praktikum fisika terapan_ laporan viskositas

PENETAPAN VISKOSITAS RELATIF LARUTAN GARAM 75%, 50%, DAN 25% TERHADAP AIR

I. TUJUAN

1. Mempelajari prinsip kerja Viskosimeter Ostwald.2. Menentukan angka viskositas relatif larutan garam 100%, 75%, dan 50%

terhadap air.

II. DASAR TEORI

A. Pengertian Viskositas.

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 dengan kecepatan gesernya adalah konstan. Parameter inilah yang disebut dengan viskositas.

Indeks kekentalan atau indeks viskositas adalah perubahan nilai viskositas akibat adanya perubahan temperatur. Perubahan ini timbul akibat adanya perubahan ikatan molekul yang menyusun fluida tersebut. Akibatnya, apabila sebuah fluida, misalnya minyak pelumas, dikenakan sebuah temperatur yang berbeda, maka kekentalannya akan berubah. Perubahan tersebut tergantung dari sifat fisika maupun kimia fluida tersebut. Ada fluida yang jika terkena temperatur tinggi akan semakin mengental dan ada pula yang semakin encer.

B. Menetapkan Viskositas Larutan Garam dengan Viskosimeter Ostwald.

Menurut hukum Poiseuille besarnya kekentalan suatu cairan adalah:

η=πP r4 t

8 vl1

Dengan P = ρ.g.h maka persamaan 1 bisa kita rubah menjadi berikut

η=πρgh r4 t

8 vl 2

Dengan,

Hal 1

η = Kekentalan, (centipoises)

P = tekanan yang menyebabkan cairan mengalir,

ρ = densitas zat alir, (g/ml)

g = gaya gravitasi bumi, (m/s2)

h = tinggi zat alir, (cm)

r = jari-jari pipa kapiler, (cm)

t = waktu alir zat cair sebanyak volume dengan beda tinggi h, (detik)

v = volume cairan, (ml)

l = panjang pipa kapiler,cm

pada kenyataannya untuk mengukur jari-jari pipa kapiler (r) dan panjang pipa kapiler (l) bukanlah suatu hal yang dapat dilakukan dengan mudah, akan tetapi dengan menggunakan air sebagai pembanding maka kita bisa mencari kekentalan contoh yang diperiksa, kekentalan ini disebut kekentalan jenis atau kekentalan relatif contoh terhadap air.

ηcontohηair

=π ρc ghr

4 t c /8vlπ ρaghr

4 t a/8vl3

Bila kita menggunakan alat yang sama dengan jumlah volume cairan yang sama maka faktor π, g, h, r, v, dan l adalah sama sehingga rumusnya dapat ditulis sebagai berikut.

ηcontohηair

=π ρc ghr

4 t c /8vlπ ρaghr

4 t a/8vl

ηcontohηair

=ρc t cρa t a

ηcontoh=ρc tcρa ta

x ηair 4

Dengan,

ηcontoh = Kekentalan contoh, (centipoises)

ηair = Kekentalan air, (centipoises)

ρc = densitas zat alir contoh, (g/ml)

ρa = densitas air, (g/ml)

tc = waktu alir zat cair contoh sebanyak volume dengan beda tinggi h, (detik)

Hal 2

ta = waktu alir air sebanyak volume dengan beda tinggi h, (detik)

nilai ρc dapat dicari dengan menggunakan piknometer, dimana

ρc=mv

5

Dengan,

ρc = densitas zat alir contoh, (g/ml)

m = massa contoh dalam piknometer, (gram)

v = volume piknometer, (ml)

Setelah mendapatkan nilai ρc, nilai tc dan nilai ta dari percobaan, dan mendapatkan nilai ηair pada suhu tertentu dari tabel, maka besarnya ηcontoh akan dapat dihitung.

III. ALAT DAN BAHAN

Alat alat yang digunakan dalam praktikum adalah sebagai berikut:

Keterangan:

1. Cawan Porselin2. Thermometer3. Piknometer 25 ml4. Gelas ukur 100 ml5. Sendok sungu6. Stop watch7. Batang magnet8. Viskosimeter Ostwald9. Piala gelas 100 dan 250 ml

Gambar 2. Alat-alat yang Digunakan dalam Praktikum.

