Tegangan Permukaan

Air memiliki tegangan permukaan yang besar yang disebabkan oleh kuatnya sifat kohesi antar molekul-molekul air. Hal ini dapat diamati saat sejumlah kecil air ditempatkan dalam sebuah permukaan yang tak dapat terbasahi atau terlarutkan (non-soluble); air tersebut akan berkumpul sebagai sebuah tetesan. Di atas sebuah permukaan gelas yang amat bersih atau bepermukaan amat halus air dapat membentuk suatu lapisan tipis (thin film) karena gaya tarik molekular antara gelas dan molekul air (gaya adhesi) lebih kuat ketimbang gaya kohesi antar molekul air. Air menempel pada sesamanya (kohesi) karena air bersifat polar. Air memiliki sejumlah muatan parsial negatif (-) dekat atom oksigen akibat pasangan elektron yang (hampir) tidak digunakan bersama, dan sejumlah muatan parsial positif (+) dekat atom oksigen. Dalam air hal ini terjadi karena atom oksigen bersifat lebih elektronegatif dibandingkan atom hidrogenyang berarti, ia (atom oksigen) memiliki lebih "kekuatan tarik" pada elektron-elektron yang dimiliki bersama dalam molekul, menarik elektron-elektron lebih dekat ke arahnya (juga berarti menarik muatan negatif elektron-elektron tersebut) dan membuat daerah di sekitar atom oksigen bermuatan lebih negatif ketimbang daerah-daerah di sekitar kedua atom hidrogen. Air memiliki pula sifat adhesi yang tinggi disebabkan oleh sifat alami ke-polar-annya.Tegangan permukaan () didefinisikan sebagai gaya (F) persatuan panjang (L) yang bekerja tegak lurus pada setiap garis di permukaan fluida. Permukaan fluida yang berada dalam keadaan tegang berupa selaput cairan sangat tipis terdiri atas permukaan bagian atas dan permukaan bagian bawah , sehinggay= F/2Ldimana, = tegangan permukaan F = gaya L = panjang keliling permukaan selaput fluida Tegangan permukaan terdapat pada batas cairan dengan uap jenuh diudara dan juga antara permukaan cairan dengan cairan lain yang tidak bercampur.Penyebab terjadinya tegangan permukaan adalah Partikel A dalam zat cair ditarik oleh gaya sama besar ke segala arah oleh partikel-partikel di dekatnya.Partikel B di permukaan zat cair hanya ditarik oleh partikel-partikel disamping dan dibawahnya,hingga pada permukaan zat cair terjadi tarikan ke bawah. Ada beberapa metoda penentuan tegangan permukaan, diantaranya adalah metoda kanaikan pipa kapiler, metoda tekanan maksimum gelembung, metoda tetes atau metoda cincin. Penerapan tegangan permukaan pada kkehidupan sehari-hari adalah : Mencuci dengan air panas jauh lebih bersih dibandingkan dengan air yang bersuhu normal. Antiseptic yang digunakan untuk mengobati luka, selain dapat mengobati luka, juga dapat membasahi selurh luka.I. ISITegangan permukaan adalah gaya persatuan panjang yang harus dikerjakan sejajar permukaan untuk mengimbangi gaya tarikan kedalam pada cairan. Hal tersebut terjadi karena pada permukaan, gaya adhesi (antara cairan dan udara) lebih kecil dari pada gaya khohesi antara molekul cairan sehingga menyebabkan terjadinya gaya kedalam pada permukaan cairan.Tegangan antar muka adalah gaya persatuan panjang yang terdapat pada antarmuka dua fase cair yang tidak bercampur. Tegangan antar muka selalu lebih kecil dari pada tegangan permukaan karena gaya adhesi antara dua cairan tidak bercampur lebih besar dari pada adhesi antara cairan dan udara.Pengukuran tegangan permukaan atau tegangan antar muka : Metode kenaikan kapiler Tegangan permukaan diukur dengan melihat ketinggian air/cairan yang naik melalui suatu kapiler. Metode kenaikan kapiler hanya dapat digunakan untuk mengukur tegangan permukaan tidak bisa untuk mengukur tegangan antar muka. Metode tersiometer Du-NouyMetode 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 dicelupkan pada permukaan sebanding dengan tegangan permukaan atau tegangan antar muka dari cairan tersebut. Pada percobaan tegangan permukaan atau antar muka ini metode yang digunakan yakni tensiometer Du-Nouy dimana Metode cincin Du-Nouy bisa digunakan untuk mengukur tegangan permukaan ataupun tegangan antar muka. Untuk penentuan tegangan permukaan saja dapat menggunakan metode kenaikan kapiler. Sedangkan Prinsip dari alat ini adalah gaya yang diperlukan untuk melepaskan suatu cincin platina iridium yang dicelupkan pada permukaan sebanding dengan tegangan permukaan atau tegangan antar muka dari cairan tersebut. Pada dasarnya tegangan permukaan suatu zat cair dipengaruhi oleh beberapa faktor diantaranya suhu dan zat terlarut. Dimana keberadaan zat terlarut dalam suatu cairan akan mempengaruhi besarnya tegangan permukaan terutama molekul zat yang berada pada permukaan cairan berbentuk lapisan monomolecular yang disebut dengan molekul surfaktan.Manfaat Fenomena antar muka dalam farmasi:1. Dalam mempengaruhi penyerapan obat pada bahan pembantu padat pada sediaan obat2. penetrasi molekul melalui membrane biologis3. pembentukan dan kestabilan emulsi dan dispersi partikel tidak larut dalam media cair untuk membentuk sediaan suspensi Persamaan Tegangan PermukaanPada pembahasan sebelumnya, kita telah mempelajari konsep tegangan permukaan secara kualitatif (tidak ada persamaan matematis). Kali ini kita tinjau tegangan permukaan secara kuantitatif. Untuk membantu kita menurunkan persamaan tegangan permukaan, kita tinjau sebuah kawat yang dibengkokkan membentuk huruf U. Sebuah kawat lain yang berbentuk lurus dikaitkan pada kedua kaki kawat U, di mana kawat lurus tersebut bisa digerakkan.Jika kawat ini dimasukan ke dalam larutan sabun, maka setelah dikeluarkan akan terbentuk lapisan air sabun pada permukaan kawat tersebut. Mirip seperti ketika dirimu bermain gelembung sabun. Karena kawat lurus bisa digerakkan dan massanya tidak terlalu besar, maka lapisan air sabun akan memberikan gaya tegangan permukaan pada kawat lurus sehingga kawat lurus bergerak ke atas (perhatikan arah panah). Untuk mempertahankan kawat lurus tidak bergerak (kawat berada dalam kesetimbangan), maka diperlukan gaya total yang arahnya ke bawah, di mana besarnya gaya total adalah F = w + T. Dalam kesetimbangan, F = gaya tegangan permukaan yang dikerjakan oleh lapisan air sabun pada kawat lurus.Misalkan panjang kawat lurus adalah l. Karena lapisan air sabun yang menyentuh kawat lurus memiliki dua permukaan, maka gaya tegangan permukaan yang ditimbulkan oleh lapisan air sabun bekerja sepanjang 2l. Tegangan permukaan pada lapisan sabun merupakan perbandingan antara Gaya Tegangan Permukaan (F) dengan panjang permukaan di mana gaya bekerja (d). Untuk kasus ini, panjang permukaan adalah 2l. Secara matematis, ditulis :

