PERCOBAAN 2

PAGE

BAB I

PENDAHULUAN1.1Tujuan PercobaanTujuan percobaan ini adalah menentukan tegangan permukaan air dan suatu larutan sabun, garam dan sabun.

1.2 Latar Belakang

Tegangan permukaan suatu zat cair terjadai karena perbedaan resultan gaya tarik-menarik molekul yang berada dipermukaan zat cair tersebut.

Pengetahuan mengenai tegangan permukaan dapat diaplikasikan dalam kehidupan sehari hari. Misalnya saja, penurunan tegangan permukaan air dengan menambahkansabun akan menyebabkan air lebih mudah meresap kedalam kain dan mengikat kotoran.Gaya tarik-menarik antar molekul dalam cairan sama kesega;la arah tetapi molekul-molekul pada permukaan cairan lebih tertaruk kedalam cairan. Beberapa Zat cair akan membasahi dinding suatu pipa kapiler, tetapi cairan yang lain, misalnya air raksa tidak. Bila zat cair membasahi dinding maka cairan yang melekat pada dinding akan menarik massa cairan itu keatas. Tetapi sebaliknya bila cairan tidak membasahi dinding maka cauran itu ditekan kebawah. Pada keadaan pertama permukaan miniskus dari cairan itu cekung sedang pada keadaan kedua cembung.

BAB IIDASAR TEORI Tegangan permukaan zat cair terjadi karena perbedaan resultan gaya tarik-menarik antar molekul yang berada dipermukaan zat cair tersebut. Untuk mengeluarkan sebuah molekul dari bagian permukaan diperlukan usaha, karena molekul-molekul yang berada diperbatasan memiliki energy potensial (sutrisno, 1997). Tenaga yang diperlukan untuk memperluas permukaan sebesar 1 cm2 disebut tegangan muka (erg/cm2). Tegangan muka juga didefinisikan sebagai gaya yang bekerja pada permukaan cairan sepanjang 1 cm, sejajar dengan permukaan cairan (dyne/cm) (Soekarjo, 1990) Sejumlah observasi umum menunjukkan bahwa permukaan zat cair berperilaku seperti membran yang teregang karena tegangan. Sebagai contoh, setetes air diujung kran yang menetes, atau tergantung dari dahan kecil pada embun pagi hari, membuat bentuk yang hampir bulat seperti balon kecil yang berisi air jarum baja dapat diapungkan dipermukaan air walaupun massa jenisnya lebih besar dari air. Permukaan zat cair berperilaku seakan-akan mengalami tegangan, dan tegangan ini yang bekerja sejajar dengan permukaan, muncul dari gaya tarik antar molekul. Efek ini disebut tegangan permukaan lebih khusus lagi, suatu besaran yang disebut tegangan permukaan ( (huruf Yunani gamma), didefenisikan sebagai gaya F per satuan penjang L yang bekerja melintasi semua garis pada permukaan, dengan kecenderungan menarik permukaan agar tertutup :

(Giancoli, 2000)

Peristiwa terapungnya pisau silet diatas, walaupun besi rapatannya lebih besar daripada air, disebabkan karena adanya tegangan muka. Juga terjadinya tetes-tetes air diatas permukaan lilin disebabkan oleh hal yang sama. Dalam hal ini gaya kohesi air lebih besar daripada gaya adhesi air-lilin.

Gaya tarik-menarik antara molekul-molekul yang sejenis disebut kohesi, sedangkan gaya tarik antara molekul yang tidak sejenis disebut adhesi. Molekul-molekul air dan gelas mempunyai adhesi yang besar, hingga air dapat membasahi gelas. Sebaliknya, adhesi antara air raksa dan gelas kecil sekali, hingga air raksa membasahi gelas (Sukardjo, 1990).

