KATA PENGANTAR Dengan memanjatkan puji syukur kehadirat Allah SWT, karena rahmat dan hidayah-Nya sehingga kesempatan ini kami dapat menyusun makalah kimia fisika ini sebagaimana mestinya. Tidak lupa salam serta shalawat kepada junjungan kita nabi besar Muhammad SAW beserta sahabatnya, karena tanpa adanya rahmat dan syafaat Allah SWT dan Rasul-Nya, kita tidak akan pernah berada dimuka bumi ini. Dalam penyusunan makalah ini selaku penulis, telah melakukan banyak cara untuk memperoleh dan mendapatkan informasi-informasi yang mendukung menyangkut masalah Kimia Permukaan dan Koloid yang bersumber dari media elektronik. Kami telah berusaha dengan maksimal dalam penyusunan makalah kimia fisika ini, kami yakin bahwa makalah ini sangan jauh dari kesempurnaan. Oleh karena itu, kami sebagai penulis sangat mengharapkan saran dan kritik dari semua pihak guna dalam penyempurnaan laporan ini serta menjadikan laporan ini menjadi semakin bermanfaat, baik bagi kami selaku penulis maupun bagi para pembaca. i
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
KATA PENGANTAR
Dengan memanjatkan puji syukur kehadirat Allah SWT, karena rahmat dan
hidayah-Nya sehingga kesempatan ini kami dapat menyusun makalah kimia fisika ini
sebagaimana mestinya. Tidak lupa salam serta shalawat kepada junjungan kita nabi
besar Muhammad SAW beserta sahabatnya, karena tanpa adanya rahmat dan syafaat
Allah SWT dan Rasul-Nya, kita tidak akan pernah berada dimuka bumi ini.
Dalam penyusunan makalah ini selaku penulis, telah melakukan banyak cara
untuk memperoleh dan mendapatkan informasi-informasi yang mendukung
menyangkut masalah Kimia Permukaan dan Koloid yang bersumber dari media
elektronik. Kami telah berusaha dengan maksimal dalam penyusunan makalah kimia
fisika ini, kami yakin bahwa makalah ini sangan jauh dari kesempurnaan. Oleh
karena itu, kami sebagai penulis sangat mengharapkan saran dan kritik dari semua
pihak guna dalam penyempurnaan laporan ini serta menjadikan laporan ini menjadi
semakin bermanfaat, baik bagi kami selaku penulis maupun bagi para pembaca.
Akhir kata, kami mengucapkan terima kasih kepada pihak yang telah
membantu sehingga terselesaikannya laporan ini, semoga kita semua berada didalam
lindungan-Nya dan selalu mendapat ridho Allah SWT.
i
DAFTAR ISI
KATA PENGANTAR....................................................................................................iDAFTAR ISI.................................................................................................................iiDAFTAR GAMBAR....................................................................................................ivDAFTAR GRAFIK.......................................................................................................v
BAB I PENDAHULUAN.............................................................................................1
BAB II ISI.....................................................................................................................32.1 Kimia Permukaan............................................................................................3
2.2 Daerah Antar Muka.........................................................................................3
BAB III PENUTUP.....................................................................................................333.1 Kesimpulan...................................................................................................33
DAFTAR PUSTAKA..................................................................................................34
iii
DAFTAR GAMBAR
iv
Gambar 2.1. Ilustrasi sistem dua fasa dengan dan tanpa daerah antar muka................3Gambar 2.2. Rangka kawat piston dengan film permukaan..........................................6Gambar 2.3 model gelembung sabun............................................................................7Gambar 2.4 Stalagnometer..........................................................................................10Gambar 2.5 Pembasahan sempurna.............................................................................12Gambar 2.6 Pembasahan tidak sempurna....................................................................13Gambar 2.7 tetesan – tetesan cairan............................................................................13Gambar 2.8 Pendekatan isoterm adsorpsi Langmuir...................................................17
DAFTAR TABEL
v
Tabel 2.1 Jenis Fase Antar permukaan..........................................................................4Tabel 2.2 Sudut kontak................................................................................................14Tabel 2.3. Perbedaan adsorpsi fisik dan kimia............................................................16Tabel 2.4 Perbedaan antara Larutan, Koloid, dan Suspensi........................................21Table 2.5 Beberapa Jenis Dispersi Koloid...................................................................23
BAB I
PENDAHULUAN
Tegangan permukaan zat cair merupakan kecenderungan permukaan zat cair
untuk menegang, sehingga permukaannya seperti ditutupi oleh suatu lapisan elastic.
