laporan kimia fisika

I. PURPOSE

a. Menentukan berbagai tegangan permukaan cairan/larutan

b. Mengetahui kualitas suatu deterjen

c. Mengetahui metode penentuan tegangan permukaan

II. THEORY

Tegangan permukaan adalah suatu kecendrungan permukaan zat cair

untuk menegang sehingga permukaannya seperti ditutui oleh suatu lapisan

kulit tipis (Pustaka Fisika, 2013).

Tegangan permukaan adalah gaya yang bekerja pada permukaan zat cair

sepanjang permukaan yang menyentuh benda itu (Agnes, 2011).

Air memiliki tegangan permukaan yang besar disebabkan oleh kuatnya

sifat kohesi antara molekul – molekul air. Hal ini dapat diamati saat sejumlah

kecil air ditempatkan dalam sebuah permukaan yang tak dapat terbasahi atau

terlarutkan (non-soluble), air tersebut akan berkumpul sebagai sebuah tetesan.

Diatas sebuah permukaan gelas yang amat bersih atau bepermukaan amat

halus air dapat membentuk lapisan tipis (thin film) karena gaya tarik

molecular antara gelas dan molekul air (gaya adhesi) lebih kuat ketimbang

gaya kohesi antar molekul air. Air menempel pada sesamanya (kohesi) karena

air bersifat polar. Air memiliki sejumlah muatan parsial negatif (σ-) dekat

atom oksigen akibat pasangan elektron yang hampir tidak digunakan bersama,

dan sejumlah muatan parsial positif (σ+) dekat atom oksigen. Dalam hal ini,

terjadi karena atom oksigen bersifat lebih elektronegatif dibandingkan atom

hydrogen yang berarti, ia (atom oksigen) memiliki lebih “kekuatan tarik” pada

elektron – elektron yang dimiliki bersama dalam molekul, menarik elektron –

elektron lebih dekat kearahnya ( juga berarti menarik muatan- muatan

negative elektron – elektron tersebut) dan membuat daerah disekitar atom

oksigen bermuatan lebih negative ketimbang daerah- daerah disekitar kedua

atom hydrogen(Guru muda, 2012).

Pengukuran tegangan permukaan atau tegangan antar muka :

a. Metode kenaikan kapiler

Tegangan permukaan diukur dengan melihat ketinggian air atau cairan

yang naik melalui suatu pipa kapiler. Metode kenaikan kapiler hanya

1

dapat digunakan untuk mengukur tegangan permukaan tidak bisa

untuk mengukur tegangan antar muka.

b. Metode transiometer Du-Nouy

Metode ini bisa digunakan untuk mengukut tegangan 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

antarmuka dari cairan tersebut ( Gurumuda, 2012).

Permukaan zat cair selalu dalam keadaan tegang. Hal ini disebabkan

karena molekul- molekul zat cair pada permukaan mendapat gaya tarik ke

dalam oleh molekul – molekul yang berada dibawahnya, akibatnya zat cair

selalu cenderung untuk memperkecil permukaan. Berkaitan dengan hal

tersebut diperoleh konsep tegangan permukaan, yakni gaya setiap cm

permukaan cairan yang menentang pembiasan luas permukaan. Ada berbagai

cara penentuan permukaan tetapi yang digunakan dalam percobaan ini adalah

dengan metode kenaikan pipa kapiler.

Dengan perumusan :

τ=hdgr2

……….. (1)

τ=tegangan permukaan

h=tinggicairan dalam kapiler

g=gravitasi

d=berat jeniscairan

r= jari− jari kapiler

Untuk mengukur jari – jari kapiler, dipakai cara membandingkan

tinggi cairan dalam kapiler dengan tinggi cairan standar bila dipakai alat yang

sama.

τ 1τ 2

=h1d1

h2d2 ……… (2) (Tim Labor Kimia Fisika, 2013).

III. TOOLS AND MATERIALS

a. Tools needed :

1. Capillary

2

2. Balance

3. Thermometer

4. Stirring rod

5. Pycnometer

6. Pipette

7. Beaker glass

8. Measuring Cylinder

b. Materials needed :

1. Aquadest

2. Detergent

IV. SCHEME WORK

3

The three kinds of detergent were prepared.

Every detergent weighted as much as 1 gram, 2 grams, and 3 grams. So, we have nine samples in this experiment.

Every detergent was dissolved in 50 mL distilled water. The solution was stirred by using stirring rod.

Every detergent was heated by hot plate. When temperature was 40C, the height of capillary was measured by inserting a capillary tube into a solution and the density of solution was measured too by using picnometer. The same step was done when temperature was 50 C.

The water was entered into a beaker glass as much as 50 mL and heated by using a hot plate. When temperature was 40C, the height of capillary was measured by inserting a capillary tube into a solution. The same step was done when temperature was 50C.

