laporan kimia fisika - viskositas.pdf

LAPORAN PRAKTIKUM KIMIA FISIKA I

VISKOSITAS CAIRAN BERBAGAI LARUTAN

Oleh :

Nama : I Gede Dika Virga Saputra

NIM : 1108105034

Kelompok : IV.B

JURUSAN KIMIA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS UDAYANA

2013

Laporan Praktikum Kimia Fisika 1

Viskositas Cairan Berbagai Larutan

Oleh :

I Gede Dika Virga Saputra (1108105034)

Jurusan Kimia, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Udayana

2013

Abstrak

Tujuan dari percobaan ini untuk untuk menentukan viskositas cairan dengan metode Ostwald,

mengetahui hubungan antara viskositas dengan fluiditas waktu alir dari cairan atau berbagai larutan dan mengetahui hubungan antara koefisien viskositas, massa jenis, dan waktu antara suatu cairan

tertentu dengan cairan pembandingnya. Penentuan nilai viskositas dilakukan dengan mengukur aquades sebagai standar pengukuran dengan menggunakan viskometer Ostwald. Setelah diketahui besar viskositas aquades kemudian dilakukan pengukuran pada larutan etanol, aseton, dan CCl4.

Kemudian penentuan densitas dengan menggunakan piknometer. Hasil dari pengamatan dan pengukuran menunjukkan viskositas dan fluiditas yang berbeda-beda. Adapun urutan viskositas dari

yang memiliki nilai viskositas tertinggi yaitu etanol > aquades > aseton > CCl4 sedangkan urutan fluiditas dari yang memiliki nilai fluiditas terbesar yaitu CCl4 > aseton > aquades > etanol. Besarnya viskositas dipengaruhi oleh beberapa faktor seperti suhu, gaya tarik antar molekul, konsentrasi dan

tekanan.

Kata kunci : metode ostwald, viskositas ostwald, viskositas, fluiditas,, faktor pengaruh.

Pendahuluan

Setiap zat cair mempunyai karakteristik

yang khas, berbeda satu zat cair dengan zat cair

yang lain. Oli mobil sebagai salah satu contoh

zat cair dapat kita lihat lebih kental daripada

minyak kelapa. Kekentalan atau viskositas

dapat dibayangkan sebagai peristiwa gesekan

antara satu bagian dan bagian yang lain dalam

fluida. Dalam fluida yang kental kita perlu

gaya untuk menggeser satu bagian fluida

terhadap yang lain.

Kekentalan suatu sifat cairan yang

berhubungan erat dengan hambatan untuk

mengalir, dimana makin tinggi kekentalan

maka makin besar hambatannya. Kekentalan

didefenisikan sebagai gaya yang diperlukan

untuk menggerakkan secara

berkesinambungan suatu permukaan datar

melewati permukaan datar lain dalam kondisi

mapan tertentu bila ruang diantara permukaan

tersebut diisi dengan cairan yang akan

ditentukan kekentalannya

Viskositas merupakan pengukuran dari

ketahanan fluida yang diubah baik dengan

tekanan maupun tegangan. Pada masalah

sehari-hari (hanya untuk fluida), viskositas

adalah ketebalan atau pergesekan internal.

Oleh karena itu, air memiliki viskositas lebih

rendah, sedangkan madu atau minyak

memiliki viskositas yang lebih tinggi.

Sederhananya, semakin rendah viskositas

suatu fluida, semakin besar juga pergerakan

dari fluida tersebut.

Viskositas menentukan kemudahan

suatu moleku bergerak karena adanya gesekan

antar lapisan material. Karenanya viskositas

menunjukan tingkat ketahanan suatu cairan

untuk mengalir. semakin besar viskositas

maka aliran akan semakin lambat. Besarnya

viskositas dipengaruhi oleh beberapa faktor

seperti suhu, gaya tarik antar molekul,

konsentrasi dan tekanan. Suhu dan viskositas

umumnya berbanding terbalik, semakin tinggi

suhu maka viskositasnya semakin rendah.

Fluida, baik cair maupun gas yang jenisnya

berbeda memiliki tingkat kekentalan yang

berbeda. Pada zat cair, viskositas disebabkan

karena adanya gaya kohesi atau gaya tarik

menarik antara molekul sejenis. Sedangkan

pada zat gas, viskositas disebabkan oleh

tumbukan antara molekul.

