VISKOSITAS CAIRAN

IRA NURPIALAWATI

PROGRAM STUDI PENDIDIKAN KIMIA

JURUSAN PENDIDIKAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

FAKULTAS ILMU TARBIYAH DAN KEGURUAN

UNIVERSITAS ISLAM NEGERI SYARIF HIDAYATULLAH

JAKARTA

2014

Abstrak

Pada zat cair, ukuran partikel menetukan tingkat kekentalan(viskositas) dari

cairan itu sendiri. Viskositas merupakan sifat friksi atau sifat tahanan di pedalaman

fluida terhadap tegangan geser yang diterapkan pada fuida tersebut. Perbedaan

viskositas pada zat cair menunjukkan fungsi zat cair tersebut. Contohnya saja

viskositas air lebih rendah daripada oli, hal ini menyebabkan air dapat dikomsumsi

oleh makhluk hidup sedangkan oli tidak. Masing-masing oli juga mempunyai

viskositas yang berbeda-beda sesuai dengan fungsi oli. Tujuan utama dari

praktikum ini adalah untuk mengetahui karakteristik viskositas oli, minyak tanah,

etanol 70%, dan air. Oli yang digunakan adalah oli bekas yang diperoleh dari sisa-

sisa pemakaian oli mesin. Cara menentukan viskositas suatu zat adalah dengan

menggunakan alat yang dinamakan viskometer. Terdapat beberapa macam tipe

viskometer yang biasa digunakan antara lain: viskometer kapiler(Ostwald),

viskometer Hoppler, viskometer Cup and Bob, dan viskometer Cone and Plate.

Kata kunci: viskositas, partikel, oli, dan viskometer

A. Pendahuluan

Viskositas berasal dari

perkataan Viscous (Soedojo,

1986) (Dalam Jurnal Metode

Penentuan Koefisien Ke

kentalan Zat Cair dengan

Menggunakan Regresi Linear

Hukum Stokes, 2008).

Zemansky mengatakan

viskositas dapat dianggap

sebagai gerakan di bagian

dalam (internal) suatu fuida

(Jurnal Rizky Hardiyatul

Maulida dkk, 2010).

Viskositas terdapat pada zat

cair maupun gas dan pada

intinya merupakan gaya

gesekan antara lapisan-lapisan

yang bersisian pada fluida saat

lapisan-lapisan tersebut

begerak melewati satu sama

lainnya. Pada zat cair,

viskositas terutama di

sebabkan oleh gaya kohesi

antara molekul. Sedangkan

pada gas, viskositas muncul

dari tumbukan antar molekul.

Fluida yang berbeda memiliki

besar viskositas yang berbeda

dan zat cair pada umumnya

jauh lebih kental daripada gas

(Jurnal Rizky Hardiyatul

Maulida dkk, 2010).

Makin besar viskositas

makin lambat aliran cairan.

Viskositas cairan biasanya

turun dengan meningkatnya

suhu, dapat dianalogikan

dengan sirup gula panas

mengalir lebih cepat dari pada

sirup gula dingin. Cairan yang

mempunyai gaya antar

molekul yang kuat memiliki

viskositas yang lebih besar

dibandingkan cairan yang

memiliki gaya antarmolekul

yang lemah. Air memiliki

viskositas lebih besar

dibandingkan kebanyakan

cairan karena kemampuannya

untuk membentuk ikatan

hidrogen. Yang menarik,

viskositas gliserol jauh lebih

besar daripada semua cairan

(Raymond Chang, 2005: 375).

Sedangkan menurut

Eko Budi Kuncoro viskositas

adalah suatu sifat yang

dipakai sebagai pengukur

besarnya daya yang

diperlukan untuk memisahkan

molekul-molekul air agar

dapat dilewati (Dalam buku

Akuarium Laut: 51).

Hukum Stokes pada prisipnya

adalah:

Suatu bahan apabila

dipanaskan sebelum menjadi

cair terlebih dulu menjadi

viscous yaitu menjadi lunak

dan dapat mengalir pelan-

pelan. Jika sebuah benda

berbentuk bola dijatuhkan ke

dalam fluida kental, misalnya

kelereng dijatuhkan ke dalam

kolam renang yang airnya

cukup dalam, nampak mula-

mula kelereng bergerak

dipercepat. Tetapi beberapa

saat setelah menempuh jarak

cukup jauh, nampak kelereng

bergerak dengan kecepatan

konstan (bergerak lurus

beraturan). Ini berarti bahwa

di samping gaya berat dan

gaya apung zat cair masih ada

gaya lain yang bekerja pada

kelereng tersebut. Gaya ketiga

ini adalah gaya gesekan yang

disebabkan oleh kekentalan

fluida.

