viskositas berbagai jenis macam cairan

7/21/2019 viskositas berbagai jenis macam cairan

1/11

LAPORAN PRAKTIKUM KIMIA FISIKA

Viskositas Berbagai Jenis Cairan

Oleh

Kelo!"ok #

Kelas C

$%ith Riska Ra&h!a '()*''(#+,

Masroah T-l.annah '()*''(/0)

Mi&hael 1-ta"ea '()*''2'2'

PRO3RAM SARJANA STU4I T$KNIK KIMIA

UNIV$RSITAS RIAU

P$KANBARU

#)'2


2/11

BAB I

T$ORI

'5' T-.-an Per&obaan

Menerangkan arti viskositas suatu cairan

Menggunakan alat penentuan viskositas dan berat jenis untuk menentukan

viskositas berbagai macam cairab

Mempelajari pengaruh temperatur terhadap viskositas cairan

'5# 4asar Teori

Viskositas menentukan kemudahan suatu molekul bergerak karena adanya

gesekan antar lapisan material. Karenanya viskositas menunjukkan tingkat

ketahanan suatu cairan untuk mengalir. Semakin besar viskositas maka aliran akan

semakin lambat. Besarnya viskositas dipengaruhi oleh beberapa faktor seperti

temperatur, gaya tarik antar molekul dan ukuran serta jumlah molekul

terlarut (tkins,!""#$. %ada &at cair, viskositas disebabkan karena adanya gaya

kohesi (gaya tarik menarik antara molekul sejenis$. Sedangkan dalam &at gas,

viskositas disebabkan oleh tumbukan antara molekul. 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 bahanbahan yang

sulit mengalir dikatakan memiliki viskositas yang tinggi (Sarojo, !"")$.

*at cair maupun gas mempunyai viskositas hanya saja &at cair lebih kental

(viscous$ daripada gas, dalam merumuskan persamaanpersamaan dasar mengenai

aliran yang kental akan jelas nanti, bah+a masalahnya mirip dengan masalah

tegangan dan regangan luncur di dalam &at padat. Salah satu macam alat untuk

mengukur viscositas &atcair adalah viscometer (hang,!""-$. airan yang mudah

mengalir, misalnya air atau minyak tanah, tegangan luncur itu relatif kecil untuk

cepat perubahan regangan luncur tertentu, dan viskositasnya juga relatif kecil, dan

begitu pula sebaliknya (utfy, !""-$.

pabila &at cair tidak kental maka koefesiennya sama dengan nol

sedangkan pada &at cair kental bagian yang menempel dinding mempunyai

kecepatan yang sama dengan dinding. Bagian yang menempel pada dinding luar

dalam keadaan diam dan yang menempel pada dinding dalam akan bergerak


3/11

bersama dinding tersebut. apisan &at cair antara kedua dinding bergerak dengan

kecepatan yang berubah secara linier sampai V. liran ini disebut aliran

laminer. liran &at cair akan bersifat laminer apabila &at cairnya kental dan

alirannya tidak terlalu cepat (Sudarjo, !""/$

'5#5' Pengertian Viskositas

Viskositas adalah suatu cara untuk menyatakan berapa daya tahan dari

aliran yang diberkan oleh suatu cairan. Kebanyakan viscometer mengukur

kecepatan dari suatu cairan mengalir melalui pipa gelas (gelas kapiler$. 0efinisi

lain dari viskositas adalah ukuran yang menyatakan kekentalan suatu cairan atau

fluida. Kekentalan merupakan sifat cairan yang berhubungan erat dengan

hambatan untuk mengalir. Viskositas cairan akan menimbulkan gesekan antar

bagian atau lapisan cairan yang bergerak satu terhadap yang lain. 1ambatan atau

gesekan yang terjadi ditimbulkan oleh gaya kohesi di dalam &at cair (2a&id,

!""3$.