Fluida yang lebih cair biasanya lebih

mudah mengalir contohnya air. Sebaliknya

fluida yang lebih kental lebih sulit mengalir

contohnya minyak goreng, oli, madu dll.

Tingkat kekentalan fluida dinyatakan dengan

koefisien viskositas (). Kebalikan dari

viskositas disebut fluiditas yang merupakan

ukuran kemudahan mengalir suatu fluida.

Viskometer adalah suatu cara untuk

menyatakan berapa daya tahan dari aliran

yang diberikan oleh suatu cairan. Kebanyakan

viskometer mengukur kecepatan dari suatu

cairan mengalir melalui pipa kapiler, bila

cairan itu mengalir cepat maka viskositas

cairan itu rendah misalnya air dan bila cairan

itu mengalir lambat maka dikatakan

viskositasnya tinggi misalnya madu.

Viskositas dapat diukur dengan mengukur

laju aliran cairan yang melalui tabung

berbentuk silinder. Ini merupakan salah satu

cara yang paling mudah dan dapat digunakan

baik untuk cairan maupun gas

Ada beberapa viskometer yang sering

digunakan untuk menentukan viskositas suatu

larutan, yaitu Viskositas Ostwald untuk

menentukan laju aliran kuat kapiler,

Viskositas Hoppler : laju bola dalam cairan

dan Viskositas VT-03E/VT-04E : gaya yang

diperlukan untuk memutar silinder yang

konsentris pada kecepatan sudut tertentu.

Pada viskositas ostwald yang diukur

adalah waktu yang diperlukan oleh sejumlah

cairan tertentu untuk mengalir melalui pipa

kapiler dengan gaya yang disebabkan oleh

berat cairan itu sendiri.

Bahan dan Metode Percobaan

Pada percobaan kali ini menggunakan

metode viskositas oswald untuk menentukan

laju aliran kuat kapiler degan menggunakan

alat-alat diantaranya Viskometer Oswald,

termostat, stopwatch, pipet ukur 25 mL, gelas

beaker, pompa karet, piknometer dan neraca

digital. Bahan-bahan yang digunakan seperti

aquades (air suling), CCl4, aseton dan etanol.

a. Cara Pengerjaan

Percobaan ini dilakukan dengan

meletakkan viskometer dalam thermostat

pada posisi vertical kemudian 5 ml cairan

dimasukkan ke dalam reservoir A sehingga

kalau cairan ini dibawa ke reservoir B dan

permukaannya melewati garis m, reservoir A

kira-kira masih terisi setengahnya. Lalu

dengan pengisap atau meniup bawa cairan B

sampai sedikit diatas garis m. Kemudian

cairan tersebut dibiarkan mengalir secara

bebas. Waktu yang diperlukan cairan untuk

mengalir dari m ke n dicatat. Pengerjaan ini

dilakukan sebanyak 3 kali. Rapat massa cairan

pada suhu cairan ditentukan dengan

piknometer. Viskometer yang digunakan

sama dengan viskometer sebelumnya yang

telah digunakan.

Data Pengamatan

Pengukuran Viskositas

Percobaan

Waktu (s)

I II III

Aquades 22,60 25,45 25,65

CCl4 17,02 19,28 17,25

Aseton 18,72 19,18 17,21

Etanol 51,39 51,70 49,87

V cairan = 5 mL

Pengukuran Densitas dengan

Piknometer

Percobaan Berat (gram)

I II III

Aquades 22,50 22,50 22,50

CCl4 28,03 28,03 28,03

Aseton 20,32 20,32 20,32

Etanol 22,42 22,42 22,42

Berat kosong piknometer 10 mL = 12,59 g

Hasil Perhitungan

Standar = Aquades (Air Suling)

Massa Air = (m piknometer+air) m

piknometer kosong

= 22,50 12,59

= 9,91 gram

Volume air = 10 mL

= 9,91

10= 0,991

= 1

air = 1,005 cp

air = 22 ,60+25,45+25,65

3= 24,57

Etanol

Aseton

CCl4

t etanol(s) etanol (g/ml) air (cp) etanol (cp)

