Praktikum Kimia Fisika 1 ||Penentuan Viskositas dan Radius Molekul||

Tujuan
Menentukan viskositas (kekentalan)suatu cairan melalui metode bola jatuh dan Oswald.
Menentukan radius molekul suatu zat cair berdasarkan viskositasnya.

Dasar Teori
            Suatu zat alir saling bergesekan sehingga menimbulkan gaya gesek untuk menahan aliran yang besarnya tergantung dari kekentalan zat tersebut.
G = A rho dv/dy
Rho = g/(A . dv/dy)
G : gaya gesek, g.cm.s-2
A : luas lapisan, cm2
Rho : kekentalan, g.cm-1.s-1 (centi poise =cP)
dv  : beda kecepatan antara dua lapisan berjarak dy
dv/dy : gradient kecepatan
            Viskositas atau kekentalan suatu cairan dapat ditentukan dengan metode bola jatuh dan viscometer Oswald. Penentuan viskositas dengan metode bola jatuh dilakukan dengan menhjatuhkan benda ke dalam cairan yang akan ditentukan kekentalannya berdasarkan gaya gravitasi, tekanan ke atas oleh cairan dan gaya yang ditimbulkan cairan untuk melawan benda. Penentuan viskositas menggunkan viscometer Oswald dilakukan berdasarkan waktu yang dibutuhkan untuk mengalirkan sejumlah tertentu cairan.
           Metode bola jatuh ini dilakukan dengan menggunakan sebuah bejana yang diisi dengan cairan yang akan ditentukan viskositasnya dengan volume tertentu kemudian dijatuhkan suatu bola. Bola tersebut akan jatuh dengan gaya F yang merupakan resultan dari tiga gaya, yaitu bobot benda akibat gaya tarik bumi (G), tekanan ke atas oleh cairan (hokum Archimedes) sebesar FA dan gaya yang ditimbulkan cairan untuk melawan benda (hokum stokes) sebesar FR.
Penentuan viskositas dengan metode bola jatuh dapat ditentukan dengan menggunakan persamaan:
Rho = k (ρ1 – ρ2 ) t
K : tetapan bola jatuh
ρ1 : massa jenis bola (g. cm-3)
ρ2 : massa jenis cairan (g. cm-3)
t : waktu untuk bola jatuh (detik)
Bola yang digunakan tergantung kekentalan zat cair yang akan diukur.
              Viscometer Oswald merupakan sebuah alat yang digunakan untuk menentukan kekentalan suatu cairan. Alat ini terbuat dari bejana kaca berbentuk U yang mampu menampung sejumlah tertentu zat cair.
Pengukuran viskositas didasarkan pada waktu yang dibutuhkan untuk mengalirkan zat cair dari batas b sampai tanda batas c. viskositas zat cair ditentukan berdasarkan hokum Haagen Poiseuille yang secara matematis dapat dinyatakan dalam persamaan :
              Viskositas suatu cairan biasanya ditentukan dengan menggunakan zat cair lain sebagai pembanding yang telah diketahui viskositasnya. Besarnya viskositas ditentukan dengan membandingkan kecepatan aliran zat cair. Zat cair pembanding yang dignakan umumnya adalah air.

Alat
Viscometer Oswald
Stopwatch
Labu takar 50 mL
Pipet ukur 10 mL
Penangas air
Piknometer
Pipet gondok 10 mL
Gelas piala 100 mL
Neraca analitik
Pipet tetes