V. DATA AND OBSERVATIONS

Tabel 05. 1 Data berat bahan - bahan yang ditimbang

Tabel 05.2

Data hasil

pengamatan

Massa

Deterje

n

Volum

e

Air

(mL)

Volume

Piknomet

er

(mL)

Berat

Piknomet

er (gram)

Tinggi

pada pipa

(cm)

Piknometer +

Deterjen

(gram)

4

0C

5

0C

4

0C

5

0C

Viso :

1 gram

2 gram

3 gram

50

50

50

5

5

5

11,42

10,90

10,90

4,5

5,1

3,0

3,6

3,4

3,4

16,48

16,43

17,13

16,38

16,36

15,81

4

Piknometer I 11,42 gram

Piknometer II 10,90 gram

Viso 1 1 gram

Viso 2 2 gram

Viso 3 3 gram

Daia 1 1 gram

Daia 2 2 gram

Daia 3 3gram

Attack 1 1 gram

Attack 2 2 gram

Attack 3 3 gram

Daia :

1 gram

2 gram

3 gram

50

50

50

5

5

5

11,42

10,90

11,42

4,0

3,8

3,2

3,7

3,5

3,3

15,8

16,98

17,10

16,98

15,74

16,30

Attack

:

1 gram

2 gram

3 gram

50

50

50

5

5

5

11,42

10,90

10,90

3,5

3,3

3,6

3,3

3,7

3,1

15,70

17,03

17,02

15,68

17,02

15,76

H2O 50 5 - 3,9 3,5 - -

VI. CALCULATION

I. Berat Jenis (ρ)

a. Viso 1 gram

Diketahui :

T = 40C

Massa piknometer berisi = 16,48 gram

Piknometer kosong = 11,42 gram

ρ=Piknometer berisi−Piknometer kosong5 mL

¿ 16,48 gram−11,42 gram5 mL

¿1,012 gr /mL

Pada T = 50 C

Berat piknometer berisi = 16,38 gram

Berat piknometer kosong = 11,42 gram


5

¿ 16,38 gram−11,42 gram5 mL

¿0,992 gr /mL

b. Viso 2 gram

Pada T = 40 C




¿ 16,43 gram−10,90 gram5 mL

¿1,106 gr /mL

Pada T = 50 C




¿ 16,36 gram−10,90 gram5 mL

¿1,092 gr /mL

c. Viso 3 gram

Pada T = 40 C



6

ρ=Piknomete r berisi−Piknometer kosong5 mL

¿ 17,13 gram−10,90 gram5 mL

¿1,246 gr /mL

Pada T = 50 C




¿ 15,81 gram−10,90 gram5 mL

¿0,982 gr /mL

d. Daia 1 gram

Pada T = 40C




¿ 15,8 gram−11,42 gram5 mL

¿0,876 gr /mL

Pada T = 50 C


Berat piknometer kosong =11,42 gram

ρ=Piknometer beri si−Piknometer kosong5 mL

7

¿ 16,98 gram−11,42 gram5 mL

¿1,112 gr /mL

e. Daia 2 gram

Pada T = 40 C




¿ 16,98 gram−10,90 gram5 mL

¿1,216 gr /mL

Pada T = 50 C



ρ=Piknometer beri si−Piknometer kosong5mL

¿ 15,74 gram−10,90 gram5 mL

¿0,968 gr /mL

f. Daia 3 gram

Pada T = 40 C




8

¿ 17,10 gram−11,42 gram5 mL

¿1,136 gr /mL

Pada T= 50 C




¿ 16,30 gram−11,42 gram5 mL

¿0,976 gr /mL

g. Attack 1 gram

Pada T = 40 C




¿ 15,70 gram−11,42 gram5 mL

¿0,856 gr /mL

Pada T = 50 C




¿ 15,68 gram−11,42 gram5 mL

9

¿0,852 g r /mL

h. Attack 2 gram

Pada T = 40 C




¿ 17,03 gram−10,90 gram5 mL

¿1,226 gr /mL

Pada T = 50 C




¿ 17,02 gram−10,90 gram5 mL

¿1,224 gr /mL

i. Attack 3 gram

Pada T = 40 C




¿ 17,02 gram−10,90 gram5 mL

¿1,224 gr /mL

10

Pada T = 50 C




¿ 15,76 gram−10,90 gram5 mL

¿0,972 gr /mL

II. Tegangan permukaan (τ ¿

Diketahui :

τ1= Tegangan permukaan air ( Pada 40 C adalah 70,1 dyne/cm

dan pada 50 C 68,2 dyne/cm)

d1= Berat jenis air ( 1,06 gr/mL)

