Top Banner
BAB 1. PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Kekentalan adalah sifat dari suatu zar cair (fluida) disebabkan adanya gesekan antara molekul-molekul zat cair dengan gaya kohesi pada zat cair tersebut. Gesekan-gesekan inilah yang menghambat aliran zat cair. Besarnya kekentalan zat cair (visikositas) dinyatakan dengan suatu bilangan yang menentukan kekentalan suatu zat cair. Suatu zat cair memiliki kemampuan tertentu sehingga suatu padatan yang dimasukan kedalammya mendapat gaya tahanan yang diakibatkan peristiwa gesekan antara permukaan padatan tersebut dengan zat cair. Sebagai contoh, apabila kita memasukkan sebuah bola kecil kedalam zat cair, terlihatlah batu tersebut mula-mula turun dengan cepat kemudian melambat hingga akhirnya sampai didasar zat cair. Bola kecil tersebut pada saat tertentu akan mengalami sejumlah perlambatan hingga mencapai gerak lurus beraturan. Gerakan bola kecil menjelaskan bahwa adanya suatu kemampuan yang dimiliki zat cair sehingga kecepatan bola berubah. mula-mula akan mengalami percepatan yang dikarenakan gaya beratnya tetapi dengan sifat kekentalan cairan maka besar percepatannya akan semakin berkurang dan akhirnya nol. Kecepatan bola tetap pada saat itu dan disebut kecepatan terminal. Hambatan-hambatan dinamakan sebagai kekentalan (viskositas). Akibat viskositas zat cair itulah yang menyebabkan terjadinya perubahan yang cukup drastis terhadap kecepatan batu. Beberapa cairan dapat mengalir lebih mudah dari yang lain. Sifat tersebut merupakan karakteristik bagi cairan untuk melawan
27

KEKENTALAN DAN TENAGA PENGAKTIFAN ALIRAN

Mar 13, 2023

Download

Documents

Welcome message from author
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
Page 1: KEKENTALAN DAN TENAGA PENGAKTIFAN ALIRAN

BAB 1. PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Kekentalan adalah sifat dari suatu zar cair (fluida)

disebabkan adanya gesekan antara molekul-molekul zat cair dengan

gaya kohesi pada zat cair tersebut. Gesekan-gesekan inilah yang

menghambat aliran zat cair. Besarnya kekentalan zat cair

(visikositas) dinyatakan dengan suatu bilangan yang menentukan

kekentalan suatu zat cair. Suatu zat cair memiliki kemampuan

tertentu sehingga suatu padatan yang dimasukan kedalammya

mendapat gaya tahanan yang diakibatkan peristiwa gesekan antara

permukaan padatan tersebut dengan zat cair. Sebagai contoh,

apabila kita memasukkan sebuah bola kecil kedalam zat cair,

terlihatlah batu tersebut mula-mula turun dengan cepat kemudian

melambat hingga akhirnya sampai didasar zat cair. Bola kecil

tersebut pada saat tertentu akan mengalami sejumlah perlambatan

hingga mencapai gerak lurus beraturan. Gerakan bola kecil

menjelaskan bahwa adanya suatu kemampuan yang dimiliki zat cair

sehingga kecepatan bola berubah. mula-mula akan mengalami

percepatan yang dikarenakan gaya beratnya tetapi dengan sifat

kekentalan cairan maka besar percepatannya akan semakin berkurang

dan akhirnya nol. Kecepatan bola tetap pada saat itu dan disebut

kecepatan terminal. Hambatan-hambatan dinamakan sebagai

kekentalan (viskositas). Akibat viskositas zat cair itulah yang

menyebabkan terjadinya perubahan yang cukup drastis terhadap

kecepatan batu.

Beberapa cairan dapat mengalir lebih mudah dari yang lain.

Sifat tersebut merupakan karakteristik bagi cairan untuk melawan

Page 2: KEKENTALAN DAN TENAGA PENGAKTIFAN ALIRAN

aliran yang dinamakan viskositas. Cairan mempunyai gaya gesek

yang lebih besar untuk mengalir daripada gas. Viskositas gas

bertambah dengan naiknya temperatur, sedangkan viskositas cairan

turun dengan naiknya temperatur. Koefisien viskositas gas pada

tekanan tidak terlalu besar, tidak tergantung tekanan, tetapi

untuk cairan naik dengan naiknya tekanan.

1.2 Tujuan Praktikum

1.2.1 Mengamati angka kekentalan relatif suatu zat cair

dengan cara menggunakan air sebagai pembanding

1.2.2 Menentukan tenaga pengaktifan zat cair

1.2.3 Membanding angka kental zat cair dengan kedua metode

1.3 Tinjauan Pustaka

1.3.1 MSDS

a. Aseton

Aseton atau propanon (dimetil keton/metal keton/beta-

ketopropana) yang memiliki rumus struktur CH3COCH3 merupakan

senyawa keton paling sederhana dan larut dalam berbagai

perbandingan dengan air. Senyawa ini berupa liquid tidak berwarna

dan baunya manis dan rasanya pahit. Aseton merupakan pelarut

penting untuk membuat plastik, serat, obat-obatan, dan senyawa

kimia lain. Aseton dapat ditemukan alami pada tubuh manusia dalam

kandungan kecil. Aseton memiliki berat molekul 58 g/mol. Titik

didih aseton adalah 82,5oC (180,5oF) dan titik lelehnya adalah -

88,5oC (-127,3oF). Aseton memiliki suhu kritis pada 235oC (445oF).

