laporan viskositas berbagai larutan

31
VISKOSITAS CAIRAN BERBAGAI LARUTAN I. TUJUAN 1. Menentukan viskositas cairan dengan metode Oswald. 2. Mengetahui dan memahami prinsip kerja dari percobaan viskositas berbagai larutan dengan metode Ostwald. 3. Memahami prinsip kerja alat viskometer dan piknometer. 4. Mengetahui faktor-faktor yang mempengaruhi nilai viskositas pada percobaan ini. 5. Mengetahui hubungan antara viskositas dengan fluiditas waktu alir dari cairan atau berbagai larutan. 6. Mengetahui hubungan antara koefisien viskositas, massa jenis, dan waktu antara suatu cairan tertentu dengan cairan pembandingnya. II. DASAR TEORI Setiap zat cair mempunyai karakteristik yang khas, berbeda satu zat cair dengan zat cair yang lain. Salah satunya adalah viskositas. Viskositas merupakan tahanan yang dilakukan oleh suatu lapisan fluida terhadap suatu lapisan lainnya. Sifat viskositas ini dimiliki oleh setiap fluida, gas, atau cairan. Viskositas suatu cairan murni adalah indeks hambatan aliran cairan. Aliran cairan dapat dikelompokan menjadi dua berdasarkan bilangan reynoldnya yaitu aliran laminar dan aliran turbulen. Aliran laminar adalah Aliran dengan fluida yang bergerak dalam lapisan –

Upload: susita-pratiwi

Post on 24-Apr-2015

398 views

Category:

Documents


15 download

DESCRIPTION

LAPORAN KIMIA FISIKA (VISKOSITAS BERBAGAI LARUTAN)

TRANSCRIPT

Page 1: LAPORAN VISKOSITAS BERBAGAI LARUTAN

VISKOSITAS CAIRAN BERBAGAI LARUTAN

I. TUJUAN

1. Menentukan viskositas cairan dengan metode Oswald.

2. Mengetahui dan memahami prinsip kerja dari percobaan viskositas berbagai

larutan dengan metode Ostwald.

3. Memahami prinsip kerja alat viskometer dan piknometer.

4. Mengetahui faktor-faktor yang mempengaruhi nilai viskositas pada percobaan

ini.

5. Mengetahui hubungan antara viskositas dengan fluiditas waktu alir dari cairan

atau berbagai larutan.

6. Mengetahui hubungan antara koefisien viskositas, massa jenis, dan waktu

antara suatu cairan tertentu dengan cairan pembandingnya.

II. DASAR TEORI

Setiap zat cair mempunyai karakteristik yang khas, berbeda satu zat cair dengan zat

cair yang lain. Salah satunya adalah viskositas. Viskositas merupakan tahanan yang

dilakukan oleh suatu lapisan fluida terhadap suatu lapisan lainnya. Sifat viskositas ini

dimiliki oleh setiap fluida, gas, atau cairan. Viskositas suatu cairan murni adalah indeks

hambatan aliran cairan. Aliran cairan dapat dikelompokan menjadi dua berdasarkan

bilangan reynoldnya yaitu aliran laminar dan aliran turbulen. Aliran laminar adalah

Aliran dengan fluida yang bergerak dalam lapisan – lapisan, atau lamina –lamina

dengan satu lapisan meluncur secara lancar .Dalam aliran laminar ini viskositas

berfungsi untuk meredam kecendrungan terjadinya gerakan relatifantara lapisan.

Sehingga aliran laminar memenuhi hukum viskositas Newton yaitu :

(1)

Aliran laminar menggambarkan laju aliran kecil melalui sebuah pipa dengan garis

tengah kecil.

Gambar 2.1 Distribusi tegangan aliran laminar pada pipa bulat

τ=μdudy

Page 2: LAPORAN VISKOSITAS BERBAGAI LARUTAN

Sedangkan aliran turbulen menggambarkan laju aliran yang besar dengan diameter pipa

yang besar. Aliran dimana pergerakan dari partikel – partikel fluida sangat tidak

menentu karena mengalami percampuran serta putaran partikel antar lapisan, yang

mengakibatkan saling tukar momentum dari satu bagian fluida kebagian fluida yang lain

dalam skala yang besar. Dalam keadaan aliran turbulen maka turbulensi yang terjadi

membangkitkan tegangan geser yang merata diseluruh fluida sehingga menghasilkan

kerugian – kerugian aliran.

Gambar 2.2 Aliran Turbulen

Viskositas menentukan kemudahan suatu molekul bergerak karena adanya gesekan

antar lapisan material. Karenanya viskositas menunjukkan tingkat ketahanan suatu

cairan untuk mengalir. Semakin besar viskositas maka aliran akan semakin lambat.