Khusus untuk benda

berbentuk bola, gaya gesekan

fluida secara empiris

dirumuskan sebagai

Persamaan (1) (Sears, 1984).

Fs= 6rv (1)

dengan menyatakan

koefisien kekentalan, r adalah

jari-jari bola kelereng, dan v

kecepatan relatif bola

terhadap fluida. Persamaan

(1) pertama kali dijabarkan

oleh Sir George Stokes tahun

1845, sehingga disebut

Hukum Stokes.

Dalam pemakaian

eksperimen harus di

perhitungkan beberapa syarat

antara lain :

1. Ruang tempat fluida

jauh lebih luas

dibanding ukuran

bola.

2. Tidak terjadi

aliran turbulen

dalam fluida.

3. Kecepatan v tidak

terlalu besar

sehingga aliran

fluida masih

bersifat laminer.

Sebuah bola padat

memiliki rapat massa b dan

berjari-jari r dijatuhkan tanpa

kecepatanawal ke dalam

fluida kental memiliki rapat

massa f, di mana b > f.

Telah diketahui bahwa bola

mula-mula mendapat per

cepatan gravitasi, namun

beberapa saat setelah bergerak

cukup jauh bola akan bergerak

dengan kecepatan konstan.

Kecepatan yang tetap ini

disebut kecepatan akhir VT

atau kecepatan terminal yaitu

pada saat gaya berat bola sama

dengan gaya apung ditambah

gaya gesekan fluida (Dalam

Jurnal Metode Penentuan

Koefisien Kekentalan Zat Cair

dengan Menggunakan Regresi

Linear Hukum Stokes, 2008).

B. Metode dan Alat Bahan

Cara Ostwald

Alat Bahan

Viskometer Aquades

Gelas

Kimia Etanol

Stopwatch Minyak tanah/kerosin

Mistar Oli

Bulp

Cara Falling Ball

Alat Bahan

Kelereng Aquades

Gelas

Kimia Etanol

Stopwatch Minyak tanah/kerosin

Mistar Oli

Pengukuran massa jenis

Alat Bahan

Picknometer Aquades

Etanol

neraca

ohauss

Minyak tanah/kerosin

Oli

- Memasukkan air ke dalam picknometer.

- Kemudian menimbang picknometer berisi sampel tersebut di neraca ohauss.

- Ulangi dengan mengganti sampel dengan etanol, minyak, dan oli.

Metode Ostwald

- Membersihkan viskometer dengan menggunakan pelarut yang sesuai (bisa

dengan etanol).

- Mengukur larutan air sebanyak 40 ml kemudian masukkan ke dalam

viskometer.

- Menandai tinggi larutan pada A dan B.

- Menyedot air menggunakan bulp yang diletakkan pada pipa B (selama

proses penyedotan pipa B, tutup pipa A).

- Melepas bulp pada pipa B sehingga air kembali ke posisi semula, mencatat

waktu yang dibutuhkan air sampai ke posisi semula.

- Mengulangi langkah 1-5 dengan sampel etanol, minyak, dan oli.

Metode Falling Ball

- Mrngukur panjang gelas kimia.

- Mengukur jari-jari kelereng.

- Memasukkan air ke dalam gelas kimia ukuran 100 ml (usahakan agar air

penuh).

- Memasukkan kelereng ke dalam gelas kimia tersebut.

- Memutar gelas kimia 180 sehingga kelereng bergeser.

- Mencatat waktu yang dibutuhkan kelereng jatuh ketika gelas kimia diputar

180.

C. Pembahasan

Sampel picknometer

kosong (gram)

picknometer+sampel (gram)

volume (ml) massa jenis

(gr/ml)

Aquades 22 46,35 30 0,81

Etanhol 22 42,05 30 0,67

Minyak

tanah/kerosin 22 42,55 30 0,68

Oli 22 43,6 30 0,72

volume

massa

30

2235,46 aquades

= 0,81 gr/ml

30

2205,42tan

ole

= 0,67 gr/ml

30

2255,42min

yak

= 0,68 gr/ml

30

226,43 oli

= 0,72 gr/ml

Metode Ostwald

Sampel Volume

sampel (L)

jari-jari pipa

(cm)

panjang pipa

(cm)

waktu

(sekon)

Aquades 0,03 0,85 12,2 6,54

Etanhol 0,03 0,85 12,2 3,47

Minyak

tanah/kerosin 0,03 0,85 12,2 3,30

Oli 0,03 0,85 12,2 62,0

=koefisien viskositas

R = jari-jari pipa (cm)

t = waktu (detik)

g = gravitasi (m/s2)

V= volume (liter)

L= panjang pipa (cm)

