PERCOBAAN IVPENENTUAN VISKOSITAS ZAT CAIR

I. JUDUL PERCOBAANPenentuan viskositas zat cair.

II. PRINSIP PERCOBAANMengalirkan cairan pipa ke dalam pipa kapiler dari Viskometer Oswald dengan mencatat waktunya.

III. TUJUAN PERCOBAANUntuk menetukan koefisien viskositas zat X.

IV. TEORI PERCOBAANSetiap zat cair mempunyai karakteristik yang khas/berbeda antara 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 adalah suatu sifat cairan yang berhubungan erat dengan hambatan untuk mengalir, dimana makin tinggi kekentalan maka makin besar hambatannya. Kekentalan didefenisikan sebagai gaya yang diperlukan untuk menggerakkan secara berkesinambungan suatu permukaan datar melewati permukaan datar lain dalam kondisi mapan tertentu bila ruang diantara permukaan tersebut diisi dengan cairan yang akan ditentukan kekentalannya. Satuan dasar yang digunakan adalah poise ( 1 poise = 100 sentipoise ).Pengertian viskositas fluida (zat cair) adalah gesekan yang ditimbulkan oleh fluida bergerak, atau benda padat yang bergerak didalam fluida. Besarnya gesekan ini biasa juga disebut sebagai derajat kekentalan zat cair. Jadi semakin besar viskositas zat cair, maka semakin susah benda padat bergerak didalam zat cair tersebut. Viskositas dalam zat cair, yang berperan adalah gaya kohesi antar partikel zat cair.Viskositas dapat dinyatakan sebagai tahanan aliran fluida yang merupakan gesekan antara molekul-molekul cairan satu dengan yang lain. Suatu jenis cairan yang mudah mengalir, dapat dikatakan memiliki viskositas yang rendah dan sebaliknya bahan-bahan yang sulit mengalir dikatakan memiliki viskositas tinggi. Sebagai contoh, air memiliki viskositas rendah, sedangkan minyak sayur memiliki viskositas yang lebih tinggi. Secara formal, viskositas (diwakili oleh simbol "eta") adalah rasio dari tegangan geser (F / A) dengan gradien kecepatan (v x / z atau x dv / dz) dalam fluida. Satuan SI untuk viskositas adalah yang kedua pascal [Pa s], yang tidak memiliki nama khusus.Viskositas juga adalah sebuah ukuran penolakan sebuah fluida terhadap perubahan bentuk di bawah tekanan shear. Biasanya diterima sebagai "kekentalan", atau penolakan terhadap penuangan. Viskositas menggambarkan penolakan dalam fluida kepada aliran dan dapat dipikir sebagai sebuah cara untuk mengukur gesekan fluida. Yang paling umum unit viskositas adalah yang kedua dyne per sentimeter persegi dyne s [/cm2], yang diberi nama poise [P] setelah fisiologi Perancis Jean Louis Poiseuille (1799-1869). Sepuluh poise pascal sama dengan satu detik [Pa s] membuat sentipoise [cP] dan [MPa kedua millipascal s] identik. 1 pascal detik = 10 poise = 1,000 millipascal detik1 sentipoise = 1 millipascal detik

SIFAT DAN JENIS FLUIDAFluida atau zat alir adalah zat yang dapat mengalir dan bentuknya selalu berubah dengan perubahan volume. Zat cair dan gas termasuk dalam kategori fluida.Fluida mempunyai kerapatan yang harganya tertentu pada temperatur dan tekanan tertentu. Harga kerapatannya tergantung pada temperatur dan tekanan, apabila temperatur dan tekanan suatu fluida berubah maka kerapatannya akan berubah.Bagi zat cair kerapatannya tidak akan terpengaruh oleh perubahan temperatur dan tekanan, hal ini juga dinamakan fluida tidak dapat mampat (incompresible) sedangkan gas sangat dipengaruh oleh perubahan temperatur dan tekanan dan dikenal juga sebagai fluida dapat mampat (compresible).Jadi berdasarkan kerapatannya maka fluida dapat dibedakan sebagai berikut :1. Fluida tidak dapat mampat (incompresible)2. Fluida dapat mampat (compresible)dan berdasarkan mekanika fluida, fluida dapat dibedakan menjadi 2 jenis :1. Fluida tidak bergerak / dalam keadaan diam (statika fluida)2. Fluida bergerak / dalam keadaan bergerak (dinamika fluida)

