Disusun olehYelmida A.

PHENOMENA PERMUKAANKenapa insect atau peniti terapung diatas permukaan air, tidak tenggelam ? Kenapa dalam kasus yang sama tetesan air dipermukaan kaca terkumpul dalam bentuk tetesan , sementara yang lainnya tersebar seperti lapisan film tipis.

Kenapa air bisa merembes naik dalam tabung kapiler yang tipis? Kenapa kita bisa membuat gelembung dari air sabun? Salah satu sifat permukaan yang akan kita tinjau : Tegangan Permukaan ( Surface Tension,( )

TEGANGAN PERMUKAANTegangan Permukaan : Banyaknya kerja yang dibutuhkan untuk memperluas permukaan cairan sebesar satu satuan luas

Atau Tegangan Permukaan adalah : Gaya yang diberikan(F) dibagi dengan luas (W) dari permukaan membran , dibagi lagi dengan 2 karena ada 2 permukaan yang terlibat

= erg cm-2 atau dyne cm-1 ==== cgs = N m-1 ==== SI

Tegangan permukaan terjadi karena adanya kecendrungan permukaan cairan untuk memperkecil luas permukaan secara spontanMolekul yang berada dalam cairan akan mengalami gaya tarik menarik (gaya van Der Wall) yang sama besar kesegala arahMolekul dipermukaan mengalami gaya resultan yang mengarah ke dalam cairanAkibatnya molekul dipermukaan cendrung untuk meninggalkan permukaan dan masuk kedalam cairan sehingga permukaan cendrung menyusut

Gambaran molekul yang berada di dalamdan di permukaan cairan

Cara menentukan Tegangan PermukaanMetoda kapiler (capillary rise)Metoda lempeng WilhelmyMetoda cincin Du Nouy Metoda tekanan gelembung maksimum

Metoda Kapilerh = Sudut kontak cairan dengan dinding kapilerr = jari-jari tabung kapilerh = tinggi cairan dalam tabung kapiler

Gaya tegangan permukaan yang bekerja disekeliling tabung (ketika cairan bersentuhan dengan permukaan dinding tabung) adalah :

Gaya gravitasi adalah : dimana = volume kolom cairan

Pada keadaan setimbang :

Sehingga

Contoh Soal Jari-jari tabung kapiler gelas 0,01 cm. Hitung tinggi kenaikan air dalam tabung kapiler ini, bila diket : = 72,75 dyne cm-1 g = 980,7 cm det-2 = 1 gr cm-3

Jawab :Sudut kontak air dan gelas

Metoda lempeng WilhelmyPada metoda ini digunakan lempeng mika tipis atau kaca slide mikroskop, yang digantung pada neraca.a. Detachment methodb. Metoda statik

Metoda Cincin Du NouyMetoda ini dapat mengukur teg.permukaan cairan-udara dan cairan-cairan

Gaya yang dibutuhkan untuk mengangkat cincin dari perm.cairan adalah :

AdsorbsiBila pada permukaan antara dua fasa (misal fasa cair-gas atau cair-cair) ditambahkan komponen ketiga, maka komponen ketiga tersebut akan teradsorbsi pada permukaan.

Komponen ketiga ini sangat mempengaruhi sifat permukaan, yang disebut : SURFACE ACTIVE AGENT (Surfactan)

Mis. n-pentanol yang dilarutkan dalam airPenambahan sabun/detergent untuk menstabilkan emulsi air-minyak

Surfaktan dapat dikelompokkan : a.Larut dalam air, mis. alkohol dan asam lemak rantai pendek.Molekul ini dalam air akan membentuk lapisan dengan ketebalan satu molekul : Lapisan mono molekuler. Ketebalan atau konsentrasi komponen ketiga ini dapat dicari/ ditentukanb.Tak larut dalam air, mis.pelarut organik petroleum eter atau asam stearat, yang disebarkan diatas permukaan air sehingga terbentuk lapisan mono molekulerAdsorbsi