51,39 0,992 1,005 2,0852

51,70 0,992 1,005 2,0977

49,87 0,992 1,005 2,0235

etanol = 2,0688 cp

t aseton(s) aseton air (cp) aseton

18,72 0,780 1,005 0,5972

19,18 0,780 1,005 0,6119

17,21 0,780 1,005 0,5491

aseton = 0,5861 cp

t CCl4 (s) CCl4 (g/ml) air (cp) CCl4 (cp)

17,02 1,558 1,005 1,0846

19,28 1,558 1,005 1,2286

17,25 1,558 1,005 1,0993

CCl4 = 1,1375 cp

Hasil dan Pembahasan

Dalam percobaan yang berjudul

Viskositas cairan berbagai larutan bertujuan

untuk menentukan viskositas cairan dengan

metode Ostwald, mengetahui hubungan

antara viskositas dengan fluiditas waktu alir

dari cairan atau berbagai larutan dan

mengetahui hubungan antara koefisien

viskositas, massa jenis, dan waktu antara

suatu cairan tertentu dengan cairan

pembandingnya. 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. Pada percobaan kali ini

metode yang digunakan yaitu metode Oswald

dengan Viskometer Oswald. Prinsip kerja

dengan menggunakan viskometer Oswald

yaitu pertama tama cairan yang akan

dimasukkan ke dalam reservoir A di ambil 5

mL. Kemudian viskometer diletakkan dalam

termostat pada posisi vertikal, kemudian

dimasukkan cairan melewati garis m dan

reservoir A masih terisi setengahnya. Dengan

penghisap, cairan B dibawa sampai sedikit

melewati garis m dan dibiarkan mengalir

secara bebas ke n. Waktu yang diperlukan

cairan untuk mengalir dari garis m ke garis n

diukur dengan menggunakan stopwatch lalu

dicatat dalam data pengamatan. Percobaan

diulangi sebanyak dua kali lagi untuk tiap

tiap cairan. Dalam percoban ini, tidak hanya

nilai viskositas yang diukur, melainkan nilai

dari fluiditas juga diukur. Fluiditas merupakan

kebalikan dari koefisien viskositas, selain itu

fluiditas juga merupakan ukuran kemudahan

mengalir suatu fluida. Fluida, baik zat cair

maupun zat gas yang jenisnya berbeda

memiliki tingkat kekentalan yang berbeda.

Semakin kecil fluiditas suatu cairan maka

semakin lama waktu yang diperlukan cairan

untuk mengalir. Dan sebaliknya, semakin

besar fluiditasnya maka semakin sedikit

waktu yang diperlukan cairan untuk mengalir.

Pada percobaan kali ini cairan yang

ditentukan viskositasnya yaitu aquades (air

suling), aseton, etanol dan CCl4. Setiap cairan

ini, memiliki viskositas yang berbeda-beda

Dari hasil pengamatan, didapatkan

bahwa masing-masing cairan mempunyai

waktu yang berbeda untuk mengalir dalam

viskometer, untuk etanol dibutuhkan waktu

(51,39 ; 51,70 ; 49,87) detik, aseton

membutuhkan waktu (19,72 ; 19,18 ; 17,21)

detik dan CCl4 membutuhkan waktu (17,02 ;

19,18 ; 17,25) detik. Dari data tersebut dapat

dilihat bahwa cairan yang memerlukan waktu

paling banyak untuk mengalir dalam

viskometer adalah etanol dan yang

memerlukan waktu paling sedikit adalah

CCl4, sedangkan air suling yang digunakan

sebagai cairan pembanding memerlukan

waktu yang lebih banyak dari aseton dan CCl4

yaitu (22,60 ; 25,45 ; 25,65) detik. Hal ini

menunjukkan bahwa tingkat kekentalan CCl4

lebih kecil daripada tingkat kekentalan larutan

lainnya, sedangkan etanol memiliki

kekentalan yang lebih besar dibandingkan

aseton, CCl4 dan aquades. Besarnya viskositas

dipengaruhi oleh beberapa faktor seperti suhu,

gaya tarik antar molekul, konsentrasi dan

tekanan.

