BAB I Viskositas 2003 - 2007

Laporan PraktikumDasar Proses KimiaViscositas

BAB I

PENDAHULUAN

1.1. Tujuan Percobaan

Menentukan viskositas (kekentalan) relative suatu zat cair menggunakan etanol

murni sebagai pembanding.

1.2. Dasar Teori

1.2.1. Viskositas

Viskositas adalah suatu cara untuk menyatakan berapa daya tahan aliran aliran

yang diberikan oleh suatu cairan. Kebanyakan viskometer mengukur

kecepatan dari suatu cairan mengalir melalui pipa gelas (gelas kapiler). Bila

cairan itu mengalir cepat, maka viskositas dari cairan itu rendah (misalnya air)

dan bila cairan itu mengalir lambat, maka dikatakan cairan itu viskositasnya

tinggi (misalnya madu). Viskositas dapat diukur dengan mengukur laju aliran

yang melalui tabung berbentuk silinder. Cara ini merupakan salah satu cara

yang paling mudah dan dapat digunakan baik untuk cairan maupun gas. Nilai

viskositas menentukan kecepatan mengalir suatu cairan.

Viskositas (kekentalan) cairan akan menimbulkan gesekan antara bagian-

bagian atau lapisan-lapisan cairan yang bergerak satu terhadap lainnya.

Hambatan atau gesekan yang terjadi ditimbulkan oleh gaya kohesi dalam

cairan, sedangkan viskositas gas ditimbulkan oleh peristiwa tumbukan yang

terjadi antara molekul-molekul gas.

1.2.2. Hukum-Hukum Viskositas

a. Hukum Poiseuille

Laboratorium Kimia Dasar 1Politeknik Negeri Samarinda


Suatu benda tidak kental bisa mengalir melalui pipa yang bertingkat tanpa

adanya gaya yang diberikan. Pada fluida kental (viskos) diperlukan

perbedaan tekanan antara ujung – ujung pipa untuk menjaga

kesetimbangan aliran.

Banyaknya cairan yang mengalir persatuan waktu melalui penampang

melintang berbentuk silinder berjari – jari r, yang panjangnya L, selain

ditentukan oleh beda tekanan (∆P) pada kedua ujung yang memberikan

gaya pengaliran juga ditentukan oleh viskositas cairan dan luas

penampang pipa. Hubungan tersebut dirumuskan oleh Poiseullie yang

dikenal dengan hukum Poiseuille:

atau

Keterangan : η = Viskositas Cairan (Nm-2s) atau Poise

t = Waktu yang diperlukan cairan dengan volume

mengalir melalui alat (s)

V = Volume total cairan (L)

P = Tekanan pada cairan (Pa) / atm

r = Jari – jari tabung (m)

L = Panjang Pipa (m)

Persamaan di atas memperhatikan bahwa Q berbanding terbalik dengan

viskositas cairan. Semakin besar viskositas, hambatan aliran juga

semakin besar sehingga Q menjadi rendah. Kecepatan aliran volume juga

sebanding dengan gradien tekanan ∆P / L dan pangkat empat jari-jari

pipa. Ini berarti jika diperkecil sehingga menjadi setengahnya, maka



dibutuhkan 16 kali lebih besar tekanan untuk memompa cairan lewat pipa

pada kecepatan aliran volume semula ini berlaku untuk gas dan juga pada

cairan.

b. Hukum Stokes

Apabila benda padat bergerak dengan kecepatan tertentu dalam medium

fluida kental, maka benda tersebut akan mengalami hambatan yang

diakibatkan oleh gaya gesekan fluida. Gaya gesek tersebut sebanding

dengan kecepatan relatif gerak benda terhadap medium dan viskositasnya.

Besarnya gaya gesekan fluida telah dirumuskan sebelumnya sebagai:

atau

Di mana k adalah koefisien yang besarnya tergantung bentuk geometrik

benda. Dari hasil percobaan, utnuk benda berbentuk bola dengan jari-jari

r dieproleh k = 6πr. Dengan memasukkan nilai k diperoleh:

F = c

Hukum Stokes berdasarkan jatuhnya benda melalui zat cair. Benda bulat

dengan radius r dan rapat d, yang jatuh karena gravitasi fluida dengan

rapat dalam akan dipengaruhi oleh gaya gravitasi sebesar:

f1 = πr3 (d-dm)g

Benda yang jatuh mempunyai kecepatan yang makin lama makin besar.

