Laporan Tegangan Permukaan [PDF]

Citation preview

I.



Analisis dan pembahasan Percobaan ini bertujuan untuk mengukur tegangan permukaan larutan dengan metode pipa kapiler. Zat cair yang digunakan pada percobaan ini adalah air, larutan gula, larutan garam, dan larutan detergen. Pada metode pipa kapiler digunakan prinsip kapilaritas yaitu gejala naik atau turunnya zat cair dalam tabung kapiler yang dimasukkan ke dalam cairan maka cairan akan naik ke dalam kapiler karena adanya tegangan permukaan. A. Penetuan Masa jenis Zat cair Pada percobaan ini bertujuan untuk menentukan masa jenis zat cair. Pada langkah awal diukur masa jenis masing-masing larutan menggunakan piknometer. Berat piknometer kosong dan piknometer sesudah terisi zat cair diukur dengan neraca analitik sehingga didapatkan masa jenis zat cair menggunakan rumus: Masa jenis zat cair =



(



)



Dari hasil perhitungan didapatkan masa jenis yang disajikan pada tabel berikut ini: Masa jenis zat cair Zat cair



Masa zat cair (gram)



(gram/mL)



Aquades Larutan Gula



10.065



Larutan Garam



10.1573



1.01573



Larutan deterjen Masa jenis yang di hasilkan pada percobaan kami tidak sesuai dengan teori, yaitu teori



. Sedangkan menurut .



B. Penentuan tegangan permukaan zat cair Pada percobaan ini bertujuan untuk menentukan nilai tegangan permukaan masing-masing zat cair menggunakan pipa kapiler. Pengukuran tegangan permukaan menggunakan pipa kapiler sering digunakan karena relatif mudah dan murah. Cara ini berdasarkan kenyataan bahwa kebanyakan cairan dalam pipa kapiler mempunyai



permukaan lebih tinggi daripada permukaan di luar pipa kapiler, yang disebabkan oleh gaya akibat adanya tegangan permukaan. Ini terjadi bila cairan membasahi dinding. Pada umumnya zat cair memiliki permukaan mendatar tetapi apabila zat cair bersentuhan dengan zat padat atau dinding bejana, maka permukaan pada bagian tepi yang bersentuhan dengan dinding akan melengkung. Zat cair yang digunakan adalah aquades, larutan gula, larutan garam dan larutan detergen. Pipa kapiler di tandai batas bawah kira-kira 1 cm. Kemudian di masukan ke dalam gelas kimia dengan zat cair setinggi batas bawah. Dan dihitung tinggi larutan dalam pipa kapiler dengan 3 kali replikasi.



Gambar 1. Naiknya zat cair pada pipa kapiler



Berdasarkan data yang diperoleh, dapat dihitung tegangan permukaan air dengan menggunakan rumus berikut ᵞAir = Dari pengukuran didapatkan tinggi zat cair yang naik pada pipa kapiler dan tegangan permukaan sebagai berikut: Zat cair



Tinggi larutan pada



Tegangan permukaan zat



pipa kapiler (cm)



cair (dyne/cm)



Aquades



1



Larutan Gula



1.9



Larutan Garam



1.5



Larutan deterjen



0.8



Berdasarkan hasil percobaan yang telah dilakukan, tegangan permukaan zat cair yang diamati memiliki hasil yang berbeda-beda karena kekuatan gaya antar molekul (gaya Van Der Waals) yang berbeda-beda. Gaya Van der Waals terjadi



akibat interaksi antara molekul-molekul non polar (Gaya London), antara molekulmolekul polar (Gaya dipol-dipol) atau antara molekul non polar dengan molekul polar (Gaya dipol-dipol terinduksi). Daya tarik menarik antara molekul yang sejenis yang disebut dengan daya kohesi. Selain itu molekul juga memiliki daya tarik menarik antara molekul yang tidak sejenis yang disebut dengan daya adhesi. Molekul yang ada di dalam cairan akan mengalami gaya tarik menarik (gaya van der walls) yang sama besarnya ke segala arah. Namun molekul pada permukaan cairan akan mengalami gaya resultan yang mengarah ke dalam cairan dan akibatnya molekul di permukaan cenderung untuk meninggalkan permukaan masuk ke dalam cairan sehingga permukaan cairan cenderung untuk menyusut. Urutan percobaan tegangan permukaan yang kami lakukan di dapatkan besar tegangan permukaan larutan gula> larutan garam> air> larutan detergen. Sedangkan menurut teori tegangan permukaan larutan garam> larutan gula> air> larutan detergen. Tegangan permukaan pada larutan garam dan larutan gula lebih besar dari pada air. Hal ini disebabkan tegangan yang terjadi pada air akan bertambah dengan penambahan garam-garam anorganik atau senyawa-senyawa elektrolit. Sedangan tegangan permukaan larutan detergen relatif lebih rendah dari pada air. Hal ini disebabkan tegangan permukaan zat cair akan berkurang seiring dengan penambahan senyawa organik tertentu seperti larutan detergen. Penambahan emulgator akan menurunkan dan menghilangkan tegangan permukaan yang terjadi pada bidang batas sehingga antara kedua zat cair tersebut akan mudah bercampur. Dari penjelasan di atas, dapat dilihat bahwa semakin tinggi tegangan permukaan pada suatu bidang akan menyebabkan dua zat cair yang berbeda akan susah untuk bercampur (stabil) yang dikarenakan adanya pembentukan permukaan baru. Berdasarkan data yang diperoleh semakin besar kenaikan zat cair pada pipa kapiler maka semakin besar pula tegangan permukaannya. Tegangan permukaan larutan gula memiliki nilai yang paling tinggi gula sebesar



Dyne/cm.



