dewi_komalasari's profile page

dewi_komalasari

female - 25 years, Indonesia
79 visitors

Blog / TEGANGAN PERMUKAAN CAIRAN

Monday, 31 May 2010 at 00:05

TUGAS KIMIA FISIK II
MAKALAH METODE PENENTUAN TEGANGAN PERMUKAAN
METODE CINCIN

DISUSUN OLEH :
ANGGRIANI ( E1M008001 )
DEWI KOMALASARI ( E1M008012 )
AYU HASRIANI ( E1M008013 )
DETI KURNIAWATI ( E1M008016 )

FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN
UNIVERSITAS MATARAM
2010

KATA PENGANTAR

Alhamdulillah, segala puji syukur kami panjatkan kepada Allah SWT yang telah memberikan rahmat dan hidayah-Nya kepada kami sehingga kami kami bisa menyelesaikan penyusunan makalah ini tepat pada waktunya. Shalawat serta salam semoga tetap tercurahkan kepada junjungan alam, nabi besar Muhammad saw, karena berkat perjuangan beliau sehingga kita bisa menikmati zaman yang penuh dengan ilmu pengetahuan seperti sekarng ini.
Ucapan terima kasih kami sampaikan kepada bapak dosen yang telah memberikan kemudahan dalam penyusunan makalah ini. Ucapan terima kasih juga kami sampaikan kepada teman-teman yang turut membantu dalam penyelesaian makalah ini. Kritik dan saran yang bersifat membangun sangat kami harapkan dari semua pihak demi perbaikan makalah ini.

Wassalam
Mataram, 30 Mei 2010

Tim Penyusun

PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Dalam kehidupan sehari-hari ini, sering kita temui beberapa produk yang merupakan campuran dari beberapa zat, tetapi zat tersebut dapat bercampur secara merata/ homogen. Misalnya saja saat ibu membuatkan susu untuk adik, serbuk/ tepung susu bercampur secara merata dengan air panas. Produk-produk seperti itu adalah sistem koloid.
Koloid adalah suatu campuran zat heterogen (dua fase) antara dua zat atau lebih di mana partikel-partikel zat yang berukuran koloid (fase terdispersi/yang dipecah) tersebar secara merata di dalam zat lain (medium pendispersi/ pemecah). Ukuran partikel koloid berkisar antara 1-100 nm. Ukuran yang dimaksud dapat berupa diameter, panjang, lebar, maupun tebal dari suatu partikel. Contoh lain dari sistem koloid adalah adalah tinta, yang terdiri dari serbuk-serbuk warna (padat) dengan cairan (air). Selain tinta, masih terdapat banyak sistem koloid yang lain, seperti mayones, hairspray, jelly, dll.
Keadaan koloid atau sistem koloid atau suspensi koloid atau larutan koloid atau suatu koloid adalah suatu campuran berfasa dua yaitu fasa terdispersi dan fasa pendispersi dengan ukuran partikel terdispersi berkisar antara 10-7 sampai dengan 10-4 cm. Besaran partikel yang terdispersi, tidak menjelaskan keadaan partikel tersebut. Partikel dapat terdiri atas atom, molekul kecil atau molekul yang sangat besar. Koloid emas terdiri atas partikel-partikel dengan bebagai ukuran, yang masing-masing mengandung jutaan atom emas atau lebih. Koloid belerang terdiri atas partikel-partikel yang mengandung sekitar seribu molekul S8. Suatu contoh molekul yang sangat besar (disebut juga molekul makro) ialah haemoglobin. Berat molekul dari molekul ini 66800 s.m.a dan mempunyai diameter sekitar 6 x 10-7.
Tegangan permukaan merupakan sifat dari cairan terhadap udara sehingga membuatnya bertindak seolah-olah dilapisi oleh selaput tipis. Dalam kehidupan sehari-hari, mungkin kita pernah melakukan percobaan kecil-kecilan mengenai tegangan permukaan. Masukkan air ke dalam sebuah wadah (misalnya gelas). sediakan juga sebuah penjepit kertas (klip). Nah, sekarang letakan klip secara perlahan-lahan di atas air. Jika dilakukan secara baik dan benar, maka klip tersebut akan mengapung di atas permukaan air. Biasanya klip terbuat dari logam, sehingga kerapatannya lebih besar dari kerapatan air. Karena massa jenis klip lebih besar dari massa jenis air, maka seharusnya klip itu tenggelam. Tapi kenyataannya klip terapung. Fenomena ini merupakan salah satu contoh dari adanya Tegangan Permukaan. Berbagai metode dapat digunakan untuk menentukan tegangan permukaan salah satunya adalah metode cincin yang akan dibahas pada makalah ini.
1.2 Rumusan Masalah
a) Apakah yang dimaksud dengan koloid ?
:) Apakah jenis-jenis, sifat-sifat dan kegunaan koloid ?
c) Apakah yang dimaksud dengan tegangan permukaan ?
d) Apakah faktor-faktor yang mempengaruhi tegangan permukaan?
e) Bagaimanakah cara menentukan tegangan permukaan dengan metode cincin?
1.3 Tujuan
Setiap tindakan pasti memiliki tujuan, demikian juga dalam penyusunan makalah ini. Adapun tujuan dari penulisan makalah ini adalah untuk menambah pengetahuan mahasiswa tentang koloid dan tegangan permukaan dan untuk mengetahui bagaimana cara menentukan tegangan permukaan dengan metode cincin sebagaimana yang tercantum dalam 1.2, serta untuk menyelesaikan tugas mata kuliah kimia fisik 2.

