Tegangan Permukaan [PDF]

Citation preview

BAB II DASAR TEORI Tegangan permukaan adalah gaya persatuan panjang yang harus dikerjakan sejajar permukaan untuk mengimbangi gaya tarikan kedalam pada cairan. Hal tersebut terjadi karena pada permukaan, gaya adhesi (antara cairan dan udara) lebih kecil dari pada gaya khohesi antara molekul cairan sehingga menyebabkan terjadinya gaya kedalam pada permukaan cairan (Giancoli, 2001). Tegangan antar muka adalah gaya persatuan panjang yang terdapat pada antarmuka dua fase cair yang tidak bercampur. Tegangan antar muka selalu lebih kecil dari pada tegangan permukaan karena gaya adhesi antara dua cairan tidak bercampur lebih besar dari pada adhesi antara cairan dan udara (Giancoli, 2001). Pada dasarnya tegangan permukaan suatu zat cair dipengaruhi oleh beberapa faktor diantaranya suhu dan zat terlarut. Dimana keberadaan zat terlarut dalam suatu cairan akan mempengaruhi besarnya tegangan permukaan terutama molekul



zat



yang



berada



pada



permukaan



cairan



berbentuk



lapisan



monomolecular yang disebut dengan molekul surfaktan (Giancoli, 2001). Pada pembahasan sebelumnya, kita telah mempelajari konsep tegangan permukaan secara kualitatif (tidak ada persamaan matematis). Kali ini kita tinjau tegangan permukaan secara kuantitatif. Untuk membantu kita menurunkan persamaan tegangan permukaan, kita tinjau sebuah kawat yang dibengkokkan membentuk huruf U. Sebuah kawat lain yang berbentuk lurus dikaitkan pada kedua kaki kawat U, di mana kawat lurus tersebut bisa digerakkan (Giancoli, 2001). Jika kawat ini dimasukan ke dalam larutan sabun, maka setelah dikeluarkan akan terbentuk lapisan air sabun pada permukaan kawat tersebut. Mirip seperti ketika dirimu bermain gelembung sabun. Karena kawat lurus bisa digerakkan dan massanya tidak terlalu besar, maka lapisan air sabun akan memberikan gaya tegangan permukaan pada kawat lurus sehingga kawat lurus



bergerak ke atas (perhatikan arah panah). Untuk mempertahankan kawat lurus tidak bergerak (kawat berada dalam kesetimbangan), maka diperlukan gaya total yang arahnya ke bawah, di mana besarnya gaya total adalah F=w+T



(2.1)



Dalam kesetimbangan, F = gaya tegangan permukaan yang dikerjakan oleh lapisan air sabun pada kawat lurus (Giancoli, 2001). Pada umumnya zat cair memiliki permukaan mendatar, tetapi apabila zat cair bersentuhan dengan zat padat atau dinding bejana, maka permukaan bagian tepi yang bersentuhan dengan dinding akan melengkung. Gejala melengkungnya permukaan zat cair disebut dengan ministus (Yazid, 2005). Ada dua jenis miniskus yaitu miniskus cekung dan miniskung cembung. Miniskus cekung terjadi jika gaya tarik menarik antara partikel zat cair dipermukaan dengan partikel zat padat (gaya adhesi) lebih besar dari pada gaya tarik menarik antara partikel-partikel zat cair (gaya kohesi) (Yazid, 2005). Molekul-molekul pada permukaan cairan mempunyai sifat khusus yang tidak dimiliki oleh sebagian dasar molekul-molekul dalam cairan. Salah satu sifat khusus ini adalah tegangan permukaan. Apabila jarum diletakkan secara hati-hati di atas permukaan air, jarum akan terapung. Padahal jelas berat jenis jarum lebih besar daripada berat jenis air, sehingga diharapkan jarum akan tenggelam. Terapungnya jarum disebabkan permukaan air seolah-olah diliputi oleh selaput tipis yang berhubungan dengan tegangan permukaan yaitu terbentuknya miniskus apabila dimasukkan cairan ke dalam tabung reaksi. Air yang membasahi dinding kapiler dan akan naik sehingga lebih tinggi daripada permukaan air sekitarnya. Spons yang dapat menyerap air ataupun air yang dapat meresap ke dalam tanah merupakan beberapa contoh yang menunjukkan bahwa tegangan permukaan memang ada (Tony, 1993). Fenomena lain yang berhubungan dengan tegangan permukaan adalah terbentuknya meniskus apabilah cairan dimasukkan ke dalam tabung reaksi . Air yang membasahi dinding kapiler dan akan naik sehingga akan lebih tinggi dari pada permukaan air sekitarnya , spon yang dapat menyerap air ataupun air yang



dapat meresap kedalam tanah merupakan beberapa contoh yang menunjukkan bahwa tegangan permukaan itu memang ada (Tony, 1993). Tegangan permukaan dinyatakan sebagai gaya persatuan panjang yang diperlukan untuk memperluas permukaan. Simbol yang digunakan untuk tegangan permukaan adalah Y dan satuannya adalah dyne/cm (Hadi, 1992). Mekanisme aksi surfaktan diduga melibatkan absorbsi hidrokarbon oleh permukaan partikel yang hidropibik sedangkan bagian polar surfaktan diserahkan ke fase air dan pada poliserbat adalah salah satu bahan pembasah yang digunakan dalam sediaan farmasi dan merupakan hal yang konsensi oleat dari sursobotol anhidrannya berkondensasi dengan lebih kurang 20 molekul etilekosida, berupa cairan kental dengan kekentalan 600 CPS dan bersifat non ionik. Bahan pembasah adalah bahan yang dapat menurunkan tegangan antara partikel-partikel (Hadi, 1992).



DAFTAR PUSTAKA Giancoli, Douglas C., 2001, Fisika Jilid I (terjemahan), Jakarta : Penerbit Erlangga Hadi, Sutrisno, 1992, Metodologi Research 2, Yogyakarta: Yayasan Fakultas Psikologi UGM Robert C. Reid. 1991. ”SIfat Gas dan Zat Cair”. PT Gramedia Pustaka Utama. Tony Bird. 1993. ”Kimia Fisaka Untuk Universitas”. Gramedia Pustaka Utama. Jakarta Yazid, Estien, 2005. “Kimia Fisika untuk Paramedis” Penerbit Andi, Yogyakarta Jakarta