tegangan permukaan.doc

Ari [email protected] boleh disebarkan untuk tujuan nonprofit

TEGANGAN PERMUKAAN CAIRAN METODE KAPILER

I.TUJUANMenentukan tegangan muka suatu cairan secara relatif dengan air

sebagai zat pembanding.Menentukan pengaruh konsentrasi solout terhadap tegangan muka

dan adsorbsi solut pada permukaan larutan.

II.LANDASAN TEORIMolekul-molekul cairan yang berada dibagian fase cairan seluruhnya

akan dikelilingi oleh molekul-molekul dengan gaya tarik-menarik yang sama ke segala arah sehingga resultan gaya sama dengan nol lain halnya dengan molekul-molekul cairan pada permukaan. Molekul-molekul itu disebelah bawah dikelilingi oleh molekul-molekul cairan sedangkan dibagian atas oleh molekul-molekul dan fasa uap sehingga gaya tarik kebawah lebih besar dari gaya tarik keatas. Hal ini menimbulkan sifat kecenderungan untuk memperkecil luas permukaan. Besar gaya yang bekerja tegak lurus pada satu satuan panjang permukaan disebut tegangan muka, yang dapat dinyatakan dengan satuan dyne per cm dalam cgs.

Tegangan muka terdapat pada batas cairan dengan uap jenuh diudara dan juga antara permukaan cairan dengan cairan lain yang tidak bercampur.

Metoda penentuan tegangan muka:Ada beberapa metoda penentuan tegangan muka, diantaranya adalah

metida kanaikan pipa kapiler, metoda tekanan maksimum gelembung, metoda tetes atau metoda cincin.

Metoda kanaikan pipa kapiler.Bila suatu pipa kapiler dimasukkan kedalam cairan yang membasahi dinding maka cairan akan naik kedalam kapiler karena adanya tegangan muka. Kenaikan cairan sampai pada suhu tinggi tertentu sehingga terjadi keseimbangan antara gaya keatas dan kebawah (persamaan 1) :

Gaya kebawah, F = .r2.h..gDimana h : tinggi permukaan. g : percepatan gravitasi. : berat jenis. r : jejari kapiler.Persamaan (2) :


Gaya keatas, F’ = 2..r..cos

Dimana : adalah tegangan muka dan adalah sudut kontak.Pada kesetimbangan, gaya kebawah sama dengan gaya keatas (dari persamaan 1 dan 2) :

2..r..cos = .r2.h..guntuk air dan kebanyakan cairan organik umumnya 0 atau dapat dianggap batas lapisan pararel dengan kapiler, sehingga harga cos =1 maka persamaan 3 :

= ½.r. h..gsehingga :

air ½.r. hair.air.g x

= ½.r. hx.x.gx hx.x.g

PENGARUH KONSENTRASI ZAT TERLARUTKonsentrasi zat terlarut (solut) suatu larutan biner mempunyai

pengaruh terhadap sifat-sifat larutan termasuk tegangan muka dan adsorbsi pada permukaan larutan. Telah diamati bahwa solut yang ditambahkan kedalam larutan akan menurunkan tegangan muka, karena mempunyai konsentrasi dipermukaan yang lebih besar daripada didalam larutan.Sebaliknya solut yang penambahannya kedalam larutan menaikkan tegangan muka mempunyai konsentrasi dipermukaan yang lebih kecil daripada didalam larutan.

Untuk larutan ideal, = C.R.T dan d/dc = R.T dimana R dan T adalah tetapan gas umum dan temperatur kelvin penggabungan seluruh persamaan didapatkan : = -1 d

R.T dlnC

III.ALAT DAN BAHAN

A. Alat-alat yang digunakan: Alat untuk metoda kanaikan pipa kapiler. Termometer


Labu ukur 50ml Beaker glass 250ml Pipet volume 50ml Pipet tetes Gelas

B. Bahan-bahan yang digunakan : Aseton Etanol Air (aquades) Larutan 2-propanol

IV.CARA KERJA

A. Penentuan tegangan muka.Menggunakan metoda kanaikan kapiler.

1. Tentukan densitas masing-masing cairan dengan piknometer Timbang piknometer kosong = PkTimbang piknometer + air = Pa {pada suhu t0c}Timbang piknometer + bahan =Pb

2. Tabung diisi air secukupnya, pipa dimasukkan kedalamnya, maka air dalam pipa kapiler akan naik. Permukaan kapiler akan turun sampai tetap (mencapai kesetimbangan) dicatat permukaan pada kapiler dan permukaan pada tabung bawah, selisihnya adalah tinggi h.

