laporan viskositas cairan sebagai fungsi suhu

8/10/2019 laporan viskositas cairan sebagai fungsi suhu

1/18

I.

JUDUL PERCOBAAN

Viskositas Cairan sebagai Fungsi Suhu

II.

TUJUAN PERCOBAAN1.

Menentukan viskositas cairan dengan metode Oswald

2.

Menentukan pengaruh temperature terhadap viskositas cairan

III.

DASAR TEORI

Viskositas didefinisikan sebagai tahanan yang dilakukan lapisan fluida terhadap lapisan

lain. Setiap cairan memiliki viskositas yang berbeda-beda. Viskositas cairan dipengaruhi oleh

jenis ikatan dan suhu. Semakin tinggi suhu suatu cairan maka viskositas menurun.

Gaya dingkapkan sebagai :

dengan : A = luas penampang pipa

= koefisien viskositas (N.s/m2atau Pa.det)

dc = beda kecepatan (m/s)

dr = beda jarak (m)

Salah satu cara untuk menentukan viskositas cairan yaitu dengan metode kapiler dari

Poiseuille. Pada metode ini, diukur waktu (t) yang diperlukan oleh volume cairan (V) untuk

mengalir melalui pipa kapiler di bawah pengaruh tekanan penggerak (P) yang tetap.

Persamaan Poiseuille ini sendiri yakni :

dengan : R = jari-jari (m)

l = panjang pipa kapiler (m)


2/18

Viscometer Oswald

Metode Oswald merupakan suatu metode variasi dari metode Poiseuille. Sejumlah

cairan dimasukkan ke dalam C, kemudian dihisap sehingga cairan sampai melewati garis A.

cairan dibebaskan mengalir dan diukur waktu yang diperlukan untuk mengalir dari garis A ke

garis B. Tekanan tidak selalu sama, diukur sebagai P= ; dengan h adalah tinggipermukaan cairan pada kedua reservoir alat, g adalah percepatan gravitasi dan adalah rapat

massa cairan.

Perbandingan viskositas kedua cairan dapat dinyatakan :

Viskositas cairan adalah fungsi dari ukuran dan permukaan molekul, gaya tarik antar

molekul dan struktur cairan. Tiap molekul dalam cairan dianggap dalam kedudukkan

setimbang, maka sebelum suatu lapisan molekul dapat melewati lapisan molekul lainnya

diperlukan suatu energi tertentu. Sesuai dengan hukum distribusi Maxwell-Boltzmann,

jumlah molekul yang memiliki energi yang diperlukan untuk mengalir dihubungkan dengan

eE/RT. Secara kuantitatif, pengaruh suhu terhadap viskositas dinyatakan dengan persamaan

empirik :

atau


3/18

dimana, A = tetapan yang sangat bergantung pada massa molekul relative dan volume molar

E = energi ambang per mol yang diperlukan untuk proses awal aliran.

Untuk cairan yang terasosiasi, persamaan empirik yang mengaitkan koefisien viskositas

dengan volume jenis pada suhu yang sama :

atau

b dan c adalah tetapan yang bergantung pada berat jenis zat cair, v adalah colume jenis dan b

praktis dengan tetapan van der Waals.

IV.

ALAT DAN BAHAN

Alat :

Nama alat Ukuran Jumlah

Viskometer Oswald 2 buah

Waterbath 1 set

Stop watch 2 buah

Statif dan klem 2 buah

Pipet filler 2 buah

Botol semprot 2 buah

Piknometer 25 ml 2 buah

Gelas ukur 25 ml 1 buah

Gelas kimia 100 ml 4 buah

Bahan :

Nama bahan Jumlah MSDSAseton 250 ml Tidak berwarna, mudah

terbakar, larut dalam air

Etanol 250 ml Mudah menguap, tak

berwarna, mudah terbakar

Toluena 250 ml Tak berwarna, tak larut

dengan air, beraroma

Kloroform 250 ml Cairan bening, mudah


4/18

menguap, dan berbau khas

Air (aqua DM) Sebagai cairan pembanding

V.

CARA KERJA

1. Dipastikan bahwa viscometer yang digunakan dalam keadaan bersih

2. Viscometer diletakkan dalam waterbath pada posisi vertical dengan bantuan statid dan

klem

3. 10-15 ml cairan diukur ke reservoir A sehingga ketika cairan di bawah ke reservoir B,

permukaannya melewati garis m dan cairan di reservoir A terisi setengahnya.

4.

Suhu waterbath diatur. Viscometer dan isinya dibiarkan selama 5-10 menit untuk

mencapai suhu tersebbut.

5. Dengan bantuan filler, cairan dihisap, dibawa ke reservoir B sampai sedikit di atas

garis m. cairan dibiarkan mengalir bebas. Waktu dicatat dan minimal triplo.