Setiap &at cair memiliki viskositas (kekentalan$ yang berbedabeda.1al ini

menyebabkan daya alir setiap &at cair pun berbedabeda. Bila suatu cairan dalam

viscometer mengalir dengan cepat, maka berarti viskositas dari cairan tersebut

rendah (misalnya air$ dan bila suatu cairan mengalir dengan lambat, maka cairan

tersebut viskositasnya tinggi (misalnya madu$.Viskositas dapat diukur dengan

mengukur laju cairan yang melalui tabung berbentuk silinder.ara ini merupakan

salah satu cara yang paling mudah dan dapat digunakan baik untuk cairan maupun

gas. 4ilai viscositas menentukan kecepatan mengalirnya suatu cairan.

0i dalam &at cair, viskositas dihasilkan oleh gaya kohesi antara molekul

&at cair. Sedangkan dalam gas, viskositas timbul sebagai akibat tumbukan antara

molekul gas.Viskositas &at cair dapat ditentukan secara kuantitatif dengan besaran

yang disebut koefisien viskositas.Satuan S5 untuk koefisien viskositas adalah

4s6m! atau pascal sekon (%a s$.Satuan cgs (centimeter gram sekon$ untuk S5

koifisien viskositas adalah dyn.s6cm! 7 poise (p$. Viskositas juga sering

dinyatakan dalam centipoise (c%$. 8 c% 7 868""" %. Satuan %oise digunakan untuk

mengenang seorang 5lmu+an %rancis, almarhum 9ean ouis Marie %oiseuille.

8 %oise 7 8 dyn. s6cm!7 8"8 4.s6m!

*at cair lebih kental (viskositasnya$ daripada gas, sehingga untuk mengalirkan &at

cair diperlukan gaya yang lebih besar dibandingkan dengan gaya yang diberikan


4/11

untuk mengalirkan gas.*at cair mempunyai beberapa sifat sebagai berikut ( :ylie,

8))!$ ;

a$ pabila ruangan lebih besar dari volume &at cair akan terbentuk permukaan bebas

hori&ontal yang berhubungan dengan atmosfer.b$ Mempunyai rapat masa dan berat jenis.

c$ 0apat dianggap tidak termampatkan.

d$ Mempunyai viskositas (kekentalan$.

e) Mempunyai kohesi, adesi dan tegangan permukaan.

'5#5#5 Faktor67aktor 8ang Me!"engar-hi Viskositas

kuran dan berat molekul

Viskositas naik dengan naiknya berat molekul.Misalnya laju aliran alkohol

cepat, larutan minyak laju alirannya lambat dan kekentalannya tinggi seta

laju aliran lambat sehingga viskositas juga tinggi.e$ Berat molekul

Viskositas akan naik jika ikatan rangkap semakin banyak.

f$ Kekuatan antar molekul

Viskositas air naik denghan adanya ikatan hidrogen, viskositas %?

dengan gugus ?1 pada trigliseridanya naik pada keadaan yang sama.

g$ Konsentrasi larutan

Viskositas berbanding lurus dengan konsentrasi larutan. Suatu larutan

dengan konsentrasi tinggi akan memiliki viskositas yang tinggi pula,

karena konsentrasi larutan menyatakan banyaknya partikel &at yang


5/11

terlarut tiap satuan volume. Semakin banyak partikel yang terlarut,

gesekan antar partikrl semakin tinggi dan viskositasnya semakin tinggi

pula

'5#5( 1-k-!6h-k-! Viskositas

a5 1-k-! Poise-ille

Suatu fluida tidak kental bias mengalir melalui pipa yang

bertingkat tanpa adanya gaya yang diberikan. %ada fluida kental (viskos$

diperlukan perbedaan tekanan ntara ujungujung pipa untuk menjaga

kesinambungan aliran, apakah air atau oli pada pipa atau darah pada

system sirkulasi manusia.

Banyaknya cairan yang mengalir persatuan +aktu melalui

penampang melintang terbentuk silinder berjarijari r,yang panjangnya

,selain ditentukan oleh beda tekanan ( P pada kedua ujung yang

memberikan gaya pengaliran juga ditentukan oleh viscositas cairan dan

luas penampang pipa.1ubungan tersebut dirumuskan oleh viscositas cairan

dan luas penampang pipa.1ubungan tersebut dirumuskan oleh %oiseuille

yang dikenal dengan hukum %oiseuille sebagai ;

Q=( P ) r 4

8 L atau

v

t=(

P ) r4

8 L

0engan @ adalah kecepatan aliran volume (volume cairan V yang mele+ati pipa

persatuan+aktu (t$ dinyatakan dalam satuan S5 mA6S$.

