LAPORAN PRAKTIKUM FARMASI FISIKA II

PERCOBAAN I

PENENTUAN VISKOSITAS LARUTAN NEWTON

DENGAN VISKOSIMETER OSTWALD

OLEH

NAMA : I S M A Y A N I

NIM : F1F1 10 074

KELOMPOK : I (satu)

LABORATORIUM FARMASI

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUANALAM

UNIVERSITAS HALUOLEO

KENDARI

2011

PENENTUAN VISKOSITAS LARUTAN NEWTON

DENGAN VISKOSIMETER OSTWALD

A. Tujuan

1. Mempelajari cara penentuan viskositas larutan newton dengan viskosimeter

Ostwald

2. Mempelajari pengaruh kadar larutan terhadap viskositas larutan

B. Landasan teori

Viskositas (kekentalan) berasal dari perkataan Viscous. Suatu bahan

apabila dipanaskan sebelum menjadi cair terlebih dulu menjadi viscous yaitu

menjadi lunak dan dapat mengalir pelan-pelan. Viskositas dapat dianggap

sebagai gerakan di bagian dalam (internal) suatu fluida (Budianto, 2008).

Viskositas adalah ukuran yang menyatakan kekentalan suatu cairan

atau fluida. Kekentalan merupakan sifat cairan yang berhubungan erat dengan

hambatan untuk mengalir. Beberapa cairan ada yang dapat mengalir cepat,

sedangkan lainnya mengalir secara lambat. Cairan yangmengalir cepat seperti air,

alkohol dan bensin mempunyai viskositas kecil. Sedangkan cairan yang mengalir

lambat seperti gliserin, minyak castor dan madu mempunyai viskositas besar

(Sutiah, 2008).

Pada hukum aliran viskositas, 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. Aliran viskositas dapat digambarkan dengan dua buah bidang

sejajar yang dilapisi fluida tipis diantara kedua bidang tersebut. Suatu bidang

permukaan bawah yang tetap dibatasi oleh lapisan fluida setebal h, sejajar

dengan suatu bidang permukaan atas yang bergerak seluas A. Jika bidang bagian

atas itu ringan, yang berarti tidak memberikan beban pada lapisan fluida

dibawahnya, maka tidah ada gaya tekan yang bekerja pada lapisan fluida

(Dugdale, 1986).

Nilai viskositas dinyatakan dalam viskositas spesifik, kinematik dan

intrinsik. Viskositas spesifik ditentukan dengan membandingkan secara langsung

kecepatan aliran suatu larutan dengan pelarutnya. Viskositas kinematik diperoleh

dengan memperhitungkan densitas larutan. Baik viskositas spesifik maupun

kinematikdipengaruhi oleh konsentrasi larutan (Rochima, 2007).

Secara umum, viskositas lebih banyak dinyatakan dengan satuan Poise.

Terminologi viskositas yang menghubungkan viskositas dalam Poise dengan

viskositas spesifik adalah viskositas kinematik, yang diperoleh dari perkalian

viskositas dengan densitas larutan. Viskositas kinematik dihubungkan dengan

viskositas spesifik melalui koefisien kinematik yang besarannya tergantung pada

viskometer kapiler yang digunakan (Rochima, 2007).

Satuan viskositas fluida dalam sistem cgs adalah dyne det cm-2, yang

biasa disebut dengan istilah poise di mana 1 poise sama dengan 1 dyne det cm-2.

Viskositas dipengaruhi oleh perubahan suhu. Apabila suhu naik maka viskositas

menjadi turun atau sebaliknya (Budianto, 2008).

Gliserol adalah senyawa yang netral, dengan rasa yang manis,

tidak berwarna,cairan kental dengan titik lebur 20oC dan memiliki titik didih

yang tinggi yaitu 290oC.Gliserol dapat larut sempurna dalam air dan alkohol, tapi

tidak dalam minyak.Sebaliknya, banyak zat dapat lebih mudah larut dalam

gliserol dibanding dalam airmaupun alkohol. Oleh karena itu gliserol merupkan

pelarut yang baik (Petruci, 1989).