Hasil ini sesuai dengan teori yang ada

dimana makin kental suatu cairan, maka besar

gaya yang dibutuhkan untuk mengalir dari

garis m ke n sehingga memerlukan waktu

yang cukup lama. Nilai viskositas dapat

dilihat dari waktu yang diperlukan cairan

untuk mengalir. Etanol memiliki nilai

viskositas paling besar karena adanya ikatan

OH pada strukturnya dan bekerjanya dua

macam gaya, salah satunya adalah gaya dipol-

dipol yang dapat mempertahankan ikatan

antar molekul tetap kuat.

Dalam percobaan ini, menunjukkan

bahwa etanol memiliki viskositas yang tinggi

dibandingkan dengan aquades, aseton, dan

CCl4. Adapun urutan viskositas dari yang

memiliki nilai viskositas tertinggi yaitu etanol

> aquades > aseton > CCl4. Viskositas yang

diukur dengan menggunakan viskometer

Oswald maka viskositas cairan dapat

ditentukan dengan membandingkan hasil

pengukuran waktu. Jika waktu yang

diperlukan sedikit, maka viskositas larutan

tersebut tinggi, demikian pula sebaliknya jika

waktu yang diperlukan oleh suatu larutan

untuk mengalir dari garis m ke n maka larutan

tersebut memiliki nilai viskositas yang

rendah. Sedangkan etanol memiliki nilai

fluiditas (ukuran kemudahan mengalir suatu

fluida) yang paling kecil, sementara CCl4

memiliki nilai fluiditas paling besar. Adapun

urutan fluiditas dari yang memiliki nilai

fluiditas terbesar yaitu CCl4 > aseton >

aquades > etanol.

Untuk mengetahui kebenaran praktikum

yang dilakukan maka dilakukan ralat untuk

perhitungan. Berdasarkan ralat keraguan

dimana nilai kebenaran praktikum yang

diperoleh sebagian besar mendekati 100 %.

Untuk pengukuran viskositas aseton,

kebenaran praktikum yang diperoleh sebesar

96,219%, untuk etanol diperoleh sebesar

98,907 %, dan untuk CCl4 diperoleh sebesar

95,977%. Hal ini menunjukkan bahwa dalam

melakukan percobaan cukup teliti, namun

terjadi sedikit kesalahan yang dilakukan

praktikan pada saat percobaan seperti pada

saat pengukuran yang tidak teliti sehingga

mempengaruhi nilai kebenaran praktikum

yang tidak mencapai angka 100%.

Kesimpulan

Berdasarkan hasil percobaan yang telah

dilakukan dapat disimpulkan viskositas atau

derajat kekentalan merupakan tahanan yang

dilakukan oleh suatu lapisan fluida terhadap

suatu lapisan lainnya. Metode yang

dipergunakan dalam percobaan ini yaitu

metode Oswald dengan menggunakan

Viskometer Oswald, yang memiliki prinsip

dasar yaitu aliran cairan dan pipa kapiler.

Viskositas suatu cairan dapat ditentukan

dengan membandingkan hasil pengukuran

waktu. Semakin besar viskositas suatu cairan,

maka semakin lama waktu yang diperlukan

cairan untuk mengalir dari garis m ke n.

Demikian pula sebaliknya, semakin kecil

viskositas suatu cairan, maka semakin cepat

waktu yang diperlukan cairan untuk mengalir

dari garis m ke n. Besarnya viskositas

dipengaruhi oleh beberapa faktor seperti suhu,

gaya tarik antar molekul, konsentrasi dan

tekanan. Adapun urutan viskositas dari yang

memiliki nilai viskositas tertinggi yaitu etanol

> aquades > aseton > CCl4 sedangkan urutan

fluiditas dari yang memiliki nilai fluiditas

terbesar yaitu CCl4 > aseton > aquades >

etanol.

Daftar Pustaka

Arto. 2009. Fluida dan viskositas. Dapat

diakses di http://arto-

maryanto.blogspot/2009/11/fluida-dan-

viskositas.html. Diakses pada tanggal 1

mei 2013.

Chang, Raymond. 2005. Kimia Dasar Konsep-

konsep Inti. Erlangga : Jakarta

Bird, Tony. 1993. Kimia Fisik untuk

Universitas. Alih Bahasa: Kwee Ie Tjen.