Keterangan ;

; viskositas cairan (4m!. s$ atau %oise

t ; +aktu yang diperlukan cairan dengan volume

mengalir melalui alat (s$.

v ;volume total cairan ($

; tekanan pada cairan (%a$6atm

r ; jarijari tabung (m$


6/11

; panjang pipa (m$

%ersamaan diatas memperlihatkan bah+a @ berbanding terbalik dengan

viskositas cairan.Semakin besar viskositas,hambatan aliran juga semakin besar

sehingga @ menjadi rendah.Kecepatan aliran volume juga sebanding dengan

gradien tekanan P 6 dan pangkat empat jarijari pipa.5ni berarti bah+a jika r

diperkecil sehingga menjadi setengahnya,maka akan dibutuhkan 8# kali lebih

besar tekanan untuk memompa cairan le+at pipa pada kecepatan aliran volume

semula persamaan ini berlaku untuk gas dan juga pipa cairan.

b5 1-k-! Stokes

pabila benda padat bergerak dengan kecepatan tertentu dalam medium fluidakental, maka benda tersebut akan mengalami hambatan yang diakibatkan oleh

gaya gesekan fluida. Caya gesek tersebut sebanding dengan kecepatan relative

gerak benda terhadap medium dan viskositasnya. Besarnya gaya gesekan fluida

telah dirumuskan sebelumnya sebagai;

F= V

Z atau F=

A

Z V=k V .........................................

0imana k adalah koefisien yang besarnya bergantung bentuk geometric

benda. 0ari hasil percobaan, untuk benda berbentuk bola dengan jarijari r

diperoleh k 7 #Dr. 0engan memasukkan nilai k diperoleh;

< 7 # D r v

%ersamaan ini pertama kali dinyatakan oleh Sir Ceorge Stokes (8/E3$ yang

dikenal dengan hokum Stokes. Bila gaya < diterapkan pada partikel berbentuk

bola dalam larutan, maka Stokes menunjukkan bah+a untuk aliran aminar

berlaku;

f 7 # D r v

dimana f adalah koefisien gesek dari partikel.

'5#52 Alat Uk-r Viskositas

ara menentukan viskositas suatu &at menggunakan alat yang dinamakan

viskometer. da beberapa tipe viskometer yang biasa digunakan antara lain ;

1) Viscometer Oswald


7/11

2ang diukur adalah +aktu yang dibutuhkan oleh sejumlah cairan tertentu

untuk mengalir melalui pipa kapiler dengan gaya yang disebabkan oleh berat

cairan itu sendiri.

0idalam percobaan diukur +aktu aliran untuk volume V (antara tanda a

dan b$ melalui pipa kapiler yang vertical.9umlah tekanan (%$ dalam hokum

%oiseuille adalah perbedaan tekanan ntara kedua permukaan cairan, dan

berbanding lurus dengan berat jenis cairan ( $.0alam praktek F dan sukar

diukur secara teliti dalam persamaan %oiseuille. Karenanya viskositas cairan

ditetapkan dengan cara membandingkannya dengan cairan yang mempunyai

viskositas tertentu, misalnya air.

%ersamaan yang digunakan adalah;

= R

4(Pt)8V L

sehingga

1

R4(Pt) 8V L

2 8V L R

4

(Pt) 2

(Pt)1 P1t1(Pt)2 P2t2

0imana;

% ; G konstanta

; density

!$ Viskometer 1oppler

2ang diukur adalah +aktu yang diperlukan oleh sebuah bola untuk

mele+ati cairan pada jarak atau tinggi tertentu.Karena adanya gravitasi benda

yang jatuh melalui medium yang berviskositas dengan kecepatan yang semakin

besar sampai mencapai kecepatan maksimum. Kecepatan maksimum akan dicapai

jika gaya gravitasi (g$ sama dengan gaya tahan medium (f$ besarnya gaya tahan

(frictional resistance$ untuk benda yang berbentuk bola stokes.

