Faktor-faktor yang mempengaruhi tegangan muka antara lain rapat massa, temperatur, jenis zat, dan gaya kohesi-adhesi. Pengukuran tegangan muka dapat dilakukan dengan metode tekanan maksimum gelembung atau kenaikan pipa kapiler. Kekentalan zat cair dapat diukur menggunakan viskosimeter dengan mengukur laju aliran cairan melalui pipa.

1. 2
Faktor-faktor yang mempengaruhi tegangan muka antara lain:
1. Rapat massa cairan
Tegangan muka berbanding lurus dengan rapat massa. Semakin besar
rapat massa, berarti semakin banyak molekul zat terlarut sehingga
gaya tarik antar molekul bertambah besar dan tegangan muka juga
bertambah besar.
2. Temperatur
Suhu dapat mempengaruhi tegangan muka karena rapat massa suatu
cairan bergantung pada suhunya. Semakin tinggi suhu, maka akan
semakin kecil rapat massa suatu cairan dan semakin kecil pula
tegangan mukanya. Rapat massa cairan berbanding lurus dengan
tegangan mukanya.
3. Jenis zat
Setiap zat yang berbeda memiliki rapat massa, kapasitas panas, dan
sifat-sifat lain yang berbeda yang dapat mempengaruhi tegangan
muka.
4. Gaya adhesi dan kohesi dalam molekul cairan
Kohesi adalah gaya tarik menarik antarmolekul sejenis. Adhesi adalah
gaya tarik menarik antarmolekul tidak sejenis. Gaya kohesi dan adhesi
berkaitan dengan besar kecilnya sudut kontak suatu cairan dengan
mediumnya. Apabila adhesi lebih besar daripada kohesi, maka
permukaan cairan menjadi cekung, sehingga sudut kontak cairan (θ)
menjadi kecil. Bila sudut kontak cairan (θ) kecil berarti cos θ menjadi

2. 3
besar sehingga tegangan muka menjadi kecil. Hal ini berlaku juga
untuk sebaliknya bila kohesi lebih besar dibandingkan adhesi.
5. Berat molekul zat cair
Semakin kecil berat molekul zat cair, maka tegangan muka besar.
Semakin kecil berat molekul, gaya gravitasi semakin kecil sehingga
jumlah zat cair yang masuk dan naik ke dalam pipa semakin besar.
6. Adanya zat terlarut
Adanya zat terlarut pada cairan dapat menaikkan atau mneurunkan
tegangan permukaan. Untuk air adanya elektrolit, anorganik, tertentu
seperti sukrosa dan gliserin dapat menaikkan tegangan permukaan.
Sedangkan adanya zat-zat seperti sabun, detergen, dan alkohol adalah
efektif dalam menurunkan tegangan permukaan (Yazid,2005).
Contoh fenomena tegangan muka dalam kehidupan sehari-hari yaitu
mencuci dengan air panas lebih mudah dan menghasilkan cucian yang
lebih bersih. Detergen sintetis modern juga didesain untuk meningkatkan
kemampuan air membasahi kotoran yang melekat pada pakaian, yaitu
dengan menurunkan tegangan permukaan air. Banyak kotoran yang tidak
larut dalam air segar, tetapi larut dalam air yang diberi detergen. Contoh
lain yaitu gelembungsabun atau tetes air berbentuk bulat karena dipengarui
oleh adanya tegangan permukaan (Suminar,2001).
Sedangkan kegunaan 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.
Pengukuran tegangan muka dapat dilakukan dengan menggunakan
dua metode, yaitu metode tekanan maksimu gelembung dan metode
kenaikan kapiler.

3. 4
1) Metode tekanan maksimum gelembung
Prinsip yang digunakan dalam pengukuran tegangan muka dengan
metode ini adalah bahwa tekanan yang dialami zat cair dalam gelas
beker sama dengan tekanan dalam manometer pada keadaan
setimbang. Proses terjadinya tekanan maksimum gelembung dapat
dijelaskan sebagai berikut: saat kran buret dibuka, volume udara
dalam erlenmeyer berkurang karena air dari buret mengisi sebagian
ruang erlenmeyer. Tekanan udara dalam Erlenmeyer bertambah.
Udara ini akan mendesak cairan yang ada dalam kaki manometer
sebelah kiri sehingga akan timbul selisih tinggi cairan. Jika air terus
dialirkan, maka tekanan semakin besar dan berakibat terjadinya
gelemung udara pada ujung pipa kapiler. Tekanan total digunakan
untuk melawan tekanan udara atmosfer, tekanan akibat adanya beda
tinggi, dan tegangan muka zat cair.
Tekanan-tekanan pada permukaan gelembung mempunyai
hubungan:
Dari atas: P1 = tekanan luar + tekanan hidrostatis pada manometer.
Dari bawah: P2 = tekanan luar + tekanan hidrostatis gelas kaca +
tegangan muka zat cair.
Dapat ditulis: P1 = PB + ρ1gh1