Page 3: KEKENTALAN DAN TENAGA PENGAKTIFAN ALIRAN

Tekanan uap pada aseton adalah 4,4 kPa (@20oC). Massa jenis uap

aseton 2,07 dan pH 1% dalam air. Aseton mudah larut dalam air

dingin, air panas, metanol, oktanol, aseton, larut dalam garam,

larut dalam benzena. Bentuk molekul dari aseton adalah trigonal

planar pada C=O, momen dipolnya sebesar 2,9 Db. Dianjurkan

menggunakan masker dan sarubg tangan dalam pemakaiannya karena

baunya yang menyengit dapat mengganggu pernapasan (Anonim, 2014).

b. Alkohol

Alkohol atau dikenal dengan etanol adalah senyawa liquid

yang tidak berwarna, berbau seperti campuran aseton dan etanol,

mudah menguap pada suhu rendah serta mudah terbakar pada suhu

tinggi. Alkohol memiliki rumus C2H5OH. Kerapatan alkahol adalah

0,79 g/cm3 pH 1% dalam air . Titik didih alkohol yaitu pada suhu

78oC (351 K). Alkohol dapat bercampur dengan air dan pelarut

organik. Alkohol mudah larut dalam air, metanol, dietil eter, n-

oktanol, aseton, larutan garam, dan benzena. . Dalam kimia,

alkohol adalah istilah yang umum utntuk senyawa organic apapun

yang memiliki gugus hidroksil ( -OH ) yang terikat pada atom

karbon, dan gugus itu sendiri terikat pada atom hydrogen / karbon

yang lain (Anonim, 2014).

c. Air

Air (Dihidrogen monoksida/ Oksidan/ Asam Hidroksilik/ Hidrogen

hidroksida) merupakan jenis senyawa liquid yang tidak berwarna,

tidak berasa, dan tidak berbau pada keadaan standard. Air

memiliki rumus molekul H2O dan bentuk molekulnya heksagonal.

Massa molar senyawa ini adalah 18 g/mol. Densitas air adalah 1

g/mL. Titik leleh air adalah 0oC (273 K) dan titik didihnya yaitu

100oC (373 K) (Anonim, 2014).

Page 4: KEKENTALAN DAN TENAGA PENGAKTIFAN ALIRAN

1.3.2 Dasar Teori

Kekentalan adalah suatu sifat cairan yang berhubungan erat

dengan hambatan untuk mengalir, dimana makin tinggi kekentalan

maka makin besar hambatannya. Kekentalan didefenisikan sebagai

gaya yang diperlukan untuk menggerakkan secara berkesinambungan

suatu permukaan datar melewati permukaan datar lain dalam kondisi

mapan tertentu bila ruang diantara permukaan tersebut diisi

dengan cairan yang akan ditentukan kekentalannya. Viskositas

suatu cairan murni atau larutan merupakan indeks hambatan alir

cairan (Bird, 1993).

Koefisien kekentalan zat cair adalah sifat daya tahan zat cair

terhadap aliran cairan. Koefisien kekentalan zat cair dihitung

dengan membandingkan waktu yang digunakan zat cair tersebut untuk

mengalir dan massa jenis (kerapatan) zat cair tersebut dengan

nilai koefisien kekentalan zat cair lain yang telah diketahui.

Viskositas pada zat cair maupun gas, dan pada intinya merupakan

gaya gesekan antara lapisan-lapisan yang berisikan fluida pada

waktu lapisan-lapisan tersebut bergerak satu melewati yang

lainnya. Pada zat , viskositas terutama disebabkan oleh gaya

kohesi antara molekul. Pada viskositas muncul dari tumbukan oleh

molekul (Sukardjo, 2004).

Hukum hess merupakan dasar viskometer bola jatuh. Viskometer

ini terdiri dari gelas silinder dengan cairan yang akan diteliti

dan dimasukan dalam termosfat. Faktor- faktor yang mempengaruhi

viskositas antara lain :

Page 5: KEKENTALAN DAN TENAGA PENGAKTIFAN ALIRAN

1. Ukuran molekul

Viskositas naik dengan naiknya berat molekul. Misalnya laju

aliran alkohol cepat, larutan minyak laju alirannya lambat dan

kekentalannya tinggi seta laju aliran lambat sehingga viskositas

juga tinggi. Viskositas akan naik jika ikatan rangkap semakin

banyak.

2. Gaya tarik intra molekul

Viskositas air naik dengan adanya ikatan hidrogen, viskositas

CPO dengan gugus OH pada trigliseridanya naik pada keadaan yang

sama.

3. Suhu

Semakin tinngi suhu maka semakin rendah nilai viskositasnya.

