Contoh Laporan Viskositas

1.            Tujuan

Kita dapat menentukan angka kekentalan (viskositas) suatu zat cair dengan menggunakan air sebagai pembanding.

Kita Dapat Menentukan berbagai viskositas  cairan dengan Oswald dan hoppler

?  Dapat menggunakan alat viskositas.

?  Mengetahui dan memahami prinsip kerja dari percobaan viskositas berbagai larutan dengan metode Ostwald.

?  Mengetahui hubungan antara koefisien viskositas, massa jenis, dan waktu antara suatu cairan tertentu dengan cairan pembandingnya

II.     Perincian kerja

?  Menentukan diameter bola.

?  Menentukan Bj cairan

III.    ALAT yang DIPAKAI DIGUNAKAN

§  Viskositas Meter / Hopler    1 Buah

§  Viskositas Otswold              1 Buah

§  Termostat                            1 Buah

§  Bola Viskositas Kaca          1 Buah

§  Piknometer                          1Buah

§  Stop Watch                          1 Buah

§  Corong Kaca                       1 Buah

§  Bola Isap                             1 Buah

§  Gelas Kimia 100 ml            1 Buah

§  Gelas Kimia 400 ml            1 Buah

§  Gelas Kimia 600 ml            1 Buah

§  Pipet ukur 25 ml                  1 Buah

§  Labu Semprot                      1 Buah

IV.    Bahan Yang Digunakan

?  Aquadest

?  Etanol

?  Minyak

V.      Dasar Teori

Viskositas adalah ukuran resistensi zat cair untuk mengalir. Makin besar resistensi suatu zat  cair  untuk  mengalir  semakin  besar  pula  viskositasnya.  Rheologi  adalah  ilmu  yang mempelajari sifat aliran zat cair atau deformasi zat padat. Viskositas mula-mula diselidiki oleh Newton, yaitu dengan mensimulasikan zat cair dalam bentuk tumpukan kartu seperti pada gambar berikut :

Zat cair diasumsikan terdiri dari lapisan-lapisan molekul yang sejajar satu sama lain.Lapisan terbawah tetap diam, sedangkan lapisan di atasnya bergerak dengan kecepatankonstan,sehingga setiap lapisan akan bergerak dengan kecepatan yang berbanding langsung denganjaraknya terhadap lapisan terbawah yang tetap. Perbedaan kecepatan dv antara dua lapisan yangdipisahkan dengan jarak dx adalah dv/dx atau kecepatan geser (rate of share). Sedangkan gayasatuan luas yang dibutuhkan untuk mengalirkanzat cair tersebut adalah F/A atau tekanan geser (shearing stress)

Menurut Newton :

F/A     =  dv/dx

F/A     = ηdv/dx

η          =  F/Adv/dx

η          = koefisien viskositas, satuan Poise

Viskositas suatu zat dipengaruhi oleh suhu. Viskositas gas meningkat dengan bertambah tingginya suhu, sedangkan viskositas zat cair menurun denganmeningginya suhu. Hubungan antara viskositas dengan suhu tampak pada persamaan Arrhenius :

 A         : konstanta yang tergantung pada berat molekul dan volume molar zat cair

Ev        : energi aktivasi

R         : konstanta gas

T          : suhu mutlak

Viskositas cairan adalah fungsi dari ukuran dan permukaan molekul, gaya tarik menarik antar molekul dan struktur cairan. Tiap molekul dalam cairan dianggap dalam kedudukan setimbang, maka sebelum sesuatu lapisan melewati lapisan lainnya diperlukan energy tertentu. Sesuai hokum distribusi Maxwell-Boltzmann, jumlah molekul yang memiliki energy yang diperlukan untuk mengalir, dihubungkan oleh factor e^-E/RT dan viskositas sebanding dengan e^-E/RT. Secara kuantitatif pengaruh suhu terhadap viskositas dinyatakan dengan persamaan empirik,

                                h = A e^-E/RT atau ln 

A merupakan tetapan yang sangat tergantung pada massa molekul relative dan volume molar cairan dan E adalah energi ambang per mol yang diperlukan untuk proses awal aliran.Untuk cairan tak terasosiasi, Batschinski mengemukakan persamaan empiric yang mengaitkan koefisien viskositas dengan volume jenis pada suhu yang sama.

          Cara menentukan viskositas suatu zat menggunakan alat yang dinamakan viskometer. Ada beberapa tipe viskometer yang biasa digunakan antara lain :

1.      Viskometer kapiler / Ostwald

Viskositas dari cairan yang ditentukan dengan mengukur waktu yang dibutuhkan bagi cairan tersebut untuk lewat antara 2 tanda ketika mengalir karena gravitasi melalui viskometer Ostwald. Waktu alir dari cairan yang diuji dibandingkan dengan waktu yang dibutuhkan bagi suatu zat yang viskositasnya sudah diketahui (biasanya air) untuk lewat 2 tanda tersebut (Moechtar,1990).

