukaan dan tegangan permukaan

Dalam keadaan cair zat tersusun sebagai molekul yang mempunya daya tarik

menarik yang sama.karena pada permukaan, cairan berhubungan dengan udara

atau bagian samping berhubungan dengan permukaan wadah, terjadi hubungan

dengan molekul berbeda serta tegangan permukaan berbeda, kemungkinan terjadi

tarik menarik atau saling tolak menolak. Daya tarik ini disebut adhesi sedangkan

pada molekul cairan disebut kohesi.

Masing-masing cairan mempunyai kekuatan yang disebut dengantegangan

permukaan.tegangan permukaan ini merupakan kekuatan yang ingin

mempersatukan masing-masing molekul untuk menyatu membentuk volume yang

sekecil kecilnya, maka dari itu tetesan cairan yang menetes selalu berbentuk bulat

karena volume yang terkecil ada bulatan.

Page 12: Kimia Fisika Penentuan Tegangan Permukaan

Karena masing-masing cairan mempunyai tegangan permukaan yang berbeda,

maka cairan satu dengan yang lain dapat bercampur atau tidak mau bercampur

tergantung pada perbedaan tegangan permukaan masing-masing zat. Keadaan ini

menyebabkan cairan dapat membasahi atau tidak membasahi permukaan.

Tegangan permukaan merupakan kekuatan per luas permukaan.

Mengukur tegangan permukaan

Untuk mengetahui adanya tegangan permukaan dan besarnyategangan permukaan

dengan cara:

1.      Metoda kenaikan kapiler

Digunakan tabung kapiler yang dimasukkan kedalam cairan.maka cairan di dalam

kapiler kemungkinan permukaanya lebih tinggi atau lebih rendah tergantung

cairannya. Air lebih tinggi dari permukaan cairan di wadah dan bentuk permukaan

cekung ini karena air membasahi gelas. Air raksa permukaannya lebih rendah di

dalam tabung daripada didalam wadah, karena air raksa tidak membasahi gelas

2.      Metode cincin du nay

Cincin du nay merupakan timbangan dengan dilengkapi cincin dari logam platina

atau kadang-kadang diganti dengan gelas kaca yang tebal agar permukaan luas.

Jika dimasukkan cincin tersebut pelan-pelan pada permukaan cairan, neraca tidak

setimbang lagi seolah-olah cincin atau kaca didorong oleh permukaan cairan, agar

seimbang kembali perlu penambahan anak timbangan, tergantung kepada jenis

cairan.

 

Koefisien penyebaran

Bila minyak kita tuangkan dalam air maka minyak akan menyebar di permukaan

air membentuk bulatan-bulatan seperti lapisan film.

Page 13: Kimia Fisika Penentuan Tegangan Permukaan

Adanya daya kohesi dan adhesi  atas permukaan menyebabkan terjadinya sedut

kontak yang besarnya berbeda. Ini terlihat apabila cairan diteteskan pada suatu

permukaan.

Bila cairan membasahi, maka sudut kontak kecil namun bila cairan berwujud

tetesan, maka sudut kontak besar.

Besarnya sudut kontak tergantung kepada besarnya tegangan permukaan natara

cairan dan permukaan dimana cairan diteteskan.

Surfaktan

Air tidak bercampur dengan minyak. Bila bulu ituk tidak terbasahi didalam air

karena bulunya dilapisi minyak. Bila disabun maka akan basah hal ini karena

minyak mempunyai tegangan permukaan yang berbeda dengan air. Dengan

adanya sabun maka perbedaan tegangan permukaan dapat diturunkan sehinga air

dapat bercampur dengan minyak. Maka sabun disebut sebagai zat yang dapat

menurunkan tegangan perumkaan (surface active agent). Hal ini disebabkan sabun

mempunyai gugus yang suka air yang suka minyak xat ini disebut ampifilik.

HLB : hydropil lypofil balance. Sifat suka air dan suka minyak disebut surfaktan.

Karena mempenyai keseimbangan gugus  suka air dan minyak yang disebut HLB

Penggunaan surfaktan : membuat emulsi,suspensi, spon mencuci, sebagai anti

busa serta peningkatan kelarutan.

Adsorbsi pada permukaan padat

 Adsorbsi pada permukaan padat terjadi terhadap cairan,gas maupun padat dengan

padat

1.      Adsorpsi gas dan padat : prinsip yang digunakan proses penghilangan bau

ruangan, pengukuran ukuran permukaan partikel

2.      Adsorpsi cairan-padat : prinsip yang digunakan pada proses menghilangkan

warna cairan, kromatografi, mencuci, pembasah padat

Page 14: Kimia Fisika Penentuan Tegangan Permukaan

3.      Adsorpsi gas-padat : adsorpsi ini tergantung pada zat padat sebagai

pengadsorpsi, yaitu luas permukaan, tekanan gas dan suhu. Arang aktif yaitu

arang yang dipanaskan, mempunyai adsorpsi yang kuat. Maka digunakan untuk

menyerap mikoorganisme pada penyebab diase atau menghilangkan cairan

menjernihkan air minum. Kaolin digunakan pada prinsip pengobatan sakit perut

untuk menyerap bakteri (mikoorganisme penyebab sakit). Didalam kombinasi

obat perlu hati-hati. Beberapa alkoloida atau obat-obat yang takarannya kecil tidak

boleh dicampur dengan carbo adsorben karena fungsi obat akan hilang akibat

carbo adsorben.

4.      Adsorpsi cairan-zat padat : adsorpsi ini perlu diperhatikan terutama zat-zat

yang bersifar higroskopis yang akan mencerap uap air akibatnya obat-obat

menjadi basah. Penggunaan surfaktan sebagai pembasah,sebagai pembasah

surfaktan digunakan untuk memudahkan pembuatan suspensi terhadap zat-zat

yang sulit dibasahi. Tablet yang perlu ditambah surfaktan :

saponin,sapamin,sodium lauril sulfat. Penggunaan surfaktan sebagai anti busa,

busa adalah gas yang terperangkap didalam tabungyang elastis.penambahan

surfaktan sebagai aiti busa yang dapat memecah gelembung gas. Prinsip ini

digunakan untuk menghilangkan busa pada wkt mncuci (molto anti busa). Pada

pengobatan digunakan flatulen (mis,simeticon pd obat antasida)

5.      Adsorpsi padat-padat : keadaan adsorbsi antar permukaan terjadi proses

caking pada suspensi. Adsorpsi tergantung pada luas permukaan. Antar

permukaan terjadi energi bebas pada permukaan. Antar partikel saling tarik

menarik. Daya tarik menarik ini dipengaruhi oleh luas permukaan partikel.

Semakin kecil partikel semakin luas permukaanya. Daya tarik menarik antara

permukaan ini menyebabkan partikel mengalir membentuk partikel lebih

besar,terjadi peningkatan bobot jenis, maka kestabilan suspensi akan terjaga.

Pengaruh hubungan antar muka terhadap sifat aliran adalah semakinkecil pertikel

maka daya tarik menarik antara permukaan semakin besar. Karena daya tarik

menarik semakin besar, maka sifat aliran semakin menurun. Ini penting pada

pembuatan tablet dan pengisisan kapsul, maka sebelumnya dibuat bentuk granul

Page 15: Kimia Fisika Penentuan Tegangan Permukaan

untuk meningkatkan BJ dan ukuran partikel agar pengisian kapsul dan bobot

tablet seragam.

 

Posted 2 years ago