Pengukuran tegangan muka dan kekentalan zat cair
Upcoming SlideShare
Loading in...5
×
 

Pengukuran tegangan muka dan kekentalan zat cair

on

  • 15,712 views

 

Statistics

Views

Total Views
15,712
Views on SlideShare
15,711
Embed Views
1

Actions

Likes
4
Downloads
287
Comments
2

1 Embed 1

https://twitter.com 1

Accessibility

Categories

Upload Details

Uploaded via as Adobe PDF

Usage Rights

© All Rights Reserved

Report content

Flagged as inappropriate Flag as inappropriate
Flag as inappropriate

Select your reason for flagging this presentation as inappropriate.

Cancel

12 of 2

  • Full Name Full Name Comment goes here.
    Are you sure you want to
    Your message goes here
    Processing…
  • terima kasih sangat membantu skali :D
    Are you sure you want to
    Your message goes here
    Processing…
  • terima kasih sangat membantu
    Are you sure you want to
    Your message goes here
    Processing…
Post Comment
Edit your comment

    Pengukuran tegangan muka dan kekentalan zat cair Pengukuran tegangan muka dan kekentalan zat cair Document Transcript

    • PENGUKURAN TEGANGAN MUKA DAN KEKENTALAN ZAT CAIR I. TUJUAN PERCOBAAN Percobaan ini bertujuan untuk : 1. Memahami pengertian dasar tegangan muka. 2. Mencoba metode takanan maksimum gelembung dan kenaikan pipa kapiler untuk penentuan tegangan muka. 3. Menentukan angka kental relatif dari suatu cairan dengan air sebagai zat pembanding berdasarkan hukum Hougen – Poiseulle. 4. Menentukan pengaruh suhu terhadap kekentalan dinamik suatu zat cair.II. DASAR TEORI A. Tegangan Muka Tegangan muka ialah suatu sifat istimewa yang dialami suatu zat dalam fase cair. Pada fasa cair, semua molekul cairan dikelilingi oleh molekul – molekul cairan yang lain dengan gaya tarik menarik intermolekuler ke segala arah dan gaya tersebut saling menghilangkan. Akan tetapi kondisi pada permukaan cairan menjadi lain karena ada bagian yang tidak dikelilingi oleh cairan itu sendiri. Kondisi ini mengakibatkan adanya gaya resultan yang mengarah ke dalam cairan yang menimbulkan sifat kecenderungan untuk memperkecil luas permukaan. Karena gaya yang tidak seimbang pada permukaan cairan, zat cair berusaha mendapat luas permukaan minimum. Hal ini juga yang menyebabkan tetesan zat cair serta gelembung zat padat berbentuk bulat, kenaikan cairan dalam pipa kapiler dan gerakan air di dalam tanah. Adanya kecenderungan permukaan untuk memperkecil luasnya sehingga diperlukan usaha untuk melawan gaya tariknya. Tegangan muka merupakan usaha untuk memperluas permukaan zat cair sepanjang 1 cm. Tegangan muka juga bisa didefinisikan sebagai gaya yang dibutuhkan untuk memperkecil luas permukaan, untuk tiap satuan lebar permukaan. Satuan yang dipakai dalam perhitungan tegangan muka adalah dyne/cm. Terdapat beberapa metode penentuan tegangan muka yang banyak digunakan dan semuanya berdasar fenomena yang berkaitan dengan tegangan muka, antara lain : 1. Tekanan maksimum gelembung. 2. Kenaikan pipa kapiler 3. Tetes 4. Cincin Dalam percobaan kali ini hanya akan menggunakan dan membahas dua metode yang pertama, yakni metode tekanan maksimum gelembung dan kenaikan pipa kapiler. 1. Metode Tekanan maksimum gelembung. Bagian penting dari metode ini adalah penentuan maksimum gelembung yang bisa diketahui dengan keluarnya gelembung udara pada ujung pipa yang dicelupkan ke dalam cairan. Karena kenaikan tekanan udara yang
    • sedikit, maka gelembung akan pecah dengan jari – jari mulut pipa. Apabila jari – jari gelembung sama dengan jari – jari mulut pipa akibatnya tekanan udara dalam pipa akan mencapai maksimum. Dengan menyamakan tekanan – tekanan yang bekerja pada bejana dan manometer dalam keadaan seimbang, harga tegangan muka dapat ditentukan. Pada metode tekanan maksimum gelembung perlu juga diperhatikan syarat dari cairan pengisi manometer, syarat cairan pengisi manometer yaitu cairan pengisi buret dan manometer tidak berbeda karakteristik serta bebas dari pengotor. Tekanan pada permukaan gelembung dalam keadaan seimbang akan 𝜌𝜌1 = 𝜌𝜌2 memiliki hubungan : 𝜌𝜌1 𝑔𝑔ℎ1 + 𝜌𝜌 𝐵𝐵 = 𝜌𝜌2 𝑔𝑔ℎ2 + 𝜌𝜌 𝐵𝐵 𝐻𝐻 = 𝑔𝑔𝑔𝑔(𝜌𝜌1 ℎ1 − 𝜌𝜌1 ℎ2 ) 1 2 𝐻𝐻 = koefisien tegangan muka (dyne/cm) Dengan : 𝑟𝑟̅ = jari – jari gelembung dalam pipa kapiler (cm) g = gravitasi bumi = 981 cm/s2 𝜌𝜌 1 = massa jenis zat cair dalam manometer (g/mL) 𝜌𝜌 2 = massa jenis aquadest dalam bejana (g/ml) ℎ1 = selisih tinggi permukaan cairan dalam manometer (cm) R ℎ2 = selisih tinggi permukaan zat cair dengan ujung gelembung udara R dalam pipa (cm) a. Tekanan hodrostatis = 𝜌𝜌1 𝑔𝑔ℎ1 b. Tekanan barometer = 𝜌𝜌 𝐵𝐵 Dari persamaan diatas dapat diuraikan gaya – gaya yang bekerja, yaitu : c. Tekanan hidrostatis dari bawah = 𝜌𝜌2 𝑔𝑔ℎ2 d. Tekanan karena tegangan muka = ∆P = 2𝐻𝐻/𝑟𝑟2. Metode kenaikan pipa kapiler Ketika pipa kapiler ujungnya dicelupkan dalam zat cair yang membasahi dinding, maka zat cair akan naik setinggi h. Saat setimbang, gaya ke atas akan sama dengan gaya ke bawah, sedang untuk gaya ke samping akan saling meniadakan. Kenaikan cairan dalam pipa kapiler akan berhenti setelah cairan mencapai h karena gaya F 1 akan diimbangi oleh gaya F 2 . Gaya F 2 ini ditimbulkan oleh berat cairan atau gaya berat zat cair yang naik. Kita dapat menjabarkan gaya – gaya yang bekerja dalam pipa kapiler : F 1 (gaya ke atas) = 2𝜋𝜋𝜋𝜋𝜋𝜋 cos 𝜃𝜃 F 2 (gaya ke bawah) = 𝜋𝜋𝜋𝜋𝜋𝜋𝜋𝜋ℎ
