a
description
Transcript of a
Viskositas diartikan sebagai resistensi atau ketidakmauan suatu bahan untuk mengalir yang
disebabkan karena adanya gesekan atau perlawanan suatu bahan terhadap deformasi atau
perubahan bentuk apabila bahan tersebut dikenai gaya tertentu.
Viskositas secara umum dapat juga diartikan sebagai suhu tendensi untuk melawan
aliran cairan karena internal friction untuk resistensi suatu bahan untuk mengalami deformasi
bila bahan tersebut dikenai suatu gaya. Semakin besar resistensi zat cair untuk mengalir,
maka semakin besar pula viskositasnya. Viskositas pertama kali diselidiki oleh Newton, yaitu
dengan mensimulasikan zat cair dalam bentuk tumpukan kartu. Zat cair diasumsikan terdiri
dari lapisan-lapisan molekul yang sejajar satu sama lain. Lapisan terbawah tetap diam,
sedangkan lapisan atasnya bergerak, dengan cepatan konstan sehingga setiap lapisan
memiliki kecepatan gerak yang berbanding langsung dengan jaraknya terhadap lapisan
terbawah. Perbedaan kecepatan dv antara dua lapisan yang dipisahkan dengan jarak sebesar
dx adalah dv/dx atau kecepatan gesek. Gaya per satuan luas yang diperlukan untuk
mengalirkan zat cair tersebut F/A atau tekanan geser.
Viskositas suatu bahan dipengaruhi oleh beberapa faktor yaitu suhu, viskositas
berbanding terbalik dengan suhu. Jika suhu naik maka viskositas akan turun dan begitu pula
sebaliknya. Hal ini disebabkan karena adanya gerakan partikel-partikel cairan yang semakin
cepat apabila suhu ditingkatkan dan menurunkan kekentalannya. Konsentrasi larutan,
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 partikel semakin tinggi dan viskositasnya semakin tinggi pula. Berat
molekul solute, viskositas berbanding lurus dengan berat molukel solute, karena dengan
adanya solute yang berat akan menghambat atau memberi beban yang berat pada cairan
sehingga menaikkan viskositasnya. Tekanan, akan bertambah jika nilai dari viskositas itu
bertambah. Semakin tinggi tekanan maka semakin besar viskositas suatu zat cair.
Pada viscometer Ostwald yang diukur adalah waktu yang dibutuhkan oleh sejumlah
tertentu cairn untuk mengalir melalui pipa kapiler dengan gaya yang disebabkan oleh berat
cairan itu sendiri. Berdasarkan hokum Heagen Poiseuille : ŋ = cpr4t/(8VL) P = pgh =
πpr4pgh/(8VL). Dimana p = tekanan hidrostatis, r = jari-jari kapiler, t= waktu alir zat cair
sebanyak volume V dengan beda tinggi h, L = panjang kapiler. Untuk air : ŋair = πpr4 ta.
Pa.g.h / (8VL) secara umum berlaku ŋx = πpr4txpxgh / (8VL). Jika air digunakan sebagai
pembanding maka ŋx/ ŋair = txpx/tapa (Tim Kimia Fisik, 2010 )
Berdasarkan hokum stokes dengan mengamati jatuhnya benda melalui medium zat
cair yang mempunyai gaya gesek yang makin besar bila kecepatan benda jatuh makin besar π
= 2r.2d – dm.g.9.s.t (1+2, 4rR). Ketererangan cairan, g = gaya gravitasi, s = jarak jatuh (a –
ob), t = waktu bola jatuh, r = jari-jari tabung viskosimeter (Anekcheiftein,2010)
Persamaan Navier-stokes (dinamakan dari daude Louis Navier dan Gorge Gabriel
Stokes), adalah serangkaian persamaan yang menjelaskan pergerakan dari suatu fluida seperti
cairan dan gas. Persamaan-persamaan ini menyatakan bahwa perubahan dalam momentum
(percepatan) partikel-partikel fluida yang bergantung hanya kepada gaya viskos tekanan
eksternal yang bekerja pada fluida. Kita dapat mengembangkan persamaan gerakan untuk
fluida, nyata dengan memperhatikan gaya-gaya yang bekerja pada suatu elemen kecil fluida.
Penurunan persamaan ini, yang disebut persamaan Navier-stokes (Streeter, 1996).
Hukum Poiseville berlaku hanya pada aliran fluida laminar dengan viskositas konstan
yang tidak bergantung pada kecepatan fluida. Bila aliran fluida cukup besar, aliran laminar
rusak dan mengalami turbulensi. Kecepatan kritis yang diatasnya dari tabung, jika fluida
mengalir lewat sebuah pipa panjang horizontal berpenampang konstan yang sempit tekanan
sepanjang akan konstan.
Cara penentuan harga kekuatan dalam percobaan ini menggunakan metode Ostwald
yang mana prinsip kerjanya berdasarkan waktu yang dibutuhkan oleh sejumlah tertentu
cairan untuk mengalir melalui pipa kapiler dengan gaya yang disebabkan oleh berat cairan itu
sendiri. Alat yang digunakan untuk mengukur viskositas disebut viscometer.
