laporan fluida tegangan permukaan

5/25/2018 Laporan Fluida Tegangan Permukaan

1/26

LAPORAN PRAKTIKUM FLUIDA

SABUN DAN TEGANGAN PERMUKAAN

KELOMPOK 9 :

1. DIAN KURVAYANTI I (1203065401!

2. DENYS ARLIANOVITA (12030654019!

3. BELLA FIDDIINI R (12030654021!

4. ELLA "A#YUNI (12030654039!

5. NURUL FAT#ONA# (12030654050!

PEND. SAINS A 2012


2/26

UNIVERSITAS NEGERI SURABAYA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETA#UAN ALAM

PRODI PENDIDIKAN SAINS

2014


3/26

ABSTRAK

Praktikum yang berjudul Tegangan Permukaan ini bertujuan untuk menyelidiki besar

tegangan permukaan yang dialami kawat loop yang berisi lapisan tipis zat cair. Adapun langkah yang

digunakan yaitu dengan menimbang berat kawat loop menggunakan timbangan digital. Kemudian

mengukur panjang kawat loop. Kemudian memasukkan keseluruhan bagian kawat loop ke dalam zat

cair yang berupa larutan detergen dengan konsentrasi yang berbeda pula. Kemudian menggeser

kawat gesernya hingga lapisan tipis zat cair tersebut meletus. Dengan kegiatan tersebut dapat

disimpulkan bahwa jika massa kawat lebih besar dari panjangnya maka diperoleh nilai tegangan

permukaan yang besar. Sedangkan jika massa kawat lebih kecil dari panjangnya maka nilai tegangan

permukaan semakin kecil. Adapun menurunnya nilai tegangan permukaan suatu zat cair dapat dilihat

dari besar luas permukaan lapisan yang dibentuk oleh gelembung detergen. Semakin besar luas

permukaan yang terbentuk oleh zat cair maka semakin kecil nilai tegangan permukaan.

.


4/26

BAB I

PENDA#ULUAN

A. L$%$& B'$)$*+

Permukaan zat cair dalam keadaan diam memiliki perilaku yang menarik

untuk diamati. Perilaku zat cair yang menark tersebut seperti membran yang teregang

kerena tegangan. Seperti contoh pada tetesan air yang tergantung pada dahan kecil

pada embun pagi hari atau tetesan air pada ujung keran yang menetes. Tetesan-tetesan

tersebut membuat bentuk yang hampir bulat seperti balon kecil yang berisi air.

ontoh yang lain adalah pada silet yang dapat diapungkan diatas permukaan airwalaupun massa jenisnya lebih besar daripada air. Permukaan zat cair berperilaku

seakan-akan mengalami tegangan dan tegangan yang bekerja ini sejajar dengan

permukaan muncul dari gaya tarik antar molekul dan e!ek ini disebut dengan tegangan

permukaan.

Pada percobaan kali ini akan dibahas contoh lain yaitu pada kawat loop yang

berisi lapisan tipis zat cair. Pada percobaan tersebut akan diketahui tegangan

permukaan pada setiap kawat loop yang digunakan.

B. R,-,$* -$$$/

"erdasarkan pada latar belakang tersebut berikut ini merupakan rumusan

masalah yang muncul #

$. "agaimana tegangan permukaan yang terjadi pada setiap kawat loop yangberbeda%

&. "agaimana hubungan antara konsentrasi detergen dengan tegangan permukaan%

'. "agaimana hubungan antara panjang kawat loop dengan tegangan permukaan %

. T,,$*


5/26

"erikut ini merupakan tujuan yang ingin dicapai #

$. (enyelidiki tegangan permukaan yang dialami oleh setiap kawat loop yang

memiliki panjang yang berbeda.

&. (engetahui hubungan antara konsentrasi detergen dengan tegangan permukaan.

'. (engetahui hubungan antara panjang kawat loop dengan tegangan permukan.