P = tekanan (dyne/cm2)

gVL

tRP 4

gVL

tRP aquadesaquades

4

)2,12)(03,0(10

54,685,07

22 4P

= 0,054

gVL

tRP oleole

tan

4

tan

)2,12)(03,0(10

47,385,07

22 4P

= 0,175 N s/m2

gVL

tRP yakyak

min

4

min

)2,12)(03,0(10

30,385,07

22 4P

= 1,75 N s/m2

gVL

tRP olioli

4

)2,12)(03,0(10

6285,07

22 4P

= 0, 143 N s/m2

Metode Falling Ball

Sampel jari-jari kelereng

(cm) tinggi tabung (m)

waktu

(sekon)

Aquades 1,5 0,232 1,12

Etanhol 1,5 0,232 0,85

Minyak

tanah/kerosin 1,5 0,232 1,87

Oli 1,5 0,232 2,04

v = kecepatan (cm/sekon)

l = jarak (cm)

t = waktu (detik)

98,0

232,0Aquades v = 0,236m/s

87,1

232,0sinTanah/KeroMinyak v = 0,124 m/s

12,1

232,0Oli v = 0,207 m/s

3

3

4rvkelereng

3)5,1.(

7

22.

3

4

= 14,142857 cm3

kelereng = 0,9 gr/m3

v

gddr bb

9

)(2 2

)345323,8(9

)95,0()5,1(2 2

kelereng

aquades

= - 0,0029 N s/m2

)345323,8(9

)78,0()5,1(2 2

tan

kelereng

ole

= 0,0072 N s/m2

)345323,8(9

)85,0()5,1(2 2

min

kelereng

yak

= 0,002 N s/m2

t

lv

)345323,8(9

)81,0()5,1(2 2

kelereng

aquades

= 0,0054 N s/m2

Viskositas(kekentalan

) berasal dari perkataan

Viscous (Soedojo, 1986)

(Dalam Jurnal Metode

Penentuan Koefisien

Kekentalan Zat Cair dengan

Menggunakan Regresi Linear

Hukum Stokes, 2008).

Zemansky mengatakan

viskositas dapat dianggap

sebagai gerakan di bagian

dalam(internal) suatu fuida

(Jurnal Rizky Hardiyatul

Maulida dkk, 2010).

Viskositas terdapat pada zat

cair maupun gas dan pada

intinya merupakan gaya

gesekan antara lapisan-lapisan

yang bersisian pada fluida saat

lapisan - lapisan tersebut

begerak melewati satu sama

lainnya. Pada zat cair,

viskositas terutama di

sebabkan oleh gaya kohesi

antara molekul. Sedangkan

pada gas, viskositas muncul

dari tumbukan antar molekul.

Fluida yang berbeda memiliki

besar viskositas yang berbeda

dan zat cair pada umumnya

jauh lebih kental daripada gas

(Jurnal Rizky Hardiyatul

Maulida dkk, 2010).

Makin besar

viskositas, makin lambat

aliran cairan. Viskositas

cairan biasanya turun dengan

meningkatnya suhu, dapat

dianalogikan dengan sirup

gula panas mengalir lebih

cepat dari pada sirup gula

dingin. Cairan yang

mempunyai gaya antar

molekul yang kuat memiliki

viskositas yang lebih besar

dibandingkan cairan yang

memiliki gaya antarmolekul

yang lemah. Air memiliki

viskositas lebih besar

dibandingkan kebanyakan

cairan karena kemampuannya

untuk membentuk ikatan

hidrogen. Yang menarik,

viskositas gliserol jauh lebih

besar daripada semua cairan

(Raymond Chang, 2005: 375).

Besaran gesekan antar

molekul ini biasanya juga

disebut derajat kekentalan zat

cair. Pada percobaan

viskositas dengan metode

Ostwald, viskositas aquades

yang didapat dari perhitungan,

yaitu 0,053 N s/m2. Viskositas

etanol yang didapat dari

perhitungan, yaitu 0,175 N

s/m2. Viskositas minyak yang

didapat dari perhitungan,

yaitu 1,75 N s/m2. Viskositas

oli yang didapat dari

perhitungan, yaitu 0,143 N

s/m2. Semakin tinggi

viskositas, semakin sulit suatu

jenis cairan mengalir, semakin

rendah viskositas, semakin

mudah suatu jenis cairan

mengalir. Oli dan minyak

merupakan aliran laminar atau

aliran kental karena laju aliran

kecil melalui sebuah pipa

dengan garis tengah kecil,

sedangkan air dan etanol

merupakan aliran turbulen

karena laju aliran yang

melalui pipa lebih besar dari

laju aliran pada aliran laminar.

Pada metode ini, tinggi pipa

sukar dihitung. Hal ini

menyebabkan tinggi pada

pipa kurang teliti, pun juga

mempengaruhi harga

viskositasnya.