Hal ini disebabkan gaya-gaya kohesi pada zat cair bila dipanaskan

akan mengalami penurunan dengan semakin bertambahnya temperatur

pada zat cair yang menyebabkan berturunnya viskositas dari zat

cair tersebut. Oleh karena itu semakin tinggi suhu maka cairan

semakin encer, karena kerapatan komponen penyusun zat cair

semakin renggang. Suatu viskositas akan menjadi lebih tinggi jika

suhu mengalami penurunan karena pada saat suhu dinaikkan maka

partikel-partikel penyusun zat tersebut bergerak secara acak

sehingga kekentalan akan mengalami penurunan, dan jika suhu

mengalami penurunan akan terjadi kenaikan viskositas karena

partikel-partikel penyusun senyawa tersebut tidak mengalami

gerakan sehingga gaya gesek yang bekerja juga semakin besar.

4. Tekanan

Semakin tinggi tekanan maka semakin besar viskositas suatu

cairan. Salah satu faktor kekentalan (viskositas) suatu cairan

adalah suhu. Menurut ‘teori lubang’, terdapat kekosongan dalam

Page 6: KEKENTALAN DAN TENAGA PENGAKTIFAN ALIRAN

suatu cairan, dan molekul bergerak secara continue kedalam

kekosongan ini. Sehingga kekosongan akan bergerak keliling.

Proses ini menyebabkan aliran, tetapi memerlukan energi karena

ada energi yang harus dimiliki suatu molekul agar dapat bergerak

kedalam kekosongan itu. Energi pengaktifan lebih mungkin terdapat

pada suhu yang tinggi, dan dengan demikian cairan lebih mudah

mengalir pada suhu yang tinggi. Selain itu kerapatan zat cair

semakin renggang dengan bertambahnya suhu, sehingga tingkat

kekentalannya berkurang.

5. Waktu

Semakin besar nilai kekentalan suatu zat cair waktu yang

dipakai untuk mengalir semakin lama artinya semakin rendah suhu

suatu zat cair maka waktu yang dibutuhkan untuk mengalir semakin

lama, begitu pula sebaliknya.

(Atkins, 2006).

Viskositas dapat diukur dengan mengukur laju aliran cairan

yang melalui tabung berbentuk silinder, cara ini dapat digunakan

untuk cairan maupun gas. Harga kekentalan mutlak sukar untuk

ditentukan, dalam prakteknya yang dicari adalah kekentalan

relatifnya yaitu perbandinganantara kekentalan zat itu dengan

kekentalan zat cair lainnya (biasanya sebagai pembanding

digunakan air) (Sukardjo, 2004).

Penetapan η ini dapat dilakukan dengan viskosimeter oswald.

Sejumlah zat cair dimasukan dalam viskometer yang dilakukan dalam

termostat. Cairan ini dihisap dengan pompa kedalam bola B, hingga

permukaan cairan dibawah a. Cairan dibiarkan mengalir kebawah dan

waktu yang diperlukan untuk mengalir dari a ke b dicatat dengan

stopwatch. Percobaan diulangi dengan cairan pembanding setelah

Page 7: KEKENTALAN DAN TENAGA PENGAKTIFAN ALIRAN

dibersihkan. Dengan ini dapat ditentukan t1 dan t2. Pada Ostwald

yang diukur adalah waktu yang dibutuhkan oleh sejumlah cairan

tertentu untuk mengalir melalui pipa kapiler dengan gaya yang

disebabkan oleh berat cairan itu sendiri, jadi waktu yang

dibutuhkan oleh cairan untuk melalui batas “a” dan “b” dapat

diukur menggunakan stopwatch (Respati,1981).

Viskositas dapat juga ditentukan dengan cara hoppler,

berdasarkan hukum stokes. Hukum Stokes berdasarkan jatuhnya benda

melalui medium zat cair. Benda bulat (bola) dengan jari-jari (r)

dan massa jenis (i) yang jatuh karena gaya grafitasi melalui

fluida dengan massa jenis () fluida akan mempunyai gaya

grafitasi sebesar:

6ηrv = (3/4) r3 (-i)g

(Bird, 1993).

Benda yang jatuh mempunyai kecepatan yang makin lama makin

besar. Tetapi dalam medium ada gaya gesek yang makin besar bila

kecepatan benda bertambah besar. Sistem yang mencapai

kesetimbangan (Vmaks), besarnya kecepatan benda jatuh tetap.

Persamaan Navier-Stokes adalah serangkaian persamaan yang

menjelaskan pergerakan dari suatu fluida seperti cairan dan gas.

Persamaan-persamaan ini menyatakan bahwa perubahan dalam momentum

(percepatan) partikel-partikel fluida bergantung hanya kepada

gaya viskos internal (mirip dengan gaya friksi) dan gaya viskos

tekanan eksternal yang bekerja pada fluida. Oleh karena itu,

persamaan Navier-Stokes menjelaskan kesetimbangan gaya-gaya yang

bekerja pada fluida (Sukardjo, 2004).