C. Alat dan bahan

1. Alat

Alat yang digunakan dalam percobaan ini adalah :

Viskosimeter Ostwald

Pipet ukur 10 ml

Filler

Piknometer

Botol semprot

Stopwatch

Timbangan analitik

2. Bahan

Bahan yang digunkan dalam percobaan ini adalah :

Akuades

Gliserol 5%, 10%, 15%, dan X%

D. Prosedur kerja

- Penentuan Viskositas

- Dipipet sebanyak 10 ml

- Dimasukkan dalam viskosimeter Ostwald

- Dihisap sampai garis m (batas atas)

- Dibiarkan mengalir sampai batas n (batas bawah)

- Dicatat waktu akhirnya

- Dilakukan triplo

- Dihitung viskositasnya

- Diulangi dengan menggunakan larutan gliserol 5%,

10%, 15%, dan X%

η akuades = 0,8705 x 10-3 Ns/m2 s

η 5% = 0,917 x 10-3 Ns/m2s

η 10% = 0,993 x 10-3 Ns/m2s

η 15% = 1,0603 x 10-3 N/m2s

η X % = 0,9824 x 10-3 N/m2s

Aquades

- Penentuan kerapatan (ρ)

- Dimasukkan dalam piknometer yang telah

diketahui massanya hingga penuh

- Ditimbang masanya

- Diulangi hal yang sama untuk gliserol 5%, 10%,

15%, dan X%

E. Hasil pengamatan

Konsentrasi

(%)

Waktu Massa

(gr)Viskositas (Ns/m2)

t1 t2 t3 t

0 (aquades) 6,28 6,19 6,17 6,21 10,04 0,8705 x 10-3 N/m2s

5 6,10 6,44 6,72 6,42 10,23 0,917 x 10-3 N/m2s

10 6,84 7,02 6,81 6,89 10,33 0,993 x 10-3 N/m2s

15 7,21 7,15 7,43 7,26 10,46 1,0603 x 10-3 N/m2s

X 6,80 6,70 6,73 6,74 10,44 0,9824 x 10-3 N/m2s

Aquades

air = 1,004 g/mL

gliserol 5% = 1,023 g /mL

gliserol 10% = 1,033 g/mL

gliserol 15% = 1,046 g/mL

gliserol x% = 1,044 g/mL

Perhitungan

Dik :

- W piknometer kosong = 10,85 gr

- W sampel = (berat piknometer + gliserol) – berat piknometer

kosong

- V piknometer = 10 ml

- η0 (260C) = 0,8705 x 10-3 N/m2s

Untuk larutan Gliserol 5 %

W gliserol 5 % = 10,23 gram

ρ gliserol 5 % = w gliserolV gliserol =

10,2310 = 1,023 gram / ml

η = η0 x ρ0

ρ0 ρt

= 0,8705 x 10-3 N/m2 x 1,023 gr /ml x6,421,004 gr /ml x6,21 = 0,917 x 10-3 N/m2s

Untuk larutan gliserol 10 %

W gliserol 10 % = 10,33 gram

ρ gliserol 10 % = w gliserolv gliserol =

10,33 gr /ml10 ml = 1,033 gr/ml

η = η0 x ρ0

ρ0 ρt

= 0,8705 x 10-3 N/m2x 1,033 gr /ml x6,891,004 gr /ml x6,21 = 0,9937 x 10-3 N/m2s

Untuk larutan gliserol 15 %

W gliserol 15 % = 10,46 gram

ρ gliserol 15 % = w gliserolv gliserol =

10,46 gr /ml10 ml = 1,046 gr/ml

η = η0 x ρ0

ρ0 ρt

= 0,8705 x 10-3 N/m2s x 1,046 gr /ml x7,261,004 gr /ml x6,21 = 1,0603 x 10-3N/m2s