Karena tegangan permukaan merupakan perbandingan antara Gaya tegangan permukaan dengan Satuan panjang, maka satuan tegangan permukaan adalah Newton per meter (N/m) atau dyne per centimeter (dyn/cm).1 dyn/cm = 10-3 N/m = 1 mN/m

Fenomena ini merupakan salah satu contoh dari adanya Tegangan Permukaan. Untuk menjelaskan fenomena klip yang terapung di atas air, terlebih dahulu harus diketahui apa sesungguhnya tegangan permukaan itu. 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. Agar semakin memahami penjelasan ini, perhatikan ilustrasi berikut. Kita tinjau cairan yang berada di dalam sebuah wadah.Molekul cairan biasanya saling tarik menarik. Di bagian dalam cairan, setiap molekul cairan dikelilingi oleh molekul-molekul lain di setiap sisinya; tetapi di permukaan cairan, hanya ada molekul-molekul cairan di samping dan di bawah. Di bagian atas tidak ada molekul cairan lainnya. Karena molekul cairan saling tarik menarik satu dengan lainnya, maka terdapat gaya total yang besarnya nol pada molekul yang berada di bagian dalam cairan. Sebaliknya, molekul cairan yang terletak dipermukaan ditarik 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. Fenomena ini kita kenal dengan istilah Tegangan Permukaan.suhu mempengaruhi nilai tegangan permukaan fluida. Umumnya ketika terjadi kenaikan suhu, nilai tegangan permukaan mengalami penurunan. Hal ini disebabkan karena ketika suhu meningkat, molekul cairan bergerak semakin cepat sehingga pengaruh interaksi antar molekul cairan berkurang. Akibatnya nilai tegangan permukaan juga mengalami penurunan.

Metoda penentuan tegangan permukaan:Metoda kenaikan pipa kapiler.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..g (persamaan 1)Dimana: h : tinggi permukaan. g : percepatan gravitasi. : berat jenis. r : jejari kapiler.

Gaya keatas, F = 2..r..cos (persamaan 2)

Dimana : adalah tegangan muka dan adalah sudut kontak.

Pada kesetimbangan, gaya kebawah sama dengan gaya keatas (dari persamaan 1 dan 2) :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 persamaan 3 : = .r. h..gsehingga :air .r. hair.air.g x = .r. hx.x.gx hx.x.g