    • Pada keadaan setimbang : 2𝜋𝜋𝜋𝜋𝜋𝜋 cos 𝜃𝜃 = 𝜋𝜋𝜋𝜋𝜋𝜋𝜋𝜋ℎ F1 = F2 𝐻𝐻 = 𝜌𝜌𝜌𝜌 ℎ𝑟𝑟 2 cos 𝜃𝜃 Bila zat cair yang digunakan adalah air, maka cos 𝜃𝜃 dianggap 0˚ sehingga nilai cos 𝜃𝜃 = 1Faktor – faktor yang mempengaruhi tegangan muka zat cair :1. Temperatur cairan2. Rapat massa cairan3. Berat molekul zat cair4. Ada tidaknya pelarut atau surfaktan5. Gaya adhesi dan kohesi a. Kohesi Merupakan gaya tarik menarik antar molekul sejenis dan biasanya terjadi bila tegangan permukaan pada zat padat – gas lebih kecil dari tegangan permukaan lapisan zat padat – cair dengan sudut kontak 90˚ - 180˚. Contoh : air dalam gelas parafin. (Sears, 1974) b. Adhesi Merupakan gaya tarik menarik molekul yang tidak sejenis dan biasanya terjadi bila tegangan permukaan pada lapisan zat padat – gas lebih besar dari tegangan permukaan dari lapisan zat padat – cair dengan sudut kontak 0 - 90˚. Contoh : methylin iodida dalam gelas timah ˚ hitam. (Sears, 1974)Tegangan muka juga berperan dalam kehidupan sehari-hari dan kehidupanindustri.Kegunaan dalam kehidupan sehari – hari antara lain :1. Transportasi air dari tanah ke daun Dengan adanya tegangan muka, maka air dari tanah dapat bergerak naik ke daun menggunakan prinsip kapilaritas zat cair2. Pembentukan tetesan air3. Meresapnya air ke dalam dinding batu bataKegunaan dalam industri antara lain :1. Pada proses Enhanced Oil Recovery (EOR), penambahan surfaktan pada minyak bumi akan menurunkan tegangan muka minyak, sehingga minyak lebih mudah diambil.2. Mencegah timbulnya vorteks pada tangki berpengaduk. Vorteks timbul akibat tegangan muka tinggi. Terbentuknya vorteks dapat mengakibatkan cairan keluar dari tangki. Vorteks dapat dicegah dengan cara menambahkan surfaktan.3. Alat semprot obat nyamuk menggunakan prinsip tegangan muka dalam menyemprotkan cairan.B. Kekentalan Zat Cair Viskositas merupakan indeks hambatan alir. Kekentalan ini disebabkan oleh gesekan dakhil antara lapisan suatu cairan atau gas yang bergerak terhadap sesamanya pada aliran zat alir itu. Kekentalan dapat
    • diukur dengan mengukur laju aliran cairan yang melalui tabung berbentuk silinder. Sedangkan alat standar yang biasa digunakan viskosimeter Ostwald yang bekerja berdasarkan hukum Poiseulle. Untuk aliran zat cair yang laminer dalam suatu tabung, Poiseulle 𝑉𝑉 𝜋𝜋𝜋𝜋𝑟𝑟 4 menemukan persamaan berikut : = 𝑡𝑡 8𝜂𝜂𝜂𝜂 𝜋𝜋𝜋𝜋𝜋𝜋ℎ𝑟𝑟 4 𝑡𝑡 𝜂𝜂 = 𝑉𝑉8𝐿𝐿 Pengukuran kekentalan zat cair dengan menggunakan persamaan diatas sukar dicapai. Hal ini disebabkan nilai r dan L sukar ditentukan secara tepat. Untuk itu digunakan suatu cairan pembanding yaitu aquadest. 𝜂𝜂 𝑟𝑟𝑟𝑟𝑟𝑟 𝑟𝑟 𝑟𝑟 𝑟𝑟 𝑟𝑟 = = 𝜂𝜂 𝑚𝑚𝑚𝑚 𝑚𝑚 𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚 𝜌𝜌𝑟𝑟 4 𝑡𝑡 𝜂𝜂 𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎 𝑠𝑠𝑠𝑠 𝜌𝜌 0 𝑟𝑟0 𝑡𝑡 0 4 Dengan : V= volume zat yang mengalir (cm3) 𝜂𝜂 = viskositas (Pa.s) 𝜌𝜌0 = rapat massa zat pembanding (g/cm3) t = waktu alir zat sampel (s) 𝜌𝜌 = rapat massa zat sampel (g/cm3) 𝑟𝑟0 = jari – jari kapiler viskosimeter untuk zat pembanding (cm) 𝑟𝑟 = jari – jari kapiler viskosimeter untuk zat sampel (cm) 𝑡𝑡0 = waktu alir zat pembanding (s)𝜂𝜂 𝑟𝑟𝑟𝑟𝑟𝑟 𝑟𝑟 𝑟𝑟 𝑟𝑟 𝑟𝑟 = viskositas hasil pembandingan Faktor – faktor yang mempengaruhi kekentalan zat cair antara lain : 1. Rapat massa cairan 2. Temperatur cairan 3. Gaya kohesi antar molekul Kegunaan viskositas dalam kehidupan sehari – hari maupun industri adalah : 1. Memperkirakan waktu alir minyak, sehingga dapat mendesain panjang tangki minyak optimum yang akan dialiri oleh suatu zat cair. 2. Pasta gigi dibuat dalam bentuk pasta agar viskositasnya lebih besar daripada dalam bentuk cair, sehingga saat digunakan tidak berceceran. 3. Pemanfaatan dalam bidang industri adalah digunakan pipa untuk transportasi fluida dari satu tempat ke tempat lainnya. Untuk mengalirkan fluida dalam suatu pipa harus disesuaikan dengan jenis fluidanya, dengan kekentalan dan jenis pipa apa yang cocok agar tidak terjadi kesalahan pada pelaksanaannya. Misalnya terjadi pipa rusak atau bocor. Selain itu, dengan mengetahui viskositas suatu fluida, kita dapat menentukan jenis pompa apa yang harus dipakai dalam
    • pemompaan, contoh : fluida berviskositas besar tidak cocok dengan recipocating pump.Alat lain yang digunakan dalam mengukur viskositas fluida, antara lain :1. Viskosimeter yang berupa rational instrumental.2. Vibrational Viskosimeter.