3. Ulangi percobaan ini sampai 3 kali pengamatan kemudian diganti dengan cairan yang akan diselidiki harganya.

B. Penentuan pengaruh konsentrasi solut pada tegangan muka.1. Membuat larutan 0,8 M menjadi 50ml larutan 2-propanol

0,6M ; 0,4M ; 0,2M ; 0,1M.2. Tentukan tegangan muka masing-masing larutan 2-propanol

(dengan metoda kenaikan pipa kapiler).

V.DATA PENGAMATANA. Penentuan tegangan muka (metoda kenaikan pipa kapiler)

1. piknometer kosong : 20,2 grampiknometer + air : 45,2 grampiknometer + bahan: etanol : 39,8 gram aseton : 39,9 gram


2-propanol : 0,1M : 44,69 gram 0,2M : 44,79 gram 0,4M : 44,8 gram 0,6M : 45 gram

2. No Bahan Percob I

(cm)Percob II (cm)

Percob III (cm)

Rata-rata(cm)

1. Air T0 = 8,2 T0 = 8,2 T0 = 8,1T1 =10,4 T1 =10,4 T1 =10,3 h =2,2h = 2,2 h = 2,2 h = 2,2

2. Etanol T0 = 8,1 T0 = 8,1 T0 = 8,2T1 =9,2 T1 =9,2 T1 =9,1 h =1,03h = 1,1 h = 1,1 h = 0,9

3. Aseton T0 = 8.1 T0 = 8,0 T0 = 8,0T1 =9,5 T1 =9,2 T1 =9,1 h =1,2h = 1,4 h = 1,2 h = 1,1

B. Penentuan pengaruh konsentrasi solut pada tegangan muka

No Konsentrasi (2-propanol)

Percob I h (cm)

Percb II h (cm)

Percob III h (cm)

Rata-rata h (cm)

1. 0,1 M 2,5 2,5 2,5 2,52. 0,2 M 2,2 2,4 2,3 2,33. 0,4 M 2,2 2,1 2,1 2,14. 0,6 M 2,2 2,0 1,8 2,0

Keterangan : h = selisih tinggi permukaan cairan dengan tinggi cairan pada pipa kapiler.

VI.ANALISA DATA Air (aquades)

Massa piknometer + air = 45,2 gram (Pa)Massa piknometer kosong = 20,2 gram (Pk)


= ½ .r.h..g = ½.0,05.2,2.1.980 =53,9 dyne/cm

Etanol Massa piknometer + etanol = 39,8 gram (Pb)

h=1,03 cmx=

Aseton Massa piknometer + aseton = 39,9 gram

2-propanol 0,1 M

massa piknometer + bahan = 44,6 gram

h= 2,6

0,2 Mmassa piknometer + bahan = 44,7 gram


0,4 Mmassa piknometer + bahan = 44,8 gram

0,6 Mmassa piknometer + bahan = 45 gram

Perhitungan dengan metoda regresi linear :No X (lnC) Y () X2 XY1. -0,51 48,61 0,26 -24,792. -0,92 50,63 0,85 -46,583. -1,61 55,22 2,59 -88,904. -2,30 62,17 5,59 -142,99 -5,34 216,63 8,96 -303,26 Slope : a =


VII.PEMBAHASANTegangan muka terdapat pada batas cairan dengan uap jenuh diudara

dan juga antara permukaan cairan dengan cairan lain yang tidak saling bercampur. Ada beberapa metoda penentuan tegangan muka, dalam praktikum ini digunakan metoda pipa kapiler.