Besarnya viskositas dipengaruhi oleh beberapa faktor seperti temperatur, gaya tarik

antar molekul dan ukuran serta jumlah molekul terlarut. Fluida, baik zat cair maupun zat

gas yang jenisnya berbeda memiliki tingkat kekentalan yang berbeda. Pada zat cair,

viskositas disebabkan karena adanya gaya kohesi (gaya tarik menarik antara molekul

sejenis). Sedangkan dalam zat gas, viskositas disebabkan oleh tumbukan antara

molekul.

Viskositas adalah gesekan internal fluida. Viskositas dapat dinyatakan sebagai

tahanan aliaran 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 yang tinggi. Pada hukum aliran viskos, Newton menyatakan

hubungan antara gaya – gaya mekanika dari suatu aliran viskos sebagai : Geseran

dalam ( viskositas ) fluida adalah konstan sehubungan dengan gesekannya. Hubungan

tersebut berlaku untuk fluida Newtonian, dimana perbandingan antara tegangan geser

(s) dengan kecepatan geser (g) nya konstan. Parameter inilah yang disebut dengan

viskositas. Fluida, baik zat cair maupun zat gas yang jenisnya berbeda memiliki tingkat

kekentalan yang berbeda. Viskositas alias kekentalan sebenarnya merupakan gaya

Page 3: LAPORAN VISKOSITAS BERBAGAI LARUTAN

gesekan antara molekul-molekul yang menyusun suatu fluida. Jadi molekul-molekul

yang membentuk suatu fluida saling gesek-menggesek ketika fluida tersebut mengalir.

Pada zat cair, viskositas disebabkan karena adanya gaya kohesi (gaya tarik menarik

antara molekul sejenis). Sedangkan dalam zat gas, viskositas disebabkan oleh tumbukan

antara molekul.

Fluida yang lebih cair biasanya lebih mudah mengalir, contohnya air. Sebaliknya,

fluida yang lebih kental lebih sulit mengalir, contohnya minyak goreng, oli, madu dkk.

Hal ini bisa dibuktikan dengan menuangkan air dan minyak goreng di atas lantai yang

permukaannya miring. Pasti air mengalir lebih cepat daripada minyak goreng atau oli.

Tingkat kekentalan fluida dinyatakan dengan koefisien viskositas (). Kebalikan dari

Koefisien viskositas disebut fluiditas () yang merupakan ukuran kemudahan mengalir

suatu fluida. Adapun persamaan fluiditas yaitu:

φ=1η (2)

Salah satu cara untuk menentukan viskositas cairan yaitu dengan metode kapiler

dari Poiseuille. Dalam metode ini diukur waktu, t yang diperlukan oleh sevolume

tertentu cairan, v, untuk mengalir melalui pipa kapiler di bawah pengaruh tekanan

penggerak, p, yang tetap. Dalam hal ini, untuk cairan yang mengalir dengan aliran

laminar, persamaan Poisuille dinyatakan sebagai

η=πR4 Pt

8VL (3)

Dengan R dan L masing-masing ialah jari-jari dan panjang pipa kapiler.

Dalam penentuan viskositas cairan berbagai larutan ini, digunakan metode Oswald,

dimana metode Oswald merupakan suatu variasi dari metoda Poisuille.

Gambar 2.3 Viskometer Oswald

Page 4: LAPORAN VISKOSITAS BERBAGAI LARUTAN

Sejumlah cairan dimasukkan ke dalam A, kemudian dengan menghisap ataupun

meniup cairan dibawa ke B sampai melewati garis a. Selanjutnya cairan dibiarkan

mengalir bebas dan eaktu yang diperlukan untuk mengalir dari a ke b diukur. Pada

proses pengaliran melalui kapilerl l, tekanan maka viskositas suatu cairan dapat

ditentukan dengan membandingkan hasil pengukuran waktu, t, rapat massa, , cairan

tersebut terhadap waktu, to, dan rapat massa, o, cairan pembanding yang telah diketahui

viskositasnya pada suhu pengukuran. Perbandingan viskositas kedua cairan dapat

dinyatakan sebagai

ηηo

= tρto ρo atau

η=ηotρ

to ρo (6)

Viskositas cairan adalah fungsi dari ukuran dan permukaan molekul, gaya

tarik menarik antar molekul dan struktur cairan. Tiap molekul dalam cairan dianggap

dalam kedudukan setimbang, maka sebelum sesuatu lapisan melewati lapisan lainnya

diperlukan energi tertentu. Sesuai hukum distribusi Maxwell-Boltzmann, jumlah

molekul yang memiliki energi yang diperlukan untuk mengalir, dihubungkan oleh factor

e-E/RT dan viskositas sebanding dengan e-E/RT. Secara kuantitatif pengaruh suhu terhadap

viskositas dinyatakan dengan persamaan empirik,

= A e-E/RT atau ln η= Ε

RT+nA

(4)