    • III. METODOLOGI PERCOBAAN A. ALAT Alat – alat yang digunakan dalam percobaan ini adalah : 1. Buret 50 mL + kran buret 1 set 2. Statif dan klem 1 set 3. Manometer 1 set 4. Gelas beker 250 mL 3 buah 5. Gelas beker 200 mL 2 buah 6. Gelas beker 100 mL 2 buah 7. Penggaris 2 buah 8. Termometer alkohol 110˚C 1 buah 9. Termometer raksa 360˚C 1 buah 10. Pipa kapiler 4 buah 11. Piknometer 25 mL + tutup 1 set 12. Neraca analitis digital 1 set 13. Labu erlenmeyer 500 mL 1 buah 14. Viskosimeter Ostwald d : 0,6 mm 1 buah 15. Viskosimeter Ostwald d : 1 mm 1 buah 16. Hidrometer 0,7000 – 1,0000 g/cm3 1 buah 17. Penjepit kayu 2 buah 18. Gelas ukur 250 mL 1 buah 19. Corong gelas 2 buah 20. Circulating bath 1 set 21. Stopwatch 1 buah 22. Pompa vakum 1 set 23. Botol pengaman 1 buah 24. Karet penghisap 1 buah 25. Bola penghisap 1 buah 26. Thermostat 1 set
    • Keterangan : 1. Gelas beker 250 ml 2. Pipa kapiler 3. Penggaris 4. Termometer raksa360℃ 5. Cairan yang diukur tegangan mukanyaGambar 1. Rangkaian Alat percobaan Metode Kenaikan Kapiler Keterangan : 1. Biuret 50 ml 2. Air ledeng 3. Erlenmeyer 500 ml 4. Statif 0. 5. Manometer . 6. Pipa kapiler 0,25 cm 2. 7. Gelas Beker 100 ml 3. 8. Termometer raksa 360℃ 4. 9. Kertas skala 5. 10.Pipa cabang tiga 6. 11.Cairan yang diukur tegangan mukanya 7. 12.Selang 8. 13.Sumbat karet 9. 14.KlemGambar 2. Rangkaian Alat percobaan Metode Tekanan Maksimum Gelembung
    • Keterangan : 1.Knop pemgatur suhu 2. Bola penghisap 3. Viskosimeter Ostwald (d=0,6 mm) 4. Penjepit kayu 5. . Viskosimeter Otswald (d=1,00 mm) 6. Tombol cooling 7 Tombor power 8. stekerCirculating bath 9. Thermostat 0. 10. . Hidrometer 0,7000-1,00009/cm2 . 11.Gelas ukur 250 ml 2. 12. Circulating bath 3. 13.Pompa vakum 4. 14.Botol pengaman 5. 15.Steker pompa vakum 6. 16. Stopwatch 7. 17.Minyak goreng 8. 18. Aquadest 9. 19. SelangGambar 3. Rangkaian Alat percobaan Pengukuran Viskositas B. BAHAN Bahan – bahan yang digunakan dalam percobaan ini adalah : 1. Aquadest 2. Larutan NaCl 18% 3. Air ledeng 4. Minyak goreng
    • C. CARA KERJA 1. Metode tekanan maksimum gelembung Mengukur diameter dalam pipa kapiler dengan penggaris. Mengisi gelas beker 100 mL dengan aquadest. Memasukkan pipa kapiler ke dalam gelas beker 100 mL sedalam h 2 (2 cm) dan mengukur suhu aquadest dengan termometer. Mengukur h 0 (tinggi saat manometer setimbang). Menutup kran buret dan mengisi buret dengan air ledeng sampai agak penuh. Membuka kran buret perlahan lahan. Membaca h m (permukaan air dlm kaki terbuka) pada manometer tepat saat gelembung akan lepas pada ujung pipa kapiler (bentuk gelembung tepat ½ bola). Mengulangi percobaan sebanyak empat kali hingga didapat 5 data. Melakukan percobaan yang sama dengan larutan NaCl 18%. Mengembalikan larutan NaCl 18% di gelas ukur ke botol penyimpannya.
    • 2. Metode kenaikan pipa kapilerMengukur diameter dalam dari empat buah pipa kapiler dengan penggaris.Mengisi gelas beker 250 mL dengan aquadest.Memasukkan pipa kapiler dan penggaris ke dalam gelas beker 250 mL.Menarik pipa kapiler ke atas,sampai cairan dalam pipa kapiler maksimum.Mengukur tinggi kenaikan aquadest dalam pipa kapiler.Mengulangi percobaan sebanyak empat kali hingga didapat lima data.Mengulangi percobaan dengan tiga pipa yang lain.Melakukan percobaan yang sama dengan larutan NaCl 18%.Mengembalikan larutan NaCl 18% di gelas ukur ke botol penyimpanan.
    • 3. Kekentalan zat cairMengisi minyak ke dalam viskosimeter Ostwald berdiameter 1 mm danaquadest ke dalam viskosimeter Ostwald berdiameter 0,6 mm.Mengisi gelas ukur 250 mL dengan minyak dan memasukkan kedalamnya hidrometer.Merangkai semuanya ditambah termometer alkohol 110˚C di circulatingbath.Menghidupkan circulating bath dan mengatur kenop suhu agar tercapaisuhu yang diinginkan.Setelah mencapai suhu tertentu yang konstan, catat suhu yang tertera padatermometer sebagai suhu awal dan zat cair dinaikkan lebih tinggi daritanda atas dengan pompa vakum.Saat zat cair mencapai batas atas, stopwatch dihidupkan dan dimatikan zatcair tersebut melewati batas bawah. Catat waktu yang diperlukan oleh zatcair tersebut, catat pula suhu termometer sebagai suhu akhir.Melakukan percobaan sebanyak tiga kali untuk minyak dan tiga kali untukaquadest.Mencatat densitas yang terbaca pada skala hidrometer.Mengembalikan minyak goreng dari gelas ukur ke botol penyimpanannya.
    • D. ANALISIS DATA  ℎ1 = 2(ℎ 𝑚𝑚 −ℎ0 ) 1. Tekanan maksimum gelembung ∑ ℎ1 𝑛𝑛  h 1 rata – rata = 𝐷𝐷 2  𝑟𝑟̅ = ∑ 𝑟𝑟  Jari – jari pipa = 𝑛𝑛  Tegangan muka (H) � � 𝐻𝐻 = 𝑔𝑔𝑟𝑟̅ 𝜌𝜌(ℎ1 − ℎ2 ) 1 Lakukan perhitungan yang sama untuk aquadest dan 2 larutan NaCl � 2. Kenaikan kapiler  ℎ= ∑ℎ 𝑛𝑛 �  𝐻𝐻 = 𝜌𝜌𝜌𝜌ℎ 𝑟𝑟 1 2 � ∑𝐻𝐻  𝐻𝐻 rata - rata (𝐻𝐻) = Lakukan perhitungan yang sama untuk aquadest dan 𝑛𝑛 larutan NaCl 18% 3. Kekentalan zat cair  𝑡𝑡 = (𝑡𝑡 + 𝑡𝑡2 + 𝑡𝑡3 ) 1 3 1  𝑇𝑇 = (𝑇𝑇 𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎 −𝑇𝑇 𝑎𝑎𝑎𝑎 ℎ 𝑖𝑖𝑖𝑖 ) 2 Lakukan perhitungan yang sama untuk minyak  𝜂𝜂 𝑟𝑟𝑟𝑟𝑟𝑟 𝑟𝑟 𝑟𝑟 𝑟𝑟 𝑟𝑟 = = 𝜂𝜂 𝑚𝑚𝑚𝑚 𝑚𝑚 𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚 𝜌𝜌𝑟𝑟 4 𝑡𝑡 𝜂𝜂 𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎 𝜌𝜌 0 𝑟𝑟0 𝑡𝑡 0 4  𝜂𝜂 𝑑𝑑𝑑𝑑𝑑𝑑𝑑𝑑𝑑𝑑𝑑𝑑𝑑𝑑 = 𝜂𝜂 𝑟𝑟𝑟𝑟𝑟𝑟 𝑟𝑟 𝑟𝑟 𝑟𝑟 𝑟𝑟 − 𝜂𝜂 𝑠𝑠𝑠𝑠𝑠𝑠𝑠𝑠𝑠𝑠𝑠𝑠𝑠𝑠 (𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎 ) Mencari hubungan suhu dengan viskositas zat cair  𝜂𝜂 = 𝐵𝐵𝑒𝑒 𝑇𝑇 𝐴𝐴  ln 𝜂𝜂 = ln 𝐵𝐵 + 𝐴𝐴 𝑇𝑇 Misalkan 𝑦𝑦 = ln 𝜂𝜂 b = ln B a=A x = 1/𝑇𝑇� diselesaikan dengan regresi linier
