LAPORAN PRAKTIKUMKIMIA FISIKA

Tegangan Permukaan

Disusun oleh:Wawan Gunawan 12012098

SEKOLAH TINGGI TEKNOLOGI INDUSTRI DAN FARMASIBOGOR

2013

TEGANGAN PERMUKAAN

I. Tujuan PercobaanMengenal dan mengidentifikasi sifat tegangan permukaan dengan air sebagai pembanding.

II. Landasan teori

Permukaan zat cair mempunyai sifat ingin merenggang, sehingga permukaannya

seolah-olah ditutupi oleh suatu lapisan yang elastis. Hal ini disebabkan adanya gaya

tarik-menarik antar partikel sejenis didalam zat cair sampai ke permukaan. Di dalam

cairan, tiap molekul ditarik oleh molekul lain yang sejenis di dekatnya dengan gaya yang

sama ke segala arah. Akibatnya tidak terdapat sisa (resultan) gaya yang bekerja pada

masing-masing molekul. Adanya gaya atau tarikan kebawah menyebabkan permukaan

cairan berkontraksi dan berada dalam keadaan tegang. tegangan ini disebut dengan

tegangan permukaan (Herinaldi, 2004).

Tegangan permukaan bervariasi antara berbagai cairan. Air memiliki tegangan

permukaan yang tinggi dan merupakan agen pembasah yang buruk karena air

membentuk droplet, misalnya tetesan air hujan pada kaca depan mobil. Permukaan air

membentuk suatu lapisan yang cukup kuat sehingga beberapa serangga dapat berjalan

diatasnya (Suminar, 2001).

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 adesi berlaku bahwa besar

gaya kohesinya lebih kecil dari pada gaya adesinya dan pada zat yang non-adesi 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

2

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 cairan. 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 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

Ada beberapa metode penentuan tegangan muka diantaranya adalah metode

kanaikan pipa kapiler, metode tekanan maksimum gelembung, metode tetes dan

metode cincin. Metode kenaikan pipa kapiler merupakan metode bila suatu pipa

kapiler dimasukkan kedalam cairan yang membasahi dinding maka cairan akan

naik kedalam kapiler karena adanya tegangan muka. Kenaikan cairan sampai pada

suhu tinggi tertentu sehingga terjadi keseimbangan antara gaya keatas dan kebawah

Gaya kebawah : F = .r2.h..gDimana, h : tinggi muka.

g : percepatan gravitasi. : berat jenis.r : jejari kapiler

3

Gaya keatas : F’ = 2..r..cos

Dimana :

adalah tegangan muka dan adalah sudut kontak.

Pada kesetimbangan, gaya kebawah sama dengan gaya keatas maka :

F’ = F

2..r..cos = .r2.h..guntuk air dan kebanyakan cairan organik umumnya = 0 atau dapat dianggap

batas lapisan pararel dengan kapiler, sehingga harga cos = 1 maka :

= ½.r. h ..g

-          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 (Atfins, 1994).

Air mempunyai tegangan permukaan dan biasa digunakan untuk pembersihan.

Molekul air yang terdapat di dalam badan air akan dikelilingi dan ditarik oleh

molekul air lainnya. Akan tetapi, pada permukaan air akan ditarik oleh molekul air yang

terdapat di samping dan dibawahnya. Tegangan permukaan diciptakan molekul air pada

permukaan yang ditarik ke dalam badan air. Tegangan ini menyebabkan air menjadi

tetesan pada permukaan sehingga pembasahannya menjadi lambat dan menghambat

proses pembersihan (Kartiningsih, 2006).

4

III. Alat dan Bahan meliputi pipa kapiler, Gelas beaker, erlenmeyer, gelas ukur, neraca digital, piknometer NaCl Etanol 96% Detergen Aquadest Termometer

IV. Prosedur KerjaPercobaan ini dilakukan dengan menaruh pipa kapiler bagian ujung gelas piala

yang sudah terisi larutan, kemudian amati kenaikan larutan pada pipa kapiler dan ukur

menggunakan jangka sorong untukk setiap larutan uji. kemudian pipa kapiler diisi

aquades smpai lebih tinggi sedikit dari tanda tertentu.