Bahan yang digunakan dalam praktikum adalah sebagai berikut:

1. Garam dapur halus.2. Air (Aquadest).

IV. LANGKAH PERCOBAAN

A. Pembuatan larutan garam 75%, 50%, dan 25%.1. Diambil 100 ml aquadest dan dimasukkan ke dalam piala gelas 250 ml.

Hal 3

2. Ditambahkan garam dapur sedikit demi sedikit hingga larutan jenuh dan ada garam yang tidak terlarut (larutan garam 100%).

3. Larutan garam 75% dibuat dengan cara memasukkan 30 ml larutan garam 100% ke dalam piala gelas 100 ml, dan ditambahkan air sebanyak 10 ml.



B. Percobaan penentuan waktu alir (t) larutan garam 75%, 50%, 25% dan air.1. Diambil 25 ml larutan garam 75% lalu dimasukkan ke dalam viskosimeter

Ostwald melalui pipa yang berdiameter lebih besar.2. Larutan dihisap dengan bantuan bulp pipet melalui ujung pipa

viskosimeter yang lebih kecil hingga larutan garam naik melebihi batas skala atas (posisi 3 pada Gambar 2)

Gambar 2. Viskosimeter Ostwald.

Keterangan gambar:

1. Statif2. Viscosimeter Ostwald yang berisi

contoh3. Tinggi pemipetan zat cair awal4. Batas atas skala pengukuran (stop

watch dinyalakan).5. Batas bawah skala pengukuran (stop

watch dimatikan).

3. Larutan dibiarkan turun, saat permukaan atas cairan berada tepat pada batas atas skala pengukuran (titik 4 pada Gambar 2) maka stop watch dinyalakan.

4. Disaat permukaan atas cairan berada tepat pada batas bawah skala pengukuran (titik 5 pada Gambar 2) maka stop watch dimatikan, di catatat sebagai waktu alir larutan garam 75%.

5. Diulangi langkah 2-4 sampai diperoleh tiga (3) data percobaan.6. Setelah selesai larutan garam dikembalikan ke dalam piala gelas 100 ml

dan diukur suhunya.7. Dilakukan langkah percobaan 1-6 untuk larutan garam 50% dan larutan

garam 25% dan air.

Hal 4

C. Penentuan densitas larutan garam 75%, 50%, dan 25%.1. Ditimbang sebuah piknometer 25 ml yang masih kosong dan kering,

dicatat sebagai bobot piknometer kosong.2. Dimasukkan larutan garam 75% ke dalam piknometer hingga penuh.3. Piknometer ditutup hingga larutan garam muncrat dari dalam tutup

piknometer.4. Bagian luar piknometer dibersihkan dari larutan garam yang muncrat

hingga kering.5. Piknometer yang berisi larutan garam 75% lalu ditimbang dan dicatat

sebagai bobot piknometer + contoh.6. Setelah selesai larutan dalam piknometer dibuang lalu piknometer

dibersihkan dan dikeringkan.7. Dilakukan langkah percobaan 1-6 untuk larutan garam 50% dan larutan

garam 25%.

V. DATA HASIL PERCOBAAN

Berikut ini adalah data-data yang diperoleh dari hasil percobaan.T air = 29 oCρ air 29 oC = 0.99545 η air 29 oC = 0.8180 cp

Tabel 1. Data Hasil Pengamatan Percobaaan Viskositas.