a. Viso 1 gram

τ1

τ2

=h1 d1

h2 d2

Pada T = 40C

70,1dyne /cmτ2

= 3,9 cm .1,06 gr /mL4,5 cm .1,012 gr /mL

70,1dyne /cmτ2

=4,1344,554

70,1dyne /cmτ2

=0,9077

τ 2=70,1 dyne /cm

0,9077

τ 2=77,228 dyne /cm

11

Pada T = 50C

τ1

τ2

=h1 d1

h2 d2

68,2 dyne/ cmτ2

= 3,5 cm .1,06 gr /mL3,6 cm .0,992 gr /mL

68,2 dyne/ cmτ2

= 3,713,629

68,2dynecm

τ2

=1,0223

τ 2=68,2 dyne /cm

1,0223

τ 2=66,712315 dyne /cm

b. Viso 2 gram

Pada T = 40C

τ1

τ2

=h1 d1

h2 d2

70,1dyne /cmτ2

= 3,9 cm .1,06 gr /mL5,1 cm .1,106 gr /mL

70,1dyne /cmτ2

= 4,1345,6406

70,1dyne /cmτ2

=0,7329

τ 2=70,1 dyne /cm

0,7329

τ 2=¿95,647 dyne/cm

Pada T = 50C

τ1

τ2

=h1 d1

h2 d2

12

68,2 dyne/ cmτ2

= 3,5 cm .1,06 gr /mL3,4 cm .1,092 gr /mL

68,2 dyne/ cmτ2

= 3,713,7128

68,2 dyne/ cmτ2

=0,999

τ 2=68,2 dyne /cm

0,999

τ 2=68,268 dyne /cm

c. Viso 3 gram

Pada T = 40C

τ1

τ2

=h1 d1

h2 d2

70,1dyne /cmτ2

= 3,9 cm .1,06 gr /mL3,0 cm .1,246 gr /mL

70,1dyne /cmτ2

=4,1343,738

70,1dyne /cmτ2

=1,1059

τ 2=70,1 dyne /cm

1,1059

τ 2=63,3872 dyne /cm

Pada T = 50C

τ1

τ2

=h1 d1

h2 d2

13

68,2 dyne/ cmτ2

= 3,5 cm .1,06 gr /mL3,4 cm .0,982 gr /mL

68,2 dyne/ cmτ2

= 3,713,3388

68,2 dyne/ cmτ2

=1,11

τ 2=68,2 dyne /cm

1,11

τ 2=61,44 dyne /cm

d. Daia 1 gram

Pada T = 40C

τ1

τ2

=h1 d1

h2 d2

70,1dyne /cmτ2

= 3,9 cm .1,06 gr /mL4,0 cm .0,876 gr /mL

70,1dyne /cmτ2

=4,1343,504

70,1dyne /cmτ2

=1,1797

τ 2=70,1 dyne /cm

1,1797

τ 2=59,4218 dyne /cm

Pada T = 50C

14

τ1

τ2

=h1 d1

h2 d2

68,2 dyne/ cmτ2

= 3,5 cm .1,06 gr /mL3,7 c m .1,112 gr /mL

68,2 dyne/ cmτ2

= 3,714,1144

68,2 dyne/ cmτ2

=0,90171

τ 2=70,1 dyne /cm

0,90171

τ 2=75,634 dyne /cm

e. Daia 2 gram

Pada T = 40C

τ1

τ2

=h1 d1

h2 d2

70,1dyne /cmτ2

= 3,9 cm .1,06 gr /mL3,8 cm .1,216 gr /mL

70,1dyne /cmτ2

= 4,3144,6208

70,1dyne /cmτ2

=0,89465

τ 2=70,1 dyne /cm

0,89465

τ 2=78,354 dyne /cm

Pada T = 50C

15

τ1

τ2

=h1 d1

h2 d2

68,2 dyne/ cmτ2

= 3,5 cm .1,06 gr /mL3,5 cm .0,968 gr /mL

68,2 dyne/ cmτ2

= 3,713,388

68,2 dyne/ cmτ2

=1,095

τ 2=68,2 dyne /cm

1,095

τ 2=62,2831 dyne /cm

f. Daia 3 gram

Pada T=40C

τ1

τ2

=h1 d1

h2 d2

70,1dyne /cmτ2

= 3,9 cm .1,06 gr /mL3,2 cm .1,136 gr /mL

70,1dyne /cmτ2

= 4,1343,6352

70,1dyne /cmτ2

=1,1372

τ 2=70,1 dyne /cm

1,1372

τ 2=61,6426 dyne /cm

16

Pada T = 50C

τ1

τ2

=h1 d1

h2 d2

68,2 dyne/ cmτ2

= 3,5 cm .1,06 gr /mL3,3 cm .0,976 gr /mL

68,2 dyne/ cmτ2

= 3,713,2208

68,2 dyne/ cmτ2

=1,1518

τ 2=68,2 dyne /cm

1,1518

τ 2=58,211dyne /cm

g. Attack 1 gram

Pada T = 40C

τ1

τ2

=h1 d1

h2 d2

70,1dyne /cmτ2

= 3,9 cm .1,06 gr /mL3,5 cm .0,856 gr /mL

70,1dyne /cmτ2

=4,1342,996

70,1dyne /cmτ2

=1,3798

τ 2=70,1 dyne /cm

1,3798

τ 2=50,8 dyne /cm

17

Pada T = 50 C

τ1

τ2

=h1 d1

h2 d2

68,2 dyne/ cmτ2

= 3,5 cm .1,06 gr /mL3,3 cm .0,852 gr /mL

68,2 dyne/ cmτ2

= 3,712,8116

68,2 dyne/ cmτ2

=1,3195

τ 2=68,2 dyne /cm

1,3195

τ 2=51,686 dyne /cm

h. Attack 2 gram

Pada T= 40C

τ1

τ2

=h1 d1

h2 d2

70,1dyne /cmτ2

= 3,9 cm .1,06 gr /mL3,3 cm .1,226 gr /mL

70,1dyne /cmτ2

= 4,1344,0458

70,1dyne /cmτ2

=1,0218

τ 2=70,1 dyne /cm

1,0218

τ 2=68,6 dyne /cm

18