Harga tegangan muka dipengaruhi oleh beberapa faktor, antara lain: suhu,tekanan,massa jenis dan konsentrasi zat terlarut.Berdasarkan percobaan ini diperoleh nilai tegangan muka dari beberapa zat, yaitu :

1. Tegangan permukaan air = 53,9 dyne/cm2. Tegangan permukaan etanol =19,8 dyne/cm3. Tegangan permukaan aseton =23,17 dyne/cm4. Tegangan permukaan 2-propanol : 0,1 M = 62,17 dyne/cm

0,2 M = 55,22 dyne/cm 0,4 M = 50,63 dyne/cm 0,6 M = 48,61 dyne/cmsedangkan dari literatur diperoleh data tegangan permukaan beberapa zat pada suhu 200 C, yaitu :


a. Air : 72,8 dyne/cmb. Etanol : 22,3 dyne/cmc. Aseton : 23,7 dyne/cm

Dari data tersebut dapat diketahui bahwa percobaan yang telah dilakukan ternyata mengalami sedikit penyimpangan dengan data pada literatur. Hal ini mungkin disebabkan beberapa hal, diantaranya adalah :

1) Tegangan permukaan dipengaruhi juga oleh suhu. Pada praktikum ini dilakukan pada suhu 270 C, sedangkan data yang ada pada literatur pada suhu 200 C.

2) Kekurang telitian praktikan dalam membaca skala pada pi[a kapiler.

3) Kurang tepatnya konsentrasi larutan yang dibuat.

VIII.KESIMPULAN Berdasarkan percobaan dan analisis data dapat diambil kesimpulan :

1. faktor-faktor yang mempengaruhi tegangan permukaan adalah : suhu,konsentrasi,tekanan dan massa jenis.

2. berdasarkan percobaan tersebut diperoleh nilai tegangan permukaan :a. Tegangan permukaan air = 53,9 dyne/cmb. Tegangan permukaan etanol =19,8 dyne/cmc. Tegangan permukaan aseton =23,17 dyne/cmd. Tegangan permukaan 2-propanol : 0,1 M = 62,17 dyne/cm

0,2 M = 55,22 dyne/cm 0,4 M = 50,63 dyne/cm 0,6 M = 48,61 dyne/cm

3. Dari kurva hubungan antara tegangan muka () terhadap lnC diperoleh harga slope (a) sebesar : -7,68

IX.DAFTAR PUSTAKATim Dosen Kimia Fisika I.2004.Diktat Petunjuk Praktikum Kimia

Fisika I.Semarang : Lab Kimia Fisika Jurusan Kimia FMIPA UNNES.


LAMPIRANA. Daftar tegangan muka beberapa zat pada suhu 200 C, sumber : Young

Freedman.1996.University Physics 9th edition.No Zat (dyne/cm)1. Air 72,82. Etanol 22,33. Aseton 23,74. Benzena 28,95. glicerine 63,1

B. Grafik hubungan antara tegangan muka () terhadap lnC


LAPORAN PRAKTIKUM KIMIA FISIKA ITEGANGAN PERMUKAAN CAIRAN

METODE KAPILERDosen pengampu Dra.Sri Murbangun N,Msi.

Oleh :


Nur Hamid (43504020Rinawati (4350402025)Sari Marianawati (4350402026)

