laporan viskositas cairan sebagai fungsi suhu
-
Upload
wawaoneone -
Category
Documents
-
view
290 -
download
1
Transcript of 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)
-
8/10/2019 laporan viskositas cairan sebagai fungsi suhu
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
-
8/10/2019 laporan viskositas cairan sebagai fungsi suhu
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
-
8/10/2019 laporan viskositas cairan sebagai fungsi suhu
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
-
8/10/2019 laporan viskositas cairan sebagai fungsi suhu
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
-
8/10/2019 laporan viskositas cairan sebagai fungsi suhu
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
-
8/10/2019 laporan viskositas cairan sebagai fungsi suhu
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
-
8/10/2019 laporan viskositas cairan sebagai fungsi suhu
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
-
8/10/2019 laporan viskositas cairan sebagai fungsi suhu
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
-
8/10/2019 laporan viskositas cairan sebagai fungsi suhu
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)
-
8/10/2019 laporan viskositas cairan sebagai fungsi suhu
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
-
8/10/2019 laporan viskositas cairan sebagai fungsi suhu
12/18
-
8/10/2019 laporan viskositas cairan sebagai fungsi suhu
13/18
-
8/10/2019 laporan viskositas cairan sebagai fungsi suhu
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
-
8/10/2019 laporan viskositas cairan sebagai fungsi suhu
15/18
XII.
LAMPIRAN
-
8/10/2019 laporan viskositas cairan sebagai fungsi suhu
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 -
8/10/2019 laporan viskositas cairan sebagai fungsi suhu
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.
-
8/10/2019 laporan viskositas cairan sebagai fungsi suhu
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