Pada T = 50C

τ1

τ2

=h1 d1

h2 d2

68,2 dyne/ cmτ2

= 3,5 cm .1,06 gr /mL3,5 cm .1,224 gr /mL

68,2 dyne/ cmτ2

= 3,714,284

68,2 dyne/ cmτ2

=0,866

τ 2=68,2 dyne /cm

0,866

τ 2=78,752 dyne/cm

i. Attack 3 gram

Pada T= 40C

τ1

τ2

=h1 d1

h2 d2

70,1dyne /cmτ2

= 3,9 cm .1,06 gr /mL3,6 cm .1,224 gr /mL

70,1dyne /cmτ2

= 4,1344,4064

70,1dyne /cmτ2

=0,93818

19

τ 2=70,1 dyne /cm

0,93818

τ 2=74,7191 dyne/cm

Pada T=50C

τ1

τ2

=h1 d1

h2 d2

68,2 dyne/ cmτ2

= 3,5 cm .1,06 gr /mL3,1 cm .0,972 gr /mL

68,2 dyne/ cmτ2

= 3,713,0132

68,2 dyne/ cmτ2

=1,23124

τ 2=68,2 dyne /cm

1,23124

τ 2=55,391 dyne/cm

III. Jari – Jari Kapiler (r)

a. Pada T = 40C

r= 2 τhdg

¿ 2.70,1 dyne /cm

3,9 cm .1,06grmL

.980 cm. s−2

¿ 140,24051,32

20

¿0,0346 cm

b. Pada T= 50C

r= 2 τhdg

¿ 2.68,2 dyne /cm

3,5 cm .1,06grmL

.980 cm. s−2

¿ 136,43635,8

¿0,0375158

VII. DISCUSSION

Tegangan permukaan adalah besar gaya yang terdapat pada permukaan

zat cair tiap satuan panjang. Percobaan ini bertujuan untuk menentukan

tegangan permukaan dari berbagai cairan, mengetahui factor – factor yang

mempengaruhi tegangan permukaan dan menentukan kemampuan dari

beberapa deterjen dalam menurunkan tegangan permukaan.

Dalam percobaan ini, yang akan ditentukan tegangan permukaannya

adalah beberapa deterjen yaitu Viso, Attack, dan Daia dengan metoda pipa

kapiler. Dengan metode pipa kapiler, tegangan permukaan diukur dengan

melihat ketinggian air/ cairan yang naik melalui suatu kapiler. Salah satu

ujung pipa dicelupkan kedalam permukaan zat cair maka zat cair tersebut

permukaannya akan naik sampai ketinggian tertentu. Pipa kapiler dicelupkan

kedalam permukaan zat cair pada suhu 40C dan 50C dilakukan pengukuran

massa jenis dengan menggunakan piknometer. Penggunaan pipa kapiler

dilakukan pada suhu 40C dan 50C begitu juga dengan pengukuran massa

jenis menggunakan piknometer. Hal ini dilakukan dengan tujuan untuk

melihat harga tengangan permukaan pada suhu yang berbeda sekaligus

mengetahui factor suhu terhadap tegangan permukaan. Dilakukannya

pengukuran massa jenis untuk menghitung harga tegangan permukaan.

21

Berdasarkan hasil pengamatan, contohnya pada 1 gram Viso tegangan

permukaannya pada suhu 40C adalah 77,228 dyne/cm sedangkan pada suhu

50C adalah 66,71 dyne/cm. untuk 1 gram Daia tegangan permukaannya pada

suhu 40C adalah 59,4218 dyne/cm. sedangkan pada suhu 50C adalah 75,634

dyne/cm. untuk 1 gram attack tegangan permukaannya pada suhu 40C adalah

50,8 dyne/cm sedangkan pada suhu 50C adalah 51,686 dyne/cm. hasil

perhitungan ini menunjukkan bahwa dengan adanya kenaikan suhu,

menyebabkan penurunan tegangan permukaan. Penurunan tegangan

permukaan ini terjadi karena dengan bertambahnya suhu molekul – molekul

cairan bergerak lebih cepat dan pengaruh interaksi antara molekul berkurang

sehingga tegangan permukannya menurun. Namun, hal ini tidak terjadi pada 1

gram Attack dengan penambahan suhu justru terjadi kenaikan tegangan

permukaan. Ketidaksesuaian mungkin disebabkan karena ketidaktelitian

praktikan ketika menggunakan pipa kapiler hal ini dapat menyebabkan

ketidaksesuaian hasil perhitungan tegangan permukaan.