A$ Viskometer up dan Bob


8/11

%rinsip kerjanya sample digeser dalam ruangan antaradinding luar dari bob

dan dinding dalam dari cup dimana bob masuk persis ditengahtengah.

Kelemahan viscometer ini adalah terjadinya aliran sumbat yang disebabkan

geseran yang tinggi di sepanjangkeliling bagian tube sehingga menyebabkan

penurunan konsentrasi.%enurunan konsentras ini menyebabkab bagian tengah &at

yang ditekan keluar memadat. 1al ini disebut aliran sumbat (Moechtar,8))"$

E$ Viskometer one dan %late

ara pemakaiannya adalah sampel ditempatkan ditengahtengah papan,

kemudian dinaikkan hingga posisi di ba+ah kerucut. Kerucut digerakkan oleh

motor dengan bermacam kecepatan dan sampelnya digeser di dalam ruang

semitransparan yang diam dan kemudian kerucut yang berputar (Moechtar,8))"$.BAB III

1ASIL 4AN 4ISKUSI(5' 1asil Penga!atan

Tabel (5'5'Efflux time akuades

Suhu (o$ Efflux time (m$

!/ "!,E8

E" 8.!

E3 8."#

Tabel (5'5#Efflux time etanol


!/ "!,A"

E" "!,!/

E3 "!,!#

Tabel (5'5(Efflux time etil asetat


!/ "8,!)

E" "8.!#

E3 "8.!3


9/11

Tabel (5'52Efflux time gliserol


!/ "#,AAE" "3,EE

E3 "E,!E

(5# Pe!bahasan

Semakin besar resistensi &at cair untuk mengalir maka semakin besar pula

viskositasnya.

8. %ada saat pengukuran viskositas aHuadest pada suhu kamar(!/"$ didapat

berat aHuades E,)E gram, +aktu yang dibutuhkan oleh aHuadest untuk

mengalir melalui pipa kapiler !,E8 menit. Sedangkan pada suhu E""

didapat berat aHuades sebesar E,/E gram, laju alir aHuades melalui pipa

kapiler yang didapat adalah !,!! menit. Kemudian pada suhu E3" didapat

berat aHuades sebesar E,/A gram, laju alir aHuades melalui pipa kapiler

yang didapat !,8/ menit. 0ari hal tersebut dapat diamati bah+a berat

aHuades berkurang dan laju alir aHuades akan semakin cepat jika suhu nya

semakin tinggi, dan sebaliknya berat aHuades bertambah dan laju alir

aHuades akan semakin lambat jika suhunya rendah. 1al ini menunjukan

bah+a viskositas suatu cairan akan semakin kecil jika suhu cairan tersebut

tinggi dan akan semakin besar jika suhu cairannya rendah.

!. %ada saat pengukuran viskositas etanol pada suhu kamar didapat berat

etanol E,-) gram dan +aktu yang dibutuhkan oleh etanol untuk mengalir

mele+ati pipa kapiler adalah !,A" menit. 0an pada saat etanol suhunya

E"" didapat berat etanol A,/E gram dan laju alir yang dibutuhkan untuk

mengalir mele+ati pipa kapiler adalah !,!/ menit. Kemudian pada suhu

E3" didapat berat etanol A,/! gram dan laju alir yang dibutuhkan oleh

etanol untuk mengalir mele+ati pipa kapiler adalah !,!# menit. 0ari

pengamatan tersebut dapat diamati bah+a berat etanol berkurang dan laju

alir etanol akan semakin cepat jika suhu nya semakin tinggi, dan

sebaliknya berat etanol bertambah dan laju alir etanol akan semakin


10/11

lambat jika suhunya rendah. 1al ini menunjukan bah+a viskositas etanol

akan semakin kecil jika etanol tinggi dan akan semakin besar jika suhu

etanolnya rendah.

