I. Judul Percobaan : TEGANGAN PERMUKAAN

II. Hari, Tanggal Percobaan : Rabu, 11 Maret 2015

III. Selesai Percobaan : Rabu 11 Maret 2015

IV. Tujuan Percobaan :

- Menentukan tegangan permukaan zat cair dengan pipa kapiler

V. Kajian Teori

Permukaan zat cair mempunyai sifat ingin merenggang, sehingga permukaannya

seolah tertutupi oleh suatu lapisan yang elastis. Hal ini disebabkan adanya gaya tarik-

menarik antar partikel sejenis didalam zat cair sampai ke permukaan. Di dalam cairan,

tiap molekul ditarik oleh molekul yang sejenis di dekatnya dengan gaya yang sama ke

segala arah. Akibatnya tidak terdaoat sisa (resultan) gaya yang bekerja pada masing-

masing molekul. Adanya gaya atau tarikan ke bawah menyebabkan permukaan cairan

berkontraksi dan berada dalam keadaan yang tegang, tegangan ini disebut dengan

tegangan permukaan (Herinaldi, 2004).

Tegangan permukaan bervariasi antara berbagai car=iran. Air memliki tegangan

permukaan yang tinggi dan merupakan agen pemisah yang buruk karena air

memnentuk droplet, misalnya tetsan air hujan pada kaca mobil yang basah. Permukaan

air membentuk suatu lapisan yang cukup kuat sehingga beberapa serangga dapat

berjalan diatasnya (Suminar, 2001).

Tegangan permukaan zat cair merupakan kecenderungan permukaan zat cair

untuk menegang, sehingga permukaannya seperti ditutupi oleh suatu lapisan elastis.

Selain itu, tegangan permukaan juga diartikan sebagai suatu kemampuan atau

kecenderungan zat cair untuk selalu menuju ke keadaan yang luas permukaannya lebih

kecil yaitu permukaan datar atau bulat seperti bola atau ringkasnya didefinisikan

sebagai usaha yang membentuk luas permukaan baru. Dengan sifat tersebut zat cair

mampu untuk menahan benda-benda kecil di permukaannya. Seperti silet, berat silet

menyebabkan permukaan zat cair sedikit melengkung ke bawah tampak silet itu

berada. Lengkungan itu memperluas permukaan zat cair namun zat cair dengan

tegangan permukaannya berusaha mempertahankan luas permukaannya sekecil

mungkin. Tegangan permukaan merupakan fenomena menarik yang terjadi pada zat

cair (fluida) yang berada dalam keadaan diam (statis). Tegangan permukaan

didefinisikan sebagai gaya F persatuan panjang L yang bekerja tegak lurus pada setia

garis di permukaan fluida. Permukaan fluida yang berada dalam keadaan tegang

meliputi permukaan luar dan dalam (selaput cairan sangat tipis tapi masih jauh lebih

besar dari ukuran satu molekul pembentuknya), sehingga untuk cincin dengan keliling

L yang diangkat dari permukaan fluida dapat ditentukan dari pertambahan panjang

pegas halus penggantung cincin (dianometer). Tegangan antar muka adalah gaya

persatuan panjang yang terdapat pada antarmuka dua fase cair yang tidak bercampur.

Tegangan antar muka selalu lebih kecil dari pada tegangan permukaan karena gaya

adhesi antara dua cairan tidak bercampur lebih besar daripada adhesi antara cairan dan

udara.

Ada beberapa metode dalam melakukan tegangan permukaan:

1. Metode kenaikan kapiler.

Tegangan permukaan diukur dengan melihat ketinggian air/cairan yang

naik melalui suatu kapiler. Metode kenaikan kapiler hanya dapat digunakan

untuk mengukur tegangan permukaan tidak bisa tegangan antar muka. Bila

pipa kapiler dimasukkan ke dalam suatu zat cair, maka zat tersebut akan naik

ke dalam pipa sampai gaya gesek ke atas diseimbangkan oleh gaya gravitasi ke

bawah akibat berat zat cair. Pada umumnya zat cair memiliki permukaan

mendatar tetapi apabila zat cair bersentuhan dengan zat padat atau dinding

bejana, maka permukaan pada bagian tepi yang bersentuhan dengan dinding

akan melengkung. Gejala melengkungnya permukaan zat cair disebut miniskus.

Ada dua jenis miniskus yaitu miniskus cekung dan cembung. Besarnya

cekungan dan kecembungan permukaan cairan ketika bersentuhan dengan zat

padat tergantung pada besar kecilnya sudut kontak yang terbentuk. Sudut

kontak , adalah sudut yang dibentuk oleh permukaan cairan yang

bersentuhan dengan permukaan bidang padatan.

2. Metode tersiometer Du-Nouy

Metode cincin Du-Nouy bisa digunakan untuk mengukur tegangan

permukaan ataupun tegangan antar muka. Prinsip dari alat ini adalah gaya yang

diperlukan untuk melepaskan suatu cincin platina iridium yang diperlukan

sebanding dengan tegangan permukaan atau tegangan antar muka dari cairan

tersebut.