Tegangan muka terdapat pada batas cairan dengan uap jenuh diudara dan juga antara permukaan cairan dengan cairan lain yang tidak saling bercampur.Metoda tetes atau cincinBila cairan tepat akan menetes, maka gaya tegangan permukaan sama dengan gaya yang disebabkan oleh massa cairan sebagai gaya berat itu sendiri.Harga tegangan muka dipengaruhi oleh beberapa faktor, antara lain: suhu,tekanan,massa jenis dan konsentrasi zat terlarut.Pada literatur diperoleh data tegangan permukaan beberapa zat pada suhu 200 C, yaitu :Air : 72,8 dyne/cmAir sabun : 25,00 dyne/cmMinyak zaitun : 32,00 dyne/cm Etano : 22,3 dyne/cmAseton : 23,7 dyne/cm Air raksa : 465,00 dyne/cm Oksigen : 15,70 dyne/cm Gliserin : 63,10 dyne/cm Benzena : 28,90 dyne/cmApabila didapat hasil yang menyimpang dari literature saat melakukan praktikum, hal tersebut dapat disebabkan oleh beberapa hal diantaranya : Karena tegangan permukaan dipengaruhi oleh suhu Kurang telitinya praktikan pada saat membaca skala pada pipa Kurang tepatnya konsentrasai yang dibuat

II. KESIMPULAN

1. Tegangan permukaan () didefinisikan sebagai gaya (F) persatuan panjang (L) yang bekerja tegak lurus pada setiap garis di permukaan fluida.

2. Penyebab terjadinya tegangan permukaan adalah Partikel A dalam zat cair ditarik oleh gaya sama besar ke segala arah oleh partikel-partikel di dekatnya.Partikel B di permukaan zat cair hanya ditarik oleh partikel-partikel disamping dan dibawahnya,hingga pada permukaan zat cair terjadi tarikan ke bawah.3. Bahwa suhu mempengaruhi nilai tegangan permukaan fluida. Umumnya ketika terjadi kenaikan suhu, nilai tegangan permukaan mengalami penurunan Hal ini disebabkan karena ketika suhu meningkat, molekul cairan bergerak semakin cepat sehingga pengaruh interaksi antar molekul cairan berkurang. Akibatnya nilai tegangan permukaan juga mengalami penurunan.4. Beberapa metoda penentuan tegangan permukaan, diantaranya adalah metoda kanaikan pipa kapiler, metoda tekanan maksimum gelembung, metoda tetes atau metoda cincin.5. Harga tegangan muka dipengaruhi oleh beberapa faktor, antara lain: suhu,tekanan,massa jenis dan konsentrasi zat terlarut.Sumber: Beauty.2008.http://sleepingbeautyandprincephilips.blogspot.com/2010/05/tegangan-permukaan-i.html. Diakses pada tanggal 23 Oktober 2011.Anonim.2008.http://www.gudangmateri.com/2008/05/tegangan-permukaan-fluida-statis.html. Diakses pada tanggal 23 Oktober 2011.

Hubungan pengukuran sudut dengan metode tetesan

Analisis bentuk tetesan merupakan suatu cara yang mudah untuk mengukur sudut kontak dan menentukan energy permukaan. Asumsi utamanya adalah Tetesan itu simetris pada sumbu vertical pusat; ini berarti tidak relevan dari arah mana drop dipandang. Drop tidak bergerak,ini berarti bahwa viskositas atau inersia memainkan peran dalam menentukan bentuk : ini berarti bahwa tegangan antarmuka dan gravitasi yang hanya dapat membentuk drop.

Kalibrasi sangat mudah dan diperlukan dalam perbesaran optic. Hal ini dapat diukur dengan akurasi yang tinggi dan mudah untuk melacak dengan standar internasional.Sudut kontak diukur secara matematika untuk membentuk drop dan kemudian menghitung slope dari tangen untuk drop pada garis antarmuka fasa cair-padat-gas (LSV). Sekarang kita akan membaca proses pengukuran yang nyata.

Langkah 1. Menentukan orientasi drop. Ada dua pilihan : Sessile drop. Ini merupakan drop yang diam diatas meja/permukaan yang datar. Sessile bubble. gelembung yang mengambang dalam cairan melawan bagian bawah sampel. Posisi cair dan uap telah dipertukarkan. Instrumen FTA dapat membuat kedua jenis pengukuran ketika dilengkapi dengan ruang yang sesuai. dicatat bahwa pengukuran cair-cair-padat dan cair-uap-cair juga mungkin dalam beberapa kasus.

Langkah 2. Pengaturan instrument. Ini melibatkan beberapa langkah : Memasang sample sehingga datar dan bergerak pada dua sisi busa. Memilih fluida uji dan tempat dalam jarum suntik. Mulailah dengan air meskipun cairan lainnya mungkin diperlukan untuk analisis permukaan energi. Air merupakan pemula yang baik karena aman, membentuk tinggi, mudah diamati, dan kontak sudut dari berbagai bahan. Jika fluida uji sulit dibersihkan, misalnya, tinta, gunakan jarum suntik plastik sekali pakai. Jika fluida uji yang berharga, atau berbahaya, memuat jumlah minimal dengan menggambar ke dalam jarum suntik melalui jarum. Mendapatkan gambar video langsung dari awal sampel. Menyesuaikan pencahayaan dan fokus. Menyesuaikan lokasi pompa atau jarum sehingga ujungnya terlihat dalam gambar. Penyesuaian sudut pandang kamera sangat penting bagian berikutnya seluruh dikhususkan untuk itu.