Pada percobaan

metode bola jatuh, metode ini

dipengaruhi oleh adanya

gravitasi pada kelereng.

Kelereng yang telah

dimasukkan ke dalam gelas

kimia mengalami gaya

gravitasi akibat gelas kimia

diputar 180. Metode ini

kurang tepat digunakan untuk

menghitung nilai viskositas.

Hal ini karena alat dan bahan

sederhana yang digunakan

pada metode ini menyebabkan

nilai viskositas yang akan

dicari kurang teliti, selain itu

waktu yang dihitung selama

kelereng jatuh akan tidak

tepat. Oleh karena itu

diperlukan pencatatan waktu

otomatis yang akan mencatat

waktu yang diperlukan

kelereng untuk jatuh ketika

diputar 180. Agar nilai

viskositas cairan (ketika

menggunakan metode bola

jatuh) dapat diketahui,

diperlukan massa jenis

kelereng, massa jenis zat

cairan serta jari-jari kelereng

yang digunakan.

Pada metode bola

jatuh, nilai viskositas yang

didapat dari aquades, yaitu -

0,0029 N s/m2. Etanol, yaitu

0,0072 N s/m2. Minyak, yaitu

0,002 N s/m2. Oli, yaitu

0,0054 N s/m2. Hasil ini tidak

valid karena berberda dengan

ada pada literatur. Dalam

buku Raymond Chang

menyatakan bahwa viskositas

dari air (H2O) adalah 0,00101

N s/m2, sedangkan viskositas

dari etanol (C2H5OH) adalah

0,0012 N s/m2 (2005; 376).

Perbedaan yang terjadi karena

kurang ketelitian praktikan

dalam mengamati percobaan

dalam praktikum viskositas

cairan ini.

D. Kesimpulan

Berdasarkan data hasil percobaan dan tujuan praktikum maka dapat

disimpulkan bahwa:

1. Viskositas fluida (zat cair) adalah gesekan yang ditimbulkan oleh fluida

yang bergerak atau benda padat yang bergerak di dalam fluida.

2. Terdapat beberapa macam tipe viskometer yang biasa digunakan antara

lain: viskometer kapiler (Ostwald), viskometer Hoppler, viskometer

Cup and Bob, dan viskometer Cone and Plate.

3. Pada percobaan viskositas dengan metode Ostwald, viskositas aquades

yang didapat dari perhitungan, yaitu 0,053 N s/m2. Viskositas etanol

yang didapat dari perhitungan, yaitu 0,175 N s/m2. Viskositas minyak

yang didapat dari perhitungan, yaitu 1,75 N s/m2. Viskositas oli yang

didapat dari perhitungan, yaitu 0,143 N s/m2.

4. Pada metode bola jatuh, nilai viskositas yang didapat dari aquades, yaitu

-0,0029 N s/m2. Etanol, yaitu 0,0072 N s/m2. Minyak, yaitu 0,002 N

s/m2. Oli, yaitu 0,0054 N s/m2. Dalam buku Raymond Chang

menyatakan bahwa viskositas dari air (H2O) adalah 0,00101 N s/m2,

sedangkan viskositas dari etanol (C2H5OH) adalah 0,0012 N s/m2 (2005;

376).

E. Daftar Pustaka

Chang, Raymound. 2005.

http://books.google.co.id/books?id=KzN5SOR1A-

4C&pg=PA374&dq=tegangan+permukaan+adalah&hl=id&sa=X&ei=J4d

LU-yrJsHMrQfp_IHgDQ&redir_esc=y#v=onepage&q=viskositas&f=false

diakses pada 16 April 2014

Kuncoro, Eko Budi.

http://books.google.co.id/books?id=hbHafEkjXQoC&pg=PA51&dq=visko

sitas+adalah&hl=id&sa=X&ei=KohLU4PJAcmBrQfCzoBw&redir_esc=y

#v=onepage&q=viskositas%20adalah&f=false diakses pada 16 April 2014

Budianto, Anwar. 2008. METODE PENENTUAN KOEFISIEN

KEKENTALAN ZAT CAIR DENGAN MENGGUNAKAN REGRESI

LINEAR HUKUM STOKES. http://jurnal.sttn-batan.ac.id/wp-

content/uploads/2008/12/12-anwar157-166.pdf diakses pada 16 April 2014

Maulida, Rizky. H dan Erika Rani. 2010. ANALISIS

KARAKTERISTIK PENGARUH SUHU DAN KONTAMINAN

TERHADAP VISKOSITAS OLI MENGGUNAKAN ROTARY

VISCOMETER. ejournal.uin-

malang.ac.id/index.php/NEUTRINO/article/download/.../pd...diakses pada 16 April 2014