4. 5
P2 = PB + ρ2gh2 +
2H
R
Pada keadaan setimbang:
P1 = P2
PB + ρ1gh1 = PB + ρ2gh2 +
2H
R
H =
gR
2
(ρ1h1 – ρ2h2 )
Dengan:
H = tegangan muka (dyne/cm)
g = percepatan gravitasi (cm/s2
)
R = jari-jari gelembung dalam pipa kapiler (cm)
ρ1= massa jenis zat cair dalam manometer (gram/ml)
ρ2= massa jenis zat cair dalam bejana (gram/ml)
h1= selisih tinggi permukaan cairan di kaki manometer (cm)
h2= selisih tinggi permukaan zat cair pada bejana dengan
ujung gelembung udara pada pipa kapiler (cm)
Pada percobaan tekanan maksimum gelembung memiliki kelebihan
diantaranya:
1. Dibandingkan dengan kenaikan pipa kapiler, pembacaan hasil
percobaan tekanan maksimum gelembung lebih mudah.
2. Perubahan tekanan dalam pipa kapiler dapat diatur
menggunakan kran.
Adapun kekurangan metode tekanan maksimum gelembung antara
lain:
1. Sukar memperkirakan timing saat jari-jari gelembung sama
dengan jari pipa kapiler.
2. Kurang praktis jika debandingkan dengan metode kenaikan pipa
kapiler.

5. 6
Syarat-syarat cairan pengisi manometer antara lain:
1. Massa jenis larutan relatif rendah.
Cairan dengan massa jenis rendah akan mengalami kenaikan
yang lebih besar daripada cairan dengan massa jenis tinggi bila
dikenai tekanan, sehingga perubahan ketinggian permukaan air
pada manometer mudah diamati.
2. Tekanan uap yang mudah diperkirakan.
Jika tekanan uap larutan besar, makatekanan uap jenuh larutan
akan semakin besar. Hal ini menyebabkan kecepatan penguapan
bertambah. Jika tekanan uap dapat diperkirakan, maka tekanan
sistem dalam manometer sudah tertentu pula.
3. Kekentalan cairan relatif rendah.
4. Tidak korosif.
5. Tidak mudah bereaksi dengan udara.
Fungsi alat-alat yang digunakan dalam percobaan ini antara lain:
1. Manometer
Berguna untuk mengukur tegangan muka melalui kenaikan
tinggi cairan dalam manometer akibat adanya perbedaan tekanan
udara pada kedua sisi pipa manometer.
2. Erlenmeyer dan buret
Berguna untuk mengatur tekanan pada gelembung dengan cara
mengalirkan air dalam buret secara perlahan-lahan sehingga
menekan udara dalam pipa kapiler dan manometer serta
menimbulkan gelembung pada ujung pipa kapiler dan
menyebabkan perbedaan ketinggian cairan pada pipa
manometer.
3. Pipa kapiler
Berfungsi untuk menunjukkan gelembung setengah bola akibat
desaknya udara pada pipa kapiler yang menunjukkan tekanan
maksimum gelembung.

6. 7
2) 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 F1
akan diimbangi oleh gaya F2
. Gaya F2
ini ditimbulkan oleh
berat cairan atau gaya berat zat cair yang naik.
Prinsip kerjanya didasarkan pada gejala kapilaritas, yakni
permukaan cairan di luar pipa kapiler akan memiliki ketinggian yang
berbeda dari permukaan cairan di dalam pipa kapiler karena adanya
kohesi dan adesi. Apabila gaya kohesi lebih kecil daripada gaya
adhesi akan menyebabkan permukaan menjadi cekung dan cairan di
dalam pipa kapiler lebih tinggi daripada di luar pipa kapiler seperti
pada aquadest. Sedangkan pada raksa gaya adhesi lebih kecil daripada
gaya kohesi, maka akan menyebabkan permukaan menjadi cembung,
cairan di dalam pipa kapiler menjadi lebih rendah daripada diluar pipa
kapiler.
Gaya ke atas (FA) adalah gaya akibat tegangan muka. Gaya ini
bekerja pada setiap titik pada keliling permukaan cairan.
Gaya ke atas: FA = 2πrHcosθ
Dengan:
FA = gaya ke atas, dyne.
r = jari-jari pipa kapiler, cm.

