08.47
Unknown
TEGANGAN
PERMUKAAN CAIRAN
METODE KAPILER
I.TUJUAN
Menentukan tegangan muka suatu cairan
secara relatif dengan air sebagai zat pembanding.
Menentukan pengaruh konsentrasi
solout terhadap tegangan muka dan adsorbsi solut pada permukaan larutan.
II.LANDASAN TEORI
Molekul-molekul cairan yang berada dibagian fase cairan seluruhnya akan dikelilingi oleh molekul-molekul dengan gaya tarik-menarik yang sama ke segala arah sehingga resultan gaya sama dengan nol lain halnya dengan molekul-molekul cairan pada permukaan. Molekul-molekul itu disebelah bawah dikelilingi oleh molekul-molekul cairan sedangkan dibagian atas oleh molekul-molekul dan fasa uap sehingga gaya tarik kebawah lebih besar dari gaya tarik keatas. Hal ini menimbulkan sifat kecenderungan untuk memperkecil luas permukaan. Besar gaya yang bekerja tegak lurus pada satu satuan panjang permukaan disebut tegangan muka, yang dapat dinyatakan dengan satuan dyne per cm dalam cgs.
Tegangan muka
terdapat pada batas cairan dengan uap jenuh diudara dan juga antara permukaan
cairan dengan cairan lain yang tidak bercampur.
Metoda penentuan
tegangan muka:
Ada beberapa metoda
penentuan tegangan muka, diantaranya adalah metida kanaikan pipa kapiler,
metoda tekanan maksimum gelembung, metoda tetes atau metoda cincin.
Metoda kanaikan pipa kapiler.
Bila suatu
pipa kapiler dimasukkan kedalam cairan yang membasahi dinding maka cairan akan
naik kedalam kapiler karena adanya tegangan muka. Kenaikan cairan sampai pada
suhu tinggi tertentu sehingga terjadi keseimbangan antara gaya keatas dan
kebawah (persamaan 1) :
Gaya kebawah, F = p.r2.h.r.g
Dimana h : tinggi permukaan.
g : percepatan gravitasi.
r : berat jenis.
r : jejari kapiler.
Persamaan
(2) :
Gaya keatas, F’ = 2.p.r.g.cosq
Dimana :
g adalah tegangan muka dan q adalah
sudut kontak.
Pada
kesetimbangan, gaya kebawah sama dengan gaya keatas (dari persamaan 1 dan 2) :
2.p.r.g.cosq
= p.r2.h.r.g
untuk air dan
kebanyakan cairan organik umumnya q 0 atau dapat dianggap batas lapisan
pararel dengan kapiler, sehingga harga cosq =1 maka persamaan 3 :
g = ½.r. h.r.g
sehingga :
gair ½.r. hair.rair.g
gx = ½.r.
hx.rx.g
gx hx.rx.g
PENGARUH
KONSENTRASI ZAT TERLARUT
Konsentrasi zat
terlarut (solut) suatu larutan biner mempunyai pengaruh terhadap sifat-sifat
larutan termasuk tegangan muka dan adsorbsi pada permukaan larutan. Telah
diamati bahwa solut yang ditambahkan kedalam larutan akan menurunkan tegangan
muka, karena mempunyai konsentrasi dipermukaan yang lebih besar daripada
didalam larutan.Sebaliknya solut yang penambahannya kedalam larutan menaikkan
tegangan muka mempunyai konsentrasi dipermukaan yang lebih kecil daripada
didalam larutan.
Untuk larutan ideal, p = C.R.T dan dp/dc = R.T
dimana R dan T adalah tetapan gas umum dan temperatur kelvin penggabungan
seluruh persamaan didapatkan :
m = -1 dg
R.T dlnC
III.ALAT
DAN BAHAN
A.
Alat-alat yang digunakan:
Ø Alat untuk metoda kanaikan pipa kapiler.
Ø Termometer
Ø Labu ukur 50ml
Ø Beaker glass 250ml
Ø Pipet volume 50ml
Ø Pipet tetes
Ø Gelas
B.
Bahan-bahan yang digunakan :
ü Aseton
ü Etanol
ü Air (aquades)
ü Larutan 2-propanol
IV.CARA KERJA
A.