Piknometer adalah alat yang digunakan untuk mengukur massa jenis atau densitas
dari fluida. Piknometer terdiri dari 3 bagian, yaitu : tutup pikno, lubang, dan gelas atau
tabung ukur. Satuan yang digunakan, biasanya massa dalam satuan gram, volume dalam
satuan mL = cm3. Jadii satuan P adalah dalam g / cm3.
Metode pengukuran viskositas terdiri dari viknometer kapiler / Ostwald pada metode
ini viskositas ditetntukan dengan mengukur waktu yang dibutuhkan bagi cairan uji untuk
lewat antara dua tanda ketika ia mengalir karena gravitasi, melalui satuan tabung kapiler
vertical. Waktu alir dari cairan yang diuji, dibandingkan dengan waktu yang dibutuhkan bagi
suatu cairan yang viskositasnya sudah diketahui, biasanya air, untuk lewat antara dua tanda
tersebut. Jika ŋ1 dan ŋ2 maing-masing adalah viskositas dari cairan yg tidak diketahui dan
cairan standar, p1 dan p2 adalah kerapatan dari masing-masing cairan, t1 dan t2 masing-
masing adalah waktu alir dalam detik. Viskosimeter Hoppler, pada viskositas ini yang diukur
adalah waktu yang dibutuhkan oleh sebuah bola logam untuk melewati cairan setinggi
tertentu. Suatu benda karena adanya gravitasi akan jatuh melalui medium yang berviskositas
dengan kecepatan yang semakin besar sampai mencapai kecepatan maksimum. Kecepatan
maksimum akan tercapai bila gravitasi sama dengan frictional resistance medium.
Viscometer cup dan Bob, prinsip kerjanya sampel digeser dalam ruangan antara dinding luar
dari bob dan dinding dalam dari cup dimana bob masuk persis ditengah-tengah. Kelemahan
viscometer ini adalah terjadinya aliran sumbat yang disebabkan geseran yang tinggi
disepanjangkeliling bagian tube sehingga menyebabkan penemuan konsentrasi. Penurunan
konsentrasi ini menyebabkan bagian tengah zat yang ditekan keluar memadat. Hal ini disebut
aliran summbat. Viscometer corner dan plate, cara pemakaiannya adalah sampel ditempatkan
ditengah-tengah papan, kemudian dinaikkan hingga posisi dibawah kerucut-kerucut
digerakkan oleh motor dengan bermacam kecepatan dan sampelnya digeser didalam ruang
sempit antara papan yang diam dan kemudian kerucut yang berputar.
Dari percobaan pengukuran viskositas zat cair didapatkan nilai rata-rata aquades 1,27,
alcohol 1,89, bensin 0,98, dan minyak goring 50,12. Selain itu didapatkan juga hasil
pengukuran densitas larutan aquades sebesar 1,019, alcohol 0,905, bensin 0,775, dan minyak
goring 0,93. Pengukuran viskositas secara teori pada aquades sebesar 0,0080 p, alcohol
0,0103 p, bensin 0,005793 P, minyak goring 0,0327 p. Pengukuran viskositas secara praktik
pada alcohol 0,010, bensin 0,00469, dan minyak goring sebesar 0,2881. Jelas terlihat bahwa
viskositas yang tertinggi terdapat pada minyak goreng yang terkecil terdapat pada bensin.
Artinya minyak goreng merupakan larutan yang paling kental.
Dalam percobaan terdapat beberapa bahan yang digunakan yaitu alcohol, nama
lainnya adalah etanol, senyawa ini merupakan liquid yang tidak berwarna dan mudah
menguap pada suhu rendah serta mudah terbakar pada suhu tinggi. Alcohol memiliki rumus
molekul CH3OH. Alcohol memiliki kerapatan 0,79 g/cm3, titik didih : 78oC (3,5 K). alcohol
dapat bercampur dengan pelarut organic. Air, rumus molekulnya H2O, densitasnya 1000 kg
m-3, liquid (4oC), 917 kg m-3, solid, titik didih 100oC, 212oF (373,15oK), viskositasnya 0,001
pa/s ∆t 20o. merupakan jenis senyawa liquid yang tidak berwarna, tidak berasa, dan tidak
berbau pada keadaan standar. Bensin (gasoline) yang memiliki rumus kimia C5-C12, mudah
terbakar. Minyak goreng, memiliki titik didih tinggi, viskositas tinggi, bersifat polar, dan
pada suhu kamar bentuknya cair.
Dalam percobaan ini terdapat beberapa faktor kesalahan yaitu alat-alat yang kurang
bersih, sehingga didapatkan hasil yang kurang maksimal, begitu juga dalam menggunakan
stopwatch yang kurang tepat, sehingga hasilnya pun kurang maksimal.
Aplikasi viskositas dalam kehidupan sehari-hari adalah :
- Mengalirnya darah dalam pembuluh darah vena
- Proses penggorengan ikan (semakin tinggi suhunya, maka semakin kecil viskositas minyak
goreng)
- Mengalirnya air dalam pompa PDAM yang mengalir kerumah-rumah kita
- Tingkat kekentalan oli pelumas