6. Rapat massa cairan ( ditentukan pada suhu yang bersangkutan dengan piknometer.

7. Dilalkukan pengerjaan tersebut pada cairan pembanding.

VI.

DATA PENGAMATAN

Etanol

(

(

T (

(gr)

(gr)

( (s) (

etanol Air t1 t2 t3 t1 t2 t3

47,01 51,86 10,73 7,20 10,9 10,6 10,7 7,2 7,1 7,3

46,86 51,80 10,37 6,97 10,4 10,5 10,2 7 6,8 7,1

46,82 51,78 9,73 6,73 9,7 9,8 9,7 6,8 6,7 6,7

46,67 51,72 9,06 6,50 9,1 9 9,1 6,6 6,5 6,4


5/18

Kloroform

(

T (

(gram)

(gram)

( (s) (

Kloro Air t1 t2 t3 t1 t2 t3

57,00 44,40 3,93 5,96 4 3,8 4 6 5,9 6

56,60 44,37 3,53 5,83 3,6 3,5 3,5 5,9 5,8 5,8

56,30 44,34 3,43 5,53 3,5 3,4 3,4 5,5 5,5 5,6

56,10 44,30 3,33 5,13 3,4 3,3 3,3 5,0 5,3 5,1

VII.

PENGOLAHAN DATA1. Penentuan Volume Pikno

Vpikno=( (

(

Kloroform

Vpikno=( (

(

T C W pikno +

air (gram)

W pikno

kosong

(gram)

(gram/ml)

V pikno

(ml)

25,2

44,40 18

0,997 26,47944

32 0,995 26,53266

37 0,9933 26,57807

42 0,9911 26,63707

Etanol

Vpikno=( (

(

T C W pikno +

air (gram)

W pikno

kosong

(gram)

(gram/ml)

V pikno

(ml)

25,2

0.997 25,08526

32 0.995 25,13568

37 0.9933 25,17870

42 0.9911 25,23459


6/18

2. Penentuan zat Pada Berbagai Suhu

zat =( (

Etanol

zat = ( (

T C

W pikno

kosong + zat

(gram)

W pikno

kosong

(gram)

V pikno

()

etanol

(gram/)

25,2 47,01

25,08526 0.8034

32 46,86 25,13568 0.7961

37 46,82 25,17870 0.7931

42 46,67 25,23459 0.7854

Kloroform

zat =( (

T

C

(gram)

(gram)

W

pikno

koson

g

(gram

)

V pikno

() Kloroform(gram/

)

25,

2

44,40 57,00

18

26,4794

4

1,47284

32 44,37 56,60 26,5326

6

1,45481

37 44,34 56,30 26,5780

7

1,44104

42 44,30 56,10 26,6370

7

1,43034

3. Penentuan Viskositas () zat

zat =

x air


7/18

Etanol

T C t air (s)air

(g/ml)

air t

Etanol

(s)

Etanol

(g/ml)

Etanol

25,2 7,20 0,997 7.17840 10,73 0,8034 1.19871

32 6,97 0,995 6,93515 10,37 0,7961 1.19040

37 6,73 0,9933 6,68491 9,73 0,7931 1.15437

42 6,50 0,9911 6.44215 9,06 0,7854 1.10455

Kloroform

T

C

t air

(s)air

(g/ml)

air tKloroform

(s)

Kloroform(g/ml)

Kloroform

25,2 5,96 0.997 5,94212 3,93 1,47284 0.97417

32 5,83 0.995 5.81251 3,53 1,45481 0.88352

37 5,53 0.9933 5.49295 3,43 1,44104 0.89984

42 5,13 0.9911 5.08434 3,33 1,43034 0.93680

4. Penentuan E dan A

Etanol

Larutan T C T (K) (K) Etanol Ln

Etanol

25.2 298,2 0.00335 1.19871 0.18125

32 305 0.00328 1.19040 0.1742937 310 0.00323 1.15437 0.14355

42 315 0.00317 1.10455 0.09944

Ln =

.

+ Ln A

Y = mx + C

Dengan R = 8.314 J/molK


8/18

m = 407.88 sehinggaE= 3391.11432 J/mol

C = -1.176sehingga A = 0.3085

Kloroform

Larutan T C T (K) (K) Kloroform Ln

Kloroform

25.2 298,2 0.00335 0.97417 -0.0261732 305 0.00328 0.88352 -0.12384

37 310 0.00323 0.89984 -0.10553

42 315 0.00317 0.93680 -0.06528

Ln =

.