Bahan
Gliserol (92,1 g/L)
Alcohol 95%
Akuades
Tisu

Langkah Kerja
Penentuan massa jenis air dan gliserol
Timbang piknometer 10 mL yang telah dibersihkan dan dikeringkan.
  1. Isi dengan akuades sampai penuh kemudian tutup kembali piknometer dengan benar. Catat suhu air pada saat percobaan.
  2. Keringkan bagian luar dengan tisu dan timbang dengan teliti. Ualngi percobaan dengan sebanyak 3 kali dan tentukan massa jenis air dengan menggunakan daftar nilai air.
  3. Ulangi langkah 1 sampai 3 untuk menentukan massa jenis gliserol. Gunakan alcohol untuk membersihkan piknometer. Tentukan massa jenis gliserol.
Penentuan viskositas cairan dengan viscometer Oswald
  1. Bersihkan viscometer Oswald dengan alcohol dan keringkan.
  2. Masukkan gliserol ke dalam viscometer Oswald sampai tanda batas a.
  3. Gunakan karet penghisab untuk mengalirkan gliserol dari tanda batas b sampai c.
  4. Buatlah tiga kali pengukuran waktu aliran sampai diperoleh data waktu alir dengan perbedaan 1 detik dari setiap pengukuran. Catat suhu gliserol.
  5. Ualngi langkan 1-4 untuk menentukan waktu alir dengan menggunakan akuades sebagai pembanding.
Penentuan radius molekul dari viskositasnya
  1. Buatlah larutan gliserol 0,5%, 1%, 2%, 3% dan 4% dengan menggunakan labu takar 50 mL.
  2. Bersihkan viscometer Oswald dengan alcohol dan keringkan.
  3. Masukkan larutan gliserol 0,5% ked ala viscometer sampai tanda batas a.
  4. Gunakan karet penghisap untuk mengalirkan larutan gliserol dari tanda batas b sampai c.
  5. Buatlah tiga kali pengukuran waktu aliran sampai diperoleh data waktu alir dengan perbedaan 1 detik dari setiap pengukuran. Catat suhu larutan gliserol.
  6. Ualngi langkah 2-5 untuk menentukan waktu alir larutan gliserol 1 %, 2%, 3% dan 4%.
Pembahasan
          Gliserol merupakan senyawa alcohol yang memiliki 3 gugus hidroksil. Gliserol memiliki nama baku 1,2,3-propanatriol. Senyawa ni berwujud cair, tidak berwarna dengan titik didih 290 derajat C. titik didih tinggi yang dimiliki oleh senyawa dengan bobot molekul 92,09 g/mol ini disebabkan adanya ikatan hydrogen yang sangat kuat antar molekul gliserol. Gliserol merupakan bahan baku pembentuk trigliserida yang dapat membentuk ikatan ester dengan asam lemak.
        Percobaan kali ini yaitu penentuan viskositas cairan. Percobaan ini bertujuan untuk menentukan viskositas suatu cairan dan mengetahui pengaruhnya terhadap konsentrasi. Percobaan ini menggunakan gliserol dengan berbagai konsentrasi yaitu 0,5%, 1%, 2%, 3% dan 4% digunaja pula air sebagai pembanding ukuran viskositasnya sebelum menentukan viskositas kita menentukan massa jenis dari air dan gliserol terlebih dahulu.
          Viskositas merupakan kekentalan zat cair, dapat didefinisikan sebagai sifat dari zat cair untuk melawan tegangan geser (t) pada waktu bergerak atau mengalir dan disebabkan juga oleh kohesi antar partikelnya. Dalam praktikum kali ini digunakan viscometer Oswald. Prinsip viscometer Oswald adalah suatu cairan yang dihitung waktu tempuhnya dari garis cke aris b. setelah itu dihitung viskositasnya dengan membandingkan air yang telah diketahui viskositasnya. Cara kerjanya yaitu pertama-tama viscometer diletakkan dalan statif pad posisi horizontal, kemudian dimasukkan sejumlah tertentu cairan dipipet ke dalam viscometer. Cairan kemudian dihisab melalui labu ukur dari viscometer sampai permukaan cairan lebih tinggi dari pada c. cairan kemudian dibiarkan turun. Ketika permukaan cairan turun melewati batas b, stop watch dimatikan. Jadi waktu yang dibutuhkan cairan untuk melalui jarak antara c dan b dapat ditentukan dan data tersebut dicatat dalam data pengamatan. Percobaan diulangi sebanyak 2 kali lagi. Cairan tersebut kemudian diukur suhunya. Hal yang harus diperhatikan pada penggunaan viscometer Oswald pertama-tama dengan membersihkan bagian bawah viscometer dengan menggunakan alcohol. Alas an penggunaak alcohol disini karena alcohol memiliki kecenderungan lebi mudah menguap dari pada air sehingga dapat mempercepat proses pengeringan. Tahapan selanjutnya mengeringkan viscometer tersebut dengan menggunakan hairdryer. Viscometer harus benar-benar kering agar zat yang teliti kekentalanannya tidak terkontaminasi dengan zat sebelumnya dan hasilnya juga valid.
            Semakin besar viskositas suatu cairan maka semakin lama waktu cairan untuk mengalir. Begitu pula sebaliknya semakin kecil viskositasnya maka semakin sedikit waktu yang dibuthkan oleh cairan untuk mengalir. Sesuai dengan teoi bahwa kecepatan aliran dipengaruhi oleh viskositas (kekentallan) dari cairan. Cairan yang mengalir dengan cepat memiliki viskositas yang rendah, sebaliknya cairan yang mengalir dengan lambat mem[unyai viskositas yang besar.
            Setelah menghitung nilai konsentrasi gliserol melalui hubungan konsentrasi dengan viscometer setelah regresi diperoleh koefisien a dan b dari persamaan garis y = ax + b. berdasakan data konsentrasi dan viskositas yang telah diperoleh dari masing-masing larutan. Nilai a (slope) yang diperoleh adalah 1,3908 dan b (intersep) adalah 1. Selanjutnya radius molekul gliserol dapat ditentukan dengan menggunakan perbandingan nilai viskositasnya sebagai y dan konsentrasi sebagai x, nilai radius molekul gliserol adalah 6,0438 x 10-8.

Kesimpulan
           Viskositas suatu cairan diukur dengan viscometer Oswald. Setiap cairan memiliki viskositas yang berbeda-bedakarena banyak penaruh dari setiap jenis zat, komposisi campuran dan tekanan. Makna kental suatu zat cair maka makin besar gaya yang dibutuhkan untuk mengalir dari c ke b. viskositas air adalah 1,2019 g/mL, viskositas gliserol adalah 2,3 g/mL, dan radius molekul adalah 6,0438 x 10-8.

Daftar Pustaka
Atkins, P., 2006, Physical Chemistry Eight Edition, New York: Oxford University Press.
Petrucci Dan Summar, 1987, Kimia Dasar Prinsip Dan Terapan Modern, Jakarta: Erlangga.
http://id.wikipedia.org/wiki/viskositas

0 Response to "Praktikum Kimia Fisika 1 ||Penentuan Viskositas dan Radius Molekul||"

Post a Comment