Selain itu, tegangan permukaan juga diartikan sebagai suatu kemampuan atau
kecenderungan zat cair untuk selalu menuju ke keadaan yang luas permukaannya
lebih kecil yaitu permukaan datar atau bulat seperti bola atau ringkasnya didefinisikan
sebagai usaha yang membentuk luas permukaan baru. Dengan sifat tersebut zat cair
mampu untuk menahan benda-benda kecil di permukaannya. Seperti silet, berat silet
menyebabkan permukaan zat cair sedikit melengkung ke bawah tampak silet itu
berada. Lengkungan itu memperluas permukaan zat cair namun zat cair dengan
tegangan permukaannya berusaha mempertahankan luas permukaan-nya sekecil
mungkin.
Tegangan permukaan merupakan fenomena menarik yang terjadi pada zat cair
(fluida) yang berada dalam keadaan diam (statis). Tegangan permukaan
didefinisikan sebagai gaya F persatuan panjang L yang bekerja tegak lurus pada setia
garis di permukaan fluida.
Tegangan antar muka adalah gaya persatuan panjang yang terdapat pada
antarmuka dua fase cair yang tidak bercampur. Tegangan antar muka selalu lebih
kecil dari pad tegangan permukaan karena gaya adhesi antara dua cairan tidak
bercampur lebih besar dari pada adhesi antara cairan dan udara
Tegangan permukaan terjadi karena permukaan zat cair cenderung untuk menegang,
sehingga permukaannya tampak seperti selaput tipis. Hal ini dipengaruhi oleh adanya
gaya kohesi antara molekul air. Pada zat cair yang adesiv berlaku bahwa besar gaya
kohesinya lebih kecil dari pada gaya adesinya dan pada zat yang non-adesiv berlaku
sebaliknya. Salah satu model peralatan yang sering digunakan untuk mengukur
1
tegangan permukaan zat cair adalah pipa kapiler. Salah satu besaran yang berlaku
pada sebuah pipa kapiler adalah sudut kontak, yaitu sudut yang dibentuk oleh
permukaan zat cair yang dekat dengan dinding. Sudut kontak ini timbul akibat gaya
tarik-menarik antara zat yang sama (gaya kohesi) dan gaya tarik-menarik antara
molekul zat yang berbeda (adesi).
Molekul biasanya saling tarik-menarik. Dibagian dalam cairan, setiap molekul
cairan dikelilingi oleh molekul-molekul cairan di samping dan di bawah. Di bagian
atas tidak ada molekul cairan lainnya karena molekul cairan tarik-menarik satu
dengan yang lainnya, maka terdapat gaya total yang besarnya nol pada molekul yang
berada di bagian dalam caian. Sebaliknya molekul cairan yang terletak di permukaan
di tarik oleh molekul cairan yang berada di samping dan bawahnya. Akibatnya, pada
permukaan cairan terdapat gaya total yang berarah ke bawah karena adanya gaya total
yang arahnya ke bawah, maka cairan yang terletak di permukaan cenderung
memperkecil luas permukaannya dengan menyusut sekuat mungkin. Hal ini yang
menyebabkan lapisan cairan pada permukaan seolah-olah tertutup oleh selaput elastis
yang tipis.
2
α
β
Sistem dua fasa
β
α
Sistem dua fasa dengan daerah antar muka
BAB II
ISI
2.1 Kimia Permukaan
adalah ilmu yang mempelajari fenomena yang terjadi pada antarmuka
dua fase zat, termasuk antarmuka padatan-cairan, padatan-gas, padatan-ruang
hampa, dan cairan-gas
2.2 Daerah Antar Muka
Pada pembahasan termodinamika terdahulu, setiap fasa dari suatu
sistem termodinamika dianggap sangat homogen, dengan sifat – sifat intensif
yang dianggap tetap. Tetapi jika efek permukaan diperhitungkan, maka
terlihat bahwa sifat – sifat molekul atau atom pada permukaan tidak sama jika
dibandingkan dengan molekul atau atom pada fasa ruah. Daerah tiga dimensi
yang membatasi dua fasa yang berbeda disebut sebagai daerah antar muka
(interphase / interface / interfacial region). Bila salah satu fasa yang terlibat
adalah fasa gas (udara), maka daerah antar muka dapat disebut permukaan
(surface region).