Langkah 3. Menyesuaikan kontak sudut . Kita akan menggunakan standar kalibrasi FTA untuk ilustrate proses ini. Gambar 1 menunjukkan sebuah foto dari standar, yang terdiri dari bola safir tertanam dalam pemegang aluminium. Ketinggian menonjol merupakan nominal jari-jari, sehingga sudut kontaknya 90o. diameter bola dalam millimeter, misalnya 4 atau 6mm, dengan toleransi 2,5m.Anda dapat memverifikasi sudut jika Anda memiliki mikrometer akurat untuk 1m. Mengukur ketinggian dasar sebelah bola, dan mengukur ketinggian bola ditambah dasar. Untuk ilustrasi standar, kita mengukur dasar= 5.628 mm dan dasar + bola = 7,628 mm. kemudian pengurangan ketinggian menonjol, h, dari 2.000 mm dan diameter , d, dari 4.000 mm. Sudut kontak, ,diberikan secara geometri : = 2tan-1 2h/d = 2tan-1 4/4 = 2x45o = 90o

Bola saphir standar lebih berguna daripada film photografi standar karena merupakan objek 3D yang membutuhkan pencahayaan yang tepat dan sudut kamera. Bahkan yang lebih penting, hal itu menuntut menemukan baseline akurat, yang merupakan bagian yang sulit dari pengukuran sudut kontak.Kamera dapat ditempatkan baik untuk terlihat persis horizontal di drop atau dibawah (3o). Sudut kamera tidak mempengaruhi pembacaan, tidak mempengaruhi penemuan baseline, dan baseline mempengaruhi pembacaan. Ketidaktelitian baseline adalah kontribusi utama dalam ketidaktelitian sudut kontak. Diantara horizontal , 0o, dan dibawah , 3o, metode akan diilustrasikan. Sudut kontak diatur oleh ketinggian kamera terhadap specimen dan kemiringan dari tahap kamera. Menyesuaikan tinggi dan kemudian memotong kemiringan untuk membawa drop vertikal ke dalam gambar. Mengamati sudut dari garis tengah lensa mikroskop (sudur kamera). Jika tidak memuaskan, sesuaikan ketinggian kamera dan ulangi.Gambar 2, menunjukkan gambar video dengan sudut kamera 0o dan gambar 3 menunjukkan sudut 3o. Dalam kedua kasus, standar berorientasi seperti gambar 1, dengan sumbu panjang dasar di seluruh gambar. Sejumlah kecil reflection image dapat dilihat dibawah baseline pada gambar 3 karena kamera dapat melihat permukaan atas ketika melihat kebawah.Metode horizontal dari gambar 2 menyediakan pengganti untuk baseline LS dengan cakrawala yang membentang diseluruh gambar pada interface SV. Ini bertepatan dengan baseline LS karena horizontal geometri.Cakrawala mudah untuk membangun dan dapat digunakan bila memungkinkan. Dapat dipilih dalam C.A. auto tab oleh cakrawala, gunakan checkbox sebagai baseline. Akan berguna dalam fokus yang tajam,yang tergantung pada kedalaman dari fokus microskop dan ukuran specimen. Gambar 2 dan 3 diambil dengan set aperture pada 1/8open yaitu tidak cukup ditutup. Perbesaran adalah x 1,4 dengan kamera (6,4mm x 4,8mm CCD). Gambar 3 akan berguna dengan kedalaman lebih kecil dari fokus open aperture karena interface LS actual dalam bidang fokus, tetapi gambar 2 tidak berguna karena cakrawala dibentuk oleh corner dari pemegang yang tidak actual dalam bidang fokus dari drop. Itu didepan dari bidang fokus. Metode 3o harus digunakan ketika cakrawala tidak dapat dibawa kedalam fokus tajam. Jika drop tidak dapat ditempatkan dalam 5mm dari tepi specimen, maka itu harus digunakan karena masalah fokus. Tambahan, sudut kamera tidak harus menjadi nilai intermediate, seperti 1 atau 2o, karena cakrawala tidak akan fokus dan tidak akan berada dibawah baseline LS dalam gambar, dengan hasil didasar berkabut.Pertanyaan kapan kamera persis horisontal terkadang sulit. Jawaban yang mudah untuk membuka dan menutup aperture dan perhatikan apakah cakrawala tampak bergerak vertikal. Jika tidak, kamera tidak horisontal. Memperkirakan "pusat" dari cakrawala ketika bergerak (karena lobang terbuka dan kedalaman kecil dari lapangan). Gerakan vertikal tidak boleh lebih dari sekitar 1-2mm pada layar komputer sebagai aperture yang bervariasi.tabel berikut ini merangkum geometri, baseline, dan pengaturan aperture,GeometriBaselineAperture

Horizontal : sudut kamera 0oHorizon (garis SV) : bertepatan dengan baseline LSNear closed: untuk mendapatkan kedalaman fokus

Look down : sudut kamera 3o Interface LS : menemukan garis LSV ditepi dropopen: untuk memperoleh kejelasan, menyesuaikan cahaya