V. PerhitunganBobot Pikno kosong = 28.8 grBobot Pikno + Aquadest = 77,4 gr

air =(77.4−28.8)

50 = 0.972 g/ml

Bobot Pikno + Nacl = 77.3 g

NaCl =(77.3−28.8)

50 = 0.97 g/ml

Bobot pikno + Ethanol 96% = 67.8 g

Ethanol =(67.8−28.8)

50 = 0.78 g/ml

Bobot Piknoo +detergen = 78.0 g

Detergen =(78.0−28.8)

50 = 0.984 g/ml

Diameter Pipa Kapiler (d) = 0.104 cmJari jari pipa kapiler( r ) = 0.052 cm

5

H detergen = 1.233H NaCl = 1.72 cmH ethanol 96% = 1.94 cmH air = 2.33 cm

NaCl

ρ . g . h=2 γr

0.97 x 980 x 1.72 cm = 2 γ

0.05285.021664 = 2γ γ = 42.5108 dyne / cm

Ethanol

.g.h = 2 γr

0.78 x 980 x 1.94 cm = 2 γ

0.05277.11267 = 2γγ = 38.55633 dyne/cm

Air

.g.h = 2 γr

0.972 x 980 x 2.33 = 2 γ

0.052115.412169 = 2γ γ = 57.70608 dyne / cm

Detergen

.g.h = 2 γr

0.984 x 980x1.233 =2 γ

0.05261.8283 = 2γ γ = 30.91417 dyne / cm

VI. Pembahasan

Tegangan permukaan adalah gaya atau tarikan kebawah yang menyebabkan

permukaan cairan berkontraksi dengan benda dalam keadaan tegang. Hal ini disebabkan

oleh gaya-gaya tarik yang tidak seimbang pada antar muka cairan. Gaya ini biasa segera

diketahui pada kenaikan cairan biasa dalam pipa kapilerdan bentuk suatu tetesan kecil

6

cairan. tegangan permukaan merupakan fenomena menarik yang terjadi pada zat cair

(fluida) yang berada dalam keadaan diam (statis).

Besarnya tegangan permukaan dipengaruhi oleh beberapa faktor, seperti jenis

cairan, suhu, dan, tekanan, massa jenis, konsentrasi zat terlarut, dan kerapatan. Jika

cairan memiliki molekul besar seperti air, maka tegangan permukaannya juga besar.

salah satu faktor yang mempengaruhi besarnya tegangan permukaan adalah massa jenis/

densitas (D), semakin besar densitas berarti semakin rapat muatan – muatan atau

partikel-partikel dari cairan tersebut. Kerapatan partikel ini menyebabkan makin

besarnya gaya yang diperlukan untuk memecahkan permukaan cairan tersebut. Hal ini

karena partikel yang rapat mempunyai gaya tarik menarik antar partikel yang kuat.

Sebaliknya cairan yang mempunyai densitas kecil akan mempunyai tegangan permukaan

yang kecil pula.

Ada beberapa metoda penentuan tegangan muka, dalam praktikum ini digunakan

metoda pipa kapiler, yaitu mengukur tegangan permukaan zat cair dan sudut

kelengkungannya dengan memakai pipa berdiameter. Salah satu ujung pipa dicelupkan

kedalam permukaan zat cair maka zat cair tersebut permukaannya akan naik sampai

ketinggian tertentu.

VII. KesimpulanBerdasarkan hasil percobaan yang telah kami lakukan maka dapat disimpulkan

bahwa tegangan permukaan pada air adalah 57.706 dyne/cm dan tegangan pada

ethanol adalah 38.55 dyne/cm. Tegangan antarmuka suatu larutan yang tidak campur

dipengaruhi dengan penambahan zat aktif.

7

VIII. Daftar Pustaka

Arbiyanti, R., et al, 2008, “Pengaruh Kondisi Operasi Reaksi Hidrogenasi Metil Laurat dengan Katalis Nikel untuk Pembuatan Surfaktan Oleokimia”, Jurnal Teknologi, Edisi No. 3, Tahun XXII.

Kartiningsih dan Rahmat D., “Formulasi Sediaan Sabun Mandi Cair dari Jus Lidah Buaya (Aloe barbadensis Mill), Jurnal Ilmu Kefarmasian Indonesia, Vol 4 (2).

Suminar, 2001, Prinsip-Prinsip Kimia Modern, Erlangga, Jakarta.

Wahyuni IT., 2012, Laporan Kimia Fisika Penentuan Tegangan Permukaan, http://itatrie.blogspot.com/2012/10/laporan-kimia-fisika-penentuan-tegangan.html , diakses 17 Juni 2013.

8

9

10

11

12