Penentuan tegangan muka.
Menggunakan
metoda kanaikan kapiler.
1.
Tentukan densitas masing-masing
cairan dengan piknometer
Timbang
piknometer kosong = Pk
Timbang
piknometer + air = Pa {pada suhu t0c}
Timbang
piknometer + bahan =Pb
2.
Tabung diisi air secukupnya,
pipa dimasukkan kedalamnya, maka air dalam pipa kapiler akan naik. Permukaan
kapiler akan turun sampai tetap (mencapai kesetimbangan) dicatat permukaan pada
kapiler dan permukaan pada tabung bawah, selisihnya adalah tinggi h.
3.
Ulangi percobaan ini sampai 3
kali pengamatan kemudian diganti dengan cairan yang akan diselidiki harganya.
B.
Penentuan pengaruh konsentrasi
solut pada tegangan muka.
1.
Membuat larutan 0,8 M menjadi
50ml larutan 2-propanol 0,6M ; 0,4M ; 0,2M ; 0,1M.
2.
Tentukan tegangan muka
masing-masing larutan 2-propanol (dengan metoda kenaikan pipa kapiler).
V.DATA
PENGAMATAN
A.
Penentuan tegangan muka (metoda
kenaikan pipa kapiler)
1.
piknometer kosong : 20,2 gram
piknometer
+ air : 45,2 gram
piknometer
+ bahan: etanol : 39,8 gram
aseton : 39,9 gram
2-propanol :
0,1M : 44,69 gram
0,2M : 44,79 gram
0,4M : 44,8 gram
0,6M : 45 gram
2.
No
|
Bahan
|
Percob I
(cm)
|
Percob II
(cm)
|
Percob
III (cm)
|
Rata-rata(cm)
|
1.
|
Air
|
T0
= 8,2
|
T0
= 8,2
|
T0
= 8,1
|
|
T1 =10,4
|
T1 =10,4
|
T1 =10,3
|
h
=2,2
|
||
h = 2,2
|
h = 2,2
|
h = 2,2
|
|||
2.
|
Etanol
|
T0
= 8,1
|
T0
= 8,1
|
T0
= 8,2
|
|
T1 =9,2
|
T1 =9,2
|
T1 =9,1
|
h
=1,03
|
||
h = 1,1
|
h = 1,1
|
h = 0,9
|
|||
3.
|
Aseton
|
T0
= 8.1
|
T0
= 8,0
|
T0
= 8,0
|
|
T1 =9,5
|
T1 =9,2
|
T1 =9,1
|
h
=1,2
|
||
h = 1,4
|
h = 1,2
|
h = 1,1
|
B.
Penentuan pengaruh konsentrasi
solut pada tegangan muka
No
|
Konsentrasi
(2-propanol)
|
Percob I
h (cm)
|
Percb II
h (cm)
|
Percob
III h (cm)
|
Rata-rata
h (cm)
|
1.
|
0,1 M
|
2,5
|
2,5
|
2,5
|
2,5
|
2.
|
0,2 M
|
2,2
|
2,4
|
2,3
|
2,3
|
3.
|
0,4 M
|
2,2
|
2,1
|
2,1
|
2,1
|
4.
|
0,6 M
|
2,2
|
2,0
|
1,8
|
2,0
|
Keterangan
: h = selisih tinggi permukaan cairan dengan tinggi cairan
pada pipa kapiler.
VI.ANALISA
DATA
q Air (aquades)
Massa piknometer + air = 45,2 gram (Pa)
Massa
piknometer kosong = 20,2 gram (Pk)
g = ½ .r.h.r.g
= ½.0,05.2,2.1.980
=53,9 dyne/cm
q Etanol
Massa
piknometer + etanol = 39,8 gram (Pb)
h=1,03 cm
gx=
q Aseton
Massa
piknometer + aseton = 39,9 gram
q 2-propanol
·
0,1 M
massa
piknometer + bahan = 44,6 gram
h= 2,6
·
0,2 M
massa
piknometer + bahan = 44,7 gram
·
0,4 M
massa
piknometer + bahan = 44,8 gram
·
0,6 M
massa
piknometer + bahan = 45 gram
q Perhitungan dengan metoda regresi linear :
No
|
X (lnC)
|
Y (g)
|
X2
|
XY
|
1.