Gambar 4 menunjukkan standar saphir yang sama dengan panjang sumbu dari dasar ke kamera. Kamera sekarang dapat melihat sejumlah besar permukaan "top" dalam gambar, sehingga gambar refleksi jelas ke bawah bingkai. Bandingkan ini dengan gambar 3. Dalam mode ini, periksa gambar refleksi dan hapus centang cakrawala yang digunakan sebagai baseline di auto C.A. Kadang-kadang algoritma akan menemukan baseline lebih baik jika tidak diperiksa. itu tergantung pada kejelasan baseline. beberapa eksperimen diperlukan. Periksa menggunakan baseline sebelumnya untuk tetap sama sepanjang film.Contoh dari gambar 2 dan 4 menggunakan drop shape fitting/spherical dalam sudut kontak tab dan gambar 3 menggunakan non-spherical. Gunakan non-spherical ketika jarum tertanam di drop atau ketika gaya berat terdistorsi. Non-spherical cocok hanya pada sudut-sudut drop dan tidak menggunakan bentuk di bagian atas. Ini berarti memiliki sedikit piksel pada gambar untuk bekerja, sehingga akan lebih berisik, tapi alogaritma cocok dalam bentuk yang lebih umum dan benar.Bole saphir standar tertentu diukur dengan mokrometer menjadi 90,0o. Gambar 2,3 dan 4 dilaporkan masing-masing, 90,28o 90,36 o 89,71 oPemberitahuan tidak satupun yang persis 90,0o. ini adalah yang diharapkan dan merupakan konsekuensi dari suara elektronik dalam gambar dan ketidakpastian baseline.Pengguna dapat selalu mengatur manual baseline. Fitur ini dapat digunakan untuk mengeksplorasi kepekaan terhadap posisi vertikal baseline. Saat baseline dipindahkan ke bawah satu pixel dalam gambar 2, sudut kontak diukur meningkat dari 90,28o sampai 90,74o. Kesalahan seperti ini dari 0,5 o per pixel tidak biasa. Pengaturan di atas memiliki kesalahan rata-rata 0,31o.Dengan hati-hati, pengukuran sudut kontak pada standar 90o akan traceably akurat untuk 1o.

Ini kecil dibandingkan dengan varians dari satu tempat ke tempat pada sebagian besar permukaan, dan juga kecil dibandingkan dengan ketidakpastian dalam teori saat ini untuk mengkonversi sudut kontak dengan energi permukaan. Kabar baiknya adalah bahwa 90o adalah sudut yang paling sulit untuk menentukan baseline, sehingga secara umum pengukuran nyata Anda akan lebih mudah dan lebih baik. Yang paling penting, Anda mengontrol akurasi dalam menyiapkan kamera dan kejelasan baseline.

Langkah 4 . Kalibrasi. Satu kamera sudut dan aperture diatur, mengkalibrasi perbesaran dengan mengukur standar dan memasuki nilai-nilai yang diketahui dan diukur pada tab kalibrasi. Anda dapat menggunakan lebar dasar yang diukur dari standar 90o atau mengukur diameter jarum. Nilai perkiraan untuk diameter jarum diberikan dalam bantuan / data referensi.Jika data rata-rata sebuah film, panjang standar biasanya akan menunjukkan nilai koefisien variasi (COV) dari sekitar 0,5% atau atau sekitar 10 kali lebih baik daripada COV kita harapkan untuk urutan pengukuran sudut kontak (dimana COV mungkin dikatakan 0,5%). Ini menekankan bahwa ketidakpastian pengukuran sudut kontak hampir seluruhnya karena ketidakpastian baseline.Perhatikan tidak ada cara untuk "mengkalibrasi" data sudut kontak. Tidak ada tombol untuk mengubah. Sebagai gantinya, Anda harus memperhatikan setup dan fokus instrumen telah benar. Tujuan dari standar 90o adalah untuk memberikan gambar yang dikenal dan sebangun. Jadi apa yang dikalibrasi yakni setup : sudut kontak, fokus, dan pencahayaan.Akhirnya, perangkat lunak memberikan Anda secara alternative menentukan posisi vertical dari permukaan SV dan memasukkannya sebagai baseline. Mengambil gambar dari permukaan SV, mendapatkan data baseline pada tingkat yang benar ( mungkin dengan gambar manual) , dan kemudian check penyimpanan dan gunakan kembali baseline ini pada tab auto C.A.

Langkah 5. Cairan pemuatanAnda harus memberitahu perangkat lunak diameter jarum internal sehingga pompa akan dikalibrasi. Ini dilakukan pada tab pompa.Jarum suntik atau jarum yang dipilih atas dasar berapa banyak cairan yang harus ditangani dan ukuran tetesan yang diperlukan. Jarum suntik plastik yang nyaman dan sekali pakai, tetapi cairan tidak harus dibiarkan di dalamnya selama berhari-hari karena dapat menyebabkan kontaminasi cairan.Sebagian dari waktu kita akan memuat cairan dalam jarum suntik (tapi tidak selalu, karena Anda akan melakukan pengukuran bubble dengan jarum suntik mengendalikan gelembung uap). Jika Anda ingin mengisi jarum suntik kecil, cara terbaik adalah dengan menggunakan jarum suntik kedua. Caranya, dengan menarik cairan ke atas melalui jarum yang terpasang. Kemudian mengeluarkannya ke dalam jarum suntik dengan jarum yang pertama dan jarum suntik diadakan terbalik. Dengan begitu, cairan mengalir ke dalam jarum suntik. Setelah jarum suntik ini benar-benar penuh, pasang jarum. Sekarang Anda dapat mengubah jarum suntik lebih jika Anda inginkan. Mengeluarkan cairan yang cukup untuk menggantikan udara di jarum. Ini adalah salah satu alasan untuk menggunakan jarum suntik kapasitas yang lebih besar, karena jarum 25L atau lebih dan ini akan menggunakan sebagian dari jarum suntik 50L. Jika hanya menggunakan sedikit cairan, Anda tidak perlu mengisi jarum suntik. Sebaliknya, Anda dapat meninggalkan udara di jarum suntik dan menarik hanya sejumlah kecil sampai cairan ke dalam jarum. Praktis untuk membuat pengukurang dengan 20l cairan total. (Anda perlu menjaga cairan dalam beberapa jarum sementara drop terbentuk, sehingga 20L akan mendukung 10l drop). Teknik lain adalah untuk mengisi jarum suntik dengan fluida kerja. Tapi tetap celah udara antara itu dan cairan yang diuji. Isi jarum suntik seperti sebelumnya, Kemudian menarik fluida uji kembali ke bagian jarum. Gunakan skala jarum suntik 20L. Percobaan ini untuk melihat seberapa banyak Anda mengambil tanpa fluida uji yang sebelumnya dibasahi oleh fluida kerja.

