I. Judul Percobaan

: Tegangan Permukaan II. Hari, Tanggal Percobaan: Rabu, 19 November 2014III. Selesai Percobaan

: Rabu 19 November 2014IV. Tujuan Percobaan

:

Mengukur tegangan permukaan larutan dengan metode pipa kapilerV. Kajian TeoriTegangan permukaan zat cair merupakan kecenderungan permukaan zat cair untuk menegang, sehingga permukaannya seperti ditutupi oleh suatu lapisan elastis. 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 permukaannya 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). Tegangan antar muka adalah gaya persatuan panjang yang terdapat pada antarmuka dua fase cair yang tidak bercampur. Tegangan antar muka selalu lebih kecil dari pada tegangan permukaan karena gaya adhesi antara dua cairan tidak bercampur lebih besar daripada adhesi antara cairan dan udara.Ada beberapa metode dalam melakukan tegangan permukaan:

1. 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 tegangan antar muka. Bila pipa kapiler dimasukkan ke dalam suatu zat cair, maka zat tersebut akan naik ke dalam pipa sampai gaya gesek ke atas diseimbangkan oleh gaya gravitasi ke bawah akibat berat zat cair. Pada umumnya zat cair memiliki permukaan mendatar tetapi apabila zat cair bersentuhan dengan zat padat atau dinding bejana, maka permukaan pada bagian tepi yang bersentuhan dengan dinding akan melengkung. Gejala melengkungnya permukaan zat cair disebut miniskus. Ada dua jenis miniskus yaitu miniskus cekung dan cembung. Besarnya cekungan dan kecembungan permukaan cairan ketika bersentuhan dengan zat padat tergantung pada besar kecilnya sudut kontak yang terbentuk. Sudut kontak , adalah sudut yang dibentuk oleh permukaan cairan yang bersentuhan dengan permukaan bidang padatan.

2. 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 diperlukan sebanding dengan tegangan permukaan atau tegangan antar muka dari cairan tersebut.

Pada dasarnya tegangan permukaan suatu zat cair dipengaruhi oleh beberapa faktor 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 dengan molekul surfaktan. Faktor-faktor yang mempengaruhi: 1. 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 cairan membentuk lapisan monomolecular, maka akan menurunkan tegangan permukaan, zat tersebut biasa disebut dengan surfaktan.2. 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. Molekul-molekul zat aktif permukaan (surfaktan) mempunyai gugus polar dan non polar. Bila suatu zat surfaktan didispersikan dalam air pada konsentrasi yang rendah, maka molekul-molekul surfaktan akan terabsorbsi pada permukaan membentuk suatu lapisan monomolekuler. Bagian gugus polar akan mengarah ke udara. Hal ini mengakibatkan turunnya tegangan permukaan air. Pada konsentrasi yang lebih tinggi molekul-molekul surfaktan masuk ke dalam air membentuk agregat yang dikenal sebagai misel. Konsentrasi pada saat misel ini mulai terbentuk disebut konsentrasi misel kritik (KMK). Pada saat KMK ini dicapai maka tegangan permukaan zat cair tidak banyak lagi dipengaruhi oleh perubahan konsentrasi misel kritik suatu surfaktan dapat ditentukan dengan metode tegangan permukaan.

VI. Alat dan BahanAlat:

Pipa kapiler

1 buah

Neraca Mohr

1 buah

Gelas kimia

4 buah

Piknometer

1 buah

Pipet tetes

2 buah

Bahan:

Aquadest

Larutan gula

Larutan garam

Larutan deterjenVII. Alur kerja

VIII. Hasil PengamatanNoProsedur PercobaanHasil PengamatanDugaan/ ReaksiKesimpulan

1.

Air: tidak berwarna air = 1,00269 gr/mL tinggi air dalam gelas kimia: 1,8 cm

Panjang pipa kapiler: 7,5 cm

Selisih tinggi air: 2,3 cm

Berat pipa kapiler kosong: 0,1618 gr Berat pipa kapiler berisi air: 0,2484 gr

Massa piknometer: 15,2344 gr

Massa piknometer berisi air: 25,2613 gr

Batas bawah: 1 cm Larutan detergen memiliki tegangan permukaan yang paling rendah, karena detergen merupakan surface active yang dapat menurunkan tegangan permukaan Urutan tegangan permukaan dari yang tinggi ke rendah adalah larutan gula > larutan garam > air > larutan detergen Tegangan permukaan masing- masing larutan:Air: 0,68475

Gula: 0,8751

Garam: 0,7314

Detergen: 0,39375

Tegangan permukaan gula > garam > air > detergen

2.