    • 4. Langkah-langkah Pembacaan nomograph*. Mencari koordinat ( x,y) dari zat yang akan dicari viskositasnya padalembar keterangan.*. Gambar titik tersebut pada bidang koordinat*. Viskositas pada suhu tertentu dapat dicari dengan menarik garis lurusdari suhu ke skala viskositas melalui titik tersebut.
    • IV. HASIL DAN PEMBAHASAN A. Tegangan Muka Tegangan muka adalah gaya untuk memperkecil luas permukaan dari suatu cairan untuk tiap satuan lebar permukaan. Satuan yang dipakai dalam perhitungan tegangan muka adalah dyne/cm. Untuk air, tegangan mukanya lebih kurang sebesar 72,6 dyne/cm pada ˚C. Sedangkan bahan 20 – bahan organik cair besarnya antara 20 – 30 dyne/cm. 1. Metode tekanan maksimum gelembung Tegangan muka dalam metode ini dicari dengan cara mengukur tekanan maksimum gelembung yang terjadi tepat sebelum gelembung pecah dalam zat cair. Pada metode tekanan maksimum gelembung perlu juga diperhatikan syarat dari cairan pengisi manometer, syarat cairan pengisi manometer yaitu cairan pengisi buret dan manometer tidak berbeda karakteristik serta bebas dari pengotor. Alat – alat yang digunakan dalam percobaan ini beserta fungsinya : 1. Manometer berfungsi untuk mengetahui besarnya tekanan udara pada pipa kapiler yang mendesak cairan dalam gelas beker sehingga terbentuk gelembung udara. 2. Erlenmeyer + buret berfungsi mengalirkan air secara perlahan – lahan sehingga udara dalam erlenmeyer terdesak menuju manometer dan perlahan – lahan mulai mendesak udara keluar dari pipa kapiler yang tercelup cairan. 3. Pipa kapiler berfungsi sebagai ujung pengeluaran dari udara yang terdesak dari proses pengaliran air. Karena diletakkan di dalam cairan, udara yang keluar dari pipa kapiler berbentuk gelembung. Asumsi – asumsi yang digunakan dalam percobaan kali ini adalah : a. Aliran air ke dalam erlenmeyer dihentikan tepat ketika gelembung akan pecah dalam zat cair. b. Kedalaman pipa kapiler yang dicelupkan ke dalam zat cair tepat 2 cm. c. Pembacaan tinggi cairan dalam manometer tepat. d. Suhu lingkungan kostan. e. Posisi pipa kapiler stabil saat percobaan dilakukan. f. Air yang keluar dari buret konstan. g. Tekanan udara luar konstan dan tepat 1 atm h. Tekanan zat cair dalam gelembung sama dengan tekanan manometer. Penyebab kesalahan relatif pengukuran tegangan muka dengan metode tekanan maksimum gelembung adalah : a. Posisi pipa kapiler tidak stabil b. Suhu lingkungan tidak konstan c. Cairan pengisi manometer dan buret berbeda karakteristik d. Kesalahan pembacaan tinggi air dalam manometer e. Air yang keluar dari buret tidak konstan
    • Hasil pengukuran tegangan muka dari percobaan ini adalah : a. Aquadest H = 15,296 dyne/cm Dengan kesalahan relatif sebesar 367 ,442 % b. NaCl 18% H =34,295dyne/cm Tegangan muka aquadest yang didapat dari percobaan ini adalah sebesar 15,296 dyne/cm dengan kesalahan relatif sebesar 367,442 %. Tegangan muka NaCl 18% sebesar 63,3594 dyne/cm. Berdasarkan percobaan ini didapat bahwa tegangan muka aquadest lebih kecil daripada tegangan muka NaCl 18%. Jika dibandingkan dengan pengukuran ada pengabaian cos 𝜃𝜃. tegangan muka dengan kenaikan pipa kapiler seharusnya percobaan menggunakan tekanan maksimum gelembung lebih akurat karena tidak Kesalahan relatif yang muncul pada percobaan menggunakan tekanan maksimum gelembung disebabkan ketidaktepatan pembacaan manometer. Dengan kata lain ketinggian yang dibaca bukanlah ketinggian tepat ketika terbentuk setengah gelembung. Selain itu kedalaman pipa kapiler tidak selalu tepat 2 cm. Pengukuran rapat massa juga mempengaruhi hasil perhitungan. Dalam percobaan ini pengukuran rapat massa zat cair dihitung dengan metode penimbangan piknometer, sehingga kekurang telitian dalam proses penimbangan juga dapat menyebabkan terjadinya kesalahan relatif. Kelebihan dari metode tekanan maksimum gelembung adalah : a. Perubahan tekanan dapat diatur dengan menggunakan kecepatan laju alir. b. Perhitungan diameter gelembung sama dengan diameter pipa. c. Kenaikan permukaan cairan pada manometer lebih mudah ditentukan. Kekurangan dari metode tekanan maksimum gelembung adalah : a. Kesulitan penghentian percobaan tepat saat terbentuk setengah gelembung. b. Dibutuhkan ketelitian dan kesabaran tinggi untuk menjaga kedalaman pipa kapiler yang tercelup dalam cairan tetap sesuai dengan kedalaman yang telah ditetapkan yaitu 2 cm dan tidak berubah selama percobaan. c. Rangkaian alat rumit.2. Metode Kenaikan Kapiler Metode kenaikan kapiler menggunakan prinsip kapilaritas, yaitu cairan akan naik lebih tinggi pada pipa kapiler dibandingkan dengan permukaan diluar pipa kapiler. Alat – alat yang digunakan dalam percobaan beserta fungsinya : a. Pipa kapiler berfungsi untuk menunjukkan kenaikan permukaan cairan dalam pipa kapiler diameter yang berbeda – beda yang diakibatkan oleh adanya tegangan muka. b. Penggaris digunakan untuk mengukur beda ketinggian antara cairan di dalam kapiler dengan cairan di luar pipa kapiler.