Sebagai sifat sistem, pengaruh temperatur terhadap viskositas

dapat dinyatakan dengan persamaan berikut :

Page 8: KEKENTALAN DAN TENAGA PENGAKTIFAN ALIRAN

ln η = ln a + E/RT

dengan E adalah tenaga pengaktifan aliran yang harganya dapat

ditentukan dengan membuat grafik ln η terhadap 1/T. 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

(seperti cairan misalnya) dengan kecepatan yang semakin besar

sampai mencapai kecepatan maksimum. Kecepatan maksimum akan

tercapai bila gravitasi sama dengan frictional resistance medium

(Atkins, 2006).

Pengaruh dari kekentalan terhadap energi pengaktifan suatu

aliran adalah semakin tinggi tingkat kekentalan suatu zat cair

maka energi pengaktifan akan semakin kecil sehingga akan

memperlambat aliran dari zat tersebut, tetapi jika semakin rendah

kekentalan suatu zat cair maka energi pengaktifannya semakin

besar dan akan mempercepat aliran (Sukardjo, 2004).

Page 9: KEKENTALAN DAN TENAGA PENGAKTIFAN ALIRAN

- ditentukan kerapatannya dengan piknometer

- diisi kedalam piknometer dengan volume lebih

tinggi dari tanda paling atas (saat itu stopwatch

dihidupkan), demikian pula setelah tanda paling bawah

(stopwatch dimatikan) sehingga waktu alir dapat

BAB 2. METODE PRAKTIKUM

2.1 Alat dan Bahan

2.1.1 Alat

- Viskometer Ostwald

- Piknometer bertermometer 1

- Ball pipet

- Pipet tetes

- Neraca analitik

- Beaker glass

- Pembakar spirtus

- Corong Gelas

- Stopwatch

2.1.2 Bahan

- Air

- Aseton

- Alkohol

- Zat X

- Korek Api

2.2 Skema Kerja

2.2.1 Cara Ostwald

Air

Page 10: KEKENTALAN DAN TENAGA PENGAKTIFAN ALIRAN

Hasil

Page 11: KEKENTALAN DAN TENAGA PENGAKTIFAN ALIRAN

BAB 3. HASIL DAN PEMBAHASAN

3.1 Hasil

a. Piknometer

Alat Massa 1(g)

Massa 2(g)

Massa 3(g)

MassaRata-rata

(g)Piknometer + tutup +

termometer26,3 26,3 26,3 26,3

Bahan Suhu(oC)

Massa1 (g)

Massa 2(g)

Massa 3(g)

Massa Rata-rata (g)

Air + Piknometer30,0

535,4 35,4 35,4 35,4

Alkohol +

Piknometer

27 33,4 33,4 33,4 33,4

33 33,4 33,4 33,4 33,438 33,3 33,3 33,3 33,3

Aseton +

Piknometer

27 34,0 34,0 34,0 34,0

33 33,9 33,9 33,9 33,938 33,4 33,4 33,4 33,4

Zat X +

Piknometer

27 35,2 35,2 35,2 35,2

33 35,2 35,2 35,2 35,238 35,2 35,2 35,2 35,2

b. Viskometer

Bahan Suhu(oC)

Waktu 1(s)

Waktu 2(s)

Waktu Rata-rata (s)

Air 30,05 25,1 25,3 25,2

Page 12: KEKENTALAN DAN TENAGA PENGAKTIFAN ALIRAN

Alkohol

27 34,2 34,2 34,2

33 41,5 41,3 41,438 40,4 40,6 40,5

Aseton

27 14,3 14,1 14,2

33 14,4 14,7 14,538 14,0 13,8 13,9

Zat X

27 32,1 32,7 32,4

33 31,7 31,6 31,638 30,0 29,9 29,9

Bahan

Suhu

(T)

(oC)

Massa Jenis

() (g/mL)

Harga

Kekentalan

(η)

Energi

Pengaktifan Zat

Cair (E) (kJ/mol

K)

Alkoh

ol

27 0,71 0,9011,833 0,71 1,09

38 0,70 1,05

Aseto

n

27 0,77 0,407,1333 0,76 0,41

38 0,71 0,38

Zat X

27 0,89 1,065,3433 0,89 1,04

38 0,89 0,99

3.2 Pembahasan

Kekentalan adalah suatu sifat cairan yang berhubungan erat

dengan hambatan untuk mengalir, dimana makin tinggi kekentalan

Page 13: KEKENTALAN DAN TENAGA PENGAKTIFAN ALIRAN

maka makin besar hambatannya. Kekentalan didefenisikan sebagai

gaya yang diperlukan untuk menggerakkan secara berkesinambungan

suatu permukaan datar melewati permukaan datar lain dalam kondisi

mapan tertentu bila ruang diantara permukaan tersebut diisi

dengan cairan yang akan ditentukan kekentalannya.