Langkah 6. Mengeluarkan drop Ketika Anda memompa cairan yang lebih kental, tingkat pemompaan harus lambat untuk mengakomodasi tekanan drop di seluruh jarum. Kecuali kalau Anda mau membentuk Drop pada 1l/s atau kurang. Jika cairan terus datang setelah pompa dihentikan, ini adalah tingkat terlalu tinggi. Jarum suntik kaca lebih baik dalam hal ini daripada plastik, karena mereka akan meregangkan sedikit tekanan di bawah. Pastikan plunger jarum suntik yang melekat mendorong piring menggunakan klip yang tersedia (jangan biarkan off).Anda ingin menempatkan drop pada permukaan dengan menjatuhkan sesedikit mungkin sehingga energi kinetik tidak menyebarkannya. Ada dua pendekatan untuk ini: Bentuk sebuah pendant drop, kemudian tingkatkan specimen sampai menyentuh bagian bawah drop. Jika penurunan cukup besar, adhesi ke permukaan akan menariknya dari ujung. Posisikan ujung atas permukaan pada ketinggian pendant drop saat menyentuh permukaan dan melepaskan sebelum jatuh bebas dari beratnya sendiri.

Alternatif adalah untuk menempatkan jarum dengan permukaan dan memompa drop keluar dengan cairan dalam kontak dengan jarum dan permukaan. Ini adalah jarum captive / pendekatan drop captive.Gambar 5,6 dan 7 mengilustrasikan drop off menyentuh ke permukaan film PTFE. The drop is near the edge so the sample holder is in focus. The contact angle, which is the advancing angle, is 116o.Gambar 8 dan 9 mengilustrasikan the captive needle approach pada bahan yang sama.Kelemahan dari the captive needle mode adalah bahwa analisis non-spherical harus digunakan dan kadang-kadang drop tidak akan tumbuh secara merata di sekitar jarum karena variasi permukaan energi, seperti dapat dilihat pada gambar 9. Namun, keuntungan adalah bahwa sejumlah besar titik data dapat diperoleh dengan cepat dan ini merupakan a true advancing contact angle measurement. Untuk permukaan sebanding, Berg (lihat Referensi dari makalah ini) melaporkan advancing contact angles 115-126o dan receding angles 98-102o menggunakan Wilhelmy balance.Advancing and Receding Angles with Captive Needle. Pendekatan jarum captive menawarkan kemungkinan Advancing and Receding pengukuran sudut dalam percobaan yang sama. Pompa dapat diprogram under Tools / Pump Program untuk mengeluarkan dan mengambil. Berg membahas teknik dalam bab pertama. Ada dua kondisi penting untuk memenuhinya: Ujung jarum harus kecil dibandingkan dengan drop sehingga adhesi cairan tidak merusak bentuk drop. Ekspansi atau kontraksi volume harus cukup lambat , kondisi ekuilibrium berlaku.

Ini akan jauh lebih mudah untuk expanding drop dibandingkan receding drop. Ada sebuah tes sederhana digambarkan oleh Berg dan E. Vogler: nilai yang sama akan diperoleh untuk urutan pengukuran saat kondisi equilibrilium berlaku. Oleh karena itu, ketika melihat sudut kontak sebagai time series, kami mengharapkan a plateau pada nilai advancing dan receding. Gambar 10 menunjukkan grafik sudut kontak dari run yang ditampilkan dalam gambar 8 dan 9.The advancing angle plateau jelas terlihat dari t = 0 sampai t = 22s. Ini memiliki nilai rata-rata 112o. Ketika kontak drop, dimana tidak ada keseimbangan nilai-yhe sudut kontak yang jelas tampaknya terus mendapatkan yang lebih kecil. Tidak ada pengukuran receding angle yang tersedia.Untuk memperbaiki situasi ini, FTA menawarkan jarum kaca kapiler dengan ujung kecil (misalnya, 30m OD dan ID 5m) dan alat kelengkapan Luer, ini digunakan untuk percobaan pada gambar 11.The advancing contact angle adalah 126o. Sepintas bagian receding stampak serupa dengan Gambar 10, tetapi ada perbedaan. Pemeriksaan a plateau pada akhir dari receding angle period. Hal ini ditunjukkan dalam skala luas, waktu bergeser pada plot Gambar 12, yang menunjukkan 18s terakhir dari Gambar 11 data.Nilai sudut asimtotik receding adalah 98o, yang konsisten dengan data plat Wilhelmy disajikan dalam Berg. Sudut 60o disimpulkan dari Gambar 10 adalah terlalu rendah. Waktu 5 detik terakhir data dari Gambar 12, tercantum di bawah ini, menunjukkan a plateau. Volume berkurang dalam waktu tetapi sudut kontak tidak. Setelah entri terakhir, drop terlepas dari jarum.Waktu (s)Sudut kontak (o)Volume (l)