2.      Viskometer Hoppler

Berdasarkan hukum Stokes pada kecepatan bola maksimum, terjadi keseimbangan sehingga gaya gesek = gaya berat – gaya archimides. Prinsip kerjanya adalah menggelindingkan bola ( yang terbuat dari kaca ) melalui tabung gelas yang berisi zat cair yang diselidiki. Kecepatan jatuhnya bola merupakan fungsi dari harga resiprok sampel (Moechtar,1990).

3.      Viskometer Cup dan Bob

Prinsip kerjanya sample digeser dalam ruangan antaradinding 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 di sepanjangkeliling bagian tube sehingga menyebabkan penurunan konsentrasi. Penurunan konsentras ini menyebabkab bagian tengah zat yang ditekan keluar memadat. Hal ini disebut aliran sumbat (Moechtar,1990).

4.      Viskometer Cone dan Plate

Cara pemakaiannya adalah sampel ditempatkan ditengah-tengah papan, kemudian dinaikkan hingga posisi di bawah kerucut. Kerucut digerakkan oleh motor dengan bermacam kecepatan dan sampelnya digeser di dalam ruang semitransparan yang diam dan kemudian kerucut yang berputar (Moechtar,1990).

Viskositas air suling pada temperatur yang berbeda sampai ke titik didih normal tercantum di bawah ini.

Suhu [°C] [° C]	Viscosity [mPa·s]
10	1.308
20	1.002
30	0.7978
40	0.6531
50	0.5471
60	0.4668
70	0.4044
80	0.3550
90	0.3150
100	0.2822

·  1 N s / m ² = 1 Pa s = 10 poise = 1.000 milliPa s

·  1 m ² /s = 1 x 10 ⁴ cm ² /s =1 x 10 ⁴ stokes = 1 x 10 ⁶ centistokes 1 m ² / s = 1 x 10 ⁴ cm ² / s = 1 x 10 ⁴ stoke = 1 x 10 ⁶ centistokes

VI.    Prosedur Kerja  

Penetuan Kekentalan Cairan Dengan Viskometer Ostwald

1.      Viskometer dibersikan dan dikeringkan

2.      Cairan yang akan ditentukan kekentalanya di masukan melalui pipa a sampai ruang r penuh terisi

3.      Cairan dihisap melalui pipa b sampai naik melewati garis m

4.      Cairan dibiarkan turun sampai garis n

5.      waktu yang dibutukan cairan untuk mengalir dari garis m ke n dicatat

6.      Dilakukan sebanyak 2 kali pengulangan data

Penentuan Kekentalan Cairan Dengan Viskometer Bola Jatuh

Prosedur kerja :

1.          Pasang Alat Dan Perangkat Pada Posisi Yang Tara

2.          Tabung Gelas Disi Dengan Cairan Yang Akan Ditentukan Kekentalanna ,Kemudian Tutup Tabung Dengan Hati-Hati Dan Jangan Sampai Terdapat Gelembung Udara Di Dalamnya

3.          Masukan Bola Yang Sesuai Dan Apabila Bola Suda Turun Melampaui Garis Awal,Kembalikan Bola Pada Posisi Semula Dengan Car Membalikan Tabung

4.          Waktu Tempuh Bola Melalui Tabung Mulai Garis Awal Sampai Garis Akhir Dalam Detik dicatat

5.          Tentukan Bobot Jenis / Kerapatan Dengan Piknometer

6.          Hitung Kekentalan Cairan Dengan Persamaan :

                 ɳ = t (sb – sr)B

                Keterangan :

                        ɳ   =  kekentalan

                        t    =  waktu bola jatuh (dtk)

                        p₁  =  kerapatan bola yang digunakan

                        p₂  =  kerapatan cairan sampel

                        K   =  konstanta bola

VII. Data pengamatan

Data Waktu Percobaan dengan oswald

Bahan	Waktu
	Percobaan 1	Percobaan 2	Rata-Rata
Air	526 Sekon	494 Sekon	510 sekon
Alkohol	772 Sekon	770 Menit	771 sekon
Gliserin	823 sekon	815 detik	819 sekon

Data Waktu percobaan untuk Viskosita Hoppler

Bahan	Density bola (ρ)  g/cm3	Diameter bola	Waktu
			Percobaan I	Percobaan II
Air		15,30	119 detik	122
Etanol	2,2	15,30	146 detik	132
Minyak	7,7	14,29	5 detik	3 detik

VIII. Perhitungan

Menentukan massa jenis cairan.

        Diketahui bahwa massa jenis dari air sebesar 0,9950 g/ml.

Etanol

Diketahui    :   Massa piknometer kosong          = 29,7996 g

                        Massa piknometer + etanol         = 50,2156 g

                        Massa etanol                               = 20,416 g

                        r air                                            = 0,9950 g/ml

                        Massa air                                     = 25,0688 g

Ditanya       :   r etanol = ?