Hubungan Fluida Dan ViscositasFluida ( zat alir ) adalah zat yang dapat mengalir, misalnya zat cair dan gas. Fluida dapat digolongkan dalam dua macam, yaitu fluida statis dan dinamis. Di dalam fluida yang tidak diidealisir terdapat aktivitas molekuler antara bagian-bagian lapisannya. Salah satu akibat dari adanya aktivitas ini adalah timbulnya gesekan internal antara bagian-bagian tersebut, yang dapat digambarkan sebagai gaya luncur diantara lapisan-lapisan fluida tadi. Hal ini dapat dilihat dari perbedaan kecepatan bergerak lapisan-lapisan fluida tersebut.Bila pengamatan dilakukan terhadap aliran fluida makin mengecil ditempat-tempat yang jaraknya terhadap dinding pipa semakin kecil, dan praktis tidak bergerak pada tempat di dinding pipa. Sedangkan kecepatan terbesar terdapat ditengah-tengah pipa aliran.Viskositas suatu fluida adalah sifat yang menunjukkan besar dan kecilnya tahanan dalam fluida terhadap gesekan. Fluida yang mempunyai viscositas rendah, misalnya air mempunyai tahanan dalam terhadap gesekan yang lebih kecil dibandingkan dengan fluida yang mempunyai viscositas yang lebih besar.

Gambar diatas merupakan 2 lapisan fluida sejajar dengan masing-masing mempunyai luas A cm2 dan jarak kedua lapisan L cm. Bila lapisan atas bergerak sejajar dengan lapisan bawah pada kecepatan V cm/detik relatif terhadap lapisan bawah, supaya fluida tetap mempunyai kecepatan V cm/detik maka harus bekerja suatu gaya sebesar F dyne. Dari hasil eksperimen didapatkan bahwa gaya F berbanding lurus dengan kecepatan V, luas A dan berbanding terbalik dengan jarak L.Persamaannya:

: Tetapan viskositas()

Gejala ini dapat dianalisis dengan mengintrodusir suatu besaran yang disebut kekentalan atau viscositas (viscosity). Oleh karena itu, viscositas berkaitan dengan gerak relatif antar bagian-bagian fluida, maka besaran ini dapat dipandang sebagai ukuran tingkat kesulitan aliran fluida tersebut. Makin besar kekentalan suatu fluida makin sulit fluida itu mengalir.Viscositas suatu cairan murni atau larutan merupakan indeks hambatan alir cairan. Beberapa zat cair dan gas mempunyai sifat daya tahan terhadap aliran ini, dinyatakan dengan Koefisien Viscositas ().Viscositas ialah besarnya gaya tiap cm2 yang diperlukan supaya terdapat perbedaan kecepatan sebesar 1 cm tiap detik untuk 2 lapisan zat cair yang parallel dengan jarak 1 cm. Viscositas dapat dihitung dengan rumus Poiseville.

Dengan : R = Jari-jari pipa dialiri cair (cm) T = Waktu alir (detik)P = Tekanan yang menyebabkan zat cair mengalir (dyne/cm2)V = Volume zat cair (liter) L = Panjang pipa (cm) = Koefisien Viscositas (centipoise)Makin besar kekentalannya, makin sukar zat cair itu mengalir dan bila makin encer makin mudah mengalir.

dengan : Q = FluiditasFluiditas yaitu kemudahan suatu zat cair untuk mengalir. Dari rumus diatas dapat dilihat bahwa Fluiditas berbanding terbalik dengan kekentalan (Koefisien Viscositas).

Macam-Macam ViscositasAlat yang dipakai untuk menentukan Viscositas dinamakan Viscometer. Ada beberapa jenis Viscometer, diantaranya :a) Viscometer Kapilerb) Viscometer Lehmanc) Viscometer bola jatuh dari Stokes.Pengaruh Temperatur Terhadap ViscositasViscositas merupakan besaran yang harganya tergantung terhadap temperatur. Pada kebanyakan fluida cair, bila temperatur naik viscositas akan turun, dan sebaliknya bila temperatur turun maka viscositas akan naik. Pada Dinyatakan dengan rumus

A dan B tetapan untuk cairan tertentuT = Temperatur mutlakRumus ini dapat dipakai untuk cairan murni, adapun rumus untuk sistem beberapa cairan adalah

A, B dan C adalah tetapanFaktor yang Memengaruhi Viskositasa. Gaya intermolekulerViskositas juga dihubungkan dengan adanya gaya intermolekuler pada cairan. Jika gaya intermolekuler kuat, viskositas akan tinggi. Sebagai contoh, air mempunyai viskositas yang lebih tinggi daripada metanol karena gaya intermolekuler air lebih besar daripada metanol.b. TemperaturKenaikan temperatur menyebabkan penurunan viskositas. Hal ini menyebabkan kenaikan energi kinetik rata-rata. Hal ini disebabkan karena adanya gerakan partikel-partikel cairan yang semakin cepat apabila suhu ditingkatkan dan menurun kekentalannya. Maka dari itu gaya intermolekuler dapat ditahan.c. Ikatan hidrogenCairan dengan ikatan hidrogen yang kuat mempunyai viskositas lebih tinggi karena peningkatan ukuran dan massa molekul. Sebagai contoh, gliserol dan asam sulfat mempunyai viskositas yang lebih tinggi daripada air karena adanya ikatan hidrogen yang lebih kuat.d. 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.e. 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.f. TekananSemakin tinggi tekanan maka semakin besar viskositas suatu cairan.