|
-0,51
|
48,61
|
0,26
|
-24,79
|
2.
|
-0,92
|
50,63
|
0,85
|
-46,58
|
3.
|
-1,61
|
55,22
|
2,59
|
-88,90
|
4.
|
-2,30
|
62,17
|
5,59
|
-142,99
|
S
|
-5,34
|
216,63
|
8,96
|
-303,26
|
VII.PEMBAHASAN
Tegangan muka terdapat pada batas
cairan dengan uap jenuh diudara dan juga antara permukaan cairan dengan cairan
lain yang tidak saling bercampur. Ada beberapa metoda penentuan tegangan muka,
dalam praktikum ini digunakan metoda pipa kapiler.
Harga tegangan muka dipengaruhi oleh
beberapa faktor, antara lain: suhu,tekanan,massa jenis dan konsentrasi zat
terlarut.
Berdasarkan
percobaan ini diperoleh nilai tegangan muka dari beberapa zat, yaitu :
1.
Tegangan permukaan air = 53,9 dyne/cm
2.
Tegangan permukaan etanol =19,8 dyne/cm
3.
Tegangan permukaan aseton
=23,17 dyne/cm
4.
Tegangan permukaan 2-propanol
: 0,1 M
= 62,17 dyne/cm
0,2 M = 55,22 dyne/cm
0,4 M = 50,63 dyne/cm
0,6 M = 48,61 dyne/cm
sedangkan
dari literatur diperoleh data tegangan permukaan beberapa zat pada suhu 200 C, yaitu :
a.
Air : 72,8 dyne/cm
b.
Etanol : 22,3 dyne/cm
c.
Aseton : 23,7 dyne/cm
Dari data
tersebut dapat diketahui bahwa percobaan yang telah dilakukan ternyata
mengalami sedikit penyimpangan dengan data pada literatur. Hal ini mungkin
disebabkan beberapa hal, diantaranya adalah :
1)
Tegangan permukaan
dipengaruhi juga oleh suhu. Pada
praktikum ini dilakukan pada suhu 270 C, sedangkan data yang ada
pada literatur pada suhu 200 C.
2)
Kekurang telitian praktikan
dalam membaca skala pada pi[a kapiler.
3)
Kurang tepatnya konsentrasi
larutan yang dibuat.
VIII.KESIMPULAN
Berdasarkan
percobaan dan analisis data dapat diambil kesimpulan :
1.
faktor-faktor yang mempengaruhi tegangan
permukaan adalah : suhu,konsentrasi,tekanan dan massa jenis.
2.
berdasarkan percobaan tersebut
diperoleh nilai tegangan permukaan :
a.
Tegangan permukaan air = 53,9 dyne/cm
b.
Tegangan permukaan etanol =19,8 dyne/cm
c.
Tegangan permukaan aseton
=23,17 dyne/cm
d.
Tegangan permukaan 2-propanol
: 0,1 M
= 62,17 dyne/cm
0,2 M = 55,22 dyne/cm
0,4 M = 50,63 dyne/cm
0,6 M = 48,61 dyne/cm
3.
Dari kurva hubungan antara
tegangan muka (g) terhadap lnC diperoleh harga slope
(a) sebesar : -7,68
IX.DAFTAR
PUSTAKA
Tim Dosen Kimia Fisika I.2004.Diktat
Petunjuk Praktikum Kimia Fisika I.Semarang : Lab Kimia Fisika Jurusan Kimia
FMIPA UNNES.
LAMPIRAN
- Daftar tegangan muka beberapa zat pada suhu 200 C, sumber : Young Freedman.1996.University Physics 9th edition.
No |
Zat |
g (dyne/cm)
|
1.
|
Air |
72,8
|
2.
|
Etanol
|
22,3
|
3.
|
Aseton
|
23,7
|
4.
|
Benzena
|
28,9
|
5.
|
glicerine
|
63,1
|
Posted in: Kimia
0 komentar:
Posting Komentar