NURUL MU’NISAH AWALIYAH (1112016200008)
4 APRIL 2014
VISKOSITAS CAIRAN Nurul Mu’nisah Awaliyah, Putri Dewi M.F, Ipa Ida Rosita. Pendidikan Kimia UIN Syarif Hidayatullah Jakarta
[email protected]
ABSTRAK Berkembangnya ilmu pengetahuan dan teknologi mendorong manusia untuk menciptakan berbagai jenis teknologi yang digunakan manusia untuk dapat mempermudah dalam melakukan pekerjaan. Salah satu teknologi yang berkembang ialah teknologi di bidang pengukuran viskositas. Viskositas atau kekentalan didefinisikan sebagai gesekan internal atau gesekan fluida terhadap wadah dimana fluida itu mengalir. Pada zat cair, ukuran partikel menemukan tingkat kekentalan (viskositas) dari cairan itu sendiri. Perbesan viskositas pada zat cair menunjukkan fungsi zat cairtersebut. Contohnya viskositas air lebih rendah dari pada oli, hal itu menyebabkan air dapat dikonsumsi dan oli tidak.
INTRODUCTION Viskositas membicaran masalah gesekan antara bagian-bagian atau lapisan-lapisan cairan atau fluida pada umumnya, yang bergerak satu terhadap yang lain. Tentunya gesekan atau hambatan tersebut i timbulkan oleh gaya tarik menarik antar molekul-molekul di satu lapisn dengan molekul-molekul di lapisan lain (Soedojo,2004:45). Aliran cairan dapat dikelompokkan ke dalam dua tipe. Yang pertama adalah aliran ‘ laminar ‘ atau aliran kental, yang secara umum yang gambarkan laju aliran kecil melalui sebuah pipa dengan garis tengah kecil. Aliran yang lain adalah ‘ turbulen ‘ yang menggambarkan laju liran yang besar melalui pipa dengan diameter yang lebih besar ( Dogra,2009:209).
KIMIA FISIKA II
Page 1
NURUL MU’NISAH AWALIYAH (1112016200008)
4 APRIL 2014
Hubungan fluida dan viskositas adalah dalam fluida yang terdapat aktivitas molekuler antara bagian-bagian lapisannya. Salah satu akibat dari adanya aktivitas ini adalah timbulnya gesekan internal antara bagian-bagian tersebut, yang dapat digambarkan sebagai gaya luncur diantara lapisan-lapisan fluida tadi. Hal ini dapat dilihat dari perbedaan kecepatan bergerak lapisan-lapisan fluida tersebut. Bila pengamatan dilakukan, aliran fluida makin mengecil di tempat yang jarak terhadap dinding pipa yang semakin kecil, dan praktis tidak bergerak pada tempat di dinding pipa. Sedangkan kecepatan terbesar terdapat ditengah-tengah pipa aliran (Siregar,2010) Koefisien viskositas secara umum di ukur dengan dua metode : 1. Viskometer Oswald: waktu yang dibutuhkan untuk mengalirnya sejumlah tertentu cairan dicatat . dan dihitung dengan hubungan:
P R 4t gVL
2. Metode bola jatuh : metode bola jatuh menyangkut gaya gravitasi yang seimbang dengan gerekan aliran pekat . dan hubungannya adalah: 2rb2 (d b d ) g 9v
(Dogra,2009:211). MATERIAL AND METHOD Material Cara Ostwald Alat Viskometer Gelas Kimia Stopwatch Mistar Bulp
KIMIA FISIKA II
Bahan Aquades Etanol Minyak tanah/kerosin oli
Page 2
NURUL MU’NISAH AWALIYAH (1112016200008)
4 APRIL 2014
Cara Falling Ball Alat Bahan Aquades Kelereng Etanol Gelas Kimia Minyak Stopwatch tanah/kerosin oli Mistar
Pengukuran massa jenis Alat Bahan picknometer Aquades Etanol neraca ohauss Minyak tanah/kerosin