Tetapi dalam medium ada gaya gesek yang makin besar bila kecepatan

benda jatuh makin besar. Pada saat keseimbangan, besarnya kecepatan



benda jatuh tetap v. Menurut George Stokes, untuk benda bulat tersebut

besarnya gaya gesek pada kesetimbangan:

f2 = 6πr

f2 = f2

πr3 (d-dm)g = 6π η v

η = g

Rumus ini berlaku bila jari-jari benda yang jatuh relatif besar bila

dibandingkan dengan jarak antara molekul-molekul fluida. Hukum

Stokes merupakan dasar viskositas bola jatuh. Viskometer ini terdiri atas

gelas silinder dengan cairan yang akan diteliti dan dimasukkan ke dalam

termosfat.

Bola baja dengan rapat d dan diameter r dijatuhkan ke dalam tabung dan

waktu yang diperlukan untuk jatuh antara 2 tanda a dan b, dicatat dengan

stopwatch.

η =

2,4 r/R merupakan koreksi untuk bejana, dan ini tidak bilar R > r

Untuk dua cairan: =

Dengan ini dapat ditentukan η, bila η2, dm, dm2, t1, dan t2 diketahui tanpa

mencari S1V dan R.



Yang dimakdus fluiditas adalah harga kebalikan dari viskositas.

d =

Gaya-gaya yang bekerja pada benda yang bergerak dalam fluida adalah

gaya berat (w), gaya apung (Fa), dari gaya hambat akibat viskositas atau

gaya Stokes (fs). Ketika dijatuhkan bola bergerak dipercepat. Namun

ketika kecepatannya bertambah, gaya Stokes juga bertambah. Akibatnya

pada suatu saat bola mencapai keadaan seimbang sehingga bergerak

dengan kecepatan terminal ini, resultan gaya yang bekerja pada bola

sama dengan nol.

Dengan memilih sumbu vertikal ke atas sebagai sumbu positif maka pada

saat kecepatan terminal tercapai berlaku:

Σfy = 0

Fa + Fs = w

ρf Vg + 6 π η RV = mbg

ρf (4/3 πr3)g + 6 π η RV = (4/3 πr3 ρb ) Q

V = (ρb – ρs)

Persamaan ini pertama kali dinyatakan oleh Sir George Stokes (1845)

yang dikenal dengan hukum Stokes. Bila gaya F ditetapkan pada partikel

berbentuk bola dalam larutan, maka Stokes menunjukkan bahwa untuk

laminar berlaku:

f = 6 ηr π

Benda bulat dengan radiasi v dan rapat d, yang jatuh karena gaya

gravitasi fluida dengan rapat dm, akan dipengaruhi oleh gravitasi sebesar:



f1 = πr3 (d-dm)g

Keterangan:

dm = Rapat cairan

F = Koefisien gesek dari partikel

1.2.3. Alat Ukur Viskositas

a. Viscometer Oswald

Pada viscometer Oswald yang diukur adalah waktu yang dibutuhkan oleh

sejumlah cairan tertentu untuk mengalir melalui pipa kapiler dengan gaya

yang disebabkan oleh berat cairan itu sendiri.

Didalam percobaan diukur waktu aliran untuk volume V (antara tanda a

dan b) melalui pipa kapiler yang vertical. Jumlah tekanan (P) dalam

hukum poiseulle adalah perbedaan tekanan antara kedua permukaan cairan

(P). Dalam praktek R dan L sukar ukur secara teliti dalam persamaan

poiseulle. Karenanya viskositas cairan ditetapkan dengan cara

membandingkan cairan yang mempunyai viskositas tertentu,misalnya air.