PEMBAHASAN
2.1 Pengertian koloid
Koloid adalah suatu bentuk campuran yang keadaannya antara larutan dan suspensi. Koloid merupakan sistem heterogen, dimana suatu zat "didispersikan" ke dalam suatu media yang homogen. Ukuran zat yang didispersikan berkisar dari satu nanometer (nm) hingga satu mikrometer (µm).
Jika kita campurkan susu (misalnya, susu instan) dengan air, ternyata susu "larut" tetapi "larutan" itu tidak bening melainkan keruh. Jika didiamkan, campuran itu tidak memisah dan juga tidak dapat dipisahkan dengan penyaringan (hasil penyaringan tetap keruh). Secara makroskopis campuran ini tampak homogen. Akan tetapi, jika diamati dengan mikroskop ultra ternyata masih dapat dibedakan partikel-partikel lemak susu yang tersebar di dalam air. Campuran seperti inilah yang disebut koloid.
Jadi, koloid tergolong campuran heterogen dan merupakan sistem dua fase. Zat yang didispersikan disebut fase terdispersi, sedangkan medium yang digunakan untuk mendispersikan zat disebut medium dispersi. Fase terdispersi bersifat diskontinu (terputus-putus), sedangkan medium dispersi bersifat kontinu. Pada campuran susu dengan air, fase terdispersi adalah lemak, sedangkan medium dispersinya adalah air.
2.2 Jenis, Sifat dan Kegunaan Koloid
JENIS-JENIS KOLOID
dari fase terdispersi yang tersebar merata dalam medium pendispersi. Fase terdispersi dan medium pendispersi dapat berupa zat padat, cair, dan gas. Berdasarkan fase terdispersinya, sistem koloid dapat dikelompokkan menjadi 3, yaitu:
1. Sol (fase terdispersi padat)
a. Sol padat adalah sol dalam medium pendispersi padat
Contoh: paduan logam, gelas warna, intan hitam
b. Sol cair adalah sol dalam medium pendispersi cair
Contoh: cat, tinta, tepung dalam air, tanah liat
c. Sol gas adalah sol dalam medium pendispersi gas
Contoh: debu di udara, asap pembakaran
2. Emulsi (fase terdispersi cair)
a. Emulsi padat adalah emulsi dalam medium pendispersi padat
Contoh: Jelly, keju, mentega, nasi
b. Emulsi cair adalah emulsi dalam medium pendispersi cair
Contoh: susu, mayones, krim tangan
c. Emulsi gas adalah emulsi dalam medium pendispersi gas
Contoh: hairspray dan obat nyamuk
3. BUIH (fase terdispersi gas)
a. Buih padat adalah buih dalam medium pendispersi padat
Contoh: Batu apung, marshmallow, karet busa, Styrofoam
b. Buih cair adalah buih dalam medium pendispersi cair
Contoh: putih telur yang dikocok, busa sabun
- Untuk pengelompokan buih, jika fase terdispersi dan medium pendispersi
SIFAT-SIFAT KOLOID
• Efek Tyndall
Efek Tyndall ialah gejala penghamburan berkas sinar (cahaya) oleh partikel-partikel koloid. Hal ini disebabkan karena ukuran molekul koloid yang cukup besar. Efek tyndall ini ditemukan oleh John Tyndall (1820-1893), seorang ahli fisika Inggris. Oleh karena itu sifat itu disebut efek tyndall.
Efek tyndall adalah efek yang terjadi jika suatu larutan terkena sinar. Pada saat larutan sejati (gambar kiri) disinari dengan cahaya, maka larutan tersebut tidak akan menghamburkan cahaya, sedangkan pada sistem koloid (gambar kanan), cahaya akan dihamburkan. hal itu terjadi karena partikel-partikel koloid mempunyai partikel-partikel yang relatif besar untuk dapat menghamburkan sinar tersebut. Sebaliknya, pada larutan sejati, partikel-partikelnya relatif kecil sehingga hamburan yang terjadi hanya sedikit dan sangat sulit diamati.
• Gerak Brown
Gerak Brown ialah gerakan partikel-partikel koloid yang senantiasa bergerak lurus tapi tidak menentu (gerak acak/tidak beraturan). Jika kita amati koloid dibawah mikroskop ultra, maka kita akan melihat bahwa partikel-partikel tersebut akan bergerak membentuk zigzag. Pergerakan zigzag ini dinamakan gerak Brown. Partikel-partikel suatu zat senantiasa bergerak.
Gerakan tersebut dapat bersifat acak seperti pada zat cair dan gas, atau hanya bervibrasi di tempat seperti pada zat padat. Untuk koloid dengan medium pendispersi zat cair atau gas, pergerakan partikel-partikel akan menghasilkan tumbukan dengan partikel-partikel koloid itu sendiri. Tumbukan tersebut berlangsung dari segala arah. Oleh karena ukuran partikel cukup kecil, maka tumbukan yang terjadi cenderung tidak seimbang. Sehingga terdapat suatu resultan tumbukan yang menyebabkan perubahan arah gerak partikel sehingga terjadi gerak zigzag atau gerak Brown. Semakin kecil ukuran partikel koloid, semakin cepat gerak Brown terjadi. Demikian pula, semakin besar ukuran partikel koloid, semakin lambat gerak Brown yang terjadi. Hal ini menjelaskan mengapa gerak Brown sulit diamati dalam larutan dan tidak ditemukandalam zat padat (suspensi). Gerak Brown juga dipengaruhi oleh suhu. Semakin tinggi suhu system koloid, maka semakin besar energi kinetic yang dimiliki partikel-partikel medium pendispersinya. Akibatnya, gerak Brown dari partikel-partikel fase terdispersinya semakin cepat. Demikian pula sebaliknya, semakin rendah suhu system koloid, maka gerak Brown semakin lambat.
• Absorpsi
Absorpsi ialah peristiwa penyerapan partikel atau ion atau senyawa lain pada permukaan partikel koloid yang disebabkan oleh luasnya permukaan partikel. (Catatan : Absorpsi harus dibedakan dengan absorpsi yang artinya penyerapan yang terjadi di dalam suatu partikel). Contoh : (i) Koloid Fe(OH)3 bermuatan positif karena permukaannya menyerap ion H+. (ii) Koloid As2S3 bermuatan negatif karena permukaannya menyerap ion S2.
• Muatan koloid
Dikenal dua macam koloid, yaitu koloid bermuatan positif dan koloid bermuatan negatif.
• Koagulasi koloid
Koagulasi adalah penggumpalan partikel koloid dan membentuk endapan. Dengan terjadinya koagulasi, berarti zat terdispersi tidak lagi membentuk koloid. Koagulasi dapat terjadi secara fisik seperti pemanasan, pendinginan dan pengadukan atau secara kimia seperti penambahan elektrolit, pencampuran koloid yang berbeda muatan.
• Koloid pelindung
Koloid pelindung ialah koloid yang mempunyai sifat dapat melindungi koloid lain dari proses koagulasi.
• Dialisis
Dialisis ialah pemisahan koloid dari ion-ion pengganggu dengan cara ini disebut proses dialisis.
• Elektroforesis
Elektroferesis ialah peristiwa pemisahan partikel koloid yang bermuatan dengan menggunakan arus listrik