Pada dasarnya tegangan permukaan suatu zat cair dipengaruhi oleh beberapa

faktor diantaranya suhu dan zat terlarut. Dimana keberadaan zat terlarut dalam suatu

cairan akan mempengaruhi besarnya tegangan permukaan terutama molekul zat yang

berada pada permukaan cairan berbentuk lapisan monomolecular yang disebut dengan

molekul surfaktan. Faktor-faktor yang mempengaruhi:

1. Suhu

Tegangan permukaan menurun dengan meningkatnya suhu, karena

meningkatnya energi kinetik molekul zat terlarut (solute). Keberadaan zat

terlarut dalam suatu cairan akan mempengaruhi tegangan permukaan.

Penambahan zat terlarut akan meningkatkan viskositas larutan, sehingga

tegangan permukaan akan bertambah besar. Tetapi apabila zat yang berada

dipermukaan cairan membentuk lapisan monomolecular, maka akan

menurunkan tegangan permukaan, zat tersebut biasa disebut dengan surfaktan.

2. Surfaktan

Surfaktan (surface active agents), zat yang dapat mengaktifkan

permukaan, karena cenderung untuk terkonsentrasi pada permukaan atau antar

muka. Surfaktan mempunyai orientasi yang jelas sehingga cenderung pada rantai

lurus. Sabun merupakan salah satu contoh dari surfaktan. Molekul-molekul zat

aktif permukaan (surfaktan) mempunyai gugus polar dan non polar. Bila suatu

zat surfaktan didispersikan dalam air pada konsentrasi yang rendah, maka

molekul-molekul surfaktan akan terabsorbsi pada permukaan membentuk suatu

lapisan monomolekuler. Bagian gugus polar akan mengarah ke udara. Hal ini

mengakibatkan turunnya tegangan permukaan air. Pada konsentrasi yang lebih

tinggi molekul-molekul surfaktan masuk ke dalam air membentuk agregat yang

dikenal sebagai misel. Konsentrasi pada saat misel ini mulai terbentuk disebut

konsentrasi misel kritik (KMK). Pada saat KMK ini dicapai maka tegangan

permukaan zat cair tidak banyak lagi dipengaruhi oleh perubahan konsentrasi

misel kritik suatu surfaktan dapat ditentukan dengan metode tegangan

permukaan.

VI. Daftar Pustaka

Atkins, P. W. 1994. Kimia Fisik edisi ke-4 jilid 1. Jakarta: Erlangga.

Bahl,bs.2002. Essensial of Physical Chemistry. New Dwkhi : Chand and Company,

ltd.

Castellan golbert. 1996. Physical Chemistry. London: Addinson wesley publishing

company

Duncan, Shaw.2003. Introduction to Colloid and Surface Chemistry. Butterworth :

Heinemann

Giancoli, Douglas C. 2001. Fisika jilid 1. Jakarta: Erlangga.

Hidayat, Siska. 2013. Laporan Tegangan Permukaan Zat Cair. Bandung: Sekolah

Tinggi Analis Bakti Asih.

Tim Dosen. 2015. Petunjuk Praktikum Kimia Fisika IV. Surabaya: Unesa.

LAMPIRAN

Penimbangan gula , dilakukan 3

kali dengan massa yang sama

Penimbangan piknometer + air

Penimbangan piknometer +

larutan gula

Pengukuran tegangan permukaan

air dengan menggunakan pipa

kapiler

Pengukuran tegangan permukaan gula

dengan menggunakan etode pipa kapiler

yang dilakukan sebanyak 3 kali , dengan

massa yang sama namun dilarutkan ke

dalam volume yang berberda (40 mL , 60

mL, dan 80 mL )

LAMPIRAN PERHITUNGAN

Diketahui :

- Massa piknometer kosong : 15,3834 gram

- Massa piknometer + air : 25,2623 gram

- Massa gula (1) : 5,0100 gram

- Massa gula (2) : 5,0057 gram

- Massa gula (3) : 5,0029 gram

- Panjang pipa kapiler : 7,5 cm = 7,5 x 10-2 m

- Massa pipa kapiler kosong : 0,1673 gram

- Massa pipa kapiler + air : 0,2020 gram

- h air : 2 cm

- gula (1) : 2,2 cm

- gula (2) : 2,15 cm

- gula (3) : 2,1 cm

- Volume air untuk melarutkan gula (1) = 40 mL

- Volume air untuk melarutkan gula (2) = 60 mL

- Volume air untuk melarutkan gula (3) = 80 mL

Ditanya : tegangan permukaan masing-masing larutan ?

Jawab :

Molaritas masing-masing larutan gula :

- Gula (1) :

Mol =

M =

- Gula (2) :

Mol =

M =

- Gula (3)

Mol =

M =

Massa jenis air :

-

Massa jenis gula :

-

Jari-jari pipa kapiler :

-- Volume air dalam pipa kapiler :

- Jari-jari pipa kapiper :

Perhitungan tegangan permukaan masing-masing larutan :

- Sudut kontak Oo maka :

-

-

-

-