    • a. Sudut kontak kecil, sehingga nilai cos 𝜃𝜃 mendekati 1. Asumsi – asumsi yang digunakan dalam percobaan ini adalah : b. Cairan yang digunakan bebas pengotor. c. Tekanan konstan saat pengukuran. d. Ketinggian cairan di dalam pipa kapiler dianggap konstan. Kesalahan relatif yang terjadi dalam percobaan ini disebabkan oleh : a. Ketinggian cairan dalam pipa kapiler yang terukur bukanlah ketinggian konstan yang mungkin terjadi. b. Ketidaktepatan pembacaan ketinggian cairan dalam pipa kapiler dengan penggaris. c. Kurang teliti dalam mengukur diameter dalam pipa kapiler. d. Kesalahan dalam penentuan rapat massa cairan. e. Sudut kontak tidak sama dengan 0. Hasil perhitungan tegangan muka dengan metode kenaikan kapiler a. Aquadest H = 44,8175 dyne/cm Kesalahan relatif = 59,53 % b. NaCl 18% H = 41,0675 dyne/cm Berdasarkan hasil perhitungan diatas tegangan muka aquadest lebih besar daripada tegangan muka NaCl 18%. Tegangan muka aquadest sebesar 44,8175 dyne/cm dengan kesalahan relatif sebesar 59,53 %, sedangkan tegangan muka NaCl 18% sebesar 41,0675 dyne/cm. Permukaan pada kedua cairan tersebut membentuk meniskus cekung. Hal ini dikarenakan pada kedua cairan tersebut gaya adhesi lebih besar daripada gaya kohesi , sehingga cairan cairan akan membasahi dinding pipa. Keadaan ini yang menyebabkan cairan naik pada pipa kapiler. Kelebihan pengukuran dengan metode kenaikan kapiler : a. Peralatan sederhana dan mudah digunakan. b. Alat yang digunakan tidak banyak. c. Percobaan mudah dilakukan. Kekurangan pengukuran dengan metode kenaikan kapiler : a. Kemungkinan terjadi kesalahan dalam pembacaan ketinggian cairan dalam pipa kapiler lebih besar. b. Sulit untuk menentukan ketinggian cairan dalam pipa kapiler yang sudah stabil dan maksimal.B. Viskositas Fluida Viskositas atau kekentalan fluida adalah sifat fluida yang mempengaruhi dan menentukan besarnya daya tahan fluida terhadap gaya gesek yang disebabkan oleh gaya tarik menarik antara molekul fluida. Viskositas merupakan indeks hambatan alir yang disebabkan oleh gesekan dakhil antara lapisan – lapisan cairan. Kekentalan suatu zat cair disebabkan oleh gesekan dakhil antara lapisan – lapisan suatu cairan atau gas yang bergerak terhadap sesamanya pada aliran zat cair itu. Kekentalan dapat diukur dengan mengukur laju alir cairan yang melalui tabung berbentuk silinder. Alat yang digunakan adalah viskosimeter Ostwald berdasarkan hukum Poiseulle.
    • Berdasarkan penjabaran persamaan yang telah dimuat di dasar teori, 𝜇𝜇 = 0,01157 . 𝑒𝑒 2938,8994⁄ 𝑇𝑇maka didapatkan persamaan viskositas untuk minyak goreng adalah :1. Persamaan eksponensial Kesalahan relatif rata – rata = 6,9278% 2938,8994 ln 𝜇𝜇 = −4,4595 +2. Persamaan linier 𝑇𝑇 Kesalahan relatif rata – rata = 1,06% Data kesalahan relatif diatas menunjukkan bahwa viskositas lebihcocok bila diuji dengan menggunakan persamaan linier karena kesalahanrelatifnya lebih kecil. Dari data di atas, didapatkan kesimpulan bahwa makin besar suhu,maka viskositasnya akan semakin kecil (suhu berbanding terbalik denganviskositas). Hal ini terjadi karena suhu mempengaruhi rapat massa (suhuberbanding terbalik dengan rapat massa). Berdasarkan kurva hubunganantara viskositas dengan suhu, tampak pula bahwa suhu berbandingterbalik terhadap viskositas.Kesalahan relatif dalam percobaan ini disebabkan oleh :1. Penggunaan stopwatch yang tidak tepat saat fluida mengalir dari batas atas ke batas bawah.2. Suhu berubah selama percobaan berlangsung.3. Kekurangtelitian dalam pembacaan hidrometer.4. Adanya zat – zat pengotor pada sampel zat cair yang digunakan.5. Pengukuran waktu alir kurang tepat.6. Adanya perpindahan panas dari sistem ke lingkunganAsumsi – asumsi yang digunakan dalam percobaan ini adalah :1. Pembacaan waktu alir tepat.2. Distribusi suhu pada cairan merata.3. Suhu tidak berubah selama percobaan.4. Pembacaan hidrometer tepat.5. Cairan bebas dari pengotor.6. Tidak ada perpindahan panas dari sistem ke lingkungan.Fungsi dari alat – alat yang digunakan dalam percobaan ini adalah :1. Viskosimeter Ostwald berfungsi untuk menghitung viskositas dan bekerja berdasarkan hukum Haugen Poiseulle. Dengan alat ini viskositas dihitung berdasarkan laju alirnya.2. Hidrometer berfungsi untuk mengukur rapat massa minyak goreng.3. Circulating Bath berfungsi sebagai wadah air yang dapat diatur suhunya, sebagai tempat merangkai berbagai alat percobaan sehingga percobaan dapat dilakukan dalam berbagai suhu.4. Thermostat berfungsi untuk mengatur suhu yang diinginkan dan menjaganya agar tetap konstan.Selain Viskosimeter Ostwald, instrumen lain yang dapat digunakan untukmenghitung kekentalan fluida, yaitu :1. Viskosimeter yang berupa rational instrumental dimana cara kerjanya adalah dengan mengukur gaya yang diperlukan untuk menggerakkan suatu objek yang diletakkan dalam fluida yang hendak diukur viskositasnya. Contohnya viskosimeter tipe Brookfield.
