Penetapan ini dapat dilakukan dengan Viskometer Otswald (gamba 1.11). Sejumlah zat cair dimasukkan dalam viskometer yang diletakkan dalam termostat. Cairan ini dihisap dengan pompa ke dalam bola B, hingga permukaan cairan di atas a. Cairan dibiarkan mengalir ke bawah dan waktu yang diperlukan untuk mengalir dari a ke b dicatat dengan stopwatch. Percobaan diulangi dengan cairan pembanding setelah dibersihkan. Dengan ini dapat ditentukan t1 dan t2 .Viskositas cairan juga dapat ditentukan berdasarkan Hukum Stokes. Hukum Stokes berdasarkan jatuhnya benda melalui medium zat cair. Benda bulat dengan radius r dan rapt d, yang jatuh karena gaya gravitasi melalui fuida dengan rapat dm, akan dipengaruhi oleh gaya gravitasi sebesar :F1 = 4/3 r3(d-dm)gBenda yang jatuh mempunyai kecepatan yang makin lama makin besar. Tetapi dalam medium ada gaya gesek, yang makin besar. Pada saat kesetimbangan, besarnya kecepatan benda jatuh tetap, V menurut George G. Stokes, untuk benda bulat tersebut besarnya gaya gesek pada kesetimbangan :F2 = 6 rvF1 = F24/3 r3(d-dm)g = 6 rv = Rumus ini berlaku bila jari-jar benda yang jatuh relatif besar bila dibandingkan dengan jarak antara molekul-molekul fluida.Hukum Stokes merupakan dasar viskometer bola jatuh. Viskometer ini terdii dari gelas silinder dengann cairan yang akan diteliti dan dimasukkan ke dalam termostat.Bola baja dengan rapat d dan diameter r dijatuhkan ke dalam tabung dan waktu yang diperlukan untuk jatuh antara 2 tanda a dan b, dicatat dengan stopwatch

GAMBAR HAL 39

= 1 = (d-dm1)t12 = (d-dm2)t2Keterangan: S = jarak bola jatuhDm = rapat cairan = jari-jari bolaT = waktu bola jatuhR = jari-jari tabung viskometer

Dengan in dapat ditentukan 1 bila 2, d, dm, t1 dan t2 diketahui tanpa mencari S, V dan R. Yang dimaksud fluiditas adalah harga kebalikan daripada viskositas: = 1/

Variasi terhadap TemperaturViskositas cairan turun dengan bertambahnya temperatur. Salah satu hubungan dan T dinyatakan dalam persamaan :log = A/T +BA dan B = tetapanPersamaan lain :log = A/T + B log T + CA, B, C = tetapan

Tabl koefisien viskositas ( ) dalam sentipoiseCairan0o C20o C40o C60o C80o C100o C

H2O1,7941,0090,5640,4700,3570,284

CH3OH0,8080,5930,4990,349

C2H5OH1,7721,2001,2000,592

C6H60,9000,6470,6470,384

RANGKUMANPersamaan keadaan untuk gas dapat diturunkan dari data eksperimen. Berdasarkan hasil eksperimen pada tekanan rendah menunjukkan sifat yang sama untuk semua gas, sifat ini dikenal dengan sebutan gas ideal. Persamaan gas ideal diturunkan dari persamaan Robert Boyle dan Charles Gay Lussac, sehingga didapatkan rumus :PV = nRTPersamaan gas ideal ini dapat digunakan untuk menemukan berat molekul dengan rumus dan tekanan uap zat cair. Sebenarnya gas ideal itu tidak ada, yang ada itu adalah gas nyata. Besarnya faktor daya mampat Z didefinisikan sebagai Z = PV/nRTFaktor Z tergantung pada jenis zat, tekanan dan temperatur. Persamaan Van Der Waals dipakai untuk menghitung tekanan dan volume gas nyata, persamaan inimerupakan koreksi dari persamaan gas ideal terhadap tekanan dan volume yaitu, { - (2an2/V2)}(V-nb) = nRT, harga a dan b dapat ditentukan dari harga P, V, dan T.Salah satu cara utuk menentukan viskositas gas ialah metode transpirasi oleh Poiseuille yaitu gas dialirkan melalui suatu kapiler dengan panjang tetentu dan bda tekanan pada kedua ujung diukur. Viskositas caran turun dengan bertambahnya temperatur.

TES FORMATIF 21. Hitung jumlah tabrakan perdetik permolekul dan jumlah nol tabrakan perliter pedetik untuk gas oksigen pada 25o C dan 1 atm. Diameter oksigen = 3,61 A ?2. Jika diketahui diameter molekul CO ialah 3,19 x 10 cm. Hitunglah pada 300 K dan tekanan 100 torr: a) jumlah molekul yang bertambrakan per cm3 perdetik b) jumlah tabrakan permolekul c) jarak bebas rata-rata3. Koefisien viskositas uap air pada 150o C dan 1 atm ialah 144,5 mikropoise, Hitunglah:a. Kecepatan akar kuadrat rata-rata c akrb. Kecepatan rata-rata cc. Diameter tabrakan dd. Jarak bebas rata-rata e. Jumlah tabrakan pemolekul pedetikf. Jumlah tabrakan biomolekul per cm perdetik Z4. Koefisien viskositas dari helium adalah 1,88 x 10-5 Pa x s pada 0o C, hitunglah:a. Garis tengah heliumb. Koefisien difusi pada 1 atm

CARA PENILAIAN1. Diskusi dan tanya jawab (50%)2. Tes formatif (50%)