Selain dipengaruhi oleh suhu, tegangan permukaan juga dipengaruhi

oleh zat terlarut (solute). Pada percobaan ini, pengukuran setiap cairan (dalam

hal ini cairan deterjen) dibuat dengan menambahkan deterjen dengan

komposisi yang berbeda yaitu 1 gram, 2 gram, dan 3 gram. Untuk Viso 1 gram

rata- rata harga tegangan permukaannya adalah 71,97 dyne/cm, untuk Viso 2

gram rata – rata harga tegangan permukaannya adalah 81,9575 dyne/cm. Nah,

hal ini telah menunjukkan bahwa dengan adanya penambahan zat terlarut akan

meningkatkan viskositas larutan, sehingga tegangan permukaan akan

bertambah besar. Namun, pada Viso sebanyak 3 gram rata – rata tegangan

permukaannya adalah 62,41 dyne/cm. data ini menunjukkan bahawa

terjadinya penurunan tegangan permukaan. Hal serupa juga terjadi pada Daia

dan Attack. Untuk Daia 1 gram rata – rata harga tegangan permukaannya

adalah 67,5279 dyne/cm, untuk Daia 2 gram harga rata – rata tegangan

permukaannya adalah 70,31855 dyne/cm, dan pada Daia 3 gram rata – rata

harga tegangan permukaannya adalah 59,9268 dyne/cm. untuk Attack 1 gram

harga tegangan permukaan rata – ratanya adalah 51,243 dyne/cm, untuk

Attack 2 gram rata – rata tegangan permukaannya adalah 73,676 dyne/cm,

22

namun pada Attack 3 gram mengalami penurunan, yaitu 65,055 dyne/cm. Hal

ini dapat terjadi karena pada deterjen mengandung surfaktan, yaitu suatu zat

yang berada dipermukaan cairan membentuk lapisan momolekuler, maka akan

menurunkan tegangan permukaan. Surfaktan atau surface active agent

merupakan senyawa amphifil atau mempunyai gugus polar dan nonpolar. Pada

permukaan air bagian nonpolar dari molekul surfaktan akan mengarah ke

udara bagian polarnya akan mengarah ke air. Hal tersebut dapat menyebabkan

menurunnya tegangan permukaan akhir dan meningkatnya gaya adhesi antara

molekul air dan udara. Dengan begitu, kita dapat mengetahui deterjen mana

yang paling besar daya cucinya dengan melihat kemampuannya dalam

menurunkan tegangan permukaan.

Dari hasil perhitungan, diperoleh bahwa suhu 40C daya cuci Daia

lebih besar, karena mampu menurunkan tegangan permukaan dari 70,1

dyne/cm (tegangan permukaan air) menjadi 61,6426 dyne/cm untuk setiap 50

mL air agar daya cucinya bagus gunakan sebanyak 3 gram deterjen Daia. Pada

suhu 50C daya cuci Attack lebih besar dengan jumlah 3 gram untuk 50 mL

air. Attack ini dapat menurunkan tegangan permukaan dari 68,2 dyne/cm

(tegangan permukaan air) menjadi 55,391 dyne/cm.

VIII. QUESTION AND ANSWER

1. Apa yang dimaksud dengan tegangan permukaan?

Jawab : Tegangan permukaan adalah gaya yang bekerja pada

permukaan zat cair sepanjang permukaan yang menyentuh benda

itu, sehingga membentuk suatu lapisan kulit tipis.

2. Apa yang dimaksud dengan energy permukaan?

Jawab : energy permukaan adalah kecendrungan permukaan zat

cair untuk menegang, sehingga permukaan seperti ditutupi oleh

suatu lapisan elastic, satuannya adalah N/m.

3. Turunkan persamaan (1)

Jawab :

τ=hdgr2

dτ=dh. dd . dg . dr2

23

4. Bagaimana pengaruh suhu terhadap tegangan permukaan?

Jawab : suhu berpengaruh terhadap tegangan permukaan dengan

kenaikan suhu, maka tegangan permukaan akan semakin

menunurun karena meningkatnya energy kinetic molekul.

5. Apa yang dimaksud dengan kohesi dan adhesi serta gejala yang

bersangkutan dengan tegangan permukaan cairan?

Jawab: kohesi adalah tarik – menarik antar molekul dengan

molekul air yang sejenis. Adhesi adalah tarik- menarik antar

molekul dengan molekul lain yang tidak sejenis. Adanya tegangan

permukaan cairan disebabkan oleh besarnya gaya kohesi antar

molekul – molekul air.

6. Terangkan maksud mekanisme pencucian oleh sabun dan deterjen!

Jawab : pada permukaan air bagian nonpolar dari molekul akan

mengarah ke udara dan bagian polarnya akan mengarah ke air.

Pada pencucian, molekul nonpolarnya akan mengarah ke kotoran

dan membentuk emulsi yang akan terbuang, kotorang yang

terbuang itu berarti ikatan- ikatan hydrogen terputus.

IX. CONCLUSIONS

1. Tegangan permukaan suatu cairan dipengaruhi oleh suhu, dengan

adanya kenaikan suhu menyebabkan penurunan teganan

permukaan.

2. Tegangan permukaan suatu cairan dipengaruhi oleh zat terlarut

(solute) dan adanya surfaktan. Dengan adanya penambahan zat

terlarut akan meningkatkan tegangan permukaan. Namun, apabila

zat yang berada dipermukaan cairan membentuk lapisan

monomolecular akan menurunkan tegangan permukaan, zat

tersebut adalah surfaktan.

3. Daya cuci suatu deterjen dapat dilihat dengan membandingkan

kemampuannya dalam menurunkan tegangan pemukaan.

4. Berdasarkan hasil perhitungan, Attack memiliki daya cuci yang

lebih baik untuk setiap 50 mL air sebanyak 3 gram ia mampu

menurunkan tegangan permukaan.