Jawab          :   

Volume air =   = =

Volume air = volume pikno

Massa jenis etanol =   = =

Minyak

Diketahui    :   Massa piknometer kosong          = 29,7996 g

                        Massa piknometer + minyak      = 52,6093 g

                        Massa minyak                             = 22,8097 g

                        r air                                            = 0,9950  g/ml

                        Massa air                                    =  25,0688 g

Ditanya       :    r Minyak = ?

Jawab          :  

Volume air =   = =  

Volume air = volume pikno

Massa jenis minyak =   = =

Menentukan viskositas berbagai cairan dengan viskometer oswald

Ø   Etanol

Diketahui  :  t              = 771 s

                     r air       = 0,9950 g/ml

                     r etanol = 0,810 g/ml

                     h air       =

h air = k.s.t

-          Penentuan ketetapan K

s =  =

s = 0,9950

k =  =  = 1,57 x 10^-3 mPa.s ml/ g s

h air = k.s.t  = 1,57 x 10^-3 mPa.s ml/ g s x 0,810 g/ml x 771 s = 0,980  mPa.s

Ø  Minyak

Diketahui  : t               = 771 s

                    r air        = 0,9950 g/ml

                    r mnyk   = 0,905 g/ml

                     h air       =

h air = k.s.t

-          Penentuan ketetapan K

s =  =

s = 0,9950

k =  =  = 1,57 x 10^-3 mPa.s ml/ g s

h air = k.s.t  = 1,57 x 10^-3 mPa.s ml/ g s x 0,905 g/ml x 819 s = 1,164 mPa.s

Menentukan viskositas berbagai cairan dengan viskometer Hoppler

 Etanol

Pada = 146 s dan = 122 s.

Diketahui  :  t              = 134 s

                     r air       = 0,9950 g/ml

                     r etanol = 0,810 g/ml

                     h air       =

Ditanya     :  h etanol = ?

Jawab        :

K konstanta viskosimeter dapat ditentukan dengan menggunakan pengukuran dilakukan dengan air suling /aquades. Karena viskositasnya air terkenal.

K =  =  = 0,005 mPa.s ml/ g s

ɳ_etanol = t (BJ Bola – BJ Zat)K

   = 134 s (2,2 g/ml - 0,810 g/ml) 0,005 mPa.s ml/ g s   = 0,9313 mPa.s

Minyak

Pengulangan pertama

Pada = 2 s dan = 2 s.

Diketahui  :  t_air           = 2 s

                     t minyak = 5 s

                     r air       = 0,9950 g/ml

                     r etanol = 0,905 g/ml

                     h air       =

Ditanya     :  h etanol = ?

Jawab        :

K =  =  = 0,06 mPa.s cm³/ g s

ɳ_minyak = t (sb – sr)K

ɳ_minyak = 4 (7,7– 0,905) 0,06 mPa.s cm³/ g s = 1,6308 mPas

VIII.            PEMBAHASAN

Dari hasil pengamatan, didapatkan bahwa masing-masing cairan mempunyai kecepatan yang berbeda untuk mengalir dalam viscometer oswald, yaitu untuk aquadest dibutuhkan waktu 510 detik , etanol Membutuhkan waktu 771 detik, dan minyak membutuhkan waktu 819 detik. Dari data tersebut dapat dilihat bahwa cairan yang memerlukan waktu paling banyak untuk mengalir dalam viscometer adalah minyak dan yang memerlukan waktu paling sedikit adalah air, dan dalam percobaan ini,  air suling yang digunakan sebagai cairan pembanding. Dengan mengukur waktu alir dari tiap-tiap cairan, maka viskositas cairan-cairan tersebut dapat dihitung dengan membandingkannya dengan viskositas aquades .

 IX.            KESIMPULAN

1.      Viskositas suatu cairan dapat diukur dengan viscometer, misalnya dengan viscometer Oswald dan viscometer hoppler

2.      Nilai viskositas dari masing – masing larutan untuk viscometer Oswald

·           Etanol         = 0,980  mPa.s

·           Minyak       = 1,164 mPa.s

3.      Nilai viskositas dari masing – masing larutan untuk viscometer hoppler

·           Etanol         = 0,9313 mPa.s

·           Minyak       = 1,164 mPa.s

4.      Rata-rata nilai viskositas dari masing-masing larutan adalah

·           air                = .

·           Etanol         = 0,95 mPa.s

·           minyak        =  

DAFTAR PUSTAKA

Chang, Raymond.2005. Kimia Dasar Konsep-konsep Inti  Erlangga : Jakarta

Dogra, S  1990  Kimia Fisika dan Soal-soal  Universitas Indonesia : Jakarta

Sukarjo, 1989. Kimia fisika  PT. Bina Aksara : Jakarta

 http://serbamurni.blogspot.com/2012/03/contoh-laporan-praktikum-viskositas.html