Pada percobaan ini pertama-tama dilakukan pengukuran massa

jenismasing-masing zat yaitu aquades, alkohol, aseton dan zat X

dengan suhu 27oC, 33oC, dan 60oC. Percobaan ini dilakukan dengan

menimbang massa piknometer kosong. Selanjutnya pengisian bahan

percobaan kedalam piknometer. Saat pengisian ke dalam piknometer

tidak boleh terdapat gelembung karena akan mempengaruhi hasil

penimbangan. Piknometer diisi hingga batas kemudian ditimbang

massanya sebanyak 3 kali pada masing-masing suhu yang telah

ditentukan. Massa yang diperoleh digunakan untuk mencari massa

jenis zat cair pada masing-masing suhu. Dari hasil diketahui

bahwa suhu berbanding terbalik dengan massa jenis zat. Semakin

tinggi suhu maka semakin kecil massa jenis zat-nya. Hal ini

disebabkan karena ketika suhu mengingkat, molekul pada zat cair

akan bergerak cepat diakibatkan oleh tumbukan antar molekul,

akibatnya molekul dalam zat cair akan meregang dan massa jenis

akan semakin kecil. Namun dilihat pada kasuszat X dan pada bahan

alkohol pada suhu 27 dan 33oC, massa jenisnya memperoleh hasil

yang sama. Hal ini dikarenakan adanya Humas error pada saat

penimbangan. Zat ditimbang dalam keadaan suhunya turun bahkan

dapat pula ditimbang pada suhu yang sama sehingga massa yang

diperoleh juga sama. Volume yang digunakan untuk pengukuran massa

jenis adalh volume total piknometer yaitu 10 mL.

Page 14: KEKENTALAN DAN TENAGA PENGAKTIFAN ALIRAN

Viskositas dapat diukur dengan mengukur laju aliran cairan

yang melalui tabung berbentuk silinder, cara ini dapat digunakan

untuk cairan maupun gas. Harga kekentalan mutlak sukar untuk

ditentukan, dalam prakteknya yang dicari adalah kekentalan

relatifnya yaitu perbanding antara kekentalan zat itu dengan

kekentalan zat cair lainnya (biasanya sebagai pembanding

digunakan air).

Salah satu cara untuk menentukan harga kekentalan ialah

menggunakan metode Ostwald dimana prinsip kerjanya berdasarkan

waktu yang dibutuhkan oleh sejumlah cairan tertentu untuk

mengalir melalui pipa kapiler dengan gaya yang disebabkan oleh

berat cairan itu sendiri. Alat yang digunakan untuk mengukur

viskositas disebut viskometer. Pada metode Ostwald ini jika air

dipakai sebagai pembanding, mula-mula air dimasukkan melaui

tabung A kemudian dihisap agar masuk ke tabung B tepat sampai

batas a kemudian dilepaskan dan siapkan stopwatch sebagai

pengukur waktu.

Percobaan selanjutnya penentuan harga kekentalan zat cair

dengan menggunakan viskometer. Percobaan viskositas cairan ini

bertujuan untuk mengetahui kekentalan zat cair dengan metode

ostwalt dan untuk menyelidiki pengaruh suhu terhadap kekentalan

zat cair. Prinsipnya adalah membandingkan viskositas fluida

dengan cairan pembanding, disini yang bertindak sebagai cairan

pembanding adalah akuades. Alasan digunakan akuades karena

viskositas akuades sudah ada standar satuannya.

Percobaan ini dilakukan dengan memasukkan bahan ke dalam

viskometer dengan mengusahakan agar tidak ada gelembung dalam

viskometer kemudian diukur waktu yang digunakan untuk turunnya

Page 15: KEKENTALAN DAN TENAGA PENGAKTIFAN ALIRAN

permukaan air setelah ball pipet dilepas. Hal ini bertujuan agar

aliran laminar tidak terganggu oleh adanya gelembung yang akan

mengakibatkan waktu yang diperoleh tidak sesuai dengan waktu yang

seharusnya.

Gaya yang menyebabkan zat alir tersebut mengalir adalah adanya

gaya gesek antar lapisan material, sehingga viskositas

menunjukkan tingkat ketahanan suatu cairan untuk mengalir.

semakin kental suatu cairan, maka semakin besar kekuatan yang

diperlukan supaya cairan tersebut dapat mengalir dengan laju

tertentu. Gaya-gaya kohesi pada zat cair bila dipanaskan akan

mengalami penurunan dengan semakin bertambahnya temperatur pada

zat cair yang menyebabkan berturunnya viskositas dari zat cair

tersebut. Sehingga ketika pada suhu tinggi zat alir tersebut

mengalir lebih cepat dibandingkan pada suhu rendah.

Koefisien kekentalan zat cair adalah sifat daya tahan zat cair

terhadap aliran cairan. Koefisien kekentalan zat cair dihitung

dengan membandingkan waktu yang digunakan zat cair tersebut untuk

mengalir dan massa jenis (kerapatan) zat cair tersebut dengan

nilai koefisien kekentalan zat cair lain yang telah diketahui.