Jakarta: PT Gramedia Pustaka Utama

Dogra,S.K.1990. Kimia Fisik dan Soal-Soal.

UI-Press : Jakarta

Nindia. 2010. Viskositas. Jurusan Fisika,

Fakultas MIPA, Universitas Padjadjaran

Reid, C. Rober, dkk. 1991.Sifat Gas dan Zat

Cair, Edisi Ketiga. PT Gramedia

Pustaka : Jakarta.

Tim Laboratorium Kimia Fisika. Penuntun

Praktikum Kimia Fisika II. 2013.

Jurusan Kimia, Fakultas MIPA,

Universitas Udayana : Bukit Jimbaran

LAMPIRAN

Jawaban Pertanyaan

1. Bilangan Reynold adalah rasio antara gaya inersia (vs) terhadap gaya viskos (/L) yang

mengkuantifikasikan hubungan kedua gaya tersebut dengan suatu kondisi aliran tertentu.

Bilangan ini digunakan untuk mengidentikasikan jenis aliran yang berbeda, misalnya laminar

dan turbulen. Bilangan Reynold merupakan salah satu bilangan tak berdimensi yang paling

penting dalam mekanika fluida dan digunakan, seperti halnya dengan bilangan tak berdimensi

lain, untuk memberikan kriteria untuk menentukan dynamic similitude. Untuk memberikan

kriteria untuk menentukan dynamic similitude. Jika dua pola aliran yang mirip secara

geometris, mungkin pada fluida yang berbeda dan laju alir yang berbeda pula, memiliki nilai

bilangan tak berdimensi yang relevan, keduanya disebut memiliki kemiripan dinamis.

Bilangan Reynold (Re) merupakan bilangan tak berdimensi yang dipakai untuk menentukan

distribusi kecepatan suatu aliran sehingga dapat menentukan sifat suatu aliran ( Re 2100 : Turbulen ). Dimana nilai bilangan reynold dapat ditentukan dengan

persamaan :

Keterangan :

D = diameter

v = laju alir

= densitas

= viskositas

2. Cara lain yang dapat digunakan untuk menentukan viskositas cairan adalah dengan metode

bola jatuh. Metode ini menyangkut gaya gravitasi yang seimbang dengan gerak alirannya

pekat. Dimana benda yang jatuh mempunyai kecepatan yang semakin besar, namun juga

diimbangi dengan besarnya gaya gesek, saat setimbang kecepatan benda jatuh tetap.

= gv

gddhrb )(2 2

dimana : b adalah bola jatuh

g adalah gaya gravitasi

v adalah volumen

adalah viskositas

dengan perbandingan digunakan rumus :

2

1

=

22

11

)(

)(

tdab

tdab

Dv..Re

LAMPIRAN

Perhitungan Data

A. Perhitungan Massa Jenis dan Viskositas

Air (Aquadest)

Standar = Air Suling

Massa Air = ( massa Piknometer + Air ) Massa Piknometer kosong

= 22,50 12,59

= 9,91 gram

Volume air = 10 mL

= 9,91

10= 0,991

= 1

air = 1,005 cp

air = 22,60+25,45+25,65

3= 24,57

Etanol

Diketahui :

Massa piknometer kosong = 12,59 g

Massa piknometer + etanol = 22,42 g

Massa etanol = 9,83 g

air = 1 g/mL

Massa air = 9,91 g

air t = 24,57 s

Ditanya : a. etanol . ?

b. etanol . ?

Jawab :

=

= 9,83

9,91 1 g/mL

= 0,992 /

etanol =

air

= 0,992 /

1 /

51,39

24,57 1,005

= 2,0852 cp

Dengan cara yang sama didapat perhitungan untuk 2x pengulangan berikutnya:

t etanol

(detik)

t air

(detik)

air

(g/ml)

etanol

(g/ml)

air

(cp)

etanol

(cp)

51,70 24,57 1 0,992 1,005 2,0977

49,87 24,57 1 0,992 1,005 2,0235

etanol = 2,0688 cp

Aseton

Diketahui :


Massa piknometer + Aseton = 20,32 g

Massa Aseton = 7,73 g

air = 1 g/ml

Massa air = 9,91 g

air t = 24,57 dtk

Ditanya : a. aseton . ?

b. aseton . ?

