LAPORAN PRAKTIKUM KIMIA FISIK MODUL PRAKTIKUM NAMA PEMBIMBING NAMA MAHASISWA : MASSA JENIS DAN VISKOSITAS : RISPIANDI,ST.MT : SIFA FUZI ALLAWIYAH TANGGAL PRAKTEK : 25 September 2013 TANGGAL PENYERAHAN : 2 Oktober 2013 1. Tujuan percobaan Menentukan massa jenis suatu zat Menentukan viskositas cairan Menghitung viskositas suatu cairan berdasarkan percobaan 2. Latar Belakang Setiap fluida, gas atau cairan, memiliki suatu sifat yang dikenal sebagai viskositas, yang dapat didefinisikan sebagai tahanan yang dilakukan suatu lapisan fluida terhadap suatu lapisan lainnya. Salah satu cara untuk menentukan viskositas cairan adalah metode kapiler dari Poiseulle, metode Ostwald merupakan suatu variasi dari metode Poiseulle. Pada percobaan kali ini kita menghitung viskositas larutan yang berguna untuk menentukan tahanan fluida berdasarkan suhu yang berbedabeda. Viskositas dari suatu cairan murni adalah indeks hambatan aliran cairan. Pada percobaan ini kita akan mempelajari tentang pengaruh suhu terhadap viskositas cairan. Cairan yang digunakan dapat bermacam-macam, namun pada percobaan ini cairan yang digunakan adalah etanol sedangkan air bertindak sebagai cairan pembanding. Dengan melakukan percobaan ini kita akan mengetahui cairan mana yang memiliki viskositas yang tertinggi.
3. Dasar Teori 3.1 Massa jenis Massa jenis adalah pengukuran massa setiap satuan volume benda. Semakin tinggi massa jenis suatu benda, maka semakin besar pula massa setiap volumenya. Sebuah benda yang memiliki massa jenis lebih tinggi (misalnya besi) akan memiliki volume yang lebih rendah dari benda daripada benda bermassa sama yang memiliki massa jenis lebih rendah (misalnya air). Satuan SI massa jenis adalah kilogram per meter kubik (Kg.m -3 ). Rumus untuk menentukan massa jenis : Dengan = rho (massa jenis), m = massa dan v = volume. 3.2 Viskositas Viskositas adalah suatu cara untuk menyatakan berapa daya tahan dari aliran yang diberikan oleh suatu cairan. Makin kental suatu cairan, makin besar gaya yang dibutuhkan untuk membuatnya mengalir pada kecepatan tertentu. Viskositas disperse koloidal dipengaruhi oleh bentuk partikel dari fase disperse. Koloid-koloid yang berbentuk bola membentuk sistem disperse dengan viskositas rendah, sedang sistem disperse yang mengandung koloid-koloid linier viskositasnya lebih tinggi. Hubungan antara bentuk dan viskositas merupakan refleksi derajat solvasi dari partikel. Hukum Poiseuille Banyaknya cairan yang mengalir persatuan waktu melalui penampang melintang berbentuk silinder berbentuk jari-jari r, yang panjangnya l di tentukan oleh, perbedaan tekanan (p) pada kedua ujung pipa juga ditentukan oleh viskositas cairan dan luas penampang pipa. Hukum Stokes
Benda bulat dengan radius r dan rapat adalah d yang jatuh karena gaya gravitasi melalui fluida dengan rapat d m akan dipengaruhi gaya sebagai berikut : f 1 = 4/3 r 3 ( d d m ) g Benda yang jatuh mempunyai kecepatan yang makin lama makin besar tetapi dalam medium ada gaya gesek yang makin besar bila kecepatan benda jatuh makin besar. Pada saat kesetimbangan, besarnya kecepatan benda jatuh adalah tetap (v konstan). Menurut George Stokes, untuk benda bulat tersebut besarnya gaya gesek pada saat kesetimbangan adalah : f 2 = 6 r V f 1 = f 2 4/3 r 3 ( d d m ) g = 6 r V Rumus ini berlaku bila jari-jari benda yang jatuh relative besar bila dibandingkan dengan jarak antara molekul-molekul fluida. Rumus Stokes inilah yang merupakan dasar viskositas atau viscometer bola jatuh. Viscometer ini tersiri dari gelas silinder dengan cairan yang akan