BAB II

KAIAN TEORI

Tegangan permukaan zat cair merupakan kecenderungan permukaan zat cair untuk

menegang) sehingga permukaannya seperti ditutupi oleh suatu lapisan elastic. *al ini

disebabkan gaya tarik menarik antar partikel sejenis di dalam zat cair sampai ke permukaan.

Di dalam cairan) tiap molekul ditarik oleh molekul lain yang sejenis di dekatnya dengan gaya

yang bekerja pada masing-masing molekul. Adanya gaya atau tarikan ke bawah

menyebabkan permukaan cairan berkontraksi dan berada dalam keadaan tegang. Tegangan

ini disebut dengan tegangan permukaan +*erinaldi) &,,.

Sumber: hyperphysics.phy-astr.gsu.edu

/ambar &.$ Teori molekul mengenai tegangan permukaan) menunjukkan gaya-gaya terik

+hanya pada molekul di permukaan) dan pada satu molekul jauh di kedalaman zat cair.

Tegangan permukaan ber0ariasi antara berbagai cairan. Air memiliki tegangan

permukaan yang tinggi dan merupakan agen pembasah yang buruk karena air membentuk

droplet. Sebagai contoh) setetes air di ujung keran yang menetes atau tergantung dari dahan


6/26

kecil pada embun pagi membuat bentuk yang hampir bulat sempurna seperti balon kecil yang

berisi air. Silet yang dapat diapungkan di permukaan air walaupun massa jenisnya lebih besar

dari air dan berat silet inilah yang menyebabkan permukaan zat cair sedikit melengkung ke

bawah tampak silet itu berada. 1engkungan itu memperluas permukaan zat cair namun zat

cair dengan tegangan permukaannya berusaha mempertahankan luas permukaan-nya sekecil

mungkin.

Tegangan permukaan muncul dengan meneliti proses dari sudut pandang molekuler.

(olekul-molekul zat cair memberikan gaya tarik satu sama lain. /aya tarik ini digambarkan

pada gambar &.$) sedang bekerja pada molekul yang berada jauh di dalam zat cair dan pada

molekul kedua di permukaan. (olekul di dalam zat cair berada dalam kesetimbangan karena

gaya-gaya molekul yang bekerja ke semua arah. (olekul di permukaan normalnya juga

dalam kesetimbangan +zat cair itu diam. *al ini benar walaupun pada molekul di permukaan

dapat diberikan hanya oleh molekul-molekul di bawahnya +atau di sampingnya. Dengan

demikian ada gaya tarik total ke bawah yang cenderung menekan lapisan permukaan sedikit

tetapi hanya sampai batas dimana gaya ke bawah ini diimbangi oleh gaya tolak ke atas yang

disebabkan oleh kontak yang dekat atau tumbukan dengan molekul-molekul dibawahnya.

Karena molekul-molekul udara di atas permukaan air memberikan gaya) tetapi e!eknya kecil

karena molekul udara saling berjauhan. Tegangan permukaan dengan demikian bergantung

pada materi di atas permukaan tersebut) tetapi e!eknya umumnya kecil jika materi tersebut

merupakan gas cair. Penekanan permukaan ini berarti bahwa intinya zat cair meminimalkan

luas permukaannya. 2nilah sebabnya mengapa air cenderung membentuk tetessan berbentuk

bola karena sebuah bola mempresentasikan luas permukaan minimum untuk 0olume tertentu.

Tegangan permukaan merupakan !enomena menarik yang terjadi pada zat cair +!luida

yang berada dalam keadaan diam +statis. Tegangan permukaan dide!inisikan sebagai gaya

3 persatuan panjang 1 yang bekerja tegak lurus pada setia garis di permukaan !luida.