Dimana A merupakan tetapan yang sangat tergantung pada massa molekul relatif dan

volume molar cairan dan E adalah energi ambang per mol yang diperlukan untuk proses

awal aliran. Untuk cairan tak terasosiasi, Batschinski mengemukakan persamaan

empirik yang mengaitkan koefisien viskositas dengan volume jenis pada suhu yang

sama sebagai :

η= c

v−b atau v=b+ c

η=b+cφ

(5)

b dan c adalah tetapan yang bergantung pada jenis zat cair dan V adalah volume jenis

dalam cm9/g.

Satuan Sistem Internasional (SI) untuk koofisien viskositas adalah Ns/m2 = Pa.s

(pascal sekon). Satuan CGS (centimeter gram sekon) untuk si koofisien viskositas

adalah dyn.s/cm2 = poise (P). Viskositas juga sering dinyatakan dalam sentipoise (cP). 1

Page 5: LAPORAN VISKOSITAS BERBAGAI LARUTAN

cP = 1/100 P. Satuan poise digunakan untuk mengenang seorang Ilmuwan Perancis,

almahrum Jean Louis Marie Poiseuille.

III. ALAT DAN BAHAN

III.1 Alat Viskometer Oswald 1 buah Termostat 1 buah Pencatat waktu (stopwatch) 1 buah Pipet ukur 25 mL 1 buah Pipet Filler 1 buah Piknometer atau neraca westphal 1 buah Gelas beker 2 buah

III.2 Bahan Aseton 20 mL CCl4 20 mL Etanol 20 mL Air suling sebagai cairan pembanding

IV. CARA KERJA

1. Viskositas yang bersih digunakan

2. Viskometer dalam termostat diletakkan pada posisi vertikal.

3. Cairan dipipet sejumlah tertentu ke dalam reservoir A kira-kira 10-15 mL

sehingga jika cairan ini dibawa ke reservoir B dan permukaannya melewati

garis m, reservoir A kira-kira masih terisi setengahnya.

4. Dengan penghisap atau meniup (melalui sepotong slang karet) cairan dibawa ke

B sampai sedikit diatas garis m. Kemudian cairan dibiarkan mengalir secara

bebas. Waktu yang diperlukan cairan untuk mengalir dari m ke n dicatat.

Pekerjaan ini dilakukan beberapa kali.

5. Rapat massa cairan pada suhu yang bersangkutan dengan viskometer atau

neraca westphal dihitung.

6. Pekerjaan 1 sampai 6 dilakukan untuk cairan pembanding (air suling) dengan

viskometer yang sama digunakan.

V. DATA PENGAMATAN

1. Pengukuran Suhu

Cairan Suhu (oC)Aquades 28

Page 6: LAPORAN VISKOSITAS BERBAGAI LARUTAN

Aseton 32Etanol 25CCl4 33

2. Pengukuran Waktu

Air (aquades)

Percobaan Waktu m-n (detik)IIIIII

303434

Etanol

Percobaan Waktu m-n (detik)IIIIII

474445

Aseton

Percobaan Waktu m-n (detik)IIIIII

151514

CCl4

Percobaan Waktu m-n (detik)IIIIII

171818

3. Pengukuran Massa

Air (aquades)

Massa Piknometer kosong (g)

Massa Piknometer +10mL air (g)

11,62 21,64 Etanol

Massa Piknometer kosong (g)

Massa Piknometer+10mL

Etanol (g)11,62 19,55

Aseton

Massa Piknometer kosong (g)

Massa Piknometer +10mL Aseton (g)

11,62 19,48

Page 7: LAPORAN VISKOSITAS BERBAGAI LARUTAN

CCl4

Massa Piknometer kosong (g)

Massa Piknometer +10mL CCl4 (g)

11,62 27,52

VI. PERHITUNGAN

A. Standar : Air Suling

Massa air = (massa rata-rata piknometer+air) – (massa rata-rata

piknometer kosong)

= 21,64 gram – 11,62 gram

= 10,02 gram

Volume air = 10 ml

ρair =

10 , 02 gram10 mL

=1 ,002 g/mL=1 g /mL

ηair = 1.005 cp

Waktu alir air rata-rata =

t1+ t2+ t3

3=30 s+34 s+34 s

3

= 32 , 67detik

Cairan yang diuji :

Misalnya massa jenis sampel : ρ zatA

ρair

ρzatA

=m /V air

m /V zatA

↔V air=V zatA

mair

V zatA

xV zatA

m zatA

=mair

mzatA

B. Viskositas Etanol

Diketahui :

Massa etanol = ( massa rata-rata piknometer+etanol) – (massa rata-rata

piknometer kosong)

= 19,55 gram – 11,62 gram

= 7,93 gram

Volume Etanol = 10 mL

Page 8: LAPORAN VISKOSITAS BERBAGAI LARUTAN

ρo = 1 gram /cm3

ηair = 1,005 cp

Ditanya : ηe tan ol

=………….?

