KIMFIS VISKOSITAS

  • View
    2.628

  • Download
    0

Embed Size (px)

Transcript

LAPORAN MINGGUAN KIMIA FISIKA II

Percobaan ke / Judul : 2 / Viskositas Terhadap Jari-jari Molekul Tanggal Percobaan : 26 Maret 2012

Kelompok Nama NIM Asisten NIM

:1A : M. Yogi Irawan : 1007035031 : Mustafidah : 0907035022

LABORATORIUM ANALITIK, ANORGANIK DAN FISIK FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS MULAWARMAN SAMARINDA 2012

BAB 1 PENDAHULUAN1.1 Latar Belakang Viskositas adalah sifat fluida yang mendasari diberikannya tahanan terhadap tegangan geser oleh fluida tersebut. Hukum viskositas Newton menyatakan bahwa untuk laju perubahan bentuk sudut fluida yang tertentu, maka tegangan geser berbanding lurus dengan viskositas. Viskositas dalam istilah orang awam adalah ukuran kekentalan suatu cairan. Semakin besar nilai viskositas suatu cairan, maka semakin besar pula kekentalan cairan tersebut. Secara umum viskositas terdapat pada zat air (fluida) seperti zat cair dan gas. Alat pengukur viskositas suatu cairan disebut viskosimeter. Pengukuran viskositas lebih banyak digunakan orang untuk zat cair ketimbang gas. Seperti viskositas oli pelumas mesin. Produk susu, cat, air minum, darah, minyak goreng, sirup dan sangat jarang digunakan zat gas. Ini berarti tidak sedikit bidang profesi yang membutuhkan data viskositas. Di antaranya fisikawan, kimiawan, perminyakan, biokimia, dan lain sebagainya. Viskositas dalam istilah orang awam adalah ukuran kekentalan suatu cairan, semakin besar nilai viskositas suatu cairan maka semakin besar pula kekentalan cairan tersebut. Secara umum viskositas terdapat pada zat cair (fluida) seperti zat cair dan gas. Alat pengukur viskositas suatu cairan di sebut viskosimeter (viskometer). Pengukuran viskositas lebih banyak digunakan orang untuk zat cair ketimbang zat gas, seperti viskositas oli pelumas mesin, produk susu, cat, air minum, darah, minyak goreng, sirup. Ini berarti tidak sedikit bidang profesi yang membutuhkan data viskositas diantaranya fisikawan, kimiawan, analis kimia, industri, dokter, kimia farmasi, kimia lingkungan, perminyakan, biokimia, dan sebagainya. Oleh karena itu, percobaan ini dilakukan untuk menentukan massa molekul zat cair dan densitas suatu cairan dengan bantuan alat piknometer dan viskositas Ostwald. Dan menghitung viskositas larutan yang berguna untuk menghitung

viskositas larutan dari bahan-bahan yang digunakan dalam percobaan serta dapat mempelajari pengaruh atau faktor-faktor terjadinya viskositas serta dapat mempelajari prinsip dari viskositas beserta hukum-hukumnya. 1.2 Tujuan Percobaan Mengetahui hasil perhitungan secara teori dan praktek dalam penentuan jari - jari molekul. Mengetahui faktor yang mempengaruhi viskositas. Mengetahui aplikasi viskositas dalam kehidupan sehari-hari.