Method Cara Ostwald 1. Membersihkan viskometer dengan menggunakan pelarut yang sesuai sampai semua pelarutnya habis/hilang. 2. Mengisi viskometer dengan sampel (etanol murni, minyak tanah, oli bekas, dan akuades) masing-masing 100 ml yang dianalisa melalui tabung tabung G sehingga reservoir terbawah, sampel cukup hingga level antara garis J dan K. 3. Menempatkan jari pada tabung B dan memasukkan penghisap pada tabung A sampai larutan mencapai tengah blup C, memindahkan penghisap dari tube A.memindahkan jari dari tabung B dan dengan cepat memindahkannya pada tabung A sampai sampel KIMIA FISIKA II
Page 3
NURUL MU’NISAH AWALIYAH (1112016200008)
4 APRIL 2014
jatuh dari kapiler bagian bawah akhir ke blub I. Kemudian memindahkan jari dan mengukur waktu refflux. 4. Untuk mengukur waktu refflux, membiarkan sampel mengalir bebas memasuki bagian D. Mengukur waktu saat larutan D sampai F. 5. Menghitung viskometer kinematik sampel dengan mengalikan waktu refflux dengan viskometer konstan. 6. Melakukan percobaan secara duplo. 7. Mengulangi percobaan untuk sampel yang berbeda. 8. Menghitung masing-masing viskositas masing-masing sampel Cara Falling Ball 1. Tentukan massa jenis bola dan massa jenis zat cair. 2. Masukkan bola ke dalam tabung reaksi besar yang telah diisi dengan akuades dan di beri batas awal dan akhir. 3. Putar tabung 1800 jalankan tabung saat bola mulai bergerak dari titik awal dan hentikan ketika bola sampai di titik akhir. Tulis waktu yang di perlukan. 4. Ulangi percobaan sampai 3 kali. 5. Lakukan percobaan serupa dengan zat cair yang lain (etanol murni, minyak tanah, oli bekas, dan akuades. Pengukuran massa jenis: 1. Timbang piknometer kosong dengan neraca O-hauss, 2. Masukkan sampel ke dalam piknometer sebanyak 25 ml, 3. Timbang kembali piknometer yang sudah di isi oleh sampel tersebut, 4. Hitung massa jenis dari masing-masing sampel, dan 5. Lakukan percobaan serupa dengan sampel lain.
RESULT AND DISCUSSION Pengukuran massa jenis dengan piknometer : Sampel
Akuades KIMIA FISIKA II
Piknometer kosong Piknometer + sampel Volume sampel (gram)
(gram)
29,28
45,9
25
Massa jenis
0,6648 Page 4
NURUL MU’NISAH AWALIYAH (1112016200008)
4 APRIL 2014
Etanol murni
29,28
43,41
25
0,5652
Oli bekas
29,28
42
25
0,5088
Minyak tanah
29,28
42,35
25
0,5228
Jari-jari pipa (cm)
Panjang
Metode Ostwald Sampel
Volume sampel (L)
pipa Waktu (s)
(cm) Akuades
0,05
1,067
15,4
2” 05
Etanol murni
0,05
1,067
15,4
4” 49
Oli bekas
0,05
1,067
15,4
1’ 20
Minyak tanah
0,05
1,067
15,4
6” 41
P R 4 t gVL
=koefisien viskositas (poise) R = jari-jari pipa (m)
t = waktu (detik) V= volume (liter) L= panjang pipa (cm) P = tekanan (dyne/cm2) Diketahui: P = 1 atm = 1,013.106 dyne/cm2 R = 0,85 cm V = 0,04 liter = 40 cm3 L = 11,6 cm
aquades
P R 4 t aquades 8VL
22 4 1,013.10 6 1,067 12,05 7 8(50)(15,4) KIMIA FISIKA II
Page 5
NURUL MU’NISAH AWALIYAH (1112016200008)
4 APRIL 2014
= 8072,31 Poise
P R 4 t e tan ol
e tan ol
8VL
22 4 1,013.10 6 1,067 4,49 7 8(50)(15,4)
= 1783,35 Poise
min yak
P R 4 t min yak 8VL
22 4 1,013.10 6 0,85 (6,41) 7 8(50)(15,4)
= 1025,34Poise
oli
P R 4 t oli 8VL
22 4 1,013.10 6 0,85 (1,20) 7 8(50)(15,4)
= 191,195,616.2 Poise Metode Falling ball Sampel
Jari-jari bola
Tinggi tabung
Waktu (s)
Akuades
3,43
16,3
00” 71
Etanol murni
3,43
16,3
00” 64
Oli bekas
3,43
16,3
1” 91
Minyak tanah
3,43
16,3
1” 59
Keadaan bahan secara keseluruhan secara mudah dapat dibagi menjadi zat padat dan fluida. Zat padat cenderung tegar dan mempertahankan bentuknya, sementara fluida tidak mempertahankan bentuknya tetapi mengalir (Tipler, 1998: 383). Tujuan dari percobaan ini adalah memehami cara penentuan kerapatan zat cair (viskositas) dengan metode Ostwald dan falling ball . Pada percobaan ini sampel yang KIMIA FISIKA II