Jawab :

ρEtanol=ρair xmEtanol

mair

=

1 gram/cm2 x7,93 gram 10 , 02 gram

= 0,7914 g/cm3

Maka nilai viskositas Aseton :

Aseton I :

Diketahui : to = 32,67 detik

t = 47 detik

Ditanya : ηe tan ol

=……………..?

Jawab :

ηEtanol=ηo

t . ρetanol

to .ρ air

=

1,005 cp x 47 sx 0,7914 g/cm3

32 ,67 sx 1g/cm3

= 1,1442 cp

Dengan cara yang sama didapat perhitungan untuk 2 kali pengulangan

berikutnya yaitu :

No t(s) t0 (s ) ρair( g /cm3 ) ρAseton

( g /cm3 ) ηair ( cp ) ηAseton ( cp )1 44 32,67 1 0,7914 1,005 1,07122 45 32,67 1 0,7914 1,005 1,0955

Page 9: LAPORAN VISKOSITAS BERBAGAI LARUTAN

η Rata-rata CCl4 =

η1+η2+η3

3

=1,1442 +1 ,0712+1 ,09553

= 1,1036 cp

C. Viskositas Aseton

Diketahui :

Massa aseton = ( massa rata-rata piknometer+aseton) – (massa rata-rata

piknometer kosong)

= 19,48 gram – 11,62 gram

= 7,86 gram

Volume Aseton = 10 mL

ρo = 1 gram /cm3

ηair = 1,005 cp

Ditanya : ηaseton

=………….?

Jawab :

ρAseton=ρair xmAseton

mair

=

1 gram/cm2 x7,86 gram 10 , 02 gram

= 0,7844 g/cm3

Maka nilai viskositas Aseton :

Aseton I :

Diketahui : to = 32,67 detik

t = 15 detik

Ditanya : ηAseton

=……………..?

Page 10: LAPORAN VISKOSITAS BERBAGAI LARUTAN

Jawab :

ηAseton=ηot . ρto . ρ

=

1, 005cp x 15 sx 0,7844 g/cm3

32 , 67 sx 1 g/cm3

= 0,3619 cp

Dengan cara yang sama didapat perhitungan untuk 2 kali pengulangan

berikutnya yaitu :

No t(s) t0 (s ) ρair( g /cm3 ) ρAseton

( g /cm3 ) ηair ( cp ) ηAseton ( cp )1 15 32,67 1 0,7844 1,005 0,36192 14 32,67 1 0,7844 1,005 0,3378

η Rata-rata CCl4 =

η1+η2+η3

3

=0,3619 +0 ,3619+0 ,33783

= 0,3538 cp

D. Viskositas CCl4

Diketahui :

Massa CCl4 = ( massa rata-rata piknometer+CCl4) – (massa rata-rata

piknometer kosong)

= 27,52 gram – 11,62 gram

= 15,9 gram

Volume CCl4 = 10 mL

ρo = 1 gram /cm3

ηair = 1,005 cp

Ditanya : ηCCl 4

=………….?

Page 11: LAPORAN VISKOSITAS BERBAGAI LARUTAN

Jawab :

ρair

ρzatA

=m /V air

m /V zatA

↔V air=V zatA

Untuk ρCCl4

:

ρCCl4=ρair x

mCCl4

mair

=

1 gram/cm2 x15,9 gram 10 , 02 gram

= 1,5868 g/cm3

Maka nilai viskositas CCl4 :

CCl4 I :

Diketahui : to = 32,67 detik

t = 17 detik

Ditanya :

ηCCl4=……………..?

Jawab :

ηCCl4=ηo

t . ρccl4

to . ρair

=

1,005 cp x 17 sx 1,5868 g/cm3

32 ,67 sx 1g/cm3

= 0,8298 cp

Dengan cara yang sama didapat perhitungan untuk 2 kali pengulangan

berikutnya yaitu :

No t(s) t0 (s ) ρair( g /cm3 ) ρccl 4

( g /cm3 ) ηair ( cp ) ηccl4(cp )

1 18 32,67 1 1,5868 1,005 0,87862 18 32,67 1 1,5868 1,005 0,8786

Page 12: LAPORAN VISKOSITAS BERBAGAI LARUTAN

η Rata-rata CCl4 =

η1+η2+η3

3

=0 , 8298+0 ,8786+0 , 87863

= 0,8623cp

Perhitungan Fluiditas

1. Fluiditas Etanol

Untuk η1=1 ,1442 cp

φ= 1η1

φ= 11,1442

=0 , 8739

Dengan cara yang sama, maka diperoleh :