7. 8
H = tegangan muka, dyne/cm.
θ = sudut kontak.
Gaya ke bawah: FB = πr2
ρgh
Dengan :
FB = gaya ke bawah, dyne.
Keadaan setimbang:
FA = FB
2πrHcosθ = πr2
ρgh
H =
ρghr
2 cosθ
Jika zat cair yang digunakan adalah air, maka θ dianggap 0
sehingga cosθ= 1, dan persamaan di atas menjadi:
H =
ρghr
2
Pengertian kohesi dan adhesi adalah:
- Kohesi adalah gaya tarik menarik antar molekul yang sejenis.
Gaya kohesi yang lebih besar dari adhesi mengakibatkan
permukaan cairan menjadi cembung, permukaan cairan lebih
rendah daripada di luar pipa kapiler. Contohnya air raksa dalam
pipa kapiler.
- Adhesi adalah gaya tarik menarik antar molekul yang tidak
sejenis. Jika gaya adhesi lebih besar dari gaya kohesi, maka

8. 9
permukaa cairan dalam pipa kapiler akan menjadi cekung dan
permukaan cairan di dalam pipa kapiler akan naik lebih tinggi
dari permukaan cairan di luar pipa kapiler.
Pada percobaan ini fungsi dari:
1. Pipa kapiler adalah untuk menunjukkan kenaikan permukaan
cairan akibat tegangan muka.
2. Penggaris, adalah untuk mengukur beda ketinggian cairan di
dalam pipa kapiler dengan cairan di luar pipa kapiler.
Dalam percobaan yang menggunakan metode kenaikan pipa kapiler
memiliki beberapa kelibihan diantaranya:
1. Alat yang digunakan dalam percobaan sederhana.
2. Harga dari alat yang digunakan lebih murah.
3. Percobaan yang dilakukan praktis.
Namun percobaan dengan menggunakan pipa kapiler juga memiliki
kekurangan diantaranya:
1. Sukarnya mengukur kenaikan zat cair dalam pipa dengan teliti.
2. Ketajaman penglihatan praktikan mempengaruhi ketelitian data.
Terbentuknya sudut , namun perhitungannya menggunakan
asumsi =0⁰ sehingga hasil yang diperoleh kurang akurat.
B. Pengukuran Kekentalan Zat Cair
Viskositas adalah suatu cara untuk menyatakan berapa daya tahan
dari aliran yang diberikan oleh suatu cairan. Kebanyakan viscometer
mengukur kecepatan dari suatu cairan mengalir melalui pipa gelas
(gelas kapiler), bila cairan itu mengalir cepat maka berarti viskositas
dari cairan itu rendah (misalnya air). Dan bila cairan itu mengalir
lambat, maka dikatakan cairan itu viskositas tinggi. Viskositas dapat
diukur dengan mengukur laju aliran cairan yang melalui tabung
silinder. Cara ini merupakan salah satu cara yang paling mudah dan

9. 10
dapat digunakan baik untuk cairan maupun gas. Menurut poiseulle,
jumlah volume cairan yang mengalir melalui pipa per satuan waktu.
Beberapa viskosimeter yang sering digunakan untuk mengatur
viskositas suatu larutan, yang :
 Viskosimeter Oswald.
 Viskosimeter Hoppler.
 Viskosimeter Cup dan Bob.
 Viskosimeter Cone dan Plate (Mochtar, 1990).
Prinsip kerja dari viskosimeter Ostwald adalah pengukuran laju alir
cairan dalam pipa yang memiliki diameter tertentu, serta
membadingkan dengan fluida lain yang diketahui viskositasnya.
Viskosimeter Ostwald bekerja berdasarkan hukum Hougen-
Poisulle. Untuk aliran zat cair yang laminer dalam suatu pipa (tabung),
Poisulle menemukan bahwa volume yang dialirkan keluar pipa per
satuan waktu t untuk jari-jari r dengan panjang pipa 𝓁 dan tekanan P
adalah:
𝑉
𝑡
=
𝜋𝑃𝑟4
8𝜂𝓁
Pengukuran kekentalan zat cair (η) yang tepat dengan persamaan
diatas sukar dicapai karena nilai r dan 𝓁 sukar ditentukan secara tepat.
Untuk menghindari hal ini, di dalam prakteknya digunakan suatu
cairan pembanding.
V0 = V1
𝜋𝜌0 𝑔ℎ𝑟0
4 𝑡0
8𝜂0 𝓁
=
𝜋𝜌𝑔ℎ𝑟4 𝑡
8𝜂𝓁