1497.723.799

1597.383.675

1697.313.555

1797.503.536

1897.643.524

Mengingat bahwa sebuah gambar bernilai seribu kata, Gambar 13 dan 14 menunjukkan drop sebelum detachment untuk kedua ujung yang berbeda.Drop dalam Gambar 14 jelas tidak terdistorsi (bola) dan Drop dalam gambar 13 adalah, oleh ukuran yang sama, cukup terdistorsi oleh ujung. Bahkan jika pada beberapa tingkat mikroskopis sudut kontak receding yang benar ini pada Gambar 13 di garis LVS, tidak dapat diukur dengan analisis bentuk drop karena pengaruh utama pada bentuk adhesi cairan ke ujung. Drop jelas harus jauh lebih luas daripada ujung terbasahi untuk ujung diabaikan dalam kerja sudut receding.

BAB IPENDAHULUAN

Bila dua fase dicampurkan maka batas antara fase tersebut dinamakan antar permukaan. Batas antara zat cair atau zat padat dengan udara lazimnya disebut permukaan. Sedangkan batas antara zat cair lain yang tidak bercampur atau antara zat padat dengan zat cair disebut antar permukaan.Didalam zat cair, suatu molekul dikelilingi oleh molekul lainnya yang sejenis dari segala arah sehingga gaya tarik menarik antar sesama molekulnya sama besar. Pada permukaan zat cair terjadi tarik-menarik antara molekul cairan dengan molekul udara. Gaya adhesi lebih kecil dibandingkan dengang gaya kohesi sehingga molekul dipermukaan zat cair cenderung tertarik kearah dalam. Tetapi hal ini tidak terjadi karena adanya gaya yang bekerja sejajar dengan permukaan zat cair yang mengimbangi besarnya gaya kohesi antar molekul didalam zat cair terhadap molekul sejenisnya dipermukaan. Tegangan antar permukaan selalu lebih kecil daripada tegangan permukaan karena gaya adhesi antara cat cair dengan udara. Bila dua zat cair dapat bercampur dengan sempurna, maka tegangan antar permukaan tidak eksis. Tegangan permukaan dinyatakan sebagai gaya per stuan panjang yang diperlukan untuk memperluas permukaan suatu zat. Symbol yang digunakan untuk tegangan atar permukaan adalah dan satuanya adalah dyne cm-1 . Tegangan permukaan cairan dapat diukur dengan cara: 1. Metode drop out 2. Metode buble pressure 3. Metode Kenaikan kapiler4. Tensiometer DoNouy

BAB IIISI1. Metode Tekanan GelembungMetode tekanan gelembung merupakan salah satu metode yang berguna untuk menentukan tegangan permukaan dinamis. Tensiometer tekanan gelembung menghasilkan gelembung gas (seperti udara) pada tingkat konstan. Tekanan dalam gelembung gas akan terus meningkat dan nilai maksimum diperoleh ketika gelembung memiliki bentuk hemispherical radius yang benar-benar tepat dan sesuai dengan jari-jari kapiler.Grafik di bawah ini menunjukkan setiap langkah pembentukan gelembung dan perubahan yang sesuai radius gelembung dan setiap langkah dijelaskan di bawah ini.grafik 1 : Pengaruh waktu terhadap tekanan

Perubahan tekanan selama pembentukan gelembung diplot sebagai fungsi waktu A, B: gelembung akan muncul di ujung kapiler tersebut.Dengan meningkatnya ukuran, jari-jari kelengkungan gelembung menurun. Pada titik C menunjukkan tekanan maksimum gelembung, Gelembung memiliki bentuk hemispherical lengkap radius yang identik dengan jari-jari kapiler dinotasikan dengan Rcap. Tegangan permukaan dapat ditentukan dengan menggunakan persamaan Laplace dalam bentuk pengurangan untuk bentuk gelembung bulat di dalam cairan.

Keterangan : : tegangan permukaan, Pmax:drop tekanan maksimum, Rtutup:radius kapilerTitik D, E merupakan titik setelah tekanan maksimum, pada titik ini tekanan gelembung berkurang dan jari-jari gelembung meningkat sampai gelembung tersebut terlepas dari ujung kapiler dan siklus baru dimulai.Hal ini tidak relevan untuk menentukan tegangan permukaan.Saat ini dikembangkan dan dikomersialisasikan tensiometers untuk memantau tekanan yang dibutuhkan untuk membentuk gelembung. Perbedaan tekanan antara dalam dan luar gelembung, jari-jari gelembung, dan tegangan permukaan sampel dihitung dalam satu waktu dan akuisisi data dilakukan melalui kontrol PC.