Percobaan η φ

II 1,0712 0,9335

III 1,0955 0,9128

2. Fluiditas Aseton

Untuk η1=0 , 3619 cp

φ= 1η1

φ= 10 ,3619

=2, 7632

Dengan cara yang sama, maka diperoleh :

Percobaan η φ

Page 13: LAPORAN VISKOSITAS BERBAGAI LARUTAN

II 0,3619 2,7632

III 0,3378 2,9603

3. Fluiditas CCl4

Untuk η1=0,8298 cp

φ= 1η1

φ= 10 , 8298

=1 ,2051

Dengan cara yang sama, maka diperoleh :

Percobaan η φ

II 0,8786 1,1382

III 0,8786 1,1382

RALAT PERHITUNGAN

Untuk Etanol

a. Viskositas Etanol

Percobaan

η(cp) η

(cp)(η−η )

(cp)(η−η )2

(cp)I 1,1442 1,1036 0,0406 1,6484x10-3

II 1,0712 1,1036 0,0324 1,0497x10-3

III 1,0955 1,1036 8,1x10-3 0,0656x10-3

Σ (η−η ) 2,7637 x10-3

Δη =√∑ (η−η )2

n (n−1 )

= √ 2 ,7637 x10−3

3 (3−1 )

= √ 2 ,7637 x10−3

6

Page 14: LAPORAN VISKOSITAS BERBAGAI LARUTAN

= √4 ,6061 x10−4= 0,0215

Ralat nisbi =

Δηη

x100 %

=

0 ,02151,1036

x100 %

= 1,9482 %

Kebenaran praktikum = 100% - 1,9482 % = 98,0518%

= 98,05 %b. Fluiditas etanol

Percobaan Φ Φ̄ (Φ -Φ̄ ) (Φ -Φ̄ )2

1. 0,87390,9067

0,0328 1,0758 x 10-3

2. 0,9335 0,0263 0,7182 x 10-3

3. 0,9128 6,1x10-3 0,0372 x 10-3

∑ (Φ -Φ̄ )2 1,8312 x 10-3

ΔΦ=√∑ (Φ−Φ )2

n (n−1 )=√1 , 8312 x 10−3

3(3−1)=0 , 0174

(Φ̄ ±ΔΦ )=(0 , 9067 ± 0 , 0174 ) cP

Ralat nisbi = ΔΦΦ̄

x 100 %=0 , 01740 , 9067

x 100 %=1 , 92 %

Kebenaran praktikum = 100 %−1 ,92 %=98,02 %

Untuk Aseton

a. Viskositas Aseton

Percobaan

η(cp) η

(cp)(η−η )

(cp)(η−η )2

(cp)I 0,3619 0,3538 8,1x10-3 0,0656x10-3

II 0,3619 0,3538 8,1x10-3 0,0656x10-3

III 0,3378 0,3538 0,016 0,256x10-3

Σ (η−η ) 0,3872 x10-3

Δη =√∑ (η−η )2

n (n−1 )

= √0,3872 x10−3

3 (3−1 )

Page 15: LAPORAN VISKOSITAS BERBAGAI LARUTAN

= √0,3872 x10−3

6

= √6 , 4533 x10−5= 8,0333x10-3

Ralat nisbi =

Δηη

x100 %

=

8 ,0333x 10−3

0,3538x100%

= 2,2706%

Kebenaran praktikum = 100% - 2,2706 % = 97,7294 % = 97,73 %

b. Fluiditas Aseton

Percobaan Φ Φ̄ (Φ -Φ̄ ) (Φ -Φ̄ )2

1. 2,76322,8289

0,0657 4,3165 x 10-3

2. 2,7632 0,0657 4,3165 x 10-3

3. 2,9603 0,1314 17,26 x 10-3

∑ (Φ -Φ̄ )2 25,8930 x 10-3

ΔΦ=√∑ (Φ−Φ )2

n (n−1 )=√25,8930 x 10−3

3(3−1)=0 , 0657

(Φ̄ ±ΔΦ )=(2 ,8289 ± 0 ,0657 ) cP

Ralat nisbi = ΔΦΦ̄

x 100 %=0 , 06572 , 8289

x 100 %=2 ,32 %

Kebenaran praktikum = 100 %−2 ,32%=97,68 %

Untuk CCl4

a. Viskositas CCl4

Percobaan

η(cp) η

(cp)(η−η )