10. 11
Dengan viskosimeter Ostwald dapat diukur waktu untuk cairan sampel
dan cairan pembanding yang melalui pipa kapiler yang sama. Tekanan
P berubah-ubah tetapi berbading langsung dengan rapat massa zat
pembanding (P0) dan rapat massa sampel (P) sehingga:
𝜂 𝑟𝑒𝑙𝑎𝑡𝑖𝑓 =
𝜂
𝜂0
=
𝜌𝑟4 𝑡
𝜌0 𝑟0
4 𝑡0
Dengan:
𝜌0 = rapat massa zat pembanding, gram/mL
𝜌 = rapat massa sampel, gram/mL
r0 = jari-jari kapiler viskosimeter untuk zat pembanding,cm
r = jari-jari kapiler viskosimeter untuk sampel, cm
t0 = waktu alir zat pembanding, s
t = waktu alir sampel, s
η = viskositas
Secara molekuler, kemampuan untuk mengalir adalah kemampuan
partikel-partikel untuk menyusun diri kembali di bawah tegangan
geser. Penyusunan diri kembali semacam ini dalam fluida selalu
bergerak maju sepanjang waktu. Dalam zat cair, gerak maju dengan
loncatan-loncatan ini memerlukan energi aktivasi E. Banyaknya
molekul-molekul yang memiliki energi minimum adalah fungsi
eksponensial sehingga dapat menyusun diri kembali. Jika angka ini
menentukan kemudahan untuk mengalir, maka viskositasnya:
𝜂 = 𝐴 𝑒
𝐸
𝑅𝑇
Dalam bentuk logaritmik:
ln 𝜂 = ln 𝐴 +
𝐸
𝑅𝑇
Faktor-faktor yang mempengaruhi viskositas antara lain
1. Berat molekul cairan
Semakin kecil berat molekul cairan, maka waktu alir akan lebih
cepat karena molekul yang bergesekan lebih sedikit sehingga
gaya gesek berkurang dan viskositasnya makin kecil.

11. 12
2. Gaya kohesi
Semakin kecil gaya kohesi maka gaya gesek cairan semakin
kecil sehingga viskositas akan semakin kecil.
3. Suhu
Penurunan suhu menyebabkan berkurangnya energi aktivasi,
sehingga gaya gesekan antar molekul semakin lambat dan jarak
antar molekul juga mengecil akibatnya viskositas semakin
tinggi.
4. Rapat massa
Semakin kecil rapat massa, viskositasnya semakin kecil karena
jumlah komponen yang semakin kecil.
5. Konsentrasi
Viskositas berbanding lurus dengan konsentrasi larutan. Suatu
larutan dengan konsentrasi tinggi akan memiliki viskositas yang
tinggi pula, karena konsentrasi larutan menyatakan banyaknya
partikel zat yang terlarut tiap satuan volume. Semakin banyak
partikel yang terlarut, gesekan antar partikrl semakin tinggi dan
viskositasnya semakin tinggi pula
Fenomena viskositas zat cair dalam kehidupan sehari-hari,
antara lain: aliran darah yang melewati pembuluh darah, air dan
minyak tidak dapat nenyatu bila dicampur karena perbedaan
massa jenis dan viskositas. Pemanfaatan fenomena viskositas
dalam dunia industri adalah untuk pemilihan pipa untuk
transportasi dari satu tempat ke tempat yang lain. Selain itu
dapat menentukan jenis pompa yang harus dipakai dalam
pemompaan dan pemilihan jenis fluida dalam separasi.