KEGIATAN BELAJAR 3ZAT PADAT

1. KRISTALISASI DAN PELEBURANBila zat cair didinginkan, gerakan trnaslai molekul-molekul menjadi lebih kecil dan daya tarik molekul semakin besar, hingga setelah mengkristal molekul mempunyai kedudukan tertentu di dalam kristal. Panas yang terbentuk pada kristalisasi disebut panas pengkristalan :Hc = Hs Hi Keterangan :Hs = entalpi zat padatHi = entalpi zat cairSelama terjadi pengkristalan, temperatur tetap. Dan disini terjadi kesetimbangan,: zat cair zat padatTemperatur akan turun lagi setelah pengkristalan selesai. Peristiwa kebalikan dari pengkristalan adalah peleburan, : zat cair zat padat. Panas yang diperlukan untuk melebur 1 mol zat padat disebut panas peleburan, besarnya sama dengan panas pengkristalan hanya saja tandanya berlawanan, :Hf = Hi c = - Hc

Titik lebur zat padat berubah terhadap tekanan luar, perubahan ini dinyatakan oleh persamaan Clapeyron: atau

Keterangan :V1 = volume molar cairanVs = volume molar zat padatdT = perubahan titik lebur dP = perubahan tekananPada rumus di atas, T dan Hf selalu positif, maka :dP positif, dT positif bila V1 > Vs (misal CO2)dP positif, dT negatif bila V1 > Vs (misal H2O)Untuk dapat diintegrasikan, pada persamaan di atas harus diketahui fungsi temperatur dari Hf dan (V1 V2). Hal ini sukar dikemukakan, hngga persamaan di atas tetap di pakai dalam bentuk diferensial.Contoh :Untuk asam asetat titik lebur : 16,60 oCHf = 46,42 kal(V1 Vs) = 0,160 cc/gram1 kal = 41,2 cc.atm/molM = berat molekulPada tekanan total 11 atm. P = 10, sehingga titik lebur = 16,0 + 0,0242 x 10 = 16,48oCTernyata pengaruh tekanan tehadap titik lebur sangat kecil hingga untuk perubahan tekanan yang kecil dapat diabaikan.

Tekanan Sublimasi Zat PadatBeberapa zat padat seperti iodium, dan naftalena, dapat langsung bertambah dari zat padat manjadi uapnya. Pada temperatur yang tetap, tekanan uapp zat ini juga tetap dan disebut tekanan sublimasi. Untuk sublimasi ini diperlukan panas sublimasi yang besarnya, Hs = Hv Hc. Tekanan sublimasi juga bertambah bila temperatur naik, hal ini juga dinyatakan oleh rumus Clapeyron :

GAMBAR HALAMAN 43

Keterangan :P = tekananT = temperaturVg = volume molar uapVs = volume molar zat padatVs 1300oC. Albert Einstein (1907) memberikan hubungan antara Cv untuk zat padat kristal mono atomic,

Keterangan :Cv = kapasitas panas pada volume tetap N = bilangan avogadroK= R/N = 1,38 x 10-16 erg/derE = bilangan alamH = tekanan Planck 6,625 x 10-27 erg = frekuensi dari vibrasi atom-atom

Dari persamaan tersebut dapat diambil kesimpulan, :Cv = 0 pada T = 0 KCv 3R pada T kamar (dicapai secara asimptot)Namun demikian pada temperatur intermediate, Cv lebih rendah dari pada hasil eksperimen. Pieter Debey (1912) memberikan persamaan yang lebih lengkap dari kapasitas panas zat padat. Debey menganggap bahwa zat padat tidak bergetar dengan frekuensi tertentu, tetapi bergetar dari 0 vm. Persamaan Debey jauh lebih sulit dari persamaan Einstein.

Debey juga mendapatkan bahwa Cv = 0 pada T = 0 Kdan mendekati harga 3R secara asymstot pada temperatur kamar. Pada temperatur yang sangat rendah, : Cv = A.T3 A = tetapanRumus ini dipakai untuk menetakan secara kira-kira Cv dibawah 20 K. karena Cv tidak mungkin ditentukan secara percobaan dibawah temperatur 15 atm dan 20 K.

RANGKUMANZat padat mampuntai volume dan bentuk yang tetap, ini deisebabkan karena molekul-molekul dalam zat padat menduduki tempat yang tetap di dalam kristal. Molekul-molekul zat padat juga mengalami gerakan tetapi sangat terbatas.Zat padat dapat dibedakan antara zat padat kistal dan amorf. Di dalam kristal, atom atau molekul penyusunnya mempunyai struktur tetap, tetapi dalam zat amorff tidak. Zat padat sangat besar. Keduanya dapat dianggap sebagai cairan yang membeku terlambat dengan viskositas sangat besar. Keduanya dapat dibedakan dengan bermacam-macam cara misalnya dari titik leburnya. Kristal mempunyai titik lebur tegas, sedang zat amorf titik leburnya tidak tegas, tetapi terdapat dalam suatu interval temperatur.Bila zat cair didinginkan, gerakan translasi molekul-molekul menjadi lebih kecil dan daya tarik molekul semakin besar, hingga setelah mengkristal molekul mempunyai kedudukan tetentu di dalam kristal. Panas yang terbentuk pada kristalisasi disebut panas pengkristalan. Panas yang diperlukan untuk melebur 1 mol zat padat disebut panas peleburan, besarnya sama dengan panas pengkristalan hanya saja tandanya yang berlawanan.Hf = Hi c = - Hc

SOAL TES FORMATIF 31. Apa yang dimaksud dengan zat padat, dan sebutkan sifat-sifat zat padat !2. Berilah contoh sublimasi zat padat!

CARA PENILAIAN1. Diskusi dan tanya jawab (50%)2. Tes formatif (50%)