Larutan garam:Tinggi larutan garam dalam gelas kimia: 1,8 cm

Selisih tinggi larutan garam: 2,4 cm

garam: 1,02631 gr/mL

Larutan gula:

Tinggi larutan gula dalam gelas kimia: 2,2 cmSelisih tinggi larutan gula: 2,9 cm

gula: 1,01628 gr/mL

Larutan detergen:

Tinggi larutan detergen dalam gelas kimia: 1,9 cm

Selisih tinggi larutan detergen: 1,3 cm

detergen: 1,02002 gr/mL

IX. Analisis dan Pembahasan

Pada percobaan ini kami melakukan pengukuran tegangan permukaan aquades, larutan gula, larutan garam dan larutan deterjen.

Pada percobaan pertama, yang digunakan adalah aquades. Pertama-tama aquades dimasukkan dalam gelas kimia yang kemudian dimasuki pipa kapiler dengan panjang 7,5 cm pada permukaannya. Kemudian dilakukan pengamatan tinggi aquades dalam pipa kapiler. Tinggi aquades dalam pipa kapiler adalah 1,8 cm. Kemudian dihitung selisih tinggi aquades dalam pipa kapiler dengan tinggi aquades dalam gela kimia sehingga menghasilkan selisih sebesar 2,3 cm. Kemudian dilakukan perhitungan massa jenis aquades yaitu sebesar 1,00269 gr/mL. Selanjutnya dilakukan perhitungan volume aquades dalam pipa kapiler dan diperoleh volume sebesar 0,0864 mL. Sehingga diperoleh tegangan permukaan aquades adalah 0,68475.

Pada percobaan kedua, yang digunakan adalah larutan garam. Pertama-tama garam dilarutkan dengan 30 mL aquades dan dimasukkan dalam gelas kimia yang kemudian dimasuki pipa kapiler dengan panjang 7,5 cm pada permukaannya. Kemudian dilakukan pengamatan tinggi larutan garam dalam pipa kapiler. Tinggi larutan garam dalam pipa kapiler adalah 1,8 cm. Kemudian dihitung selisih tinggi larutan garam dalam pipa kapiler dengan tinggi larutan garam dalam gelas kimia sehingga menghasilkan selisih sebesar 2,4 cm. Kemudian dilakukan perhitungan massa jenis larutan garam yaitu sebesar 1,02631 gr/mL. Sehingga diperoleh tegangan permukaan larutan garam adalah 0,7314.

Pada percobaan ketiga, yang digunakan adalah larutan gula. Pertama-tama gula dilarutkan dengan 30 mL aquades dan dimasukkan dalam gelas kimia yang kemudian dimasuki pipa kapiler dengan panjang 7,5 cm pada permukaannya. Kemudian dilakukan pengamatan tinggi larutan gula dalam pipa kapiler. Tinggi larutan gula dalam pipa kapiler adalah 2,2 cm. Kemudian dihitung selisih tinggi larutan gula dalam pipa kapiler dengan tinggi larutan gula dalam gelas kimia sehingga menghasilkan selisih sebesar 2,9 cm. Kemudian dilakukan perhitungan massa jenis larutan gula yaitu sebesar 1,01628 gr/mL. Sehingga diperoleh tegangan permukaan larutan gula adalah 0,8751.

Pada percobaan keempat, yang digunakan adalah larutan deterjen. Pertama-tama deterjen dilarutkan dengan 30 mL aquades dan dimasukkan dalam gelas kimia yang kemudian dimasuki pipa kapiler dengan panjang 7,5 cm pada permukaannya. Kemudian dilakukan pengamatan tinggi larutan deterjen dalam pipa kapiler. Tinggi larutan deterjen dalam pipa kapiler adalah 1,9 cm. Kemudian dihitung selisih tinggi larutan deterjen dalam pipa kapiler dengan tinggi larutan deterjen dalam gelas kimia sehingga menghasilkan selisih sebesar 1,3 cm. Kemudian dilakukan perhitungan massa jenis larutan deterjen yaitu sebesar 1,02002 gr/mL. Sehingga diperoleh tegangan permukaan larutan deterjen adalah 0,39375.