Untuk gliserol X %

W gliserol X % = 10,44 gram

ρ gliserol X % = w gliserolv gliserol =

10,44 gr /ml10 ml = 1,044 gr/ml

η = η0 x ρ0

ρ0 ρt

= 0,8705 x10-3 N/m2s x 1,044 gr /ml x6,741,004 gr /ml x 6,21 = 0,9824 x10-3 N/m2s

Grafik hubungan antara konsentrasi dengan viskositas ( η )

Dari grafik, diperoleh persamaan sebagai berikut:

y = 1 x 10-5 x + 0,000 η gliserol X % = 0,001181 Ns/m2

0,0009824 = 1.10-5 x + 0,000

1.10-5 x = 0,0009824

x = 98,24 %

Konsentrasi gliserol x % = 98,24 %

0.000800000000000002 10.0008 20.00080.0008

0.00085

0.0009

0.00095

0.001

0.00105

0.0011

f(x) = 1.29219999999999E-05 x + 0.000863460000000001R² = 0.991345922189673

Series2Linear (Series2)

F. Pembahasan

Cairan adalah salah satu dari empat fase benda yang volumenya tetap

dalam kondisi suhu dan tekanan tetap serta bentuknya ditentukan oleh wadah

penampungnya. Cairan juga melakukan tekanan kepada sisi wadahnya dan juga

kepada benda yang terdapat dalam cairan tersebut, tekanan ini disalurkan

keseluruh arah. Viskositas adalah sebuah ukuran penolakan sebuah fluida

terhadap perubahan bentuk di bawah tekanan shear. Biasanya diterima sebagai

"kekentalan", atau penolakan terhadap penuangan.

Viskositas fluida (zat cair) adalah gesekan yang ditimbulkan oleh

fluida yang bergerak, atau benda padat yang bergerak di dalam fluidaa. Besarnya

gesekan ini biasa juga disebut sebagai derajat kekentalan zat cair. Jadi semakin

besar viskositas zat cair, maka semakin susah benda padat bergerak di dalam zat

cair tersebut. Viskositas dalam zat cair, yang berperan adalah gaya kohesi antar

partikel zat cair. Viskositas dalam gas yang berperan adalah gaya akibat

tumbukan antar molekul-molekul dalam gas. Aliran zat cair dalam suatu pipa

garis aliran dianggap sejajar dengan dinding pipa. Akibat adanya kekentalan zat

cair dalam pipa, maka besarnya kecepatan gerak partikel pada penampang

melintang tersebut tidak sama, hal ini disebabkan adanya gesekan antar molekul

pada cairan kental. Besaran viskositas berbanding terbalik dengan perubahan

temperatur. Kenaikan temperatur akan melemahkan ikatan antar molekul suatu

jenis cairan sehingga akan menurunkan nilai viskositasnya.

Untuk menentukan viskositas suatu cairan (fluida), dapat ditentukan

dengan 4 macam metode yaitu penentuan viskositas dengan metode viskometer

Ostwald, metode bola jatuh, viskometer “cup” dan “bob”, dan viskometer kerucut

dan lempeng. Pada percobaan kali ini kita mencoba menentukan viskositas cairan

dengan metode viskometer Ostwald, yang mana pada metode ini dilakukan

dengan mengukur waktu alir yang dibutuhkan oleh suatu cairan (fluida) pada

konsentrasi tertentu untuk mengalir antara dua tanda pada pipa viskometer.

Pada percobaan kali ini cairan yang akan ditentukan viskositasnya adalah

gliserol dengan rumus molekul yaitu CH2OCHOHCH2OH dan dengan konsentrasi

yang bervariasi yaitu 5 %, 10 %, 15 %, 20 dan X %, dimana konsentrasi X belum

diketahui. Bahan lain yang digunakan untuk diukur viskositasnya ialah akuades

yang berfungsi sebagai pembanding saja. Guna dari divariasikan konsentrasi

gliserol yaitu untuk mengetahui bagaimana pengaruh kadar atau konsentrasi

terhadap viskositas cairan tersebut.