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKASetiap zat cair mempunyai karakteristik yang khas berbeda satu zat cair dengan zat cair yang lain. Oli mobil sebagai salah satu contoh zat cair dapat kita lihat lebih kental dari minyak kelapa. Kekentalan atau viskositas dapat dibayangkan sebagai peristiwa gesekan antara satu bagian dan bagian yang lain dalam fluida. Dalam fluida yang kental kita perlu gaya untuk menggeser satu bagian fluida terhadap yang lain. Didalam aliran kental kita dapat memandang persoalan tersebut seperti tegangan dan regangan pada benda padat. Kenyataannya setiap fluida baik gas maupan zat cair mempunyai sifat kekentalan karena partikel di dalamnya saling menumbuk. Salah satu alat yang digunakan untuk mengukur kekentalan suatu zat cair adalah viskosimeter. Apabila zat cair tidak kental maka koefisiennya sama dengan nol sedangkan pada zat cair kental bagian yang menempel pada dinding luar dalam akan bergerak bersama dinding tersebut. Lapisan zat cair antara kedua dinding bergerak dengan kecepatan yang berubah secara linier sampai v. Aliran ini disebut aliran laminer. Aliran zat cair akan bersifat laminer apabila zat cairnya kental dan alirannya tidak terlalu cepat. Kita anggap gambar di atas sebagai aliran sebuah zat cair dalam pipa, sedangkan garis alirannya dianggap sejajar dengan dinding pipa. Karena adanya kekentalan zat cair yang ada dalam pipa maka besarnya kecepatan gerak partikel yang terjadi pada penampang melintang tidak sama besar. Keadaan tersebut terjadi dikarenakan adanya gesekan antar molekul pada cairan kental tersebut dan pada titik pusat pipa kecepatan yang terjadi maksimum. Akibat lain adalah kecepatan rata-rata partikel lebih kecil daripada kecepatan partikel bila zat cairnya bersifat tak kental. Hal itu terjadi akibat adanya gesekan yang lebih besar pada zat cair yang kental. Jika aliran kental dan tidak terlalu cepat, maka aliran tersebut bersifat laminer dan disebut turbulen, jika terjadi putaran/pusaran dengan kecepatan melebihi suatu harga tertentu sehingga menjadi kompleks dan pusaranpusaran itu dinamakan vortex.

Fluida adalah suatu zat yang mempunyai kemampuan yang berubah-ubah secara kontinyu apabila mengalami pergeseran atau mempunyai reaksi terhadap tegangan geser sekecil apapun. Dalam keadaan diam atau dalam keadaan setimbang, fluida tidak mampu menahan gaya geser yang bekerja padanya. Dan karena itu, fluida mudah berubah bentuk tanpa pemisahan massa. Fluida memiliki beberapa karakteristik, sebagai berikut: Thixotropic = penurunan viskositas terhadap waktu (yoghurt) Rheopectic = peningkatan viskositas terhadap waktu (pasta) Visco-elastic = beberapa jenis fluida yang bersifat elastis yaitu kembali ke bentuk semula (putih telur) Viskositas diartikan sebagai resistensi atau ketidakmauan suatu bahan untuk mengalir yang disebabkan karena adanya gesekan atau perlawanan suatu bahan terhadap deformasi atau perubahan bentuk apabila bahan tersebut dikenai gaya tertentu. Viskositas secara umum dapat juga diartikan suatu tendensi untuk melawan aliran cairan karena internal friction atau resistensi suatu bahan untuk mengalami deformasi bila bahan tersebut dikenai suatu gaya. Semakin besar resistensi zat cair untuk mengalir, maka semakin besar pula viskositasnya. Viskositas pertama kali diselidiki oleh Newton, yaitu dengan stimulasi zat cair dalam bentuk tumpukan kartu. Zat cair diasumsikan terdiri dari lapisan-lapisan molekul yang sejajar satu sama lain. Lapisan terbawah tetap diam sedangkan lapisan atasnya bergerak dengan kecepatan konstan, sehingga setiap lapisan memiliki kecepatan gerak yang berbanding langsung dengan jaraknya terhadap lapisan terbawah. Hukum Poiseuille Suatu fluida tidak kental bisa mengalir melalui pipa yang bertingkat tanpa adanya gaya yang diberikan. Pada fluida kental, diperlukan perbedaan tekanan antara ujung-ujung pipa untuk menjaga kesinambungan aliran. Banyaknya cairan yang mengalir per satuan waktu melalui penampang melintang berbentuk silinder berjari-jari r, yang panjangnya l. Selain ditentukan oleh beda tekanan (P) pada kedua ujung yang memberikan gaya pengaliran juga ditentukan oleh viskositas.