Page 6
NURUL MU’NISAH AWALIYAH (1112016200008)
4 APRIL 2014
digunakan adalah etanol murni, minyak tanah, oli bekas, dan akuades. Alat yang digunakan pada percobaan ini viskometer dan piknometer. Viskometer adalah alat ukur untuk mengukur viskositas fluida. Model viskometer yang umum berupa viskometer bola jatuh (menggunakan hukum Stokes), tabung (pipa kapiler) yang mengukur viskositas berdasarkan tekanan dalam aliran pupa, dan sistem rotasi ( Maulida, 2010). Pada percobaan ini di dapatkan hasil Makin kental suatu cairan makin besar kekuatan yang diperlukan untuk digunakan supaya cairan tersebut dapat mengalir dengan laju tertentu. Dalam cara ostwald ini viskositas dari cairan atau sampel yang digunakan, dapat ditentukan dengan mengukur waktu yang dibutuhkan bagi cairan tersebut untuk lewat antara 2 tanda ketika mengalir. Waktu yang didapat dari hasil percobaan dapat dilihat pada tabel 1. Dalam hal ini waktu alir dari cairan dapat dilihat dari kekentalan suatu zat cairan, yaitu semakin zat cair tersebut kental maka waktu alir zat cair yang dibutuhkan semakin besar, begitupun sebalikny, semakin zat encer atau cair maka waktu yang dibutuhkan semakin kecil. Dlam hal ini sama hal nya dengan cara ostwold (tabel 2), dimana pada oli bekas waktu yang dihasilkan lebih banyak, dan air lebih sedikit jika dibandingkan dengan zat cait minyak tanah dan etanol murni. Hal ini pun terjadi berdasarkan dari dikekentalan suatu zat cair. Pengukuran massa jenis, pada cara ini hasil yang didapatkan dari masing-masing zat cair massa jenis atau kerapatannya yaitu, pada zat yang lebih kental memiliki kerapatan yag lebih rendah yaitu 0,5088 g/ml, begitupun dengan air memiliki kerapatan yang lebih tinggi yaitu 0,6648 g/ml. Jadi dapat diketahui bahwa semakin besar viskositas, kerapatan suatu zat semakin kecil, sebaliknya semakin kecil viskositas, kerapatan suatu zat semakin besar.
CONCLUTION 1. Oli bekas memiliki viskositas paling tingggi, dan air memiliki viskositas paling rendah, hal ini berdasarkan waktu yang berlangsung ketika kelereng bergerak jika dalam cara falling ball. Dan saat zat cair itu mengalir dari awal ke akhir jika dalam cara Ostwald. 2. Semakin besar viskositas, kerapatan suatu zat semakin kecil, sebaliknya semakin kecil viskositas, kerapatan suatu zat semakin besar.
REFERENCE
KIMIA FISIKA II
Page 7
NURUL MU’NISAH AWALIYAH (1112016200008)
4 APRIL 2014
Dogra S Dogra.2009. Kimia Fisik dan Soal-soal. Universitas Indonesia press. Soedojo Peter.2004.FISIKA DASAR. Andi Offset: Yogyakarta Tipler Paul A.1988. FISIKA Untuk Sains dan Teknik. Erlangga: Jakarta Kallam T.T. Siregar,dkk. Viskosimeter Digital Menggunakan Water Flow Sensor G1/2 Berbasis Mikrokontroller 8535. http://jurnal.usu.ac.id/index.php/sfisika/article/download/4754/2171
(diakses
pada tanggal 11 april 2014 pukul 12.30 WIB) Rizky Hardiyatul Maulida. 2010. Analisis Karakteristik Pengaruh Suh dan
Kontaminan terhadap Viskositas Oli Menggunakan Rotary Viscometer. http://ejournal.uin-malang.ac.id/index.php/NEUTRINO/article/download/1624/pdf (di akses
padatanggal 11 april 2014 pukul 13.00)
KIMIA FISIKA II
Page 8