    • 2. Vibrational Viskosimeter. Contohnya adalah instrumen Bordix yang mengukur simpangan dari sebuah resonator elektromekanis yang berisolasi di dalam fluida yang hendak diukur viskositasnya. Semakin besar simpangan semakin besar pula viskositas cairannya. Selain itu ada juga viskosimeter I.C.I. Oscar yang menggunakan sebuah kaleng yang berisi fluida yang diosilasikan.Berdasarkan hasil percobaan, maka dapat dicari faktor – faktor yangmempengaruhi viskositas fluida, yaitu :1. Rapat massa cairan Viskositas berbanding lurus dengan rapat massa, semakin besar rapat massa, semakin besar pula viskositasnya. Rapat massa yang besar memperkecil volume dan membatasi ruang gerak sehingga menimbulkan kecilnya jarak antara molekul dan menyebabkan gaya gesek tinggi sehingga viskositasnya tinggi2. Temperatur zat cair Viskositas berbanding terbalik dengan suhu. Suhu tinggi menyebabkan pemuaian yang berarti bertambahnya volume. Karena volume berbanding terbalik dengan rapat massa, rapat massanya berkurang sehingga viskositasnya menjadi kecil.3. Gaya kohesi antar molekul Semakin besar gaya kohesi cairan berarti gaya gesekan semakin besar, sehingga kekentalan semakin besar pula.
    • V. KESIMPULAN Kesimpulan yang didapat dari percobaan ini adalah :  Tegangan muka adalah gaya yang berusaha memperkecil luas permukaan, untuk tiap satuan lebar permukaan.  Pengukuran tegangan muka dapat dilakukan dengan metode tekanan maksimum gelembung dan metode kenaikan kapiler  Pengukuran tegangan muka dengan metode tekanan maksimum gelembung lebih rumit dan tidak praktis dibandingkan dengan metode kenaikan kapiler. Karena kerumitannya sehingga hasil sangat tidak teliti  Pengukuran tegangan muka dengan metode kenaikan pipa kapiler lebih baik karena lebih praktis dan hasil menjadi lebih teliti.  Pengukuran tegangan muka dengan dua metode (tekanan maksimum gelembung dan kenaikan kapiler) menghasilkan petunjuk tentang faktor – faktor yang mempengaruhi tegangan muka. Faktor – faktor tersebut adalah : 1. Rapat massa cairan Tegangan muka cairan berbanding lurus dengan rapat massanya. 2. Temperatur cairan Tegangan muka berbanding lurus dengan rapat massa. Rapat massa adalah massa per satuan volume. Volume berbanding lurus dengan suhu. Jadi secara tidak langsung tegangan muka berbanding terbalik dengan suhu. Makin tinggi suhu, rapat massa akan semakin kecil, maka tegangan muka akan menjadi turun. 3. Sudut kontak cairan Makin besar sudut kontak cairan, tegangan mukanya semakin besar. 4. Gaya kohesi dan adhesi Jika gaya kohesi lebih besar dari gaya adhesi, maka akan mengakibatkan permukaan cairan menjadi cembung dam di dalam pipa kapiler, permukaan cairan lebih rendah daripada di luar cairan, maka tegangan mukanya besar. Jika gaya adhesi lebih besar dari gaya kohesi, maka permukaan cairan menjadi cekung dan permukaan cairan dalam pipa kapiler akan naik, maka tegangan mukanya kecil.  Viskositas adalah indeks hambatan alir yang disebabkan oleh gesekan dakhil antara lapisan – lapisan suatu cairan atau gas yang bergerak terhadap sesamanya pada aliran zat alir tersebut.  Viskositas dipengaruhi oleh temperatur, rapat massa, serta gaya kohesi  Berdasarkan hasil percobaan yang ada, maka hubungan 𝜇𝜇, 𝑇𝑇 lebih baik dan adhesi. didekati dengan persamaan ln, karena memberikan kesalahan relatif yang lebih kecil.
    • VI. UCAPAN TERIMA KASIH Puji syukur kehadirat Tuhan Yang maha Esa atas terselesaikannya laporan praktikum analisis bahan ini. Terima kasih untuk teman-teman yang telah membantu terselesaikannya laporan ini, buat orang tua yang yang mendoakan di rumah, buat tetangga rumah yang selalu tenang sehingga bisa tidur nyenyak di rumah, terima kasih buat para karyawan teknik kimia ugm yang bekerja dengan baik, terima ksih juga buat para asisten dosen yang mau membantu mengarahkan praktikum. Semoga laporan praktikum yang praktikan buat bisa memperoleh hasil terbaik dan memberikan manfaat bagi praktikan. Semoga tiap laporan praktikum yang praktikan buat memiliki kesan yang tersendiri sehingga laporan yang praktikan buat selalu teringat di hati praktikan.
    • VII. DAFTAR PUSTAKA Bird, T. 1993, “Kimia Fisika untuk Universitas”, Gramedia, Jakarta. Brown, R.C., 1990, “Mechanics and Properties of Materies”, pp. 261 – 263, Longmeans Green and Co., London Halliday, D. and Pantur Silaban, “Fisika Jilid 1”, edisi ke – 3, hal. 530 – 531, Erlangga, Jakarta. Perry, R.H. and Green, D.W., 1999, “Perry’s Chemical Engineer’s Handbook”, 6th ed, pp. 2 – 91, 2 – 92, 2 – 108, 2 – 109, 2 – 322, 2 – 333, McGraw – Hill Book Company Inc., New York. Streeter, V.L., 1985, “Fluid Mechanics”, pp. 534 – 535, McGraw Hill Book Company, Kagakusha, Tokyo. Yogyakarta, 11 November 2009Asisten dosen, Praktikan, Pramono Jarod Zulkarnaen Arsadduddin