Kekentalan adalah suatu sifat cairan yang berhubungan erat dengan hambatan untuk mengalir, dimana makin tinggi kekentalan maka makin besar hambatannya. Kekentalan didefenisikan sebagai gaya yang diperlukan untuk menggerakkan secara berkesinambungan suatu permukaan datar melewati permukaan datar lain dalam kondisi mapan tertentu bila ruang diantara permukaan tersebut diisi dengan cairan yang akan ditentukan kekentalannya (Atkins, 1999). Kita tahu bahwa aliran cair tipis alkohol atau air jauh lebih mudah dari pada cairan tebal seperti sirup,atau minyak berat, itu demikian jelas bahwa setiap cairan memiliki beberapa properti yang mengontrol laju aliran. Properti ini disebut sebagai viskositas dan merupakan milik penting cairan. Definisi fluida Fluida adalah zat-zat yang mampu mengalir dan yang menyesuaikan diri dengan bentuk wadah tempatnya. Bila berada dalam keseimbangan, fluida tidak dapat menahan gaya tangsial atau gaya geser. Semua fluida memiliki suatu derajad kompresibilitas dan memberikan tahanan kecil terhadap permukaan bentuk. Fluida adalah gugusan molekul yang jarak pisahnya besar, dan kecil untuk zat cair. Jarak antar molekul itu besar jika dibandingkan dengan garis tengah molekul itu. Molekul-molekul itu tidak terikat pada suatu kisi, melainkan saling bergerak bebas terhadap satu sama lain. Jadi kecepatan fluida, atau massanya kecepatan volume tidak mempunyai makna yang tepat sebab jumlah molekul yang menempati volume tertentu terus menerus berubah (Petrucci, 1987). Ada beberapa prinsip penetapan viskositas yaitu : 1. Viskosimeter kapiler ( contoh : viskometer Ostwald ) Pada metode ini viskositas ditentukan dengan mengukur waktu yang dibutuhkan bagi cairan uji untuk lewat antara dua tanda ketika ia mengalir karena gravitasi , melalui suatu tabung kapiler vertikal. Waktu alir dari cairan yang diuji dibandingkan dengan waktu yang dibutuhkan bagi suatu cairan yang viskositasnya sudah diketahui ( biasanya air ) untuk lewat antara dua tanda tersebut. Jika 1 dan 2 masing-masing adalah viskositas dari cairan yang tidak diketahui dan cairan standar , 1 dan 2 adalah kerapatan dari masing-masing

cairan, t1 dan t2 adalah waktu alir dalam detik. 2 dan 2 dapat diketahui dari literatur, 1 diperoleh dari pengukuran kerapatan (berat jenis) dengan metode piknometer, t1 dan t2 masing-masing diketahui dengan cara mengukur waktu yang diperlukan oleh zat uji maupun air untuk mengalir melalui dua garis tanda pada tabung kapiler viskosimeter ostwald. 2. Viskometer bola jatuh ( viskosimeter Hoeppler ) Pada viskometer tipe ini, suatu bola gelas atau bola besi jatuh kebawah dalam suatu tabung gelas yang hampir vertikal, mengandung cairan yang diuji pada temperatur konstan. Laju jatuhnya bola yang mempunyai kerapatan dan diameter tertentu adalah kebalikan fungsi viskositas sample tersebut. Waktu bagi bola tersebut untuk jatuh antara dua tanda diukur dengan teliti dan diulangi beberapa kali. Viskositas cairan dihitung dengan rumus : = t .(Sb Sf ) .B dimana t adalah waktu lamanya bola jatuh antara kedua titik dalam detik, Sb adalah gravitasi jenis dari b