tegangan permukaan cairan

Ari Hendriayana
[email protected]
Hanya boleh disebarkan untuk tujuan nonprofit
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 = .r2.h..g
Dimana
h : tinggi permukaan.
g : percepatan gravitasi.
 : berat jenis.
r : jejari kapiler.
Persamaan (2) :
Ari Hendriayana
[email protected]
Hanya boleh disebarkan untuk tujuan nonprofit
Gaya keatas, F’ = 2..r..cos
Dimana :
 adalah tegangan muka dan  adalah sudut kontak.
Pada kesetimbangan, gaya kebawah sama dengan gaya keatas (dari
persamaan 1 dan 2) :
2..r..cos = .r2.h..g
untuk air dan kebanyakan cairan organik umumnya 
0 atau dapat
dianggap batas lapisan pararel dengan kapiler, sehingga harga cos =1 maka
persamaan 3 :
 = ½.r. h..g
sehingga :
air
½.r. hair.air.g
x = ½.r. hx.x.g
x hx.x.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,  = C.R.T dan d/dc = R.T dimana R dan T
adalah tetapan gas umum dan temperatur kelvin penggabungan seluruh
persamaan didapatkan :
 = -1 d
R.T dlnC
III.ALAT DAN BAHAN
A. Alat-alat yang digunakan:
 Alat untuk metoda kanaikan pipa kapiler.
 Termometer
Ari Hendriayana
[email protected]
Hanya boleh disebarkan untuk tujuan nonprofit





Labu ukur 50ml
Beaker glass 250ml
Pipet volume 50ml
Pipet tetes
Gelas
B. Bahan-bahan yang digunakan :
 Aseton
 Etanol
 Air (aquades)
 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
Ari Hendriayana
[email protected]
Hanya boleh disebarkan untuk tujuan nonprofit
2-propanol : 0,1M
0,2M
0,4M
0,6M
2.
No
Bahan
1.
Air
2.
3.
Etanol
Aseton
Percob I
(cm)
T0 = 8,2
T1 =10,4
h = 2,2
T0 = 8,1
T1 =9,2
h = 1,1
T0 = 8.1
T1 =9,5
h = 1,4
Percob II
(cm)
T0 = 8,2
T1 =10,4
h = 2,2
T0 = 8,1
T1 =9,2
h = 1,1
T0 = 8,0
T1 =9,2
h = 1,2
: 44,69 gram
: 44,79 gram
: 44,8 gram
: 45 gram
Percob III
(cm)
T0 = 8,1
T1 =10,3
h = 2,2
T0 = 8,2
T1 =9,1
h = 0,9
T0 = 8,0
T1 =9,1
h = 1,1
Ratarata(cm)
h =2,2
h =1,03
h =1,2
B. Penentuan pengaruh konsentrasi solut pada tegangan muka
No
1.
2.
3.
4.
Konsentrasi
(2-propanol)
0,1 M
0,2 M
0,4 M
0,6 M
Percob I
h (cm)
2,5
2,2
2,2
2,2
Percb II
h (cm)
2,5
2,4
2,1
2,0
Percob III
h (cm)
2,5
2,3
2,1
1,8
Rata-rata h
(cm)
2,5
2,3
2,1
2,0
Keterangan : h = selisih tinggi permukaan cairan dengan tinggi cairan
pada pipa kapiler.
VI.ANALISA DATA
 Air (aquades)
Massa piknometer + air = 45,2 gram (Pa)
Massa piknometer kosong = 20,2 gram (Pk)
Ari Hendriayana
[email protected]
Hanya boleh disebarkan untuk tujuan nonprofit
 = ½ .r.h..g
= ½.0,05.2,2.1.980
=53,9 dyne/cm
 Etanol
Massa piknometer + etanol = 39,8 gram (Pb)
h=1,03 cm
x=
 Aseton
Massa piknometer + aseton = 39,9 gram
 2-propanol
 0,1 M
massa piknometer + bahan = 44,6 gram
h= 2,6
 0,2 M
massa piknometer + bahan = 44,7 gram
Ari Hendriayana
[email protected]
Hanya boleh disebarkan untuk tujuan nonprofit
 0,4 M
massa piknometer + bahan = 44,8 gram
 0,6 M
massa piknometer + bahan = 45 gram
 Perhitungan dengan metoda regresi linear :
No
1.
2.
3.
4.

X (lnC)
-0,51
-0,92
-1,61
-2,30
-5,34
Slope : a =
Y ()
48,61
50,63
55,22
62,17
216,63
X2
0,26
0,85
2,59
5,59
8,96
XY
-24,79
-46,58
-88,90
-142,99
-303,26
Ari Hendriayana
[email protected]
Hanya boleh disebarkan untuk tujuan nonprofit
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
Ari Hendriayana
[email protected]
Hanya boleh disebarkan untuk tujuan nonprofit
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 () 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.
Ari Hendriayana
[email protected]
Hanya boleh disebarkan untuk tujuan nonprofit
LAMPIRAN
A. Daftar tegangan muka beberapa zat pada suhu 200 C, sumber : Young
Freedman.1996.University Physics 9th edition.
No
Zat
 (dyne/cm)
1.
Air
72,8
2.
Etanol
22,3
3.
Aseton
23,7
4.
Benzena
28,9
5.
glicerine
63,1
Ari Hendriayana
[email protected]
Hanya boleh disebarkan untuk tujuan nonprofit
B. Grafik hubungan antara tegangan muka () terhadap lnC
LAPORAN PRAKTIKUM KIMIA FISIKA I
TEGANGAN PERMUKAAN CAIRAN
METODE KAPILER
Dosen pengampu Dra.Sri Murbangun N,Msi.
Oleh :
Ari Hendriayana
[email protected]
Hanya boleh disebarkan untuk tujuan nonprofit
Nur Hamid
Rinawati
(43504020
(4350402025)
Sari Marianawati (4350402026)
FAKULTAS METEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS NEGERI SEMARANG
2004