a

6
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

description

visikositas

Transcript of a

Page 1: 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 )

Page 2: a

            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

Page 3: a

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

Page 4: a

-             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