Molekul-molekul zat cair memberikan gaya tarik satu sama lain. Gaya tarik ini bekerja pada molekul kedua yang berada jauh di dalam zat cair dan pada molekul kedua di permukaan. Molekul didalam zat cair berada dalam kesetimbangan karena gaya-gaya molekul lain yang bekerja kesemua arah. Molekul di permukaan normalnya juga dalam kesetimbangan (zat cair tersebut diam). Hal ini benar walaupun gaya pada molekul di permukaan dapat diberikan hanya oleh molekul-molekul dibawahnya (atau disampingnya). Dengan demikian adanya gaya tarik total kebawah, yang cenderung menekan lapisan permukaan sedikit tetapi hanya sampai batas dimana gaya kebawah ini diimbangi oleh gaya (tolak) keatas yang disebabkan oleh kontak yang dekat atau tumbukan dengan molekul-molekul dibawahnya. Penekan permukaan ini berarti bahwa, intinya zat cair meminimalkan luas permukaannya. Inilah sebab mengapa air cenderung membentuk tetesan berebntuk bola, karena sebuah bola mempresentasikan luas permukaan minimum untuk volume tertentu (Giancoli, 2001).

Semua fenomena menunjukkan bahwa permukaan zat-zat cair dapat dianggap sebagai dalam keadaan tegang, demikian pula sehingga ditinjau setiap garis didalamnya atau yang membatasi permukaannya, maka zat-zat cair di kedua sisi garis tersebut saling tarik-menarik (Sears dan Zemansky, 1983).

Gambar 2.1 efek Tegangan permukaan Alat yang serba sederhana untuk memperlihatkan efek permukaan dilukiskan pada gambar diatas. Sepotong kawat dibengkokkan menjadi berbentuk U dan sepotong lagi digunakan sebagai peluncur. Ternyata gaya F = W1 + W2, dapat menahan peluncur dalam sembarang posisi, berapapun luas selaput, asal saja suhu selaput konstan, ini amat berlainan dengan sifat elastis lembaran karet, dalam mana gaya tersebut akan menjadi lebih besar kalau lembaran itu ditarik (Sears dan Zemansky, 1983).

Ada beberapa cara untuk menerapkan tegangan muka cairan. Disini diberikan dua cara, yaitu cara kenaikan kapiler dan cara du Nouy.

a.Cara kenaikan kapiler

Bila cairan yang membasahi gelas diberi pipa kapiler dari gelas maka permukaan cairan akan naik. Kenaikan cairan ini disebabkan karena adanya tegangan muka cairan.

b.Cara du Nouy

Cara ini lebih cepat daripada cara pertama, karena alatnya lebih praktis. Alat dari du Nouy disebut tensio meter, terdiri atas cincin platina dan timbangan. Untuk menetapkan tegangan muka, cincin platina dimasukkan dalam cairan yang diselidiki.

(Sukardjo, 1990).

Sabun dan detergen mempunyai efek menurunkan tegangan permukaan air. Hal ini diinginkan untuk mencuci dan membersihkan karena tegangan permukaan air murni yang tinggi mencegahnya masuk dan dengan mudah diantara serat-serat materi dan lekuk-lekuknya kecil. Zat-zat memperkecil tegangan permukaan cairan disebut surfactant.

(Giancoli, 2001).

Tegangan permukaan sebuah campuran zat cair bukan fungsi sederhana tegangan permukaan komponen murni karena komposisi permukaan pada campuran tidak sama dengan komposisi pada badan cairnya, ketika temperatur dinaikkan, tegangan permukaan zat cair dalam keadaan setimbang dengan penurunan kerapatan uapnya dan menjadi nol pada titik kritis (Reld, 1991).

Kecuali dipengaruhi oleh jenis cairan juga dipe ngaruhi oleh temperatur. Bila temperatur makin tinggi, makin turun. Untuk air antara 20-30oC perubahan rata-rata 0,16 dyne cm/oC (Sukardjo, 1990).