4ntuk memahami rumus diatas dapat ditunjukkan oleh kawat loop pengukur tegangan

permukaan yang berisi lapisan tipis zat cair. Dengan adanya tegangan permukaan) dibutuhkan

gaya 3 untuk menarik kawat yang bias digerakkan dan dengan demikian menambah luas

permukaan zat cair. 5at cair yang beradda di dalam peralatan merupakan lapisan tipis yang

mempunyai permukaan atas dan bawah. Dengan demikian panjang permukaan yang


7/26

ditambah adalah &l) dan tegangan permukaan adalah . Peralatan kecil seperti ini dapat

digunakan untuk mengukur tegangan permukaan zat cair. Tegangan permukaan air adalah

,),6& 78m pada suhu &,9.

Sumber: duniafisikaasyik.files.wordpress.com/ambar &.& Tegangan permukaan zat cair

Tegangan permukaan terjadi karena permukaan zat cair cenderung untuk menegang)

sehingga permukaannya tampak seperti selaput tipis. *al ini dipengaruhi oleh adanya gaya

kohesi antara molekul air. Pada zat cair yang adesi berlaku bahwa besar gaya kohesinya lebih

kecil dari pada gaya adesinya dan pada zat yang non-adesi berlaku sebaliknya. Adanya sudut

kontak yang dibentuk oleh permukaan zat cair yang dekat dengan dinding timbul akibat

adanya gaya tarik-manarik antara zat yang sama +gaya kohesi dan gaya tarik menarik antara

molekul zat yang berbeda +gaya adesi.

Sumber: rumushitung.com

/ambar &.$ /aya adhesi dan kohesi pada air

Sabun dan detergen mempunyai e!ek menurunkan tegangan permukaan cairan. *al ini

dimaksudkan untuk mencuci dan membersihkan karena tegangan permukaan air yang tinggi

mencegahnya masuk dengan mudah di antara serat-serat materi dan lekuk-lekuk yang

terkecil. 5at-zat yang ber!ungsi memperkecil tegangan permukaan cairan disebut sur!actant

+/iancoli) &,,,.


8/26

3ungsi-!ungsi sur!actant antar lain #

a. (enurunkan tegangan permukaan

Adanya sur!actant pada permukaan menyebabkan gaya adhesi antara zat cair dan udara

meningkat. Sehingga tegangan permukaannya menurun. Tetapi sur!aktan menurunkan

tegangan permukaan sampai Konsentrasi (isel Kritik +K(K.

b. (eningkatkan kelarutan suatu zat

Dengan adanya sur!aktan tegangan antar muka dua zat cair yang tidak bercampur akan

menurun. Akibatnya gaya adhesi antara dua zat cair meningkat dan kelarutannya pun

meningkat.

c. Sebagai pembasah +wetting agent

Sur!aktan dapat bertindak sebagai pembasah. Karena dapat menurunkan sudut kontak

antara permukaan padat dan cairan pembasah. Semakin kecil sudut kontak artinya

semakin mudah dibasahi.

d. Sebagai emulgator

:mulgator dapat menstabilkan suatu sediaan emulsi +campuran air dan minyak.

Sur!aktan membuat jembatan antara air dan minyak sehingga air dan minyak dapat

terdispersi dalam !ase pendispersinya.

e. Sebagai detergen

Sur!aktan dapat berperan sebagai detergen yang ber!ungsi untuk menghilangkan

kotoran. Proses pembersihan oleh detergen diawali oleh proses pembasahan kemudian

pengemulsian atau pelarutan partikel larutan +Dogra) $;;,.

Sur!aktan yang larut dalam air banyak digunakan sebagai zat pembasah) zat pembusa)

zat pengemulsi) zat anti busa) detergen) zat !lotasi) pencegah korosi) dan lain-lain. Ada empat

yang termasuk golongan ini yaitu sur!aktan anion bermuatan negati!) sur!aktan yang

bermuatan positi!) sur!aktan anion yang tak terionisasi dalam larutan) dan sur!aktan am!oter

yang bermuatan negati! dan positi! tergantung pada p*-nya. Sur!aktan menurunkan tegangan

permukaan air dengan mematahkan ikatan-ikatan hydrogen pada permukaan. *al ini

dilakukan dengan menaruh kepala hidro!iliknya pada permukaan air dengan ekor

hidro!obiknya terentang menjauhi permukaan air +Soekardjo) $;;,.