Harga kekentalan juga berbanding terbalik dengan suhu. Semakin

tinggi suhunya maka semakin kecil nilai kekentalannya sehingga

gaya gesek antar materialnya semakin kecil, semakin kecil gaya

material maka semakin cepat waktu yang dibutuhkan suatu zat alir

untuk mengalir. Namun karena adanya Human error, beberapa data

yang diperoleh salah karena justru nilainya sebanding dengan

suhu.

Adapula fakor-faktor yang mempengaruhi harga viskositas suatu

zat cair yaitu sebagai berikut:

Page 16: KEKENTALAN DAN TENAGA PENGAKTIFAN ALIRAN

1. Suhu

Semakin tinggi suhu maka semakin rendah nilai viskositasnya.

Hal ini disebabkan gaya-gaya kohesi pada zat cair bila dipanaskan

akan mengalami penurunan dengan semakin bertambahnya temperatur

pada zat cair yang menyebabkan berturunnya viskositas dari zat

cair tersebut. Oleh karena itu semakin tinggi suhu maka cairan

semakin encer, karena kerapatan komponen penyusun zat cair

semakin renggang. Suatu viskositas akan menjadi lebih tinggi jika

suhu mengalami penurunan karena pada saat suhu di naikkan maka

partikel-partikel penyusun zat tersebut bergerak secara acak

sehingga kekentalan akan mengalami penurunan, dan jika suhu

mengalami penurunan akan terjadi kenaikan viskositas karena

partikel-partikel penyusun senyawa tersebut tidak mengalami

gerakan sehingga gaya gesek yang bekerja juga semakin besar.

2. Tekanan

Semakin tinggi tekanan maka semakin besar viskositas suatu

cairan. Salah satu faktor kekentalan (viskositas) suatu cairan

adalah suhu. Menurut ‘teori lubang’, terdapat kekosongan dalam

suatu cairan, dan molekul bergerak secara continue kedalam

kekosongan ini. Sehingga kekosongan akan bergerak keliling.

Proses ini menyebabkan aliran, tetapi memerlukan energi karena

ada energi yang harus dimilikii suatu molekul agar dapat bergerak

kedalam kekosongan itu. Energi pengaktifan lebih mungkin terdapat

pada suhu yang tinggi, dan dengan demikian cairan lebih mudah

mengalir pada suhu yang tinggi. Selain itu kerapatan zat cair

semakin renggang dengan bertambahnya suhu, sehingga tingkat

kekentalannya berkurang.

Page 17: KEKENTALAN DAN TENAGA PENGAKTIFAN ALIRAN

Energi pengaktifan merupakan sebuah istilah yang diperkenalkan

oleh Svante Arrhenius, yang didefinisikan sebagai energi yang

harus dilampaui agar reaksi kimia dapat terjadi. Energi aktivasi

bisa juga diartikan sebagai energi minimum yang dibutuhkan agar

reaksi kimia tertentu dapat terjadi. Energi aktivasi sebuah

reaksi biasanya dilambangkan sebagai Ea, dengan satuan kilo joule

per mol.

           Pengaruh dari kekentalan terhadap energi pengaktifan

suatu aliran adalah semakin tinggi tingkat kekentalan suatu zat

cair maka energi pengaktifan akan semakin kecil sehingga akan

memperlambat aliran dari zat tersebut, tetapi jika semakin rendah

kekentalan suatu zat cair maka energi pengaktifannya semakin

besar dan akan mempercepat aliran. Dari persamaan garis yang

diperoleh dari grafik dapat diketahui energi pengaktifan untuk

ketiga zat adalah 11,7 kJ/mol (alkohol) ; 3,01 kJ/mol (aseton) ;

4,69 kJ/mol (zat X). Hal ini menunjukkan alkohol yang mempunyai

energi pengaktifan lebih besar dibanding kedua zat lainnya. Namun

didapatkan hasil energi pengaktifan pada alkohol yang berbeda

jauh dari zat alir lainnya. Hal itu disebabkan oleh kesalahan

pada praktikan ketika melakukan pengamatan ataupun

perhitungannya. Sehingga didapatkan hasil yang kurang sesuai.

Page 18: KEKENTALAN DAN TENAGA PENGAKTIFAN ALIRAN

0.0032 0.00325 0.0033 0.00335

-0.12-0.1-0.08-0.06-0.04-0.02

00.020.040.060.08

f(x) = − 1412.84403669725 x + 4.61862385321102R² = 0.745130074148552

Tenaga Pengaktifan Alkohol

Series1Linear (Series1)

1/T (K)

ln η

0.0032 0.00325 0.0033 0.00335

-0.98

-0.96

-0.94

-0.92

-0.9

-0.88

-0.86

-0.84

f(x) = 362.385321100916 x − 2.11045871559632R² = 0.292126942520122

Tenaga Pengaktifan Aseton

Series1Linear (Series1)