Pada percobaan diperoleh tegangan permukaan yang berbeda-beda. Urutan tegangan permukaan dari yang tinggi ke yang rendah adalah larutan gula > larutan garam > aquades > larutan deterjen. Larutan deterjen memiliki tegangan permukaan yang paling rendah karena dterjen merupakan surface aktif yang dapat menurunkan tegangan permukaaan. X. Kesimpulan

Berdasarkan percobaan yang telah dilakukan didapatkan bahwa tegangan permukaan larutan gula > larutan garam > aquades > larutan deterjen, yaitu 0,8751 > 0,7314 > 0,68475 > 0,39375. Hal ini karena deterjen merupakan larutan surface aktif yang dapat menurunkan tegangan permukaan.XI. Daftar PustakaAtkins, P. W. 1994. Kimia Fisik edisi ke-4 jilid 1. Jakarta: Erlangga.Giancoli, Douglas C. 2001. Fisika jilid 1. Jakarta: Erlangga.Hidayat, Siska. 2013. Laporan Tegangan Permukaan Zat Cair. Bandung: Sekolah Tinggi Analis Bakti Asih.Tim Dosen. 2014. Petunjuk Praktikum Kimia Fisika IV. Surabaya: Unesa.LAMPIRAN PERHITUNGAN

Perhitungan massa jenis masing-masing larutan

Diketahui:

Massa air = 10,0269 gram

Massa larutan gula = 10,1628 gram

Massa larutan garam = 10,2631 gram

Massa larutan detergen = 10,2002 gram

Volume piknometer 10 ml

Massa Jenis Air :

Massa Jenis Larutan Gula :

Massa Jenis Larutan Garam :

Massa Jenis Larutan Detergen :

Perhitungan jari-jari pipa kapiler

Diketahui :

air : 1,00269 gr/ml Massa air dalam pipa kapiler : 0,0866 gram

Tinggi pipa kapiler : 7,5 cm

Volume air dalam pipa kapiler :

Jari-jari pipa kapiler :

Perhitungan tegangan permukaan masing-masing larutanDiketahui :

r pipa kapiler : 0,0606 cm air : 1,00269 gr/ml larutan gula : 1,01628 gr/ml larutan garam : 1,02631 gr/ml larutan detergen : 1,02002 gr/ml h air : 2,3 cm h larutan gula : 2,9 cm h larutan garam : 2,4 cm h larutan detergen : 1,3 cm

Dimana adalah sudut kontak yaitu 0o , sehingga

Tegangan permukaan air

Tegangan permukaan larutan gula

Tegangan permukaan larutan garam

Tegangan permukaan larutan detergen

LAMPIRAN FOTO

Penimbangan serbuk garam

Penimbangan serbuk gula

Penimbangan serbuk detergen

Penimbangan piknometer berisi air

Penimbangan piknometer berisi larutan

Penimbangan piknometer berisi larutan

gula

garam

Penimbangan piknometer berisi larutan

Pengukuran tegangan permukaan air

detergen

dengan metode pipa kapiler

Pengukuran tegangan permukaan larutan

Pengukuran tegangan permukaan larutan

garam dengan metode pipa kapiler

gula dengan metode pipa kapiler

Pengukuran tegangan permukaan larutan detergen dengan metode pipa kapilerTegangan permukaan air

Dimasukkan dalam gelas kimia

Dimasukkan pipa kapiler

Diukur tinggi larutan volatile dalam pipa kapiler

Dihitung selisih tinggi larutan volatile dalam pipa kapiler dengan tinggi larutan volatile dalam gelas kimia

Dihitung berat larutan volatile dalam pipa kapiler

Dihitung volume larutan volatile dalam pipa kapiler

Dihitung tegangan permukaannya

Larutan volatile

Tegangan permukaan air

Dimasukkan dalam gelas kimia

Dimasukkan pipa kapiler

Diukur tinggi air dalam pipa kaplier

Dihitung selisih tinggi air dalam pipa kapiler dengan tinggi air dalam gelas kimia

Dihitung berat air dalam pipa kapiler

Dihitung volume air dalam pipa kapiler

Dihitung tegangan permukaannya

Air

Dimasukkan dalam gelas kimia

Dimasukkan pipa kapiler

Diukur tinggi air dalam pipa kaplier

Dihitung selisih tinggi air dalam pipa kapiler dengan tinggi air dalam gelas kimia

Dihitung berat air dalam pipa kapiler

Dihitung volume air dalam pipa kapiler

Dihitung tegangan permukaannya

Tegangan permukaan air

Air

Dimasukkan dalam gelas kimia

Dimasukkan pipa kapiler

Diukur tinggi larutan volatile dalam pipa kapiler

Dihitung selisih tinggi larutan volatile dalam pipa kapiler dengan tinggi larutan volatile dalam gelas kimia

Dihitung berat larutan volatile dalam pipa kapiler

Dihitung volume larutan volatile dalam pipa kapiler

Dihitung tegangan permukaannya

Tegangan permukaan air

Larutan volatile

1