9/26

BAB III

METODE PEROBAAN

A. A$%

$. Kawat loop < buah

&. Penggaris $ buah

'. /elas kimia ' buah

. /elas ukur $ buah

B. B$/$*

$. Detergen secukupnya

&. Air secukupnya

. L$*+)$/ '&$$*

1angkah awal yang dilakukan adalah menyiapkan alat dan bahan. Kemudianmembuat larutan detergen pada masing = masing gelas kimia dengan ketentuan gelas

kimia A di isi $, ml detergen cair) gelas " &, ml detergen cair) dan gelas ', ml

detergen cair. 1alu masing = masing gelas di isi pelarut sebanyak >,, ml air.

1angkah selanjutnya adalah mencelupkan kawat loop $ pada gelas kimia A

dan menggeser kawat loop secara perlahan hingga lapisan detergen meletus.

Kemudian mengukur panjang jarak tempuh kawat. *al ini dilakukan pula pada kawat

&) ') ) >) dan


10/26

BAB IV

DATA DAN ANALISIS

A. D$%$

Tabel *asil Pengamatan

N M8'M$$

(- 01! +

P$*$*+

(l 01!-

T'+$*+$*

P'&-,)$$

* (! N;-

$&$) )< ,),'< ), ); )@ )6 ,)$$ ')' )> ,, ml air

/elas " # &, ml deterjen cair >,, ml air

/elas # ', ml deterjen cair >,, ml air

B. A*$77 D$%$


11/26

Pada percobaan kali ini) kami telah melakukan percobaan mengenai tegangan

Permukaan. Setiap percobaan dilakukan dengan memanipulasi massa kawat dan

panjang kawat serta konsentrasi deterjen sehingga diperoleh besar tegangan

permukaan untuk masing-masing kawat. Kami menggunakan konsentrasi deterjen

yang berbeda-beda. Pada gelas A) ") dan berturut-turut memiliki 0olume deterjen

cair sebesar $,B &,B ', ml dengan penambahan pelarut air masing-masing sebesar >,,

ml. Ketika kawat dicelupkan ke dalam gelas) maka akan didapatkan jarak kawat geser

yang ditempuh. Dimana jarak tersebut dihitung sampai gelembung sabun pada kawat

yang terbentuk pecah.

Pada kawat $) memiliki massa ,)' gram dan panjang sebesar >), cm. Ketika

dicelupkan pada gelas A) ") dan jarak kawat geser yang ditempuh berturut-turut

sebesar '); B >)6 B )@ B )6 cm.

Ketika dicelupkan pada gelas A) ") dan jarak kawat geser yang ditempuh berturut-

turut sebesar ')' B )> B


12/26

"erdasarkan data tersebut dapat dilihat bahwasanya massa dan panjang kawat

mempengaruhi besarnya tegangan permukaan. Semakin besar massa kawat) maka

nilai tegangan permukaan semakin besar. Tegangan permukaan berbanding lurus

dengan massa kawat. *al ini sesuai dengan gra!ik hubungan antara tegangan

permukaan dan massa kawat sebagai berikut #

Dengan adanya tegangan permukaan) dibutuhkan gaya 3 untuk menarik kawat

yang digerakkan dengan demikian akan menambah luas permukaan zat cair. 1uas

permukaan zat cair yang dihasilkan kawat $ dengan konsentrasi deterjen $,B &,B ', ml

berturut-turut sebesar +$;)> $,- B &@)> $,- B '$)> $,- m&.. 1uas permukaan zat

cair yang dihasilkan kawat & dengan konsentrasi deterjen $,B &,B ', ml berturut-turut

sebesar +&&) $,- B &6) $,- B '>)&@ $,- m&.. 1uas permukaan zat cair yang

dihasilkan kawat ' dengan konsentrasi deterjen $,B &,B ', ml berturut-turut sebesar