A. %ada saat pengukuran viskositas etil asetat pada suhu kamar (!/"

$ berat

etil asetat yang didapat E,A3 gram dan +aktu yang dibutuhkan oleh etil

asetat untuk mengalir mele+ati pipa kapiler adalah 8,!) menit. 0an pada

suhu E"" berat etil asetat yang didapat E,!) gram dan laju alir etil asetat

adalah 8,!# menit. Kemudian pada suhu E3" berat etil asetat yang didapat

E,!A gram dan laju alir etil asetat lebih cepat dibandingkan dengan laju alir

pada etil asetat pada suhu E"" dan untuk laju alir etil asetat pada suhu

#"

"

adalah 8,!E menit. 0ari hal tersebut dapat diamati bah+a berat etilasetat berkurang dan laju alir etil asetat akan semakin cepat jika suhu nya

semakin tinggi, dan sebaliknya berat etil asetat bertambah dan laju alir etil

asetat akan semakin lama jika suhunya rendah. 1al ini menunjukan

bah+a viskositas etil asetat akan semakin kecil jika suhu etil asetat tinggi

dan akan semakin besar jika suhunya rendah.

E. %ada saat pengukuran viskositas griserol membutuhkan +aktu yang lama

untuk melakukan percobaan, karena tingkat kekentalan griserol tinggi dan

harus hatihati pada saat menuang cairan tersebut kedalam pipa kapiler

(viskometer$. 0an pada praktikum pengukuran viskositas gliserol

dilakukan pengenceran dengan perbandingan 8" ml gliserol;E" ml

aHuadest guna mempermudah praktikan dalam menggunakan

viskosimeter. %ada saat gliserol berada pada suhu kamar(!/"$ berat

gliserol yang didapat #,"# gram dan laju alir etanol melalui pipa kapiler

#,AA menit. 0an pada suhu E"" berat gliserol yang didapat #,"3 gram dan

laju alir griserol melalui pipa kapiler lebih cepat dibandingkan dengan

griserol pada suhu kamar(!/"$ dan laju alir aHuadest pada suhu E" "

adalah 3,EE menit. Kemudian pada suhu E3", berat gliserol yang didapat

#,"8 gram dan laju alir griserol lebih cepat dibandingkan dengan laju alir

griserol pada suhu E"" dan untuk laju alir griserol pada suhu #"" adalah

E,!E menit.

0ari hal tersebut dapat diamati bah+a berat gliserol berkurang dan laju alir

gliserol akan semakin cepat jika suhu nya semakin tinggi, dan sebaliknya berat


11/11

gliserol bertambah dan laju alir gliserol akan semakin lama jika suhunya rendah.

1al ini menunjukan bah+a viskositas gliserol akan semakin kecil jika suhu etil

asetat tinggi dan akan semakin besar jika suhunya rendah.

4AFTAR PUSTAKA

tkins, %.:. !""#.Kimia Fisik. Jilid 2. Irlangga.9akarta.

Bird, =. 8)/-.Kimia Fisik Untuk Universitas. %.=. Cramedia. 9akarta.

Fid+an. !"8A. Viskositas da Hukum tokes. ?nline.

http;66duniafisikaasyik.+ordpress.com6!"8!6"#6"A6#viskositasdan

hukumstokes6(diakses pada 8! 4ovember !"8E pukul !"."" :5B$.

Sutrisno. !"88.Hukum tokes. ?nline.

http;66deteksiphysics.+ordpress.com6!"8868!68E6hukumstokes6

(diakses pada 8! 4ovember !"8E pukul !"."" :5B$.

2a&id. I., !""3. Kimia Fisika Untuk !aramedis. %enerbit ndi ?ffset.

2ogyakarta.
http://duniafisikaasyik.wordpress.com/2012/06/03/6-viskositas-dan-hukum-stokes/http://duniafisikaasyik.wordpress.com/2012/06/03/6-viskositas-dan-hukum-stokes/http://deteksiphysics.wordpress.com/2011/12/14/hukum-stokes/http://deteksiphysics.wordpress.com/2011/12/14/hukum-stokes/http://duniafisikaasyik.wordpress.com/2012/06/03/6-viskositas-dan-hukum-stokes/http://duniafisikaasyik.wordpress.com/2012/06/03/6-viskositas-dan-hukum-stokes/

Documents

viskositas berbagai jenis macam cairan