KEGUNAAN KOLOID
Sistem koloid banyak digunakan pada kehidupan sehari-hari, terutama dalam kehidupan sehari-hari. Hal ini disebabkan sifat karakteristik koloid yang penting, yaitu dapat digunakan untuk mencampur zat-zat yang tidak dapat saling melarutkan secara homogen dan bersifat stabil untuk produksi dalam skala besar.
Berikut ini adalah tabel aplikasi koloid:
Berikut ini adalah penjelasan mengenai aplikasi koloid:
1. Pemutihan Gula
Gula tebu yang masih berwarna dapat diputihkan. Dengan melarutkan gula ke dalam air, kemudian larutan dialirkan melalui sistem koloid tanah diatomae atau karbon. Partikel koloid akan mengadsorpsi zat warna tersebut. Partikel-partikel koloid tersebut mengadsorpsi zat warna dari gula tebu sehingga gula dapat berwarna putih.
2. Penggumpalan darah
Darah mengandung sejumlah koloid protein yang bermuatan negatif. Jika terjadi luka maka luka tersebut dapat diobati dengan pensil stiptik atau tawas yang mengandung ion-ion Al3+ dan Fe3+. Ion-ion tersebut membantu agar partikel koloid di protein bersifat netral sehingga proses penggumpalan darah dapat lebih mudah dilakukan.
3 Penjernihan Air
Air keran (PDAM) yang ada saat ini mengandung partikel-partikel koloid tanah liat,lumpur, dan berbagai partikel lainnya yang bermuatan negatif. Oleh karena itu, untuk menjadikannya layak untuk diminum, harus dilakukan beberapa langkah agar partikel koloid tersebut dapat dipisahkan. Hal itu dilakukan dengan cara menambahkan tawas (Al2SO4)3.Ion Al3+ yang terdapat pada tawas tersebut akan terhidroslisis membentuk partikel koloid Al(OH)3 yang bermuatan positif melalui reaksi:
Al3+ + 3H2O à Al(OH)3 + 3H+