+$6),> $,- B &') $,- B ',)&> $,- m&.. 1uas permukaan zat cair yang

dihasilkan kawat dengan konsentrasi deterjen $,B &,B ', ml berturut-turut sebesar

+&),@ $,- B '&)@ $,- B '>)&@ $,- m&.. 1uas permukaan zat cair yang

dihasilkan kawat > dengan konsentrasi deterjen $,B &,B ', ml berturut-turut sebesar

+&6 $,- B '' $,- B '@) $,- m&.. 1uas permukaan zat cair yang dihasilkan kawat

< dengan konsentrasi deterjen $,B &,B ', ml berturut-turut sebesar +$@)@$ $, - B &>)

$,- B '@)$; $,- m&."erdasarkan gra!ik terlihat bahwasanya semakin besar


13/26

konsentrasi deterjen maka luas permukaan yang terbentuk oleh zat cair semakin besar.

"erikut ini adalah gra!ik hubungan antara luas permukaan dengan konsentrasi

deterjen.


14/26


15/26

BAB V

PEMBA#ASAN

Dari data dan analisis diatas besarnya tegangan permukaan bergantung pada massa

kawat dan panjang kawat yang digunakan pada masing-masing percobaan sesuai dengan

rumus . Ketika massa kawat besar dan panjang kawat kecil maka diperoleh nilai

tegangan permukaan yang besar. Sedangkan ketika massa kawat lebih kecil dari panjangnya

maka nilai tegangan permukaan semakin kecil. *al ini dibuktikan dengan besarnya tegangan

pada setiap kawat berturut-turut yaitu pada kawat $) &) ') ) >) dan < berturut-turut sebesar,)', $,-$B ,)'< $,-$B ,)>> $, -$ B ,)6$ $,-$ B ,)6> $,-$ B $)$ $,-$78m. 7ilai tegangan

permukaan ini telah sesuai dengan nilai panjang dan massa kawat. Dapat diketahui kawat $

memiliki massa ,)' gram dan panjang >), cm mengakibatkan nilai tegangan sangat kecil.

Kawat & memiliki massa ,) gram dan panjang >)< cm mengakibatkan nilai tegangan

yang lebih besar dari tegangan permukaan kawat $. Kawat ' memiliki massa lebih besar dari

kawat & sebesar ,)> gram dan panjang lebih kecil dari kawat & sebesar >)> cm mengakibatkan

nilai tegangan yang lebih besar dari tegangan permukaan kawat &. Kawat memiliki massa

lebih besar dari kawat ' sebesar ,)@ gram tetapi memiliki panjang sama dengan kawat &

sebesar >)< cm. 7ilai massa yang besar mengakibatkan nilai tegangan yang lebih besar dari

tengangan permukaan kawat '. Kawat > memiliki massa lebih besar dari kawat sebesar ,);

gram tetapi memiliki panjang kawat sebesar


16/26

detergen tidak masuk dalam rumus ) sehingga seolah-olah pemberian detergen tidak

berpengaruh terhadap nilai tegangan permukaan padahal !ungsi dari detergen ketika

dilarutkan dalam air yaitu untuk menurunkan tegangan permukaan air tersebut.

"esar luas permukaan lapisan yang dibentuk oleh gelembung detergen berturut-turut

pada kawat $ dengan konsentrasi pemberian detergen $,B &,B ', ml pada kawat $ sebesar

+$;)> $,- B &@)> $,- B '$)> $,- m&. 1uas permukaan yang nilainya semakin besar ini

dikarenakan konsentrasi detergen yang semakin besar sehingga menunjukkan bahwa nilai

tegangan permukaan zat cair menurun. "esar luas permukaan lapisan yang dibentuk oleh

gelembung detergen berturut-turut pada kawat & dengan konsentrasi pemberian deterjen $,B

&,B ', ml berturut-turut sebesar +&&) $,- B &6) $,- B '>)&@ $,- m&. 1uas permukaan

yang nilainya semakin besar ini dikarenakan konsentrasi detergen yang semakin besar

sehingga menunjukkan bahwa nilai tegangan permukaan zat cair menurun.