1/T (K)

ln η

Page 19: KEKENTALAN DAN TENAGA PENGAKTIFAN ALIRAN

0.0032 0.00325 0.0033 0.00335

-0.02

-0.01

0

0.01

0.02

0.03

0.04

0.05

0.06

0.07

f(x) = 564.220183486238 x − 1.81311926605505R² = 0.889731827805221

Tenaga Pengaktifan Zat X

Series1Linear (Series1)

ln η

Page 20: KEKENTALAN DAN TENAGA PENGAKTIFAN ALIRAN

BAB 4. PENUTUP

4.1 Kesimpulan

Kekentalan adalah sifat dari suatu zar cair (fluida)

disebabkan adanya gesekan antara molekul-molekul zat cair dengan

gaya kohesi pada zat cair tersebut. Koefisien kekentalan zat cair

dihitung dengan membandingkan waktu yang digunakan zat cair

tersebut untuk mengalir dan massa jenis (kerapatan) zat cair

tersebut dengan nilai koefisien kekentalan zat cair lain yang

telah diketahui. Massa jenis yang diperoleh dari hasil percobaan

adalah untuk air adalah 0,91 g/mL; untuk alkohol pada suhu 27 dan

33oC adalah 0,71 g/mL, pada suhu 38oC adalah 0,70 g/mL; untuk

aseton pada suhu 27oC adalah 0,77 g/mL, pada suhu 33oC adalah 0,76

g/mL, pada suhu 38oC adalah 0,71 g/mL; untuk zat X pada suhu 27,

33, dan 38oC nilainya sama yaitu 0,89 g/mL. Harga kekentalan zat

cair untuk alkohol pada suhu 27oC adalah 1,06, pada suhu 33oC

adalah 1,28, pada suhu 38oC adalah 1,24; untuk aseton pada suhu

27 dan 33oC adalah 0,48, pada suhu 38oC adalah 0,43; untuk zat X

pada suhu 27oC adalah 1,26, pada suhu 33oC adalah 1,23, pada suhu

38oC adalah 1,16. Energi pengaktifan zat cair untuk alkohol

adalah 11,7 kJ/mol K, untuk aseton adalah 3,01 kJ/mol K, untuk

zat X adalah 4,69 kJ/mol K.

4.2 Saran

Diharapkan untuk praktikum selanjutnya agar praktikan lebih

cermat dalam melakukan percobaan agar tidak terjadi penyimpangan

data yang terlalu jauh.

Page 21: KEKENTALAN DAN TENAGA PENGAKTIFAN ALIRAN

DAFTAR PUSTAKA

Anonim. 2014. Material Safety Data Sheet Acetone. http://www.sciencelab.com/msds.php?msdsId=9927321 [diakses pada tanggal 05 April 2014].

Anonim. 2014. Material Safety Data Sheet Alcohol. https://www.sciencelab.com/msds.php?msdsId=9923955 [diakses pada tanggal 05 April 2014].

Anonim. 2014. Material Safety Data Sheet Water. http://www.sciencestuff.com/msds/C1498.html [diakses pada tanggal 05 April 2014].

Atkins, P.W. 2006. Physical Chemistry. Oxford : Oxford University Press.

Bird, Tony. 1993. Kimia Fisik Untuk Universitas. Jakarta : Gramedia Pustaka Utama.

Sukardjo, Prof. 2004. Kimia Fisika. Jakarta : PT. Rineka Cipta.

Respati. H. 1981. Kimia Dasar Terapan Modern. Jakarta : Erlangga.

Page 22: KEKENTALAN DAN TENAGA PENGAKTIFAN ALIRAN

LAMPIRAN PERHITUNGAN

Massa Jenis ()