+ Ln A

Y = mx + C

Dengan R = 8.314 J/molK

y = 407.8x - 1.176

0

0.02

0.04

0.06

0.08

0.1

0.12

0.14

0.16

0.18

0.2

0.0031 0.00315 0.0032 0.00325 0.0033 0.00335 0.0034

Kurva Etanol

Grafik pengaruh suhu

terhadap viskositas


9/18

m = 194.96 sehingga E= 1051.388J/mol

C = -0.7153 sehingga A = 0.61189

5. Penentuan tetapan Van Der Wals

Etanol

Larutan T C etanol

(g/ml)

etanol

Etanol

25,2 0,8034 1.2447 1.19871 0.8342

32 0,7961 1.2561 1.19040 0.8400

37 0,7931 1.2609 1.15437 0.8663

42 0,7854 1.2732 1.10455 0.9053

Y=mx + b

=

.x + b dimana b= tetapan van der wals

y = 194.96x - 0.7153

R = 0.1168

-0.14

-0.12

-0.1

-0.08

-0.06

-0.04

-0.02

0

0.00315 0.0032 0.00325 0.0033 0.00335 0.0034

Grafik pengaruh suhu terhadap viskositas

Grafik pengaruh suhu terhadap

viskositas


10/18

Maka, tetapan van der Wals (b) = 0.9622

Kloroform

Larutan T C Kloroform

Kloroform

Toluena25,2 1,47284 0,67896 0.97417 1.0265132 1,45481 0,68737 0.88352 1.13184

37 1,44104 0,69394 0.89984 1.11131

42 1,43034 0,69913 0.93680 1.06746

Y=mx + b

=

.x + b dimana b= tetapan van der wals

y = 0.3442x + 0.9622

R = 0.8926

1.24

1.245

1.25

1.255

1.26

1.265

1.27

1.275

1.28

0.82 0.84 0.86 0.88 0.9 0.92

Kurva penentuan tetaan Van Der Wals pada

etanol

Kurva penentuan tetaan Van

Der Wals pada etanol

Linear (Kurva penentuan

tetaan Van Der Wals pada

etanol)


11/18

Maka, tetapan van der Wals kloroform (b) = 1.0587

VIII. PEMBAHASAN

y = 0.0102x + 1.0587

R = 0.0792

1.02

1.04

1.06

1.08

1.1

1.12

1.14

0 1 2 3 4 5

Grafik penentuan tetapan Van Der Wals

pada kloroform

Grafik penentuan tetapan

Van Der Wals pada etanol


12/18


13/18


14/18

IX.

KESIMPULAN

Setelah dilakukan percobaan yakni viskositas cairan sebagai fungsi waktu, didapat

kesimpulan bahwa viskositas etanol lebih besar daripada viskositas kloroform. Hal ini

diakibatkan oleh adanya ikatan hydrogen pada etanol. Ikatan hydrogen menyebabkan jarak

antar molekul etanol semakin kecil. Diketahui juga pengaruh dari suhu terhadap viskositas,

dimana suhu berbanding terbalik dengan viskositas, yakni semakin besar suhu semakin kecil

viskositasnya. Faktor-faktor yang mempengaruhi viskositas yaitu suhu, tekanan, konsentrasi

larutan, dan berat molekul solute. Kegunaan dari viskometer Ostwald adalah alat yang

digunakan untuk mengukur waktu yang dibutuhkan bagi cairan tersebut untuk lewat 2 tanda

ketika mengalir karena gravitasi melalui pipa kapiler viscometer Ostwald. Dan kegunaan

piknometer adalah suatu alat yang digunakan untuk nilai massa jenis atau densitas fluida.

X. SARAN

Dalam melakukan percobaan ini, diharapkan praktikan meningkatkan kehati-

hatian, mengingat alat-alat yang digunakan merupakan alat yang terbilang mahal. Selain itu,

dalam penggunaan stopwatch, diharapkan praktikan jeli untuk menekan tombol mulai pada

stopwatch sehingga didapat waktu yang akurat.

XI. DAFTAR PUSTAKA

1. Jespersen, N.D. Brady, J.E. dan Hyslop, A. Chemistry : The Molecular Nature of

Matter, ed. 6, 2012, Hal. 539-540.

2.

S.K. Dogra dan S.Dogra, Kimia Fisika dan Soal-soal, 1990, Hal. 209-215.

3. Atkins, P.W. dan Julio De Paulia, Physical Chemistry, ed. 8, 2006, Hal. 665-667.

4. Castellan, G.W. Physical Chemistry, ed. 3, 1983, Hal. 759-761.

5.

Ahmad, S. 2007. Mempelajari Hubungan antara Viskositas Larutan Dope dan

Karakteristik Membran Serat Berongga. LIPI. Bandung


15/18

XII.

LAMPIRAN


16/18

Pertanyaan:

1. Apa yang dimaksud dengan bilangan Reynold dan bagaimana hubungannya

dengan aliran laminar?

2. Sebutkan cara lain yang dapat digunakan untuk menentukan viskositas cairan!

Berikan penjelasan singkat.