diteliti dan dimasukkan dalam thermostat. Bola baja dengan rapat d dan diameter r dijatuhkan ke dalam tabung dan waktu yang diperlukan untuk jatuh di antara dua tanda a dan b dicatat dengan stopwatch. Pengukuran viskositas merupakan cara termudah dalam menentukan berat molekul dan jari-jari molekul. Diantaranya, yaitu untuk menentukan viskositas dapat digunakan : 1. Viskometer Oswald Digunakan untuk menentukan viskositas dari suatu cairan dengan menggunakan air sebagai pembandingnya. Caranya yaitu dengan membandingkan waktu alir dan berat jenis cairan yang akan ditentukan dengan
berat jenis cairan dan waktu alir. Hubungan antara viskosits dan suhu pertama kali ditemukan oleh Carransicle pada tahun 1913. Pada viskositas Ostwald yang diukur adalah waktu yang dibutuhkan oleh sejumlah cairan tertentu mengaliri pipa kapiler dengan gaya yang disebabkan oleh gaya beratnya sendiri. 2. Viskometer Hoppler Berdasarkan hokum stokes pada kecepatan bola maksimum, terjadi keseimbangan sehingga gaya gesek = gaya berat gaya Archimedes. Prinsip kerjanya adalah menggelindingkan bola (yang terbuat ari kaca) melalui tabung gelas yang vertical berisi zat cair yang diselidiki. Kecepatan jatuhnya bola merupakan fungsi ari harga respirok sampel. Pengaruh Temperatur Terhadap Viskositas Viscositas merupakan besaran yang harganya tergantung terhadap temperatur. Pada kebanyakan fluida cair, bila temperatur naik viscositas akan turun, dan sebaliknya bila temperatur turun maka viscositas akan naik.
4. Skema Kerja a. Massa jenis Siapkan Piknometer Timbang piknometer kosong Catat massanya (m1) Tambahkan cairan yang telah ditentukan kedalam Timbang piknometer dan isinya Catat massanya (m2) Hitung selisihnya
b. Viskositas Siapkan viskometer Isi viskometer dengan cairan sampai di bawah tanda Tarik sejumlah volume cairan sampai melebihi tanda dan lepaskan Hidupkan stopwatch saat cairan turun sampai tanda batas Matikan stopwatch sampai tanda batas berikutnya Catat waktu 5. Keselamatan kerja yang harus diperhatikan (merujuk MSDS) Pakailah jas lab dan sepatu tertutup. Untuk menjaga alat tidak muah rusak, tabung dibersihkan dengan pelarut yang sesuai dengan zat yang ditentukan viskositas an massa jenisnya.
6. Data atau Hasil Pengamatan 6.1 Massa jenis Zat : Air No Kegiatan Gram 1 Berat pikno kosong 13.49 gram 2 Berat pikno isi 24.02 gram 3 Berat isi 10.53 gram Zat : Polietilen No Kegiatan Gram 1 Berat pikno kosong 13.47 gram 2 Berat pikno isi padatan 17.39 gram 3 Berat pikno isi padatan + air 23.17 gram Zat : Pasir Silika No Kegiatan Gram 1 Berat pikno kosong 13.44 gram 2 Berat pikno isi padatan 16.77 gram 3 Berat pikno isi padatan + air 24.30 gram 6.2 Viskositas No Zat Waktu Waktu Waktu Waktu Waktu Ratarata 1 Etanol 290 293 291 290 292 291.2 2 Air 102 103 101 101 100 101.4 Viskositas air No Suhu 0 c Viskositas 1 20 1.00 cp 2 25 0.95 cp 3 30 0.80 cp 4 35 0.75 cp 5 40 0.70 cp
7. Perhitungan 1. Massa Jenis a. Volume piknometer Volume Air = Volume Piknometer Berat Air: Berat Piknometer+Air Berat Piknometer Kosong = 24,02g 13,49g = 10,53g Massa Jenis Air : 1 g/ml Volume Air/Volume Piknometer = b. Massa Jenis Polyethylene Berat Padatan = Berat Pikno+Padatan Berat Pikno kosong = 17,39g 13,47g = 3,92g Berat Air = Berat Pikno+1/2Padatan+1/2Air Berat Pikno+Padatan = 23,17g 17,39g = 5,78g Volume Air = Volume Padatan = Volume Piknometer Volume Air = 10,53mL 5,78mL = 4,75mL Massa Jenis Polyethylene = c. Massa Jenis Pasir Silika Berat Padatan = Berat Pikno+Padatan Berat Pikno kosong = 16,77g 13,44g = 3,3g Berat Air = Berat Pikno+1/2Padatan+1/2Air Berat Pikno+Padatan = 24,30g 16,77g = 7,53g Volume Air = Volume Padatan = Volume Piknometer Volume Air = 10,53mL 7,53mL = 3,00mL Massa Jenis Polyethylene = 2. Viskositas Ethanol - Massa Jenis Ethanol