Persamaan yang digunakan adalah :

Sehingga :

=



=

Dengan =

P = 𝜌 x konstanta

𝜌 = density

BAB II

METODOLOGI

2.1. Alat yang digunakan :

1. Viskometer Ostwald

2. Gelas Kimia

3. Pipet Ukur 10 ml

4. Stopwatch

5. Neraca Digital

6. Piknometer

7. Labu Ukur 100 ml

8. Bulp

9. Botol Semprot

2.2. Bahan yang digunakan :



1. Etanol murni

2. Etanol berbagai konsentrasi (80%, 60%, 40%, 20%)

3. Kerosin

4. Aquadest

2.3. Prosedur Kerja

1. Membersihkan viscometer menggunakan larutan yang sesuai dan melewatkan

udara bersih an kering, sehingga semua pelarutnya habis atau hilang.

2. Mengisi viscometer dengan sampel yang akan dianalisa melalui tabung G hingga

reservoir terbawah, sampel cukup hingga level antara garis J dan K.

3. Menempatkan jari pada tabung B dan memasukkan bulp pada tabung A sampai

larutan mencapai tengah bulp C. Memindahkan bulp pada tube A, memindahlan

jari dari tabung B ke tabung A dengan cepat sampai sampel jatuh dari kapiler

bagian bawah akhir ke bulp I. Kemudian memindahkan jari dan mengukur waktu

effluks.

4. Untuk mengatur waktu efflux, membiarkan sampel mengalir bebas memasuki

bagian D. mengukur waktu efflux saat larutan dari D sampai F.

5. Menghitung viskositas kinematic sampel dengan mengalikan waktu efflux dengan

viscometer konstan.

6. Melakukan percobaan secara duplo.

7. Menghitung viskositas dari masing-masing sampel.

2.4. Diagram Alir


Membersihkan viskometer menggukan pelarut yang sesuai dan melewatkan udara

bersih, kering sampai semua pelarut benar-benar hilang

Mengisi viscometer dengan sampel yang akan dianalisa melalui tabung G



Memindahkan pengisap dari tabung A dan memindahkan jari dari tabung B

Mengukur waktu effluks dan menghilang viksometer kinematik sampel

Menyedot cairan atau sampel melalui tabung A dengan menggunakan bulp, sehingga larutan mencapai tengah bulp C sambil menutup tabung dengan jari





Melakukan percobaan duplo dan mengulangi untuk sampel yang berbeda, kemudian menghitung viskositas masing-masing sampel

Melakukan percobaan duplo dan mengulangi untuk sampel yang berbeda, kemudian menghitung viskositas masing-masing sampel



BAB III

HASIL DAN PEMBAHASAN

2.1. Data Pengamatan

No BahanBerat Piknometer

(g)

Berat Piknometer + Isi

(g)

Density

(g/cm3)

1 Etanol 16,3668 23,9564 7,5896 x102

2 Etanol 20 % 16,3668 25,7405 9,3737 x102

3 Etanol 10 % 16,3668 25,8936 9,5268 x102

4 Kerosin 16,3668 24,0671 7,7003 x102

5 Air 16,3668 26,0294 9,6809 x102

2.2. Data Perhitungan



No Bahan Waktu (s) Suhu ( ⁰C ) Viskositas (cP )

1 Etanol 10 10 10 29 0,78531 x10-7

2 Etanol 20 % 9,8 9,2 9,5 32 0,669388 x10-7

3 Etanol 10 % 8,9 8,2 8,55 32 0,731790 x10-7

4 Kerosin 9,1 9,1 9,1 34 0,850649 x10-7

5 Air 6,8 6,5 6,65 29

2.3. Pembahasan

Percobaan ini bertujuan untuk menentukan viskositas (kekentalan) relatif suatu zat

cair menggunakan air sebagai pembanding. Dalam percobaaan ini alat yang

digunakan adalah viscometer Ostwald.Viscositas adalah indeks hambatan aliran

cairan.

Pada percobaan ini kita akan menyelidiki pengaruh konsentrasi dan densitas

terhadap viscositas, cairan yang digunakan dapat bermacam-macam, namun pada

percobaan ini yang digunakan adalah etanol murni, etanol 20%, etanol 10%,

kerosin dan aquades sebagai pembanding. Pada percobaan ini yaitu menggunakan

metode oswald adalah sejumlah cairan dimasukkan ke dalam A, kemudian cara

menghisap atau meniup cairan di bawa ke B, sampai melewati garis m.