Data pengamatan Data ke-

Larutan garam 75% garam 50% larutan 25% aquadest

waktu alir (detik)1 180 161 146 1382 179 160 145 1383 179 160 144 138

massa pikno + zat cair 46.894 45.746 44.483 -massa pikno kosong (g) 18.457 18.457 18.457 -massa zat cair (g) 28.437 27.289 26.026 24.8986volume zat cair (ml) 25 25 25 25densitas (g/ml) 1.13748 1.09156 1.04104 0.99594

VI. PENGOLAHAN DATA

A. Menghitung nilai viskositas larutan garam 75 % (untuk data percobaan ke satu).

ηcontoh=ρc tcρa ta

x ηair

Hal 6

ηcontoh=1.13748g /ml x180 dtk0.99594 g/ml x 138dtk

x0.8180cp

ηcontoh=1.2186cp

Dengan cara yang sama maka akan kita dapatkan nilai ηcontoh untuk data ke-2 dan ke-3 seperti pada tabel berikut.

Tabel 3. Hasil Perhitungan ηcontoh untuk Larutan Garam 75%, 50% dan 25%.

Pengamatan Percobaan ke-

Larutangaram 75% garam 50% larutan 25%

ηcontoh (cp)

1 1.2186 1.0460 0.9046

2 1.2118 1.0395 0.8984

3 1.2118 1.0395 0.8922

Nilai rata-rata ηcontoh untuk larutan garam 75%:

η=η1+η2+η33

η=(1.2186+1.2118+1.2118 ) cp

3

η=1.2141cp


η=η1+η2+η33

η=(1.0460+1.0395+1.0395 ) cp

3

η=1.0416cp


η=η1+η2+η33

η=(0.9046+0.8984+0.8922 ) cp

3

η=0.8984cp

Hal 7

Menghitung Nilai Ralat Rambang

Tabel 4. Nilai Deviasi Kuadrat untuk ηcontoh larutan Garam 75%, 50% dan 25%.

Larutan data η contoh deviasi deviasi mutlakdeviasi kuadrat

garam 75%

1 1.2186 -0.0045 0.0045 0.000020252 1.2118 0.0023 0.0023 0.000005293 1.2118 0.0023 0.0023 0.00000529Jumlah 3.6422 0.00003083Rata-rata 1.2141 1.02767E-05 Deviasi Standar 0.0032

garam 50%

1 1.0460 -0.0043 0.0043 0.000018492 1.0395 0.0022 0.0022 0.000004843 1.0395 0.0022 0.0022 0.00000484Jumlah 3.1249 0.00002817Rata-rata 1.0416 0.00000939 Deviasi Standar 0.0031

garam 25%

1 0.9046 -0.0062 0.0062 0.000038442 0.8984 0.0000 0 03 0.8922 0.0062 0.0062 0.00003844Jumlah 2.6952 0.00007688Rata-rata 0.8984 2.56267E-05 Deviasi Standar 0.0051

Deviasi Standard untuk viskositas larutan garam 75% :

s=√ jumlah deviasikuadratjumlah data

s=√ 0.000030833

s = 0.0032 centipoise



s=√ 0.000028173= 0.0031 centipoise


Hal 8


s=√ 0.000076883

s = 0.0051 centipoise

Nilai viskositas (η) untuk larutan garam 75% adalah:

η contoh = 1.2141 ± 0.0032 centipoise





VII.PEMBAHASAN

Larutan garam 100% yang dimaksud dalam penetapan ini bukanlah 100 gram garam yang dilarutkan hingga volume 100 ml (% w/v) melainkan larutan garam yang dibuat jenuh. Dari larutan tersebut lalu dibuatlah larutan garam 75% yaitu dengan mengencerkan larutan garam 100% (lebih tepat dianggap 100%) dengan mencampur 3 bagian larutan garam 75% dengan satu bagian air aquadest (3 : 1). Begitu pula dengan larutan 50% dan 25% yang dibuat dengan cara yang sama dengan komposisi larutan garam 100% dengan aquadest adalah 2 : 2 dan untuk 1 : 3.

Untuk nilai densitas air, nilai tersebut diperoleh dari tabel dan tidak diukur dengan menggunakan piknometer, hal ini dilakukan untuk mengatasi adanya pengaruh suhu terhadap densitas larutan, dengan mencari nilai densitas air pada suhu ruangan, diharapkan nilai yang diberikan akan mendekati dengan nilai benarnya. Akan tetapi cara ini juga memiliki kelemahan karena menganggap air aquadest yang digunakan memiliki kesamaan dengan air murni yang digunakan sebagai standar dalam menentukan densitas air pada suhu tertentu, padahal bisa saja air aquadest yang digunakan tidak sama mutunya dengan air murni sehingga memiliki nilai densitas yang berbeda walaupun nilainya kecil.