BAB IIIMETODOLOGI PERCOBAAN 3.1. AlatAlat-alat yang digunakan dalam percobaan ini adalah1. Neraca torsi sederhana 2. Plat kaca dan cincin newton

3. Batutimbangan4. Mikrometer skrup

5. Jangka sorong6. Tiga buah bejana7. Pinset8. Neraca analitik dan Sendok3.2 Bahan

Bahan yang digunakan adalah air detergen dan garam.3.3 Prosedur Percobaan

1. Mengukur panjang dan tebal plat kaca dengan jangka sorong2. Mengukur diameter cincin newton dengan jangka sorong

3. Mengatur neraca supaya ditimbang

4. Menempatkan Bejana yang berisi larutan dibawah pelat kaca dan menurunkannya perlahan-lahan, sesaat sebelum selaput pecah mengamati kedudukan jarum neraca dan mencatat.5. Menyingkirkan Bejana air dan meletakkan pada pinggan neraca batu timbangan sedemikian hingga neraca tepat menunjukkan skala yang sama dengan lankah 4 mencatat berat batu timbangan.6. Mengulang Percobaan untuk cincin newton.7. Mengulang Percobaan dengan menggunakan larutan sabun dan garam.BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Tabel Hasil Pengamatan Tabel 2.1 Plat kaca pada air

NoSkala Neraca Torsi (cm) Massa (gr)

1

2

3

4

51,4

1,4

1,6

1,6

1,21

1

1,1

1,1

0,9

Tabel 2.2 Cincin Newton pada air

NoSkala Neraca Torsi (cm)Massa (gr)

12

3

4

53,43,6

3,4

3,8

3,62,22,3

2,2

2,4

2,3

Tabel 2.3 Plat kaca pada air sabun

NoSkala Neraca Torsi (cm)Kadar sabun

(gr)Massa

(gr)

1

2

30,8

1

0,82

2

20,5

0,7

0,5

1

2

30,6

0,8

0,64

4

40,3

0,5

0,3

1

2

31

1

16

6

60,7

0,7

0,7

1

2

31,2

1,4

1,210

10

100,9

1,1

0,9

Tabel 2.4 Cincin Newton pada air sabun

NoSkala Neraca Torsi (cm)Kadar sabun

(gr)Massa

(gr)

1

2

32,4

2,2

2,42

221,6

1,5

1,6

1

2

32

2,4

24

4

41,4

1,6

1,4

1

2

32,2

2,2

2,46

6

61,51,5

1,6

1

2

32,42,4

2,288

81,61,6

1,5

1

2

32,4

2,2

2,210

10

101,6

1,5

1,5

Tabel 2.5 Plat kaca pada larutan garamNoSkala Neraca Torsi (cm)Kadar garam

(gr)Massa

(gr)

12

31,21,2

1,255

50,90,9

0,9

1

2

30,6

0,8

0,810

10

100,6

0,7

0,7

1

2

31,4

1,2

1,415

15

151

0,9

1

1

2

31

1,2

120

20

200,8

0,9

0,8

1

2

31,2

1,2

1,225

25

250,9

0,9

0,9

Tabel 2.6 Cincin Neewton Pada larutan garam NoSkala Neraca

Torsi (cm)Kadar garam

(gr)Massa

(gr)

1

2

32,6

2,6

35

5

51,7

1,7

1,9

1

2

33,8

3,6

3,810

10

102,6

2,4

2,6

1

2

32,6

2,6

2,81515

151,7

1,7

1,8

1

2

32,2

2,2

220

20

201,5

1,5

1,4

1

2

33

3

3,225

25

251,9

1,9

2

4.2 PembahasanPada percobaan ini digunakan beberapa sampel yaitu air biasa, air sabun, dan larutan garam untuk ditentukan tegangan permukaannya. Dari hasil percobaan diperoleh massa ( plat kaca didalam ir biasa adalah 1gr, 1gr, 1,1gr, 1,1gr, dan 0,9gr sedankan untuk cincin Newton sebesar 2,2gr, 2,3gr, 2,2gr, 2,5gr, dan 2,3gr. Penetapan massa ini digunakan untuk menentukan koefisien tegangan permukaan. Terlihat bahwa semakin bear massanya maka tegangan permukaan juga semakin besar dikarenakan gaya yang ditimbulkan juga besar.

Untuk melakukan percobaan pada plat kaca kita mecelupkan kedalam air biasa dan hasilnya adalah semakin besar massanya maka tegangan permukaannya juga semakin besar karena gaya yang ditimbulkan juga besar. Begitu juga pada pencelupan plat glas kedalam air sabun, gaya yang timbul akan besar, dan tegangan permukaannya akan semakin besar. Namun pada pencelupan gelas pada air sabun tegangan permukaannya lebih kecil,. Walaupun selaput sangat tipis namun tebalnya ,masih jauh lebih besar daripada ukuran suatu molekul. Jadi masih dapat dianggap sebagai keseluruhan yang membatasi dua lapis permukaan yang tebalnya beberapa molekul.