Selanjutnya cairan dibiarkan mengalir secara bebas dan diukur waktu yang

dibutuhkan unutk mengalir dari garis m ke n. Pada percobaan ini yang pertam

diukur vicositasnya adalah aor dengan menggunakan viscometer oswald dan

dicatat waktu yang dibutuhkan untuk mengalir dari garis m ke n. Setelah itu diukur

suhu,air dan densitas dengan menggunakan piknometer, hal ini dilakukan juga

pada cairan yang lain seperti etanol murni, etanol 20%, etanol 10%, dan kerosin.

Dari percobaan tersebut, didapatkan hasil viscositas yang paling besar adalah

kerosin, kemudian etanol murni, etanol 20% dan yang paling kecil adalah etanol



10%. Seharusnya menurut teori, semakin tinggi konsentrasinya semakin besar

viscositasnya. Mungkin ini berasal dari beberapa faktor yang dapat mempengaruhi

viscositas diantaranya seperti suhu, teakanan, dan densitas. Dan pengaruh densitas

pada viscositas menurut percobaan kami lakukan adalah semakin besar densitas

semakin kecil viscositasnya. Densitas dipengruhi oleh suhu apabila suhu tinggi

densitas semakin kecil dan apabila zat cair merenggang maka akan semakin encer

dan viscositasnya semakin kecil. Percobaan yang kami lakukan yang densitas yang

paling kecil memiliki viscositas yang besar yaitu kerosin.

BAB IV

PENUTUP

4.1. Kesimpulan

Dari data percobaan yang dilakukan dapat disimpulkan bahwa :

1. Etanol Murni memiliki Viskositas 0,78531 x10-7cP

2. Etanol 20% memiliki Viskositas 0,669388 x10-7 cP

3. Etanol 10% memiliki Viskositas 0,731790 x10-7 cP

4. Kerosin memiliki Viskositas 0,850649 x10-7 cP



DAFTAR PUSTAKA

Anonim. 2011. Viskositas Fluida. www.gudangmateri.com. 29

Desember 2013. 11.32 wita.

Anonim. 2012. Viskositas Cairan. www.google.com 29 Desember 2013. 11.43 wita.

Barrow,G.M.1966.Physical Che.mistry 2nd edition.new york: Mc

Graw HillBook Company Amsden.John Page.1950. Physical

Chemical for premidical student 2nd Edition . New York : Mc Graw

Hill Book Company.

Laboratorium Kimia Dasar 2013. Penuntun Praktikum Dasar Proses Kimia. Samarinda : Polnes


http://www.google.com/

http://www.gudangmateri.com/


LAMPIRANLaboratorium Kimia Dasar 14Politeknik Negeri Samarinda


PERHITUNGAN

Menghitung Berat jenis

Diketahui : Berat Piknometer kosong : 16,3668 gBerat piknometer kosong + Isi etanol murni : 23,9564 gBerat piknometer kosong + Isi etanol 20% : 25,7405 gBerat piknometer kosong + Isi etanol 10% : 25,8936 gBerat piknometer kosong + Isi kerosin : 24,0671 gBerat piknometer kosong + Isi air : 26,0294Volume = 10 ml = 10 x 10-3 cm3 = 10-2 cm3

Ditanya : ?

Jawab :

1. Etanol murni

2. Etanol 20%

3. Etanol 10%



4. Kerosin

5. Air

Menghitung viskositas

Diketahui: t air = 6,65 s

rata-rata air = 995,945 kg/m3 = 995,945 x 10-3 g/cm3

air = 0,9 cmpoise

Ditanya: ?

Jawab :

1. Etanol Murni



2. Etanol 20%

3. Etanol 10%

4. Kerosin



GAMBAR ALAT

Labu Ukur Stopwatch Viskometer Ostwald Gelas Ukur

Bulp Piknometer Gelas Kimia



Neraca Digital Pipet Volume


BAB I Viskositas 2003 - 2007

Documents