Gambar 1 : Metode maksimum bubble pressureMetode tekanan gelembung dapat digunakan untuk mengukur tegangan permukaan yang dinamis untuk sistem yang mengandung surfaktan atau kotoran lainnya karena tidak memerlukan pengukuran sudut kontak dan memiliki akurasi yang tinggi walaupun pengukuran dilakukan dengan cepat. Selain itu metode ini adalah teknik yang tepat untuk diterapkan ke cairan biologis seperti serum karena tidak memerlukan sejumlah besar sampel cair untuk pengukuran.

Gambar 2. Tensiometer Tekanan Gelembung2. Metode Berat TetesSuatu cairan yang membasahi gelas akan berupa tetesan pada ujung pipa vertikal. Mula-mula tetesan berupa setengah bola, kemudian memanjang dan membentuk pinggang. Pada saat akan jatuh bebas, gaya ke bawah pada tetesan (mg) akan sama dengan gaya ke atas yang menahan tetesan (2r), sehingga menurut Hukum Tate diperoleh: mg = 2r atau = mg/(2r)

keterangan: m = Massa satu tetesang = Gaya gravitasir = Jari-jari pipa luar = Tegangan permukaan

Berat tetesan yang jatuh bukan berat yang ideal, karena sekitar 40% dari cairan masih tertinggal pada ujung pipa, oleh karena itu diperlukan suatu factor koreksi (Fd) sehingga:Y= (mg/2 r)FdDimana Fd merupakan faktor koreksi yang bergantung pada V/r3, jika V adalah volume suatu tetesan. Nilai ini dapat dicari pada tabel Harkins dan Brown (lihat pustaka). Nilai Fd untuk percobaan dapat dicari dengan menggunakan grafik V/r3 terhadap Fd.

3. Metode Sessile Drop atau Bubble MethodMetode ini telah digunakan untuk mengukur tegangan permukaan sebagai fungsi waktu, misalnya tegangan permukaan dari logam-logam yang dicairkan dan tegangan antarmuka cair-cair. Metode ini mengukur tegangan permukaan dan densitas dengan menempatkan tetesan pada permukaan padatan dan mengukur sudut kontak optiknya. kasus sesile drop dan buble drop adalah simetris , seperti yang digambarkan pada gambar berikut:

Gambar 3 : Sessile drop methodtetapi pemakaian yang pertama adalah lebih umum dalam penentuan tensi permukaan, dan pembahasan sekarang berada pada istilah tersebut. Portee dengan memakai tabel bashfortdan Adams, telah membuat perhitungan perbedaan antara h 2 /2r 2 , dimana r adalah radius ekuatorial dan h menunjukkan jarak dari apeks kebidang ekuatorial.

4. Plat WilhelmyPlat Wilhelmy terdiri dari pelat tipis biasanya berukuran beberapa sentimeter persegi. Plat sering dibuat dari kaca atau platina yang mungkin kasar untuk memastikan pembasahan yang sempurna. Plat dibersihkan secara menyeluruh dan dilekatkan pada skala atau keseimbangan melalui kawat logam yang tipis. Gaya pada pelat akibat pembasahan diukur melalui tensiometer atau microbalance dan digunakan untuk menghitung tegangan permukaan () dengan menggunakan persamaan Wilhelmy:

= di mana l adalah panjang yang dibasahi plat Wilhelmy dan adalah sudut kontak antara fase cair dan plat. Dalam prakteknya sudut kontak jarang diukur,karena pada pembasahan lengkap ( = 0).

Gambar 4 : Plat WillhelmyDalam gambar dijelaskan bahwa suatu lempeng wilhelmy dibasahi dengan cairan dimana terjadi sudut kontak antara cairan dengan lempeng wilhelmy yang bernilai dan l merupakan panjang lempeng Wilhelmy yang dibasahi oleh cairan. Hal tersebut bisa terjadi karena pada lempeng diberi gaya ke bawah sebesar F.

BAB IIIPENUTUPKESIMPULAN 1. Metode tekanan gelembung dapat digunakan untuk mengukur tegangan permukaan yang dinamis untuk sistem yang mengandung surfaktan atau kotoran lainnya karena tidak memerlukan pengukuran sudut kontak dan memiliki akurasi yang tinggi walaupun pengukuran dilakukan dengan cepat.2. Pengukuran tegangan permukaan dengan metode berat tetes berdasarkan atas gaya yang jatuh bebas, gaya ke bawah pada tetesan (mg) akan sama dengan gaya ke atas yang menahan tetesan (2r), sehingga sesuai dengan Hukum Tate.

3. Metode sessile drop atau bubble method digunakan untuk mengukur tegangan permukaan dan densitas dengan menempatkan tetesan pada permukaan padatan dan mengukur sudut kontak optiknya. 4. Pengukuran tegangan permukaan dengan metode lempeng wilhelmy berdasarkan atas gaya pada pelat akibat pembasahan yang diukur melalui tensiometer atau microbalance dengan menggunakan persamaan Wilhelmy.