Prinsip dari penentuan viskositas dengan metode viskometer Ostwald ini

dilakukan dengan memasukkan cairan (gliserol) ke dalam alat viskometer melalui

pipa A kemudian dengan cara mengisap atau meniup cairan dibawa ke B sampai

garis m. Selanjutnya cairan dibiarkan mengalir bebas dan waktu yang diperlukan

untuk mengalir dari m ke n diukur. Masing-masing perlakuan di ulangi sebanyak

tiga kali. Hal ini dilakukan karena untuk mendapatkan nilai yang mendekati benar

sebab alat yang digunakan tidak dapat menentukan hasilnya secara pasti. Dari

ketiga hasilnya kemudian dirata-ratakan.

Besarnya waktu yang diperlukan oleh suatu cairan gliserol untuk mengalir

dari m ke n dapat menentukan berapa besar viskositas suatu cairan atau fluida.

Secara teori, semakin lama waktu yang diperlukan untuk mengalirnya suatu fluida

dari m ke n, maka semakin besar pula nilai viskositas suatu cairan. Hal ini sesuai

dengan data pengamatan yaitu gliserol dengan konsentrasi yang diperoleh,

dimana cairan gliserol yang mempunyai konsentrasi besar memerlukan waktu

yang relatif lebih lama untuk mengalir dalam pipa viskometer dibanding dengan

cairan gliserol yang mempunyai konsentrasi yang lebih rendah, sehingga cairan

yang memilki konsentrasi yang lebih tinggi cenderung memiliki nilai viskositas

yang besar pula.

Pada percobaan ini kita juga mencoba menentukan konsentrasi yang

dimiliki oleh suatu cairan X % untuk menentukan viskositasnya. Untuk

menentukannya kita dapat mengetahuinya dengan membuat persamaan garis dari

kurva antara viskositas dan waktu, dimana persamaan garis lurusnya yaitu y = 1 x

10-5 x + 0,000. Dengan mengetahui persamaan garis lurusnya kita dapat langsung

menghitung konsentrasi X yaitu dengan persamaan X =

y−ab

dimana y yaitu

viskositas dari X %, a adalah intercept dan b adalah slope. sehingga dengan

menggunakan rumus diatas didapatkan konsentrasi X sebesar 98,24 %. Namun,

hasil konsentrasi X tersebut sangatlah tidak logis yang bisa saja disebabkan

adanya kesalahan pada perhitungan ataupun yang lainnya.

G. Kesimpulan

Berdasarkan tujuan dan pembahasan pada percobaan ini, maka dapat

disimpulkan bahwa :

1. Besarnya nilai viskositas suatu cairan dapat ditentukan dengan metode

viskometer Ostwald dimana cairan yang akan diukur viskositasnya

dimasukkan ke dalam pipa A kemudian dibwa ke B dan dibiarkan mengalir

serta diukur waktu alirnya dari tanda m ke n.

2. Pengaruh kadar larutan terhadap viskositas larutan yaitu berbanding lurus.

Semakin tinggi konsentrasi larutannya, maka akan semakin tinggi pula

viskositasnya.

DAFTAR PUSTAKA

Budianto, A. 2008. Metode Penentuan Koefisien Kekentalan Zat Cai dengan Menggunakan Regresi Linear Hukum Stokes. Seminar Nasional IV SDM Teknologi Nuklir: Yogyakarta.

Dugdale., R.H. 1986. Mekanika Fluida, Edisi III. Erlangga: Jakarta.

Petrucci. 1989. Kimia Dasar Prinsip-Prinsip dan Terapan Modern. Erlangga: Jakarta.

Rochime., E., et al. 2007. Viskositas dan Berat Molekul Kitosan Hasil Reaksi Enzimatis Kitin Deasetilase Isolat Bacillus Papandayan . Seminar Nasional dan Kongres Perhimpunan Ahli Teknologi Pangan Indonesia (PATPI): Bandung.

Sutiah., K., et al. 2007. Studi Kualitas Minyak Goreng Dengan Parameter Viskositas dan Indeks Bias. Berkala Fisika, Vol 11, No. 2. UNDIP: Semarang.