Sedangkan tegangan permukaan yang bernilai paling kecil adalah tegangan permukaan pada larutan deterjen yaitu sebesar



Dyne/cm. Hal ini tidak



sesuai dengan teori yang ada pada literatur. Pada air memiliki gaya adhesi (gaya tarik antara molekul air dan pipa kapillar) lebih besar dari gaya kohesi (antar molekul air saja) sehingga dapat tertarik ke atas oleh pipa kapiler. Larutan gula dan larutan garam memiliki nilai tegangan permukaan



yang besar dibanding air. Hal ini sesuai dengan teori bahwa tegangan yang terjadi pada air akan bertambah dengan penambahan garam-garam anorganik atau senyawasenyawa elektrolit. Keberadaan zat terlarut dalam suatu cairan akan mempengaruhi tegangan permukaan. Larutan gula memiliki nilai tegangan permukaan yang lebih besar dibanding larutan garam, karena gula dapat menaikkan tegangan permukaan, karena gula itu merupakan zat kapiler tak aktif atau negative surface agent. Sifat zat tersebut merupakan sifat yang dapat menaikkan tegangan permukaan air normal. Sedangkan tegangan permukaan yang bernilai paling kecil adalah tegangan permukaan pada larutan deterjen. Adanya surfaktan pada permukaan menyebabkan gaya adhesi antara zat cair dan udara meningkat, sehingga tegangan permukaannya menurun. Surfaktan (surface active agents) cenderung untuk terkonsentrasi pada permukaan atau antar muka. Surfaktan menurunkan tegangan permukaan air dengan mematahkan ikatanikatan hidrogen pada permukaan. Hal ini dilakukan dengan mengarahkan kepala hidrofiliknya pada permukaan air dengan ekor hidrofobiknya menjauhi permukaan air.



I.



DISKUSI



1. Masa jenis yang di hasilkan pada percobaan kami tidak sesuai dengan teori, yaitu .



Secara



teoritis,



. 2. Tegangan permukaan gula bernilai lebih besar dari tegangan permukaan garam. Secara teoritis, tegangan permukaan garam seharusnya lebih besar dari tegangan permukaan gula. 3. Secara teori, nilai tegangan permukaan air murni atau akuades pada suhu kamar (27˚C) adalah 72 Dyne/cm sedangkan pada percobaan kami Kesalahan dalam percobaan ini kemungkinan dipengaruhi oleh beberapa faktor: A. Aquades yang kemungkinan terkontaminasi oleh senyawa organik, B. Diduga dalam pipa kapiler yang digunakan untuk menentukan tegangan permukaan gula masih terdapat sisa-sisa larutan garam yang digunakan sebelumnya, sehingga hal tersebut berpengaruh terhadap besarnya tegangan permukaan yang didapatkan.



C. Kurang bersih dalam membilas gelas kimia yang sebelumya dicuci dengan sabun, serta kekurang telitian praktikan dalam mengamati dan mengukur kenaikan zat cair dalam pipa kapiler. H. SIMPULAN Berdasarkan hasil percobaan yang telah dilakukan dapat disimpulkan bahwa: 1. Tegangan permukaan zat cair adalah besar gaya yang terdapat pada permukaan zat cair tiap satuan panjang. 2. Besarnya tegangan permukaan air, larutan garam, larutan gula dan larutan detergen berturut-turut



adalah Dyne/cm; dan



Dyne/cm;



Dyne/cm;



Dyne/cm



3. Semakin tinggi perbedaan tegangan yang terjadi pada bidang mengakibatkan antara kedua zat cair itu semakin susah untuk bercampur. Tegangan yang terjadi pada air akan bertambah dengan penambahan garam-garam anorganik atau senyawasenyawa elektrolit, tetapi akan berkurang dengan penambahan senyawa organik tertentu antara lain larutan sabun.



II.



DAFTAR PUSTAKA



Bird, Tony. 1993. Kimia Fisik untuk Universitas. Alih Bahasa: Kwee Ie Tjen. Jakarta: PT Gramedia Pustaka Utama. Raymond C. Binder, “Fluid Mechanics”, edisi ke-5, penerbit Prentice-Hall of India Private,ltd. New Delhi, 1975. Sears and Zemansky, “Univercity Phyisics”, 2nd edition, Addison – Wesley Publishing Company, Inc., New York, 1982 Tim Dosen Kimia Fisika IV. 2014. Panduan Praktikum Kimia Fisika IV. Surabaya: Jurusan Kimia FMIPA UNESA.