FAKULTAS METEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAMUNIVERSITAS NEGERI SEMARANG

2004


I. Tegangan Permukaan (TEGANGAN ANTAR MUKA) Tegangan permukaan adalah gaya persatuan panjang yang harus dikerjakan sejajar permukaan untuk mengimbangi gaya tarikan kedalam pada cairan. Hal tersebut terjadi karena pada permukaan, gaya adhesi (antara cairan dan udara) lebih kecil dari pada gaya khohesi antara molekul cairan sehingga menyebabkan terjadinya gaya kedalam pada permukaan cairan. 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 dari pada adhesi antara cairan dan udara.Pengukuran tegangan permukaan atau tegangan antar muka :· Metode kenaikan kapilerTegangan permukaan diukur dengan melihat ketinggian air/cairan yang naik melalui suatu kapiler. Metode kenaikan kapiler hanya dapat digunakan untuk mengukur tegangan permukaan tidak bisa untuk mengukur tegangan antar muka.· Metode tersiometer Du-NouyMetode 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 dicelupkan pada permukaan sebanding dengan tegangan permukaan atau tegangan antar muka dari cairan tersebut. Pada percobaan tegangan permukaan atau antar muka ini metode yang digunakan yakni tensiometer Du-Nouy dimana Metode cincin Du-Nouy bisa digunakan untuk mengukur tegangan permukaan ataupun tegangan antar muka. Untuk penentuan tegangan permukaan saja dapat menggunakan metode kenaikan kapiler. Sedangkan Prinsip dari alat ini adalah gaya yang diperlukan untuk melepaskan suatu cincin platina iridium yang dicelupkan pada permukaan 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.Manfaat Fenomena antar muka dalam farmasi:1. Dalam mempengaruhi penyerapan obat pada bahan pembantu padat pada sediaan obat2. penetrasi molekul melalui membrane biologis3. pembentukan dan kestabilan emulsi dan dispersi partikel tidak larut dalam media cair untuk membentuk sediaan suspensiPersamaan Tegangan Permukaan Pada pembahasan sebelumnya, kita telah mempelajari konsep tegangan permukaan secara kualitatif (tidak ada persamaan matematis). Kali ini kita tinjau tegangan permukaan secara kuantitatif. Untuk membantu kita menurunkan persamaan tegangan permukaan, kita tinjau sebuah kawat yang dibengkokkan membentuk huruf U. Sebuah kawat lain yang berbentuk lurus dikaitkan pada kedua kaki kawat U, di mana kawat lurus tersebut bisa digerakkan.


Jika kawat ini dimasukan ke dalam larutan sabun, maka setelah dikeluarkan akan terbentuk lapisan air sabun pada permukaan kawat tersebut. Mirip seperti ketika dirimu bermain gelembung sabun. Karena kawat lurus bisa digerakkan dan massanya tidak terlalu besar, maka lapisan air sabun akan memberikan gaya tegangan permukaan pada kawat lurus sehingga kawat lurus bergerak ke atas (perhatikan arah panah). Untuk mempertahankan kawat lurus tidak bergerak (kawat berada dalam kesetimbangan), maka diperlukan gaya total yang arahnya ke bawah, di mana besarnya gaya total adalah F = w + T. Dalam kesetimbangan, F = gaya tegangan permukaan yang dikerjakan oleh lapisan air sabun pada kawat lurus.Misalkan panjang kawat lurus adalah l. Karena lapisan air sabun yang menyentuh kawat lurus memiliki dua permukaan, maka gaya tegangan permukaan yang ditimbulkan oleh lapisan air sabun bekerja sepanjang 2l. Tegangan permukaan pada lapisan sabun merupakan perbandingan antara Gaya Tegangan Permukaan (F) dengan panjang permukaan di mana gaya bekerja (d). Untuk kasus ini, panjang permukaan adalah 2l. Secara matematis, ditulis :

Karena tegangan permukaan merupakan perbandingan antara Gaya tegangan permukaan dengan Satuan panjang, maka satuan tegangan permukaan adalah Newton per meter (N/m) atau dyne per centimeter (dyn/cm).1 dyn/cm = 10-3 N/m = 1 mN/m

DAPUS* Giancoli, Douglas C., 2001, Fisika Jilid I (terjemahan), Jakarta : Penerbit Erlangga

Riyanto. Sfarm (http://mipa-farmasi.blogspot.com/2012/02/tegangan-permukaan-tegangan-antar-muka.html) 9 okt 2012

http://mipa-farmasi.blogspot.com/2012/02/tegangan-permukaan-tegangan-antar-muka.html

http://mipa-farmasi.blogspot.com/2012/02/tegangan-permukaan-tegangan-antar-muka.html

https://plus.google.com/103822620494415214563

tegangan permukaan.doc

Documents

Transcript of tegangan permukaan.doc