24

X. REFERENCES

Agnes. 2011. Tegangan Permukaan. http://agnes-

sahabat.blogspot.com/2011/03/tegangan_permukaan.html.

Diakses pada tanggal 29 November 2013.

Anonim. 2011. http://landasanteori.blogspot.com/2012/06/tegangan-

permukaan-zat-cair-pengertian.html. Diakses pada tanggal 30

November 2013.

Gurumuda. 2012. Tegangan Permukaan.

http://www.gurumuda.com/tegangan-permukaan.html. Diakses

pada tanggal 29 November 2013.

Tim Labor Kimia Fisika. 2013. Penuntun Praktikum Kimia Fisika I.

FMIPA-UR, Pekanbaru.

25

http://www.gurumuda.com/tegangan-permukaan.html

http://landasanteori.blogspot.com/2012/06/tegangan-permukaan-zat-cair-pengertian.html


http://agnes-sahabat.blogspot.com/2011/03/tegangan_permukaan.html

http://agnes-sahabat.blogspot.com/2011/03/tegangan_permukaan.html

LAMPIRAN TEORI

Tegangan permukaan adalah gaya yang diakibatkan oleh suatu benda

yang bekerja pada permukaan zat cair sepanjang permukaan yang menyentuh

benda itu. Apabila F = gaya (newton) dan L = panjang (m), maka tegangan-

permukaan, S dapat ditulis sebagai S = F/L. Tegangan permukaan zat cair

diakibatkan karena gaya yang bekerja pada zat cair tersebut. Dalam keadaan

diam, permukaan zat cair akan membuat gaya tarik ke segala arah, kecuali ke

atas. Hal itulah yang menyebabkan adanya tegangan permukaan. Untuk

menurunkan tegangan permukaan, dapat digunakan sejenis surfaktan.

http://id.wikipedia.org/wiki/Tegangan_permukaan

Apa itu Tegangan Permukaan?

(Pustaka Fisika). Dalam kajian fisika, terdapat salah satu topik yang

mendapatkan perhatian khusus, yakni mengenai Tegangan permukaan.Pernahkan

anda mengamati titik-titik embun yang terdapat pada permukaan daun atau

rumput?Mengapa titik-titik itu berbentuk bola?Atau pernahkan anda melihat pisau

silet suatu waktu dapat mengapung di atas air?Mengapa terjadi demikian? Secara

Fisika, fenomena ini dapat terjadi karena adanya tegangan permukaan. Tegangan

permukaan adalah suatu kecenderungan permukaan zat cair untuk menegang

sehingga permukaannya seperti ditutupi oleh suatu lapisan kulit tipis.

Dengan adanya tegangan permukaan, nyamuk dapat mengapung di atas

permukaan air, karena berat nyamuk dapat ditahan oleh kulit tipis yang

menyelimuti permukaan air.Seperti itu juga yang terjadi pada pisau silet yang

dapat terapung pada permukaan air.

26


http://id.wikipedia.org/wiki/Cair

http://id.wikipedia.org/wiki/Gaya

Penyebab terjadinya Tegangan permukaan karena adanya kohesi di

bawah zat cair yang lebih besar dari pada kohesi dipermukaan zat cair, sehingga

permukaan air akan cendrung mengerut dan membentuk luas permukaan sekecil

mungkin. Hal tersebut dapat membuktikan bahwa titik-titik embun yang

menempel di atas rumput berbentuk seperti bola karena luas permukaan terkecil

adalah bangun yang berbentuk bola.

Besarnya tegangan permukaan dipengaruhi oleh suhu. Semakin tinggi

suhu zat cair, semakin kecil tegangan permukaannya.Dan semakin kecil tegangan

permukaan, semakin besar atau baik kemampuan air untuk membasahi

benda. Penerapan tegangan permukaan dalam kehidupan sehari-hari antara lain

adalah:

Sabun cuci sengaja dibuat untuk mengurangi tegangan permukaan air

sehingga dapat meningkatkan kemampuan air untuk membersihkan

kotoran yang melekat pada pakaian.

Mencuci pakaian dengan air hangat atau air panas lebih bersih karena

dengan suhu yang tinggi tegangan permukaan akan semakin kecil dan

kemampuan air untuk membasahi pakaian yang kotor lebih meningkat

lagi.

Alkohol dan antiseptik pada umumnya memiliki kemampuan untuk

membunuh kuman, dan mempunyai tegangan permukaan yang rendah

sehingga dapat membasahi seluruh permukaan kulit yang luka.

Itik dan angsa dapat berenang dan terapung di atas permukaan air karena

bulu-bulunya tidak basah oleh air. Jika air dicampur dengan detergen,

maka tegangan permukaan akan mengecil, itik dan angsa yang berenang

bulu-bulunya akan basah sehingga itik dan angsa tersebut dapat saja

tenggelam.