(cp)(η−η )2

(cp)I 0,8298 0,8623 0,0325 1,0562x10-3

II 0,8786 0,8623 0,0163 0,2657x10-3

III 0,8786 0,8623 0,0163 0,2657x10-3

Σ (η−η ) 1,5876 x10-3

Δη =√∑ (η−η )2

n (n−1 )

= √1,5876 x10-3

3 (3−1 )

Page 16: LAPORAN VISKOSITAS BERBAGAI LARUTAN

= √1,5876 x10-3

6

= √2 ,646 x 10−4= 0,0163

Ralat nisbi =

Δηη

x100 %

=

0 ,01630 ,8623

x100 %

= 1,8903 %

Kebenaran praktikum = 100% - 1,8903 % = 98,1097 %

= 98,11%

b. Fluiditas CCl4

Percobaan Φ Φ̄ (Φ -Φ̄ ) (Φ -Φ̄ )2

1. 1,20511,1605

0,0446 1,9892 x 10-3

2. 1,1382 0,0223 0,4973 x 10-3

3. 1,1382 0,0223 0,4973 x 10-3

∑ (Φ -Φ̄ )2 2,9838 x 10-3

ΔΦ=√∑ (Φ−Φ )2

n (n−1 )=√2 , 9838 x10−3

3(3−1)=0 , 0223

(Φ̄ ±ΔΦ )=(1 ,1605 ± 0 ,0223 ) cP

Ralat nisbi = ΔΦΦ̄

x 100 %=0 , 02231 ,1605

x100 %=1, 92 %

Kebenaran praktikum = 100 %−1 ,92 %=98,02 %

Perbandingan antara waktu, fluiditas, dan viskositas

Jenis Larutan

Waktu m-n (detik)

Viskositas (cp) fluiditas

Aquades 303434

1,005 -

Etanol 474445

1,14421,07121,0955

0,87390,93350,9128

Aseton 151514

0,3619

0,36190,3378

2,76322,76322,9603

Page 17: LAPORAN VISKOSITAS BERBAGAI LARUTAN

CCl4 171818

0,82980,87860,8786

1,20511,13821,1382

VII. PEMBAHASAN

Praktikum kali ini yaitu viskositas cairan berbagai larutan, dimana salah satu

tujuan dari praktikum ini yaitu untuk mementukan harga viskositas atau kekentalan dari

beberapa cairan dengan air sebagai pembandingnya. Dimana viskositas cairan

merupakan fungsi dari ukuran dan permukaan molekul, gaya tarik antarmolekul, dan

struktur cairan. Viskositas dalam zat cair disebabkan karena adanya gaya kohesi atau

tarik menarik antara molekul sejenis. Besarnya viskositas dipengaruhi oleh beberapa

faktor seperti temperatur, gaya tarik antar molekul dan ukuran serta jumlah molekul

terlarut.Tiap molekul dalam cairan dianggap dalam kedudukan setimbang, sehingga

sebelum suatu lapisan molekul dapat melewati lapisan molekul dapat melewati lapisan

molekul lainnya diperlukan suatu energi tertentu. Pada praktikum kali ini cairan yang

ditentukan viskositasnya yaitu aquades atau air suling, aseton, etanol dan CCl4. Setiap

cairan ini, memiliki viskositas yang berbeda-beda.

Viskositas merupakan kekentalan zat cair, dapat didefinisikan sebagai sifat dari zat

cair untuk melawan tegangan geser (t) pada waktu bergerak atau mengalir dan

disebabkan juga oleh kohesi antar partikelnya. Pada praktikum kali ini metode yang

digunakan yaitu metode Oswald. Viskometer Oswald. Prinsip kerja dengan

menggunakan viskometer Oswald yaitu pertama – tama cairan yang akan dimasukkan

ke dalam reservoir A diukur suhunya. Untuk pengukuran suhu cairan hanya dilakukan

sekali saja. Kemudian viskometer diletakkan dalam termostat pada posisi vertikal,

kemudian dimasukkan cairan melewati garis m dan reservoir A masih terisi

setengahnya. Dengan penghisap, cairan B dibawa sampai sedikit melewati garis m dan

dibiarkan mengalir secara bebas ke n. Waktu yang diperlukan cairan untuk mengalir

dari garis m ke garis n diukur dengan menggunakan stopwatch lalu dicatat dalam data

pengamatan. Percobaan diulangi sebanyak dua kali lagi untuk tiap – tiap cairan. Dalam

praktikum ini, tidak hanya nilai viskositas yang diukur, melainkan nilai dari fluiditas

juga diukur. Fluiditas merupakan kebalikan dari koefisien viskositas, selain itu fluiditas

juga merupakan ukuran kemudahan mengalir suatu fluida. Fluida, baik zat cair maupun

zat gas yang jenisnya berbeda memiliki tingkat kekentalan yang berbeda. Semakin kecil

Page 18: LAPORAN VISKOSITAS BERBAGAI LARUTAN

fluiditas suatu cairan maka semakin lama waktu yang diperlukan cairan untuk mengalir.