    • VIII. LAMPIRAN A. DATA PERCOBAAN i. Pengukuran Tegangan Muka 1. Metode tekanan maksimum gelombang. Daftar I. Hasil pengukuran tegangan muka dengan metode tekanan maksimum gelembung. Aquadest, T= 28°C NaCl 18%, T= 28°C No Diameter pipa = 0,25 cm No Diameter pipa = 0,25 cm ho hm h2 ho hm h2 (cm) (cm) (cm) (cm) (cm) (cm) 5 6 2,1 5 5,8 2,3 1 1 5 5,95 2 5 5,7 2,1 2 2 5 5,9 2,2 5 5,85 2 3 3 5 5,85 2,1 5 5,85 2,2 4 4 2. Metode kenaikan kapiler Daftar II. Hasil pengukuran tegangan muka dengan metode kenaikan kapiler untuk aquadest. Aquades, T= 28°C No Pipa 1 Pipa 2 Pipa 3 Pipa 4 d4 = 0,35 d1 = 0,1 cm d2 = 0,15 cm d3 = 0,25 cm cm 1,5 1,2 0,4 0,3 1 1,5 1,3 0,5 0,2 2 1,6 1,3 0,4 0,2 3 1,4 1,3 0,4 0,3 4
    • Daftar III. Hasil pengukuran tegangan muka dengan metode kenaikan kapiler untuk NaCl 18%. NaCl 18%, T= 28°C No Pipa 1 Pipa 2 Pipa 3 Pipa 4 d4 = 0,35 d1 = 0,1 cm d2 = 0,15 cm d3 = 0,25 cm cm 1,4 1 0,4 0,2 1 1,4 1 0,4 0,2 2 1,3 1 0,3 0,2 3 1,3 0,9 0,3 0,2 43. Penimbangan Daftar IV. Hasil penimbangan Berat, No Obyek yang ditimbang gram 14,0832 1 Piknometer kosong 39,0307 2 Piknometer + aquadest 42,0513 3 Piknometer + NaCl 18%j. Pengukuran kekentalan zat cairDaftar V. Data hasil pengukuran kekentalan zat cair ρ No T, °C minyak, t minyak t aquadest g/mL 1 2 3 1 2 3 0,915 07,47,28 07,50,45 07,51,54 00,15,5 00,15,9 00,16,00 1 30 0,905 06,46,00 06,46,31 06,48,84 00,13,26 00,13,94 00,14,15 2 40 0,89 05,58,02 05,30,83 05,19,77 00,13,0 00,13,10 00,13,10 3 50 0,887 04,28,58 04,22,94 04,21,56 00,11,7 00,11,5 00,11,5 4 60 0,882 03,47,31 03,36,38 03,33,27 00,11,1 00,10,9 00,10,5 5 70
    • B. PERHITUNGAN• Pengukuran tegangan muka 1. Penentuan rapat massa aquadest dan larutan NaCl 18% Berat aquadest = (39,0307 – 14,0832) gram = 24,9475 gram 24,9475 Volume aquadest = volume piknometer = 25 mL 25 Rapat massa aquadest = = 0,9979 gram/mL Berdasarkan referensi ( Perry 1984 ) rapat massa aquadest pada suhu Kesalahan relatif = � � x 100% 0,9962−0,9979 28℃ = 0,9962 gram/mL 0,9979 = 0,17 % Penentuan rapat massa NaCl 18 % Berat NaCl 18 % = (42,0513 – 14,0832) gram = 27,9681 gram 27,9681 Volume NaCl 18% = volume piknometer = 25 mL 25 Rapat massa NaCl 18% = = 1,1187 gram/mL Berdasarkan referensi ( Perry 1984 ) rapat massa NaCl 18% pada suhu Kesalahan relatif = � � x 100% 1,1282−1,1187 28℃ = 1,1282 gram/mL 1,1187 = 0,85 % 2. Penentuan Tegangan muka dengan metode maksimum tekanan gelembung Percobaan untuk aquadest suhu 28℃ 𝐷𝐷 Diameter pipa (D) = 0,25 cm 2 0,25 Jari – jari pipa (r) = 2 = = 0,125 cm Contoh perhitungan diambil dari daftar I tabel 1 nomor 1 h 1 = 2(6-5) cm = 2 cm Dengan cara yang sama diperoleh data pada daftar VI.
    • Daftar VI. Data Tekanan Maksimum Gelembung AquadestNo. h 0 (cm) h m (cm) h 2 (cm) h 1 (cm) D (cm) r (cm)1. 5 6 2,1 2 0,25 0,1252. 5 5,95 2 1,9 0,25 0,1253. 5 5,9 2,2 1,8 0,25 0,125 Σ4. 5 5,85 2,1 1,7 0,25 0,125 20 27,3 8,4 7,4 1 0,5 7,4 4 h 1 rata – rata = Jari – jari rata – rata= (𝑟𝑟̅ ) = 0,125 cm = 1,85 cm h 2 rata – rata = 2,1 cm Sehingga : 𝐻𝐻 = 𝑟𝑟̅ 𝑔𝑔 𝑔𝑔(ℎ1 − ℎ2 ) 1 2 1 2 = (0,125)(981)(0,9979)(2,1-1,85) = 15,296 dyne/cm Tegangan muka aquadest menurut referensi (Streeter, 1975) T 1 = 25℃ H 1 = 73,6 dyne/cm T 2 = 30℃ H 2 = 70,1 dyne/cm = 𝑇𝑇 −𝑇𝑇1 𝐻𝐻 −𝐻𝐻1 Dengan interpolasi diperoleh : 𝑇𝑇2 −𝑇𝑇1 𝐻𝐻2 −𝐻𝐻1 = 28−25 𝐻𝐻−73,6 30−25 70,1−73,6 𝐻𝐻𝑟𝑟𝑟𝑟𝑟𝑟𝑟𝑟𝑟𝑟𝑟𝑟𝑟𝑟𝑟𝑟𝑟𝑟 = 71,5 dyne/cm Kesalahan relatif = � � x 100% 𝐻𝐻 𝑟𝑟𝑟𝑟𝑟𝑟𝑟𝑟𝑟𝑟𝑟𝑟𝑟𝑟𝑟𝑟𝑟𝑟 − 𝐻𝐻 𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝 𝐻𝐻 𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝 =� � x 100% 71,5−15,296 15,296 = 367,442 % Percobaan untuk NaCl 18% suhu 28℃ Perhitungan tegangan muka untuk NaCl 18% sama seperti perhitungan tegangan muka untuk aquadest. Contoh perhitungan h 1 , dari daftar I data nomor 1 untuk larutan NaCl 18 % diselesaikan dengan persamaan: h 1 = 2(5,8 – 5) = 1,6 cm
    • 0,25 Perhitungan r juga bisa didapat dari daftar 1 dengan persamaan : 2 r= = 0,125 cm Dengan cara yang sama diperoleh data pada daftar VII. Daftar VII. Data Tekanan Maksimum Gelembung NaCl 18%No. h 0 (cm) h m (cm) h 2 (cm) h 1 (cm) D (cm) r (cm)1. 5 5,8 2,1 1,6 0,25 0,1252. 5 5,7 2 1,4 0,25 0,1253. 5 5,85 2,2 1,7 0,25 0,125Σ4. 5 5,85 2,1 1,7 0,25 0,125 ℎ1 , ℎ2 , 𝑟𝑟̅ didapatkan dengan menggunakan persamaan: 20 23,2 8,4 6,4 1,2 0,5 � ℎ1 = 6,4 4 � ℎ2 = 2,1 cm 𝑟𝑟̅ = 0,125 cm = 1,6 cm 𝐻𝐻 = 1 � � 𝑟𝑟̅ 𝑔𝑔(𝜌𝜌1 ℎ1 − 𝜌𝜌2 ℎ2 ) 2 = (0,125)(981)[(1,1187)(1,6) − (1,1187)(2,1)] 1 2 = 34,295 dyne/cm 3. Penentuan Tegangan Muka dengan Metode Kenaikan Kapiler � 1,5+1,2+0,4+0,3 Contoh perhitungan diambil dari data pipa 1 daftar II. ℎ= 4 = 0,85 cm Contoh perhitungan diambil dari data pipa 1 daftar II. 𝐻𝐻 = (0,9979)(981)(0,85)(0,05) 1 2 = 20,80 dyne/cm Dengan cara yang sama diperoleh daftar VIII.
    • 𝑟𝑟̅ (cm) ∑ℎ (cm) � ℎ (cm) 𝐻𝐻 (dyne/cm)Daftar VIII. Data Tegangan Muka Aquadest dengan Metode Kenaikan KapilerNo. D pipa (cm)1. 0,1 0,05 3,4 0,85 20,802. 0,15 0,075 3,5 0,875 32,123. 0,25 0,125 3,5 0,875 53,54 Σ4. 0,35 0,1725 3,4 0,85 72,81 179,27 � ∑𝐻𝐻 𝐻𝐻 rata - rata (𝐻𝐻) = 𝑛𝑛 179,27 4 = = 44,8175 dyne/cm Tegangan muka aquadest menurut referensi (Sheeter, 1975) dengan menggunakan interpolasi didapatkan 71,5 dyne/cm Kesalahan relatif = � � x 100% 𝐻𝐻 𝑟𝑟𝑟𝑟𝑟𝑟𝑟𝑟𝑟𝑟𝑟𝑟𝑟𝑟𝑟𝑟𝑟𝑟 − 𝐻𝐻 𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝 𝐻𝐻 𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝 =� � x 100% 71,5−44,8175 44,8175 = 59,53 % Percobaan untuk NaCl 18% 28℃ Contoh perhitungan diambil dari data pipa 1 daftar III dan diselesaikan � 1,4+1+0,4+0,2 dengan menggunakan persamaan : ℎ= 4 = 0,75 cm � Tegangan muka dihitung berdasarkan persamaan : 𝐻𝐻 = 𝜌𝜌𝜌𝜌ℎ 𝑟𝑟 1 2 1 2 = (1,1187)(981)(1,2)(0,05) = 32,8468 dyne/cm Dengan cara yang sama diperoleh daftar X.