Gambar 2.1. Ilustrasi sistem dua fasa dengan dan tanpa daerah antar muka
3
α dan β merupakan fasa ruah. Daerah antar muka adalah daerah
terarsir antara kedua fasa ruah, dengan ketebalan kurang lebih 3 molekul. Efek
permukaan / daerah antar muka sangat berpengaruh untuk sistem – sistem
seperti koloid (dimana perbandingan permukaan terhadap volume tinggi) atau
sistem gas – padat (dimana sejumlah gas dapat teradsorpsi pada padatan).
Pengetahuan tentang efek permukaan sangat penting dalam dunia industri dan
biologi. Banyak reaksi kimia yang berlangsung dengan bantuan katalis
heterogen, yang berfungsi sebagai permukaan tempat terjadinya reaksi.
Antar permukaan dapat dibagi menjadi beberapa jenis tergantung pada
fase yang dipisahkan
Tabel 2.1 Jenis Fase Antar permukaan
Emulsi = emulsi adalah campuran yang secara termodinamika tidak
stabil, yang terdiri dari dua cairan yang tidak tercampurkan.)
Suspensi= adalah suatu campuran fluida yang mengandung partikel
padat. Atau dengan kata lain campuran heterogen dari zat cair dan zat padat
yang dilarutkan dalam zat cair tersebut.)
4
Dari sekian banyak jenis antar permukaan, maka di bagi lagi atas 2
kategori :
1.Antar permukaan cair : antar permukaan cair-gas dan cair-cair
2.Antar permukaan padat : antar permukaan padat-gas, padat-cair
Sedangkan antar permukaan padat-padat sudah sering digunakan yaitu pada
pembuatan tablet, proses granulasi. Selain itu sangat sedikit data yang
membicarakan ikatan antar partikel padat, maka jarang dibicarakan.
2.3 Tegangan Permukaan
Tegangan Permukaan (TP) adalah gaya per satuan panjang yang harus
diberikan sejajar pada permukaan untuk mengimbangi tarikan ke dalam.
Tegangan Antar Permukaan (TAP) adalah gaya persatuanpanjang yang
terdapat pada antar permukaan dua fase cair yang tidak bercampur.
TP atau TAP = γ = dyne/cm
Pada suatu tetesa cairan , molekul-molekul yang berada pada permukaan
memiliki sifat yang berbeda dengan molekul pada bagian dalam tetesan.
Molekul dalam cairan dikelilingi oleh molekul lain dari segala arah yang
memiliki daya tarik menarik yang sama.
Sedangkan molekul pada permukaan (yakni pada antar permukaan cair-
udara) hanya dapat memiliki daya tarik menarik dengan molekul lain yang
terletak di bawah atau disampingya.
Molekul ini dapat memiliki daya tarik menarik dengan molekul yang
menyusun fase lain yang terlibat dalam antar permukaan tersebut
tapi pada antar permukaan cair-gas, antaraksi ini kecil dan bisa
diabaikan.
5
Molekul pada permukaan tetesan tersebut akan mengalami gaya tarik ke
arah dalam sehingga akan menyusutnya permukaan.
TAP selalu lebih kecil dari TP karena gaya adhesi antara dua fase
cair yang membentuk suatu antar permukaan lebih besar dibandingkan antar
cair-gas. Bila 2 cairan bercampur sempurna maka tidak ada TAP yang terjadi.
Untuk mendefinisikan tegangan permukaan, digambarkan suatu rangka
kawat yang disusun seperti piston. Di dalam rangka kawat tersebut terdapat
film permukaan yang luasnya dapat berubah bila tangkai piston ditarik.
Gambar 2.2. Rangka kawat piston dengan film permukaan
Gaya (F) yang diperlukan untuk meregang film permukaan berbanding
lurus dengan panjang piston (l). Karena terdapat dua permukaan (depan dan
belakang) pada film, maka
6
f
AD C
B
L
γ= F2 l atau F=γ (2 l)
Dimana :
γ = Tegangan Permukaan
F = Gaya
l = Panjang kawat
dimana γ adalah tegangan permukaan. Satuan tegangan permukaan
adalah kerja (energi) per satuan luas. Satuan SI untuk γ adalah adalah J/m2
atau N/m, sedangkan satuan cgs untuk γ adalah erg/cm2 atau dyn/cm.