Dari hasil percobaan diperoleh hasil waktu alir rata-rata larutan dengan kadar garam 75%, 50%, dan 25% masing-masing secara berurutan adalah 179,33 detik, 160,33 detik, dan 145 detik. Dari data ini kita dapat mengetahui bahwa semakin tinggi kadar garam dalam larutan contoh, maka semakin lama pula waktu alir larutan

Hal 9

tersebut. Untuk lebih jelasnya hubungan antara antara konsentrasi larutan garam dengan waktu alirnya dapat dilihat pada Gambar 3.

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100100

120

140

160

180

Grafik Hubungan Konsentrasi Larutan Garam dengan Waktu Alir

Kadar Garam (%)

Wak

tu A

lir, (

detik

)

Gambar 3. Grafik Hubungan Konsentrasi Larutan Garam (%) dengan Waktu Alir (detik).

Hal ini dapat dimaklumi karena adanya garam dalam larutan air akan memperbesar gaya gesek antar partikel yang ada di dalam larutan tersebut sehingga waktu alir larutan akan semakin lama seiring dengan meningkatnya jumlah partikel garam di dalam larutan.

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 1000

0.5

1

1.5

Grafik Hubungan Antara Konsentrasi Larutan Garam (%) dengan Viskositas

Larutan (η)

Kadar Garam, (%)

Visk

osita

s, (c

p)

Gambar 4. Grafik Hubungan Konsentrasi Larutan Garam(%) dengan Viskositas Larutan(η).

Dari hasil percobaan diperoleh hasil nilai viskositas larutan dengan kadar garam 75%, 50%, dan 25% masing-masing secara berurutan adalah

Hal 10

1.2141 ± 0.0032 centipoise, 1.0416 ± 0.0031 centipoise, dan 0.8984 ± 0.0051 centipoise. Dari data ini kita bisa mengetahui bahwa semakin tingginya kadar garam dalam larutan contoh, maka nilai viskositasnya akan semakin tinggi. Artinya adalah bahwa semakin tinggi kandungan garam dalam larutan maka akan membuat larutan semakin kental. Hubungan antara konsentrasi larutan garam dengan nilai viskositas larutan dapat dilihat pada Gambar 4.

VIII. KESIMPULAN

1. Nilai viskositas larutan garam 75% adalah sebesar 1.2141 ± 0.0032 centipoise.2. Nilai viskositas larutan garam 50% adalah sebesar 1.0416 ± 0.0031 centipoise.3. Nilai viskositas larutan garam 25% adalah sebesar 0.8984 ± 0.0051 centipoise.4. Semakin tinggi konsentrasi larutan garam maka waktu alir larutannya semakin

lama.5. Semakin tinggi konsentrasi larutan garam maka nilai viskositasnya semakin

tinggi.

IX. DAFTAR PUSTAKA

1. Abidin, Zaenal. 2005. Petunjuk Praktikum Fisika Dasar. Yogyakarta: Sekolah Tinggi Teknologi Nuklir. Hal. 31-38

2. Kisrahmawati, Dyah. 2003. Laboratory Report Nuclear Chemistry Engineering: Kekentalan Larutan. Yogyakarta: Sekolah Tinggi Teknologi Nuklir.

3. http://www.ccitonline.com/mekanikal kata kunci: viskositas4. http://id.wikipedia.org/wiki/Viskositas kata kunci: viskositas

Yogyakarta, 2 Januari 2009

Asisten, Praktikan,

Esis Witanto, STHaries Handoyo

Hal 11

http://id.wikipedia.org/wiki/Viskositas

http://www.ccitonline.com/mekanikal

praktikum fisika terapan_ laporan viskositas

Documents