V. ALAT dan BAHAN1. Alat

a. 11

b. Viskometer Oswaldc. Stopwatchd. Bulfe. Temometer

2. Bahana. b. Aquadestc. Sampeld. Es batue. Air panas

VI. PROSEDUR KERJA1. Cuci Viskometer Oswald drngan HCl Pekat dan K2Cr2O7 kemudian dikeringkan dengan aseton.2. Tentukan dari zat X denga H2O dengan piknometer.3. Alirkan H2O sebagai larutan standart dalam Viskometer Oswald ini dari garis a dan b, catat waktu yang diperlukan.4. Viscometer Oswald dibersikan dan dikeringkan lagi, kemudian dialirkan zat X yang akan ditentukan viskositasnya.5. Ulang tiap-tiap zat beberapa kali dengan variasi temperature.6. Tentukan zat dengan menggunakan rumus (3).

VII. DATA PENGAMATAN1. Data Pengamatan H2Oa. Suhu awal ruangan = 26oCb. Pikno kosong= 24,26 grc. Pikno + air= 49,93 grd. Suhu dan waktuSuhu (oC)Waktu (s)

20oC9,223

15 oC7,261

10 oC6,438

e. Pikno cairan sedikit= 26,6 grf. Volume gelas ukur= 2,37 mlg. Suhu akhir ruangan= 26 oC2. Data Pengamatan Sampela. Suhu awal ruangan = 26oCb. Pikno kosong= 24,26 grc. Pikno + air= 46,86 grd. Suhu dan waktuSuhu (oC)Waktu (s)

20oC6,919

15 oC6,918

10 oC5,813

e. Pikno cairan sedikit= 25,87 grf. Volume gelas ukur= 1,67 mlg. Suhu akhir ruangan= 26 oC

3. Perhitungan Viskositasa. Sebelum percobaanTo (tempertur) = ( temperatur ruangan) o air = =

o sampel = b. Sesudah percobaanT1 1 = = 1 sampel = c. Perhitungan ViskositasTx (temperatur) = (temperatur percobaan)T zat (waktu alir) = 6,919 detikT air = 9,223 detik zat = air = = 0,256

Tx (temperatur) = (temperatur percobaan)T zat (waktu alir) = 6,918 detikT air = 7,261 detik zat = air =

Tx (temperatur) = (temperatur percobaan)T zat (waktu alir) = 5,813 detikT air = 6,483 detik = 0,055 zat = air = = 0,018