Berat Piknometer Kosong = 13,41g Berat Piknometer+Ethanol = 22,07g Berat Ethanol = Berat Piknometer+Ethanol - Berat Piknometer Kosong = 22,07g 13,41g = 8,66g Volume Ethanol dalam 1 piknometer = Volume Piknometer = 10,53mL Massa Jenis Ethanol = Udara 20 0 C dengan viskositas 1,00 Cp 7. Pembahasan Faktor-faktor yang mempengaruhi terjadinya kesalahan dalam praktikum massa jenis dan viskositas kali ini, diantaranya: 1. Pada praktikum massa jenis, kami menggunakan piknometer 25mL 20 0 C, namun karena suhu ruangan diperkirakan lebih dari 20 0 C, dan oleh karena itu volume piknometer menjadi tidak tepat 25mL, maka kami harus mencari volume piknometer dengan jalan perhitungan, dimana volume piknometer sama dengan volume air 1 piknometer penuh. 2. Pada praktikum viskositas menggunakan viskometer ostwald, pada pengukuran viskositas air, saat kami menunggu air menurun menuju tanda batas berikutnya, waktu menurunnya air sangat lama, hal ini disebabkan karena pada saat yang bersamaan kami menutup mulut pipa sebelah kanan viskometer Ostwald yang seharusnya tidak ditutup. Sedangkan pada pengukuran viskositas etanol, waktu
menurunnya etanol menuju tanda batas berikutnya pun sangat lama, hal ini disebabkan adanya gelembung kecil yang luput dari perhatian kami. 8. Kesimpulan 1. Melalui praktikum kali ini, kami memperoleh berat jenis air lebih besar dari pada berat jenis polietilen, sedangkan berat jenis air lebih rendah dari berat jenis pasir silika. Massa Jenis Air = 1 gml Massa Jenis Polietilen = 0,82 g/ml Massa Jenis Pasir Silika = 1,11 g/ml Dapat terlihat pula bahwa polietilen yang dimasukkan hingga ½ piknometer mengapung saat ditambah air hingga penuh. Sedangkan pada pasir silika tetap berada di bagian bawah piknometer meskipun ditambah air hingga penuh. 2. Melalui praktikum kali ini, kami memperoleh viskositas etanol sebesar 2,3548 Cp. 3. Selain perubahan suhu/temperatur, kekentalan juga dapat mempengaruhi besar kecilnya nilai viskositas suatu fluida. Dengan kata lain terdapat hubungan antara kekentalan fluida yang berbanding lurus dengan harga viskositas. Semakin tinggi kekentalan suatu cairan, maka semakin tinggi nilai viskositasnya. 4. Viskositas cairan yang diukur dengan Metode Ostwald mempunyai hubungan yaitu akan berbanding terbalik dengan waktu yang dibutuhkan cairan untuk mengalir melalui sebuah pipa kapiler. Semakin cepat cairan itu mengalir, maka viskositasnya semakin kecil. Pada percobaan yang kedua didapatkan viskositas etanol lebih besar dibandingkan viskositas air.
DAFTAR PUSTAKA 1. Ngatin, Agustinus & Marlina, Ari. 2013. Petunjuk Praktikum Kimia Fisika Program Studi D3 Teknik Kimia dan Teknik Kimia Produksi Bersih Semester 1. Bandung. 2. http://id.wikipedia.org/wiki/massa_jenis 3. http://putuwibisana.wordpress.com/2011/03/19/alat-alat-dan-istilah-istilah-yangberhubungan-dengan-densitas/ 4. http://hedihastriawan.wordpress.com/kimia-fisika/viskositas/
Kata Kunci Viskositas fluida. Piknometer Viskometer larutan. Polietilen kaku. Silika : kekentalan suatu fluida yang menunjukan besar kecilnya gesekan internal : bejana kaca atau logamdengan sebuah penentuan volume. : alat yang digunakan untuk mengukur viskositas atau kekentalan suatu : bahan termoplastik yang kuat dan dapat dibuat dari yang lunak sampai yang : sekelompok mineral yang terdiridaris silikon dan oksigen.