1. Air

a. Massa pikno kosong + tutup + termometer = 26,3 g

b. Massa Pikno + air = 35,4 g

c. Massa air = 35,4 – 26,3 g = 9,1 g

air = mairVpikno

= 9,1g10mL = 0,91 g/mL

2. Alkohol

27oC

a. Massa pikno kosong + tutup + termometer = 26,3 g

b. Massa Pikno + alkohol = 33,4 g

c. Massa Alkohol = 33,4 – 26,3 g = 7,1 g

alkohol = malkoholVpikno

= 7,1g10mL = 0,71 g/mL

33oC

a. Massa pikno kosong + tutup + termometer = 26,3 g

b. Massa Pikno + alkohol = 33,4 g

c. Massa Alkohol = 33,4 – 26,3 g = 7,1 g

alkohol = malkoholVpikno

= 7,1g10mL = 0,71 g/mL

38oC

a. Massa pikno kosong + tutup + termometer = 26,3 g

b. Massa Pikno + alkohol = 33,3 g

c. Massa Alkohol = 33,3 – 26,3 g = 7,0 g

Page 23: KEKENTALAN DAN TENAGA PENGAKTIFAN ALIRAN

alkohol = malkoholVpikno

= 7,0g10mL = 0,70 g/mL

3.Aseton

27oC

a. Massa pikno kosong + tutup + termometer = 26,3 g

b. Massa Pikno + aseton = 34,0 g

c. Massa Aseton = 34,0 – 26,3 g = 7,7 g

aseton = masetonVpikno

= 7,7g10mL = 0,77 g/mL

33oC

a. Massa pikno kosong + tutup + termometer = 26,3 g

b. Massa Pikno + aseton = 33,9 g

c. Massa Aseton = 33,9 – 26,3 g = 7,6 g

aseton = masetonVpikno

= 7,6g10mL = 0,76 g/mL

38oC

a. Massa pikno kosong + tutup + termometer = 26,3 g

b. Massa Pikno + aseton = 33,4 g

c. Massa Aseton = 33,4 – 26,3 g = 7,1 g

aseton = masetonVpikno

= 7,1g10mL = 0,71 g/mL

d.Zat X

27oC

a. Massa pikno kosong + tutup + termometer = 26,3 g

b. Massa Pikno + Zat X = 35,2 g

c. Massa Zat X = 35,2 – 26,3 g = 8,9 g

Page 24: KEKENTALAN DAN TENAGA PENGAKTIFAN ALIRAN

zat X = mzatX

VzatX = 8,9g10mL = 0,89 g/mL

33oC

a. Massa pikno kosong + tutup + termometer = 26,3 g

b. Massa Pikno + Zat X = 35,2 g

c. Massa Zat X = 35,2 – 26,3 g = 8,9 g

zat X = mzatX

VzatX = 8,9g10mL = 0,89 g/mL

38oC

a. Massa pikno kosong + tutup + termometer = 26,3 g

b. Massa Pikno + Zat X = 35,2 g

c. Massa Zat X = 35,2 – 26,3 g = 8,9 g

zat X = mzatX

VzatX = 8,9g10mL = 0,89 g/mL

Harga Kekentalan (η)

1. Alkohol

27oC

η alkohol = ηalkoholηair

= talkoholx❑alkohol

tairx❑air = 34,2sx0,71g /mL

25,2sx0,91g /mL x 0,85 = 0.90

33oC

η alkohol = ηalkoholηair

= talkoholx❑alkohol

tairx❑air = 41,4sx0,71g /mL

25,2sx0,91g /mL x 0,85 = 1,09

38oC

η alkohol = ηalkoholηair

= talkoholx❑alkohol

tairx❑air = 40,5sx0,70g /mL

25,2sx0,91g /mL x 0,85 = 1,05

Page 25: KEKENTALAN DAN TENAGA PENGAKTIFAN ALIRAN

2. Aseton

27oC

η aseton = ηasetonηair

= tasetonx❑aseton

tairx❑air = 14,2sx0,77g /mL

25,2sx0,91g /mL x 0,85 = 0,40

33oC

η aseton = ηasetonηair

= tasetonx❑aseton

tairx❑air = 14,5sx0,76g /mL

25,2sx0,91g /mL x 0,85 = 0,41

38oC

η aseton = ηasetonηair

= tasetonx❑aseton

tairx❑air = 13,9sx0,71g /mL

25,2sx0,91g /mL x 0,85 = 0,38

3. Zat X

27oC

η Zat X = ηzatXηair

= tzatXx❑zat X

tairx❑air = 32,4sx0,89g /mL

25,2sx0,91g /mL x 0,85 = 1,06

33oC

η Zat X = ηzatXηair

= tzatXx❑zat X

tairx❑air = 31,6sx0,89g /mL

25,2sx0,91g /mL x 0,85 = 1,04

38oC

η Zat X = ηzatXηair

= tzatXx❑zat X

tairx❑air = 29,9sx0,89g /mL

25,2sx0,91g /mL x 0,85 = 0,99

Tenaga Pengaktifan Zat Cair

1. Alkohol

Page 26: KEKENTALAN DAN TENAGA PENGAKTIFAN ALIRAN

0.0032 0.00325 0.0033 0.00335

-0.15

-0.1

-0.05

0

0.05

0.1f(x) = − 1412.84403669725 x + 4.61862385321102R² = 0.745130074148552

Tenaga Pengaktifan Alkohol

Series1Linear (Series1)

1/T (K)

ln η

y = mx + c

y = -1412x + 4,618

m = ERE = mR

E = -1412 x 8,314 J/mol K

E = 11739,4 J/mol K = 11,7 kJ/mol K

2. Aseton

0.0032 0.00325 0.0033 0.00335

-0.98-0.96-0.94-0.92-0.9-0.88-0.86-0.84

f(x) = 362.385321100916 x − 2.11045871559632R² = 0.292126942520122

Tenaga Pengaktifan Aseton

Series1Linear (Series1)

1/T (K)

ln η

Page 27: KEKENTALAN DAN TENAGA PENGAKTIFAN ALIRAN

y = mx + c

y = 362,3x – 2,110

m = ERE = mR

E = 362,3 x 8,314 J/mol K

E = 3012,2 J/mol K = 3,01 kJ/mol K

3. Zat X

0.0032 0.00325 0.0033 0.00335

-0.02

-0.01

0

0.01

0.02

0.03

0.04

0.05

0.06

0.07f(x) = 564.220183486238 x − 1.81311926605505R² = 0.889731827805221

Tenaga Pengaktifan Zat X

Series1Linear (Series1)

1/T (K)

ln η

y = mx + c

y = 564,2 – 1,813

m = ERE = mR

E = 564,2 x 8,314 J/mol K

E = 4690,76 J/mol K = 4,69 kJ/mol K