Hal ini juga karena adanya adhesi pada plat glas dengan larutan. Molekul-molekul air dan gelas mempunyai adhesi yang besar hingga air dapat membasahi plat kaca. Pada pencelupan cincin newton dalam air sabun semakin besar massanya gaya dan tegangan permukaanya juga semakin besar.

Tegangan permukaan antara plat kaca pada air sabun lebih kecil dari pada plat glas pada air biasa hal ini terjadi karena adanya zat lain seperti sabun yang sabut surface aktive agents atau surfacetance, daspat menurunkan tegangan muka oleh sabun ini yang menyebabkan perluasan permukaan falm air dengan pembentukan gelembung-gelembung atau busa. Hal ini juga terjadi pada cincin newton.

Selain jenis cairan temperatur tegangan permukaan. Bila temperatur naik maka tegangan permukaan akan turun. Adanya zat lain juga sangat berpengaruh terhadap tegangan permukaan Pada cincin newton tegangan permukaan lebih besar daripada plat glas mungkin karena bentuk lingkarannya sehingga gaya yang terjadi lebih besar.

Pada saat percobaan kesalahan-kesalahan yang karena kurang telitinya praktikan dalam melakukan percobaan. Tegangan permukaan pada plat glas air sabun seharusnya lebih kecil daripada plat glas air biasa, namun pada percobaan ini yang terjadi adalah sebaliknya.

Untuk menghitung sesatan kita memerlukan (m, (L, dan ((. Perhitungan (m diperoleh dari massa terkecil alat pengukur massa yaitu neraca ohaus, besarnya adalah 0,05 gr, dan pada (L diperoleh dari massa terkecil alat pengukur panjang yaitu jangka sorong dan besarnya (L yaitu 0,025 cm. Nilai-nilai ini mempengaruhi (( yang dieperoleh karena berpengaruh pada gaya (F) dan panjang (L), selain itu juga karena gaya gravitasi.BABVPENUTUP5.1 Kesimpulan Dari hasil percobaan dapat diambil beberapa kesimpulan sebagai berikut :

1. Tegangan permukaan suatu zat cair terjadi karena perbedaan resultan gaya tarik molekul yangh berada dipermukaan zat cair tersebut.

2. Faktor-faktor yang mempengaruhi tegangan permukaan zat cair adalah jenis cairan, temperature, dan adanya zat-zat lain yang disebut surfakton.3. Tegangan permukaan plat kaca pada air biasa 76,56 dyne/cm, 84,22 dyne/cm, 84,28 dyne/cm, 68,90 dyne/cm dan pada cincin newton sebesar 58,19 dyne/cm, 66,12 dyne/cm, 60,83 dyne/cm.4. Sesatan pada air biasa untuk plat kaca sebesar 3,887, 3,89, 3,881, dan untuk cincin newton sebesar 1,3381, 1,34, 1,3388.5.2 Saran Saran yang dapat disampaikan adalah praktikan harus lebih teliti dalam pembacaan skala p[ada neraca torsi dan dalam mengguakan sampel diperlukan ketelitian agar tidak terjadi kesalahan dalam perhitungan tegangan permukann.DAFTAR PUSTAKA

Giancoli, Douglas. C. 2001. Fisika Jilid 1. Erlangga. Jakarta.

Reid, Robert. C. dkk. 1991. Sifat Gas dan Zat Cair Edisi Ketiga. PT. Gramedia Pustaka Utama. Jakarta.

Sears & Zemansky, Mark W. 1983. Fisika Untuk Uviversitas 1 : Mekanika Panas dan Bunyi. Trimitra Mandiri. Jakarta.

Sukardjo, Prof. Dr. 1990. Kimia Anorganik. Rineka Cipta. Jakarta.Sutrisno, 1997 Fisika Dasar. ITB : Bandung.

2L

W2

_1208826203.unknown

_1208826178.unknown