Dan sebaliknya, semakin besar fluiditasnya maka semakin sedikit waktu yang

diperlukan cairan untuk mengalir.

Berdasarkan hasil pengamatan untuk pengukuran suhu, diperoleh suhu aquades

yaitu 28 oC, suhu etanol yaitu 32 oC, suhu aseton yaitu 25 oC, dan suhu CCl4 yaitu 33 oC.

Dalam hal ini aseton memiliki suhu yang paling rendah, sedangkan CCl4 memiliki suhu

yang paling tinggi. Setelah dilakukan perhitungan diperoleh nilai viskositas dan fluiditas

dari masing-masing cairan sebagai berikut :

Jenis Larutan Waktu m-n (detik) Viskositas (cp) fluiditasAquades 30

3434

1,005 -

Etanol 474445

1,14421,07121,0955

0,87390,93350,9128

Aseton 151514

0,3619

0,36190,3378

2,76322,76322,9603

CCl4 171818

0,82980,87860,8786

1,20511,13821,1382

Berdasarkan data perhitungan yang diperoleh, dapat dilihat bahwa Aseton

memerlukan waktu yang paling sedikit untuk mengalir dari garis m menuju garis n.

Sedangkan Etanol memerlukan waktu yang cukup lama untuk mengalir dari garis m

menuju garis n. Adapun urutan waktu yang diperlukan larutan untuk mengalir dari garis

m menuju garis n yaitu aseton < CCl4 < Aquades < etanol. Hal ini menunjukkan bahwa

tingkat kekentalan aseton lebih kecil daripada tingkat kekentalan larutan lainnya,

sedangkan etanol memiliki kekentalan yang lebih besar dibandingkan aseton, CCl4 dan

aquades. Hasil ini sesuai dengan teori yang ada dimana makin kental suatu cairan, maka

besar gaya yang dibutuhkan untuk mengalir dari garis m ke n sehingga memerlukan

waktu yang cukup lama. Nilai viskositas dapat dilihat dari waktu yang diperlukan cairan

untuk mengalir. Etanol memiliki nilai viskositas paling besar karena adanya ikatan OH

pada strukturnya dan bekerjanya dua macam gaya, salah satunya adalah gaya dipol-

dipol yang dapat mempertahankan ikatan antar molekul tetap kuat. Dalam praktikum

Page 19: LAPORAN VISKOSITAS BERBAGAI LARUTAN

ini, menunjukkan bahwa etanol memiliki viskositas yang tinggi dibandingkan dengan

aquades, aseton, dan CCl4. Adapun urutan viskositas dari yang memiliki nilai viskositas

tertinggi yaitu etanol > aquades > CCl4 > aseton. Viskositas yang diukur dengan

menggunakan viskometer Oswald maka viskositas cairan dapat ditentukan dengan

membandingkan hasil pengukuran waktu. Jika waktu yang diperlukan sedikit, maka

viskositas larutan tersebut tinggi, demikian pula sebaliknya jika waktu yang diperlukan

oleh suatu larutan untuk mengalir dari garis m ke n maka larutan tersebut memiliki nilai

viskositas yang rendah. Sedangkan etanol memiliki nilai fluiditas (ukuran kemudahan

mengalir suatu fluida) yang paling kecil, sementara aseton memiliki nilai fluiditas

paling besar. Adapun urutan fluiditas dari yang memiliki nilai fluiditas terbesar yaitu

aseton > CCl4 > aquades > etanol.

Untuk mengetahui kebenaran praktikum yang dilakukan maka dilakukan ralat

untuk perhitungan. Berdasarkan ralat keraguan dimana nilai kebenaran praktikum yang

diperoleh sebagian besar mendekati 100 %. Untuk pengukuran viskositas aseton,

kebenaran praktikum yang diperoleh sebesar 97,73%, untuk etanol diperoleh sebesar

98,05%, dan untuk CCl4 diperoleh sebesar 98,11%. Sedangkan untuk pengukuran

fluiditas, kebenaran praktikum yang diperoleh untuk etanol yaitu 98,02 %, untuk aseton

yaitu 97,68 %, dan untuk CCl4 diperoleh sebesar 98,02%. Hal ini menunjukkan bahwa

praktikan dalam melakukan praktikum cukup teliti, namun terjadi sedikit kesalahan

yang dilakukan praktikan pada saat praktikum seperti pada saat pengukuran yang tidak

teliti sehingga mempengaruhi nilai kebenaran praktikum yang tidak mencapai angka

100%.