Gelembung yang dihasilkan oleh air sabun merupakan salah satu contoh

adanya tegangan permukaan.

http://pustakafisika.wordpress.com/2013/02/09/apa-itu-tegangan-permukaan/

27

http://pustakafisika.wordpress.com/2013/02/09/apa-itu-tegangan-permukaan/

Tegangan Permukaan Zat Cair (Pengertian Dan Pembahasan)

Tegangan permukaan adalah gaya yang diakibatkan oleh suatu benda

yang bekerja pada permukaan zat cair sepanjang permukaan yang menyentuh

benda itu. Apabila F = gaya (newton) dan L = panjang (m), maka tegangan-

permukaan, S dapat ditulis sebagai S = F/L. tegangan permukaan dipengaruhi oleh

adanya gaya kohesi antara molekul air.

Molekul cairan biasanya saling tarik

menarik. Di bagian dalam cairan, setiap molekul

cairan dikelilingi oleh molekul-molekul lain di

setiap sisinya; tetapi di permukaan cairan, hanya

ada molekul-molekul cairan di samping dan di

bawah.Di bagian atas tidak ada molekul cairan

lainnya. Karena molekul cairan saling tarik menarik

satu dengan lainnya, maka terdapat gaya total yang

besarnya nol pada molekul yang berada di bagian dalam cairan. Sebaliknya,

molekul cairan yang terletak dipermukaan ditarik oleh molekul cairan yang berada

di samping dan bawahnya. Akibatnya, pada permukaan cairan terdapat gaya total

yang berarah ke bawah. Karena adanya gaya total yang arahnya ke bawah, maka

28


http://id.wikipedia.org/wiki/Berkas:Amenbo_06f5520sx.jpg

http://1.bp.blogspot.com/-f-65Bc77XuI/TW3t_hH7RGI/AAAAAAAAAPU/451Fjns2R6Q/s1600/tegangan-permukaan-a.jpg

cairan yang terletak di permukaan cenderung memperkecil luas permukaannya,

dengan menyusut sekuat mungkin. Hal ini yang menyebabkan lapisan cairan pada

permukaan seolah-olah tertutup oleh selaput elastis yang tipis.Fenomena ini kita

kenal dengan istilah Tegangan Permukaan.

Untuk membantu menurunkan persamaan tegangan permukaan, mari

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 (lihat gambar di bawah).

Jika kawat ini dimasukan ke dalam larutan sabun, maka setelah

dikeluarkan akan terbentuk lapisan air sabun pada permukaan kawat tersebut.

Mirip seperti ketika 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

29

http://2.bp.blogspot.com/-kooznbFJ-9M/TW3u1sE0IMI/AAAAAAAAAPc/BI3Z0DJL6Rw/s1600/tegangan-permukaan-b.jpg

ini, panjang permukaan adalah 2l. Secara matematis, ditulis :

Karena tegangan permukaan merupakan perbandingan antara Gaya

tegangan permukaan dengan Satuanpanjang, maka satuan tegangan permukaan

adalah Newton per meter (N/m) atau dyne per centimeter (dyne/cm).

1 dyn/cm = 10-3 N/m = 1 mN/m

Tegangan permukaan juga bisa diterapkan dalam kehidupan sehari-hari,

misalnya mencuci.Agar pakaian yang kita cuci benar-benar bersih maka air harus

melewati celah yang sangat sempit pada serat pakaian.Untuk itu diperlukan

penambahan luas permukaan air.Hal ini sangat sukar dilakukan karena adanya

tegangan permukaan.Sehingga nilai tegangan permukaan air harus diturunkan

dahulu. Kita bisa menurunkan tegangan permukaan dengan cara menggunakan air

panas. Makin tinggi suhu air, maka baik karena semakin tinggi suhu air, semakin

kecil tegangan permukaan.

Alternatif lainnya adalah menggunakan sabun. Pada suhu 20 oC, nilai

Tegangan Permukaan air sabun adalah 25,00 mN/m. Pada 100 oC, nilai tegangan

permukaan air panas = 58,90. Pada suhu 20 oC, nilai tegangan permukaan air

sabun adalah 25,00 mN/m. Lebih menguntungkan pakai sabun… airnya juga tidak

panas. Jangan heran kalau sabun sangat laris di pasar.Bukan cuma pakaian, tapi

tubuh kita juga.

Sumber:


http://agnes-sahabat.blogspot.com/2011/03/tegangan-permukaan.html

http://www.gurumuda.com/tegangan-permukaan

30

http://3.bp.blogspot.com/-svrSK0Mwasg/TW3v13JM4zI/AAAAAAAAAPk/mP5IsytUSYw/s1600/tegangan-permukaan-c.jpg