3.

Jelaskan prinsip penentuan viskositas cairan sebagai fungsi suhu!

4. Mengapa viskositas air lebih besar daripada kloroform sedangkan densitas

kloroform lebih besar?

Jawab :

1. Bilangan Reynolds adalahrasio antara gayainersia (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, misalnyalaminar

dan turbulen.Namanya diambil dariOsborne Reynolds (18421912)yang mengusulkannya

pada tahun1883.

Bilangan Reynold merupakan salah satubilangan tak berdimensi yang paling penting

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

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.

2. Untuk menentukan viskositas cairan dapat digunakan cara lain diantaranyaviscometer

Hoppler (pada viskositas ini yang diukur adalah waktu yang dibutuhkan oleh sebuah bola

logam untuk melewati cairan setinggi tertentu. Suatu benda karena adanya gravitasi akan

jatuh melalui medium yang berviskositas dengan kecepatan yang semakin besar sampai

mencapai kecepatan maksimum. Kecepatan maksimum akan tercapai bila gravitasi sama

dengan frictional resistance medium.) viscometer cup (prinsip kerjanya sampel digeser

dalam ruangan antara dinding luar dari bob dan dinding dalam dari cup dimana bob masuk

persis ditengah-tengah. Kelemahan viscometer ini adalah terjadinya aliran sumbat yang

disebabkan geseran yang tinggi disepanjangkeliling bagian tube sehingga menyebabkan

penemuan konsentrasi.Penurunan konsentrasi ini menyebabkan bagian tengah zat yang

ditekan keluar memadat.Hal ini disebut aliran summbat.) dan Bob, dan viscometer cone

dan plate. (cara pemakaiannya adalah sampel ditempatkan ditengah-tengah papan, kemudian

dinaikkan hingga posisi dibawah kerucut-kerucut digerakkan oleh motor dengan bermacam
http://id.wikipedia.org/wiki/Rasiohttp://id.wikipedia.org/wiki/Gayahttp://id.wikipedia.org/wiki/Viskositashttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Laminar&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Turbulen&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Osborne_Reynolds&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/wiki/1842http://id.wikipedia.org/wiki/1912http://id.wikipedia.org/wiki/1883http://id.wikipedia.org/wiki/Bilangan_tak_berdimensihttp://id.wikipedia.org/wiki/Bilangan_tak_berdimensihttp://id.wikipedia.org/wiki/1883http://id.wikipedia.org/wiki/1912http://id.wikipedia.org/wiki/1842http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Osborne_Reynolds&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Turbulen&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Laminar&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/wiki/Viskositashttp://id.wikipedia.org/wiki/Gayahttp://id.wikipedia.org/wiki/Gayahttp://id.wikipedia.org/wiki/Rasio


17/18

kecepatan dan sampelnya digeser didalam ruang sempit antara papan yang diam dan

kemudian kerucut yang berputar.)

3. Prinsip penentuan viskositas cairan sebagai fungsi suhu yaitu berdasarkan hukum Poisulle

menggunakan alat viskometer oswaltd. Penetapannya dilakukan dengan jalan mengukur

waktu yang diperlukan untuk mengalirkan cairan dalam pipa kapiler dari m ke n. Sejumlah

cairan yang akan diukur viskositasnya dimasukkan kedalam viskometer yang diletakkan pada

thermostat. Cairan kemudian diisap degan pompa kedalam bola csampai diatas tanda m.

Cairan dibiarkan mengalir kebawah dan waktu yang diperlukan dari m ke n dicatat

menggunakan stopwatch.

4. Viskositas air lebih besar daripada kloroform karena gerakan partikel air lebih lambat

sehingga viskositasnya meningkat. Molekul semakin merenggang sehingga molekul-molekul

pada tiap bahan tersebar dan menyebabkan massa melonggar. Selain itu juga terjadiinteraksi

di antara molekul-molekul zat yang melibatkan ikatan hidrogen yang menyebabkan jarak

antar molekul juga semakin besar pada air intinya ikatan hydrogen pada air menyebabkan

viskositas yang besar.sedangkan densitas kloroform lebih besarkarena massa kloroform

lebih besar daripada massa air.


18/18

PERCOBAAN K-1

VISKOSITAS CAIRAN SEBAGAI FUNGSI SUHU

NAMA : KURNIAWAN

NIM : 12513053

TANGGAL PRAKTIKUM : 30 SEPTEMBER 2014

TANGGAL PENGUMPULAN : 7 OKTOBER 2014

ASISTEN :ANISAH ERIKA / 20514059

PHUTRI MILANA / 30513005

LABORATORIUM KIMIA FISIK

PROGRAM STUDI TEKNIK METALURGI

INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG

2014

laporan viskositas cairan sebagai fungsi suhu

Documents