    • No. D pipa (cm) 𝑟𝑟̅ (cm) ∑ℎ (cm) � ℎ (cm) 𝐻𝐻 (dyne/cm) Daftar X. Data Tegangan Muka NaCl 18% dengan Metode Kenaikan Kapiler 1. 0,1 0,05 3 0,75 20,58 2. 0,15 0,075 3 0,75 30,87 3. 0,25 0,125 2,8 0,7 48,01 Σ 4. 0,35 0,175 2,7 0,675 64,82 164,27 � 𝐻𝐻 rata - rata (𝐻𝐻) = ∑𝐻𝐻 𝑛𝑛 ...(19) 164,27 4 = = 41,0675 dyne/cm4. Menentukan viskositas relatif 1. Menentukan waktu alir rata-rata setiap suhu rata-rata. 15,5 + 15,9 + 16 Contoh perhitungan diambil dari data nomor 1 pada daftar V. 𝐸𝐸 𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎 Pada suhu 30°C. 3 = 15,80 𝑠𝑠 467,28 + 470,45 + 471,54 𝐸𝐸 𝑚𝑚𝑚𝑚 𝑚𝑚 𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚 = 3 = 469,76 𝑠𝑠 Dengan cara yang sama diperoleh data seperti daftar XI Daftar XI. Hasil perhitungan waktu rata-rata 𝑡𝑡 ̅ aquadest, sekon 𝑡𝑡̅ minyak, sekon Waktu rata-rata No T, °C 15,80 469,76 1 30 13,78 407,05 2 40 13,07 319,60 3 50 4 11,57 264,36 60 5 10,83 219,14 70
    • 2. Menghitung viskositas relatif minyak terhadap aquadest sebagai zat pembanding. 𝜌𝜌 𝑚𝑚 = 0,915 g/mL Contoh perhitungan diambil data nomor 1 daftar V, daftar XI 𝜌𝜌 𝑎𝑎𝑎𝑎 = 1 g/mL T = 30°C 𝑟𝑟𝑚𝑚 = 10 mm 𝑟𝑟𝑎𝑎𝑎𝑎 = 6 mm 𝑡𝑡 𝑎𝑎𝑎𝑎 = 15,80 s 𝑡𝑡 𝑚𝑚 = 469,76 s μ relatif = (0,915). (10)4 .(469,76) (1). (6)4 .(15,80) = 209,9094 Dengan cara yang sama, diperoleh data pada daftar XII Daftar XII. Hasil perhitungan viskositas relatif p p t Suhu, t minyak, No minyak, aquadest, aquadest, µ relatif C s g/mL g/ml s 0,915 469,76 15,80 209,9094 1 30 1 0,905 407,05 13,78 206,2230 2 40 1 0,89 319,60 13,07 167,9682 3 50 1 0,887 264,36 11,57 156,4250 4 60 1 0,882 219,14 10,83 137,6628 5 70 1
    • 3. Membaca NomographGambar 4. Nomograph untuk viskositas standar aquadest
    • Rumus = μ 𝑑𝑑𝑑𝑑𝑑𝑑𝑑𝑑𝑑𝑑𝑑𝑑𝑑𝑑 = μ 𝑟𝑟𝑟𝑟𝑟𝑟 𝑟𝑟 𝑟𝑟 𝑟𝑟 𝑟𝑟 . μ 𝑠𝑠𝑠𝑠𝑠𝑠𝑠𝑠𝑠𝑠𝑠𝑠𝑠𝑠 (𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎). . . (31)4. Menentukan viskositas dinamik minyak. Contoh perhitungan dari data nomor 1 daftar XII μ relatif = 209,9094 μ standar = 0,8500 Cp μ dinamik = (209,9094) . (0,8500) = 177,9681448 Cp Dengan cara yang sama maka diperoleh data pada daftar XII. Daftar XIII. Data perhitungan μ dinamik minyak Suhu, μ aquadest, μ dinamik, No μ relatif C Cp Cp 209,9094 0,85 178,4230 1 30 206,2230 0,72 148,4806 2 40 167,9682 0,6 100,7809 3 50 156,4250 0,5 78,2125 4 60 137,6628 0,43 59,1950 5 705. Pembuatan Tabel hubungan suhu terhadap viskositas. Pengaruh suhu terhadap viskositas dapat dinyatakan dalam persamaan. 𝑦𝑦 Daftar XIV. Data untuk perhitungan dengan metode linear 𝑋𝑋 = 1� 𝑇𝑇 𝑋𝑋 2 𝜇𝜇 𝑑𝑑𝑑𝑑𝑑𝑑𝑑𝑑𝑑𝑑𝑑𝑑𝑑𝑑 = ln 𝜇𝜇 T, No xy °K 178,423 5,1842 0,0171 1 303 0,0032949 0,000010856 148,4806 5,0005 0,0160 2 313 0,0031898 0,000010175 100,7809 4,6129 0,0143 3 323 0,0030912 0,0000095556 78,2125 4,3594 0,0131 4 333 0,0030030 0,0000090180 59,195 4,0808 0,0119 5 343 0,0029155 0,0000085001 Σ 0,015494 . 23,2378 − 5 .0,0723 1615 0,015494 0,000048105 565,092 23,2378 00723 𝑎𝑎 = 0,00024 − 5 . 0,000048105 = 2938,8994 23,2378 − 2938,8994 . 0,015494 𝑏𝑏 = = −4,4595 5
    • a = A → A = 2938,8994b= ln B → B = 𝑒𝑒 𝑏𝑏 = 𝑒𝑒 −4,4595 = 0,01157 2938,8994Diperoleh persamaan eksponensialln 𝜇𝜇 = −4,4595 +y = b + ax 𝑇𝑇 persamaan ln 𝜇𝜇 = −4,4595 + 2938,8994Contoh perhitungan diambil dari data nomor 1 daftar XIV. 303 ln 𝜇𝜇 = 5,2398 5,1842 −5,2398 𝐾𝐾. 𝑟𝑟. = � � × 100% Kesalahan relatif 5,2398 = 1,06% 1� 𝑇𝑇Dengan cara yang sama diperoleh data pada daftar XV. ln μ ln μ Kesalahan No T, °K persamaan percobaan relatif, % 5,2398 5,1842 1,06 1 303 3,2949E-03 4,9300 5,0005 1,43 2 313 3,1898E-03 4,6393 4,6129 0,57 3 323 3,0912E-03 4,3660 4,3594 0,15 4 333 3,0030E-03 4,1087 4,0808 0,68 5 343 2,9155E-03 Σ 1615 3,89 Kesalahan relatif rata-rata = 3,89% 5 = 0,78% 𝜇𝜇 = 0,01157 . 𝑒𝑒 2938,8994⁄ 𝑇𝑇 Persamaan μ 𝜇𝜇 = 0,0076641 . 𝑒𝑒 2938,8994⁄303 Contoh perhitungan diambil data nomor 1 tabel XV = 166,4377 𝐶𝐶𝐶𝐶 Kesalahan relatif= � � × 100% 𝜇𝜇 𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝 − 𝜇𝜇 𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝 𝜇𝜇 𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝 = � � × 100% 166,4377− 177,9681 166,4377 = 6,9278% Dengan cara yang sama diperoleh data seperti pada daftar XVI.
    • 1� 𝑇𝑇Daftar XVI. Data perhitungan kesalahan relatif T, μ μ Kesalahan No °K persamaan percobaan relatif, % 188,670 178,423 5,43 1 303 0,0032949 138,395 148,4806 7,29 2 313 0,0031898 103,484 100,7809 2,61 3 323 0,0030912 78,743 78,2125 0,67 4 333 0,0030030 60,879 59,195 2,77 5 343 0,0029155 18,77Kesalahan relatif rata-rata = 𝛴𝛴 𝑘𝑘𝑘𝑘𝑘𝑘𝑘𝑘𝑘𝑘𝑘𝑘 ℎ𝑎𝑎𝑎𝑎 𝑟𝑟𝑟𝑟𝑟𝑟 𝑟𝑟 𝑟𝑟 𝑟𝑟 𝑟𝑟 𝑛𝑛 = 18,77 5 = 3,75%