http://landasanteori.blogspot.com/2012/06/tegangan-permukaan-zat-cair-

pengertian.html

SABTU, 27 OKTOBER 2012

Tegangan Permukaan

Air memiliki tegangan permukaan yang besar yang disebabkan oleh

kuatnya sifat kohesi antar molekul-molekul air. Hal ini dapat diamati saat

sejumlah kecil air ditempatkan dalam sebuah permukaan yang tak dapat

terbasahi atau terlarutkan (non-soluble); air tersebut akan berkumpul

sebagai sebuah tetesan. Di atas sebuah permukaan gelas yang amat bersih

atau bepermukaan amat halus air dapat membentuk suatu lapisan tipis

(thin film) karena gaya tarik molekular antara gelas dan molekul air (gaya

adhesi) lebih kuat ketimbang gaya kohesi antar molekul air. Air menempel

pada sesamanya (kohesi) karena air bersifat polar.Air memiliki sejumlah

muatan parsial negatif (σ-) dekat atom oksigen akibat pasangan elektron

yang (hampir) tidak digunakan bersama, dan sejumlah muatan parsial

positif (σ+) dekat atom oksigen. Dalam air hal ini terjadi karena atom

oksigen bersifat lebih elektronegatif dibandingkan atom hidrogen—yang

berarti, ia (atom oksigen) memiliki lebih "kekuatan tarik" pada elektron-

elektron yang dimiliki bersama dalam molekul, menarik elektron-elektron

lebih dekat ke arahnya (juga berarti menarik muatan negatif elektron-

elektron tersebut) dan membuat daerah di sekitar atom oksigen bermuatan

lebih negatif ketimbang daerah-daerah di sekitar kedua atom hidrogen. Air

memiliki pula sifat adhesi yang tinggi disebabkan oleh sifat alami ke-

polar-annya.

Tegangan permukaan () didefinisikan sebagai gaya (F) persatuan

panjang (L) yang bekerja tegak lurus pada setiap garis di permukaan

fluida. Permukaan fluida yang berada dalam keadaan tegang berupa

selaput cairan sangat tipis terdiri atas permukaan bagian atas dan

permukaan bagian bawah , sehingga

y= F/2L

31



dimana, = tegangan permukaan

F = gaya

L = panjang keliling permukaan selaput fluida

Tegangan permukaan terdapat pada batas cairan dengan uap jenuh diudara

dan juga antara permukaan cairan dengan cairan lain yang tidak

bercampur.

Penyebab terjadinya tegangan permukaan adalah Partikel A dalam zat cair

ditarik oleh gaya sama besar ke segala arah oleh partikel-partikel di

dekatnya.Partikel B di permukaan zat cair hanya ditarik oleh partikel-

partikel disamping dan dibawahnya,hingga pada permukaan zat cair terjadi

tarikan ke bawah.

Ada beberapa metoda penentuan tegangan permukaan, diantaranya

adalah metoda kanaikan pipa kapiler, metoda tekanan maksimum

gelembung, metoda tetes atau metoda cincin.

Penerapan tegangan permukaan pada kkehidupan sehari-hari

adalah :

Mencuci dengan air panas jauh lebih bersih dibandingkan dengan

air yang bersuhu normal.

Antiseptic yang digunakan untuk mengobati luka, selain dapat

mengobati luka, juga dapat membasahi selurh luka.

I. ISI

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.

32

Pengukuran tegangan permukaan atau tegangan antar muka :

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 untuk mengukur tegangan

antar muka.

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

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 obat

2. penetrasi molekul melalui membrane biologis

3. pembentukan dan kestabilan emulsi dan dispersi partikel tidak larut

dalam media cair untuk membentuk sediaan suspensi

Persamaan Tegangan Permukaan

33

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 permukaandengan 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

34

Fenomena ini merupakan salah satu contoh dari adanya Tegangan

Permukaan.Untuk menjelaskan fenomena klip yang terapung di atas air,

terlebih dahulu harus diketahui apa sesungguhnya tegangan permukaan

itu. Tegangan permukaan terjadi karena permukaan zat cair cenderung

untuk menegang sehingga permukaannya tampak seperti selaput tipis. Hal

ini dipengaruhi oleh adanya gaya kohesi antara molekul air. Agar semakin

memahami penjelasan ini, perhatikan ilustrasi berikut. Kita tinjau cairan

yang berada di dalam sebuah wadah.

Molekul cairan biasanya saling tarik menarik.

Di bagian dalam cairan, setiap molekul cairan dikelilingi oleh molekul-

molekul lain di setiap sisinya; tetapi di permukaan cairan, hanya ada

molekul-molekul cairan di samping dan di bawah. Di bagian atas tidak ada

molekul cairan lainnya. Karena molekul cairan saling tarik menarik satu

dengan lainnya, maka terdapat gaya total yang besarnya nol pada molekul

yang berada di bagian dalam cairan. Sebaliknya, molekul cairan yang

terletak dipermukaan ditarik oleh molekul cairan yang berada di samping

dan bawahnya. Akibatnya, pada permukaan cairan terdapat gaya total yang

berarah ke bawah. Karena adanya gaya total yang arahnya ke bawah, maka

cairan yang terletak di permukaan cenderung memperkecil luas

permukaannya, dengan menyusut sekuat mungkin. Hal ini yang

menyebabkan lapisan cairan pada permukaan seolah-olah tertutup oleh

selaput elastis yang tipis. Fenomena ini kita kenal dengan istilah Tegangan

Permukaan.

35

suhu mempengaruhi nilai tegangan permukaan fluida. Umumnya ketika terjadi

kenaikan suhu, nilai tegangan permukaan mengalami penurunan. Hal ini

disebabkan karena ketika suhu meningkat, molekul cairan bergerak semakin cepat

sehingga pengaruh interaksi antar molekul cairan berkurang. Akibatnya nilai

tegangan permukaan juga mengalami penurunan.

36

laporan kimia fisika

Documents