TUGAS KIMIA FISIK IITEGANGAN PERMUKAAN

METODE KENAIKAN KAPILER

DISUSUN OLEH

LINURIA SIGNA (E1M010001)AZMI WIDASWARI (E1M010011)MONICA AYU CHANDRA (E1M010024)MAULANI DWI P.SARI (E1M010025)ZAINUL IRPAN (E1M010036)

PROGRAM STUDI PENDIDIKAN KIMIAFAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN

UNIVERSITAS MATARAM2012

TEGANGAN PERMUKAAN

Tegangan permukaan adalah gaya yang diakibatkan oleh suatu benda

yang bekerja pada permukaan zat cair setiap panjang permukaan yang

menyentuh benda itu. Apabila F = gaya (newton) dan L = panjang (m), γ

tegangan permukaan dapat ditulis sebagai:

γ=FL

.

Tegangan permukaan (γ ) suatu cairan dapat didefinisikan sebagai

banyaknya kerja yang dibutuhkan untuk memperluas permukaan cairan

sebanyak satu satuan luas.

Tegangan permukaan disebabkan molekul – molekul pada

permukaan cairan mempunyai sifat – sifat khusus. Molekul pada

permukaan cairan ini mengalami gaya resultan yang mengarah ke dalam

cairan. Sebaliknya molekul – molekul di dalam cairan, tidak mengalami

gaya resultan tersebut, karena molekul didalam cairan akan mengalami

gaya yang sama ke segala arah.

Cara yang paling sederhana dan mudah adalah dengan

menggunakan metode kapiler. Pada metode ini, sebuah tabung kapiler

yang bersih dengan jari – jari r dimasukkan ke dalam cairan yang akan

diukur tegangan permukaannya. Permukaan cairan akan naik sampai

gaya grafitasi sama dengan gaya ke atas yang disebabkan tegangan

permukaan.

Metode ini didasarkan pada kenyataan bahwa bila sebatang pipa

kapiler dimasukan kedalam cairan maka permukaan cairan dalam pipa

kapiler dapat mengalami kenaikan atau penurunan. Sudut kontak (θ)

didefinisikan sebagai sudut yang dibuat oleh permukaan tetesan atau

cairan dengan permukaan padatan atau bejana. Sudut kontak dihitung

dari persamaan:

γ padat=γ padat−cair+ ycaircos θ

di mana γ padatdan γcairmasing – masing adalah tegangan permukaan padatan

dan cairan, γ padat−cairadalah tegangan permukaan (atau tegangan

antarmuka) antara permukaan padat dan permukaan cair.

Tegangan antarmuka dapat juga didefinisikan di antara dua cairan

jika masing-masing tidak saling melarutkan. Apabila cairan membasahi

bejana ( θ < 90 ) maka permukaan cairan akan naik. Sedangkan bila

cairan tidak membasahi bejana ( θ > 90 ) permukaan cairan akan turun.

Peristiwa naik turunnya permukaan cairan dalam kapiler ini disebut

dengan kapilaritas.

Kenaikan atau penurunan cairan dalam kapiler disebabkan oleh

adanya tegangan permukaan yang bekerja pada permukaan cairan yang

menyentuh dinding sepanjang keliling pipa. Akibat tegangan permukaan

ini pipa akan memberikan gaya reaksi pada permukaan cairan yang

besarnya sama tapi arahnya berlawanan.

Pada peristiwa terangkatnya cairan pada kolom pipa, besarnya gaya

keatas akibat tegangan permukaan diberikan persamaan :

F1 = 2 π r γ cos θ

Keterangan:

F1 = Gaya ke atas akibat tegangan permukaan

r = Jari- jari kapiler

γ = tegangan permukaan

θ = sudut kontak

Kenaikan cairan tidak dapat berlangsung terus, karena pada

permukaan cairan juga bekerja gaya akibat berat cairan ( F2 ) yang

arahnya ke bawah sebesar :

F2 = ρ V g

Karena V = π r2 h, maka :

F2 = π r2 h ρ g

Keterangan:

ρ = rapatan cairan

g = percepatan grafitasi

h = kenaikan atau penurunan cairan dalam kapiler

Pada saat setimbang berlaku F1 dan F2 , sehingga diperoleh :

2 π r γ cos θ = π r2 h ρ g

γ= ρ ghr2cosθ

Untuk cairan yang membasahi bejana seperti air θ ≈ 0, sehingga cos θ =

1. Persamaan menjadi :

γ= ρ ghr2

Sedangkan untuk cairan yang tidak membasahi bejana seperti raksa θ =

140, sehingga cos θ = - 0,766 ( berharga negatif).

h=−2 (0,766)γ

ρ gr

h=−1,532 γρ gr

Akibatnya h memiliki harga negatip yang berarti cairan mengalami

penurunan atau ditekan dalam kapiler.