pada kawat ' dengan konsentrasi pemberian deterjen $,B &,B ', ml berturut-turut sebesar

+$6),> $,- B &') $,- B ',)&> $,- m&. 1uas permukaan yang nilainya semakin besar

ini dikarenakan konsentrasi detergen yang semakin besar sehingga menunjukkan bahwa nilai


gelembung detergen berturut-turut pada kawat dengan konsentrasi pemberian deterjen $,B

&,B ', ml berturut-turut sebesar +&),@ $,- B '&)@ $,- B '>)&@ $,- m&. 1uas

permukaan yang nilainya semakin besar ini dikarenakan konsentrasi detergen yang semakin

besar sehingga menunjukkan bahwa nilai tegangan permukaan zat cair menurun.


pada kawat > dengan konsentrasi pemberian deterjen $,B &,B ', ml berturut-turut sebesar +&6 $,- B '' $,- B '@) $,- m&. 1uas permukaan yang nilainya semakin besar ini

dikarenakan konsentrasi detergen yang semakin besar sehingga menunjukkan bahwa nilai


gelembung detergen berturut-turut pada kawat < dengan konsentrasi pemberian deterjen $,B

&,B ', ml berturut-turut sebesar +$@)@$ $,- B &>) $,- B '@)$; $,- m&. 1uas permukaan

yang nilainya semakin besar ini dikarenakan konsentrasi detergen yang semakin besar

sehingga menunjukkan bahwa nilai tegangan permukaan zat cair menurun.


17/26

BAB VI

KESIMPULAN

Adapun kesimpulan dari pembahasan diatas adalah jika massa kawat lebih besar dari

panjangnya maka diperoleh nilai tegangan permukaan yang besar. Sedangkan jika massa

kawat lebih kecil dari panjangnya maka nilai tegangan permukaan semakin kecil. Adapun

menurunnya nilai tegangan permukaan suatu zat cair dapat dilihat dari besar luas permukaan

lapisan yang dibentuk oleh gelembung detergen. Semakin besar luas permukaan yang

terbentuk oleh zat cair maka semakin kecil nilai tegangan permukaan.


18/26

DAFTAR PUSTAKA

3igura) 1.E F Teieira) A. &,,6.Food Physics. 7ew Gork# Springer.

/unawan) Hawan. &,$'.Laporan Praktikum Kimia Fisika !egangan Permukaan". "ogor#

Sekolah Tinggi Teknologi 2ndustri dan 3armasi.

/iancoli) D. $;;>.Physics Principles with #pplication. 7ew Iersey# Prentice *ill.

Goung) *. D F 3reedman) Joger. A. &,,$. Fisika $ni%ersitas &disi Kesepuluh 'ilid (.Iakarta# Penerbit :rlangga.

Ekiishi) Theodore. *. &,,'. )ekanika Fluida &disi Keempat 'ilid (. Iakarta# Penerbit

:rlangga.


19/26

LAMPIRAN

GELAS B dengan detergen

20 ml

GELAS C dengan detergen

30 ml


20/26

GELAS A, B, CGELAS A dengan detergen20 ml


21/26

Menarik kawat hingga lapisandetergen meletus

Mencelupkan kawat looppada larutan detergen

Mengukur arak tempuh


22/26

URAIAN

M'*+/7%,*+ %'+$*+$* '&-,)$*

Pada kawat $

C

C

C

C

C

C ,)',

Pada kawat &

C


23/26

C

C

C

C

C ,)' $,- m&

A&C > >)6 C &@)> $,- m&

A'C > $,- m&

Pada kawat &

A$C>)< C &&) $,- m&

A&C>))>')$C$6),> $,- m&

A&C>)>)'C&') $,- m&

A'C>)>>)>C',)&> $,- m&

Pada kawat

A$C>)


26/26

Pada kawat >

A$C < )> C&6$,- m&

A&C < >)> C '' $,- m&

A'C < )6

laporan fluida tegangan permukaan

Documents