2.3 Pengertian tegangan pernukaan
Salah satu sifat permukaan adalah tegangan permukaan. Tegangan permukaan disebabkan adanya kecenderungan permukaan cairan untuk memperkecil luas permukaan Secara spontan. Pada tingkat molecular hal ini dapt dijelaskan sebagai berikut: molekul yang ada di dalam cairan akan mengalami gaya tarik menarik (gaya van der walls)yang sama besarnya ke segala arah.tetapi, molekul [pada permukaan cairan akan mengalami gaya resultan yang mengarah ke dalam cairan dan akibatnya molekul di permukaan cenderung untuk meninggalkan permukaan masuk ke dalam cairan sehingga permukaan cairan cenderung untuk menyusut. Hal ini pulalah yang menyebabkan butiran cairan atau gelombang gas cenderung untuk membentuk lingkaran.Tegangan permukaan yang dapat diukur bukan hanya tegangan permukaan antara permukaan gas dan cairan,tetapi juga tegangan permukaan antara permukaan dua cairan.Tegangan permukaan merupakan sifat dari cairan terhadap udara sehingga membuatnya bertindak seolah-olah dilapisi oleh selaput tipis.Molekul di dalam cairan saling berinteraksi satu sama lain dengan molekulmolekul lain dari segala sisi, sedangkan molekul di sepanjang permukaan hanyadipengaruhi oleh molekul yang berada di bawahnya
Tegangan permukaan juga merupakan sifat fisik yang berhubungan dengan gaya antarmolekul dalam cairan dan didefinisikan sebagai hambatan peningkatan luas permukaan cairan. Awalnya tegangan permukaan didefinisikan pada antarmuka cairan dan gas. Namun, tegangan yang mirip juga ada pada antarmuka cairan-cairan, atau padatan dan gas. Tegangan semacam ini secara umum disebut dengan tegangan antarmuka. Tarikan antarmolekul dalam dua fas dan tegangan permukaan di antarmuka antara dua jenis partikel ini akan menurun bila tempeartur menurun. Tegangan antarmuka juga bergantung pada struktur zat yang terlibat. Molekul dalam cairan ditarik oleh molekul di sekitarnya secara homogen ke segala arah. Namun, molekul di permukaan hanya ditarik ke dalam oleh molekul yang di dalam dan dengan demikian luas permukaan cenderung berkurang. Inilah asal mula teori tegangan permukaan. Bentuk tetesan keringat maupun tetesan merkuri adalah akibat adanya tegangan permukaan.
2.4.faktor-faktor yang mempengaruhi tegangan permukaan
Tegangan permukaan terjadi karena permukaan zar cair cenderung untuk menegang, sehingga permukaannya tampak seperti selaput tipis. Hal ini dipengaruhi oleh adanya gaya kohesi antara molekul air. Pada zat cair yang adesiv berlaku bahwa besar gaya kohesinya lebih kecil daripada gaya adesinya dan pada zat yang non-adesiv berlaku sebaliknya. Salah satu model peralatan tang sering digunakan untuk mengukur tegangan permukaan zar cair adalah pipa kapiler. Salah satu besaran yang berlaku pada sebuah pipa kapiler adalah sudut kontak, yaitu sudut yang dibentuk oleh permukaan zat cair yang dekat dengan dinding. Sudut kontak ini timbul akibat gaya tarik-menarik antara zat yang sama (gaya kohesi) dan gaya tarik-menarik antara molekul zar yang berbeda (adesi).
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 caoran di samping dan di bawah. Di bagian atas tidak ada molekul cairan lainnya. Karena molekul cairan tarik-menarik satu dengan yang lainnya, maka terdapat gaya total yang besarnya nol pada molekul yang berada di bagian dalam cairan. Sebaliknya, molekul cairan yang terletak di permukaan 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
• 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.
2.5.Cara menentukan tegangan permukaan dengan metode cincin
Metode ini digunakan untuk mengukur tegangan permukan atau tegangan
antarmuka, dimana yang diukur adalah tarikan maksimum cincin pada
permukaan cairan atau gaya yang dibutuhkan untuk mengangkut cincin dari permukaan cairan. Gaya ini diukur dengan jalan mencelupkan cincin yang digantungkan pada lengan neraca dan perlahan-lahan mengangkatnya sampai cincin tersebut meninggalkan cairan tersebut. Metode ini tidak hanya dapat digunakan untuk mengukur tegangan permukaan cairan udara, tetapi juga dapat digunakan untuk mengukur tegangan permukaan cairan-cairan seperti tegangan permukaan benzen-air.
Adapun alat yang digunakan pada metode ini adalah tensiometer, yaitu alat dengan cincin platinumiridium yang bergerak secara vertikal terhadap cairan dalam tabung. Cincin
digantung dan dibenamkan dalam zat cair kemudian ditarik ke atas perlahan
melalui permukaan zat cair. Tegangan permukaan diukur berdasarkan gaya
maksimum yang dibutuhkan untuk menarik cincin keluar dari permukaan
cairan.
Gaya yang dibutuhkan untuk mengangkat cincin dari permukaan air dapat dihitung dari persamaan:

(13.5)
Keterangan:
R=Jari-jari rata-rata cincin
F= Gaya yang dibutuhkan untuk mengangkut cincin dari permukaan
= Faktor koreksi yang dapat dihitung dengan persamaan 13.5 dimana:
0.725
b=0.090 75 m-1 det2
c=0.045 34 – 1.679 ϒ/R
r=Jari-jari kawat yang digunakan untuk membuat cincin
R=Jari-jari rata-rata lingkungan
ρ1=massa jenis cairan yang berada di bawah
ρ2=massa jenis cairan yang berada di atas
Ketika mengukur tegangan permukaan cairan-cairan, harus diperhatikan bahwa cairan yang ada di bawah benar-benar membasahi cincin. Jadi, bila hendak mengukur tegangan permukaan antara benzene dan air, harus digunakan cincin platina (hidrofilik). Tetapi, kalau yang hendak diukur adalah tegangan permukaan air-karbontetraklorida, harus digunakan cincin yang terbuat dari bahan yang hidrofobik atau bila digunakan cincin platina, cincin tidak diangkat melainkan harus ditekan ke bawah.

http://ghysamandarr.blogspot.com/2010/05/penge... jam 13:49
Bird, Toni. 1987. Kimia Fisik untuk Universitas. Jakarta: Penerbit PT. Gramedia.


Comment

You need to log in to post a comment. If you don't have an account yet, register now!
Your rating: 0
no rating