VIII. PEMBAHASANPrinsip dari percobaan viskositas adalah mengalirkan cairan pipa ke dalam pipa kapiler dari Viskometer Oswald dengan mencatat waktunya.Pada percobaan viskositas kali ini, akan digunakan aquadest sebagai zat pembanding dan zat x yang akan ditentukan koefisien viskositasnya serta suhu yang akan digunakan untuk mengukur koefisien viskositas yaitu . Sebelum memulai percobaan terlebih dahulu harus mengukur suhu ruangan yang diketahui suhunya . Setelah itu, timbang piknometer dalam keadaan kosong pada timbangan yang didapat dengan hasil 24,26 gram kemudian isi pikno tersebut dengan aquadest sampai melewati batas agar tidak ada bagian pikno yang tidak terisi. Lalu tutup dengan tutup piknonya dan keringkan bagian luar pikno yang basah dengan tisue. Timbang kembali pikno yang sudah terisi tersebut, dan didapat berat pikno isi yaitu 49,93 gram. Setelah itu cuci Viskometer Oswald dengan aceton lalu keringkan. Masukkan aquadest melalui lubang besar viskometer sampai terisi setengah bulat viskometer. Kemudian masukkan termometer ke dalam viskometer yang sebelumnya direndam ke dalam beaker glass berisi es. Ukur suhu aquadest sampai di titik suhu . Bila sudah, cabut termometer dan pasang bulf di lubang viskometer yang berukuran kecil. Sedot aquadest tersebut sampai garis a. Lalu siapkan stopwatch, hitung dan catat waktu yang dibutuhkan aquadest dari titik a ke b dengan stopwatch setelah bulf dicabut. Ulangi langkah ini pada suhu selanjutnya. Setelah pengukuran waktu mengalir untuk aquadest, larutan dalam viscometer tersebut dimasukkan ke dalam pikno menggunakan corong. Lalu timbang pikno tersebut. Setelah itu, tuang larutan dalam pikno tersebut ke dalam gelas ukur untuk mengukur volume larutan aquadest setelah percobaan. Setelah selesai, siapkan semua dari awal untuk pengukuran viskositas zat x. Siapkan pikno kembali, lalu isi pikno dengan zat x sampai melewati batas. Kemudian tutup pikno tersebut dan timbang berat pikno dengan zat x. Pada percobaan kali ini didapat 46,86 gram, lalu isi viscometer dengan zat x sampai terisi setengah bagian bulat pada viscometer tersebut. Setelah itu, perlakuan sama dengan aquadest dilakukan untuk mengukur waktu yang diperlukan oleh zat x untuk mengalir dari garis a dan b dengan variasi temperatur 20, 15, dan 10. Setelah mengukur waktu mengalir larutan zat x pada viscometer, masukkan larutan tersebut ke dalam piknometer untuk ditimbang beratnya, setelah itu tuang larutan tersebut dalam gelas ukur untuk mengetahui volumenya. Setelah semua langkah dilakukan atau percobaan selesai, catat suhu ruangan kembali dengan melihat thermometer pada ruangan tersebut, pada percobaan kali ini suhu ruangan akhir yaitu 26,5.Setelah semua data didapat hitung koefisien viskositas dengan perhitungan mula-mula sampai rumus akhir yakni: zat = . airDengan air yang bergantung pada masing-masing suhu percobaan, yaitu 20, 15, dan 10. Akhir percobaan didapat data zat pada masing-masing suhu:

IX. KESIMPULANSetelah melakukan praktikum di atas diketahui bahwa nilai viskositas dari sampel pada variasi temperature adalah: Untuk temperatur 20oC memiliki viskositas 0,256 untuk temperatur 15oC memiliki viskositas 0,369 untuk temperatur 10oC memiliki viskositas sebesar 0,018

X. TUGAS1. Buat grafik vs variasi temperature!

2. Apa pengaruh temperature terhadap viskositas suatu zat? Kenaikan temperatur menyebabkan penurunan viskositas. Hal ini menyebabkan kenaikan energi kinetik rata-rata. Hal ini disebabkan karena adanya gerakan partikel-partikel cairan yang semakin cepat apabila suhu ditingkatkan dan menurun kekentalannya. Maka dari itu gaya intermolekuler dapat ditahan.3. Adakah hubungan antara viskositas dan bilangan Reynold (Re)? Dalam mekanika fluida, bilangan Reynolds adalah rasio antara gaya inersia (vs) terhadap gaya viskos (/L) yang mengkuantifikasikan hubungan kedua gaya tersebut dengan suatu kondisi aliran tertentu. Bilangan ini digunakan untuk mengidentikasikan jenis aliran yang berbeda, misalnya laminar dan turbulen. Namanya diambil dari Osborne Reynolds (18421912) yang mengusulkannya pada tahun 1883. Bilangan Reynold merupakan salah satu bilangan tak berdimensi yang paling penting dalam mekanika fluida dan digunakan, seperti halnya dengan bilangan tak berdimensi lain, untuk memberikan kriteria untuk menentukan dynamic similitude. Jika dua pola aliran yang mirip secara geometris, mungkin pada fluida yang berbeda dan laju alir yang berbeda pula, memiliki nilai bilangan tak berdimensi yang relevan, keduanya disebut memiliki kemiripan dinamis.4. Buatlah penurunan satuan dari rumus viskositas!

Sehingga didapat:

Dimana: P= densitas x konstanta

XI. DAFTAR PUSTAKA Fahlevi, Innu Romi. VISKOSITAS I.(online). (https://www.academia.edu/5123485/VISKOSITAS_I, diakses pada 17 Juni 2014). Yustika, Ana. 2012. VISKOSITAS DAN TENAGA PENGAKTIFAN ALIRAN. (online). (http://yustikaforict.files.wordpress.com/2012/12/viskositas.pdf, diakses pada 17 Juni 2014). Anonim. BAB II TINJAUAN PUSTAKA. (online). (http://repository.usu.ac.id/bitstream/123456789/29343/4/Chapter%20II.pdf , diakses pada 17 Juni 2014). Anonim. 2.1 ViskositasI.(online). (http://lib.uin-malang.ac.id/files/thesis/chapter_ii/06540021.pdf, diakses pada 17 Juni 2014).