VIII. KESIMPULAN

1. Viskositas atau derajat kekentalan merupakan tahanan yang dilakukan oleh suatu

lapisan fluida terhadap suatu lapisan lainnya.

2. Metode yang dipergunakan dalam percobaan ini yaitu metode Oswald dengan

menggunakan Viskometer Oswald, yang memiliki prinsip dasar yaitu aliran

cairan dan pipa kapiler.

3. Viskositas suatu cairan dapat ditentukan dengan membandingkan hasil

pengukuran waktu.

4. Semakin besar viskositas suatu cairan, maka semakin lama waktu yang

diperlukan cairan untuk mengalir dari garis m ke n. Demikian pula sebaliknya,

Page 20: LAPORAN VISKOSITAS BERBAGAI LARUTAN

semakin kecil viskositas suatu cairan, maka semakin cepat waktu yang

diperlukan cairan untuk mengalir dari garis m ke n.

5. Semakin kental suatu larutan, maka makin besar gaya yang dibutuhkan untuk

mengalir dari garis m ke n.

6. Faktor yang mempengaruhi viskositas atau derajat kekentalan dalam perobaan

ini yaitu gaya antar molekul.

7. Suhu yang diperoleh untuk masing-masing larutan adalah suhu aquades yaitu 28 oC, suhu etanol yaitu 32 oC, suhu aseton yaitu 25 oC, dan suhu CCl4 yaitu 33 oC.

8. Rata-rata nilai viskositas dari masing-masing larutan adalah :

a. Etanol = 1,1036 cp

b. Aseton = 0,3538 cp

c. CCl4 = 0,8623cp

9. Rata-rata nilai fluiditas dari masing-masing larutan adalah :

a. Etanol = 0,9067

b. Aseton = 2,8289

c. CCl4 = 1,1605

10. Urutan viskositas dari yang paling besar yaitu etanol > aquades > CCl4 > aseton.

11. Urutan fluiditas aseton > CCl4 > aquades > etanol.

12. Etanol memiliki nilai viskositas paling besar karena adanya ikatan OH pada

strukturnya dan bekerjanya dua macam gaya, salah satunya adalah gaya dipol-

dipol yang dapat mempertahankan ikatan antar molekul tetap kuat.

13. Suhu tidak memperngaruhi nilai viskositas dan fluiditas dalam praktikum ini,

karena untuk suhu hanya dilakukan sekali pengukuran.

Page 21: LAPORAN VISKOSITAS BERBAGAI LARUTAN

JAWABAN PERTANYAAN

1. Bilangan Reynold adalah rasio antara gaya inersia (vsρ) terhadap gaya viskos

(μ/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. 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. 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. Bilangan Reynold (Re)

merupakan bilangan tak berdimensi yang dipakai untuk menentukan distribusi

kecepatan suatu aliran sehingga dapat menentukan sifat suatu aliran ( Re <2100 :

Laminer , Re >2100 : Turbulen ). Dimana nilai bilangan reynold dapat

ditentukan dengan persamaan :

Keterangan :

D = diameter

v = laju alir

ρ = densitas

µ = viskositas

Re= ρ . v .Dμ

Page 22: LAPORAN VISKOSITAS BERBAGAI LARUTAN

2. Cara lain yang dapat digunakan untuk menentukan viskositas cairan adalah

dengan metode bola jatuh. Metode ini menyangkut gaya gravitasi yang

seimbang dengan gerak alirannya pekat. Dimana benda yang jatuh mempunyai

kecepatan yang semakin besar, namun juga diimbangi dengan besarnya gaya

gesek, saat setimbang kecepatan benda jatuh tetap.

η =

2rb2 ( dh−d )ggv

dimana : b adalah bola jatuh

g adalah gaya gravitasi

v adalah volumen

η adalah viskositas

dengan perbandingan digunakan rumus :

η1

η2 =

(ab−d1 ) t1

(ab−d2) t2

Page 23: LAPORAN VISKOSITAS BERBAGAI LARUTAN

DAFTAR PUSTAKA

Chang, Raymond.2005.Kimia Dasar Konsep-konsep Inti .Erlangga : Jakarta

Dogra,S.K.1990.Kimia Fisik dan Soal-Soal.UI-Press:Jakarta.

http://arto-maryanto.blogspot/2009/11/fluida-dan-viskositas.html. 9 April 2010.

Reid, C. Rober, dkk. 1991.Sifat Gas dan Zat Cair, Edisi Ketiga.PT.Gramedia

Pustaka:Jakarta.

Sukarjo, Dr.1989.Kimia fisika.PT. Bina Aksara : Jakarta

Tim Laboratorium Kimia Fisika.2012.Penuntun Praktikum Kimia Fisika II.

Jurusan Kimia FMIPA UNUD: Bukit Jimbaran.