Jawab :

=

= 7,73

9,91 1 g/mL

= 0,780 /

aseton =

air

= 0,780 /

1 /

18,72

24,57 1,005

= 0,5972 cp


t aseton

(detik)

t air

(detik)

air

(g/ml)

aseton

(g/ml)

air

(cp)

aseton

(cp)

19,18 24,57 1 0,780 1,005 0,6119

17,21 24,57 1 0,780 1,005 0,5491

aseton = 0,5861 cp

CCl4

Diketahui :


Massa piknometer + CCl4 = 28,03 g

Massa CCl4 = 15,44 g

air = 1 g/ml

Massa air = 9,91 g

air t = 24,57 dtk

Ditanya : a. CCl4 . ?

b. CCl4

Jawab :

CCl4 = CCl4

= 15,44

9,91 1 g/mL

= 1,558 /

CCl4 = CCl4

CCl4

air

= 1,558 /

1 /

17,02

24,57 1,005

= 1,0846 cp


t CCl4

(detik)

t air

(detik)

air

(g/ml)

CCl4

(g/ml)

air

(cp)

CCl4

(cp)

19,28 24,57 1 1,558 1,005 1,2286

17,25 24,57 1 1,558 1,005 1,0993

CCl4 = 1,1375 cp

B. Perhitungan Fluiditas

Fluiditas CCl4

cp0846,1 CCl 41

0,9219 CCl

cp 1,0846

1 CCl

CCl

1 CCl

4

4

41

4

Dengan cara yang sama diperoleh data sebagai berikut:

Percobaan CCl4 4CCl

I 1,0846 0,9219

II 1,2286 0,8139

III 1,0993 0,9097

4CCl = 0,8818

Fluiditas Etanol

1 Etanol = 2,0852 cp

0,4796 Etanol

2,0852cp

1 Etanol

Etanol

1 Etanol

1


Percobaan Etanol Etanol

I 2,0852 0,4796

II 2,0977 0,4767

III 2,0235 0,4942

Etanol = 0,4835

Fluiditas Aseton

Aseton 1

1,6745 Aseton

cp 0,5972

1 Aseton

Aseton

1 Aseton

1


Percobaan Aseton Aseton

I 0,5972 1,6745

II 0,6119 1,6342

III 0,5491 1,8212

Aseton = 1,7099

I. RALAT KERAGUAN

ETANOL

Viskositas etanol

Percobaan (cP) (cP) )( (cP) 2)( (cP)

1. 2,0852

2,0688

0,0134 1,7956 x 10-4

2. 2,0977 0,0289 8,3521 x 10-4

3. 2,0235 -0,0453 20,5209 x 10-4

2)( 30,6686 x 10-4

%907,98%093,1%100

%093,1%1000688,2

102608,2%100

)102608,20688,2()(

102608,2)13(3

10 x 30,6686

)1(

)(

2

2

24-2

Kebenaran

xx

xnisbiRalat

cPx

cPnn

ASETON

Viskositas aseton


1. 0,5972

0,5861

0,0111 1,2321 x 10-4

2. 0,6119 0,0258 6,6564 x 10-4

3. 0,5491 -0,037 13,6900 x 10-4

2)( 29,467 x 10-4

%219,96%781,3%100

%781,3%1005861,0

102161,2%100

)102161,25861,0()(

10 x 2161,2)13(3

10467,29

)1(

)(

2

2

242

Kebenaran

xxnisbiRalat

cP

cPx

nn

CCl4

Viskositas CCl4


1. 1,0846

1,1375

-0,0529 27,9841 x 10-4

2. 1,2286 0,0911 82,9921 x 10-4

3. 1,0993 -0,0382 14,5924 x 10-4

2)( 125,5686 x 10-4

%977,95%023,4%100

%023,4%1001375,1

105747,4%100

)105747,41375,1()(

105747,4)13(3

105686,125

)1(

)(

2

2

242

Kebenaran

xxnisbiRalat

cP

cPnn

laporan kimia fisika - viskositas.pdf

Documents