Konsentrasi surfaktan yang terdapat pada permukaan (konsentrasi lapisan hasil adsorbsi) dapat ditentukan dengan pers. GIBBS :

Dimana : = surface excess C2 = konsentrasi surfaktan yang terdapat dalam larutan R = konstanta gas T = Temperatur absolut Adsorbsi

Kecendrungan molekul surfaktan untuk berkumpul dipermukaan, menyebabkan turunnya tegangan permukaan. Hal ini terjadi karena surfaktan menghasilkan suatu EXPANDING PRESSURE, Atau tegangan permukaan yang melawan kecendrungan suatu permukaan untuk menyusut Besarnya tegangan permukaan setelah penambahan surfaktan : Adsorbsi

Kebenaran pers. GIBBS diuji oleh Mc Brain menggunakan MICROTONE, untuk mengikis suatu lapisan permukaan yang sangat tipis (0,1 mm).Konsentrasi surfaktan yang dikikis dari permukaan dibandingkan dengan konsentrasi surfaktan dalam larutanContoh :1. Dengan menggunakan microtone, suatu perm.larutan dengan luas 0,031m2, berhasil dikikis 2,30 gr larutan as.hidroksisinamat. Konsentrasi asam hasil kikisan 4,0130 gr/kg air, sedangkan konsentrasi larutan 4,000 gr/kg air pada 25 oC. Hitung dengan metoda Langmuir (microtone)Adsorbsi

Jawab : Perhitungan dari data microtone

- Kelebihan konsentrasi asam pada permukaan := ( 4,0130 4,000 ) = 0,0130 g/kg

- Berat asam yang berhasil dikikis = (2,30 x 0,0130) / 1000

- Jumlah mol asam yang berhasil dikikis :[(2,30 x 0,0130) / 1000] x 1/150 mol = 1,992 . 10-7 mol

- Luas permukaan 0,031 m2, maka :

= (1,992 . 10-7 mol) / 0,031m2 = 6,43 . 10 -6 mol/m2 Adsorbsi

2. Dari percobaan lain, untuk asam hidroksisinamat pada suhu 25oC diperoleh data sbb :

Hitung menggunakan pers. GIBBS Jawab:

Permukaan cairan-gas, cairan-cairan Tegangan permukaan yang bisa diukur, bukan hanya antara cairan dan gas, tapi juga tegangan permukaan antara permukaan dua cairan (sering disebut : tegangan antar muka) Nilai tegangan permukaan dua cairan biasanya berada diantara nilai tegangan permukaan cairan-gas masing-masing cairan Misal:

Permukaan Gas-PadatanJika gas atau uap bersentuhan dengan permukaan padatan yang bersih, maka gas/uap akan teradsorbsi pada permukaan padatan tadi.Permukaan padatan ===== AdsorbentGas/uap ===== AdsorbatAdsorbent - sangat halus- sangat porous Mis : arang aktif

Gaya yang menyebabkan molekul gas terikat pada permukaan padatan, dapat berupa :Gaya van Der Waals (adsorbsi fisika)Gaya kimiawi (chemisorption, adsorbsi aktivasi)

Pada keadaan setimbang, hubungan antara jumlah gas yang teradsorbsi dan tekanan gas pada suhu tertentu ISOTERM ADSORBSI

Persamaan yang sering digunakan untuk menyatakan adsorbsi gas pada permukaan padatan adalah :a.) Isoterm Langmuir :

b.) Isoterm Freundlich :

c.) Isoterm BET (pengembangan pers. Langmuir):

Permukaan Padatan-Cairan= SUDUT KONTAK =Bila setitik cairan ditempatkan pada permukaan padatan yang halus, maka cairan tetap berbentuk bola pipih dengan sudut kontak, c tertentu, atau dapat tersebar pada permukaan membentuk lapisan cairan

Sudut kontak suatu cairan yang membasahi permukaan kering >>> dari permukaan basahMisal : titik hujan yang jatuh pada kaca jendela yang kotorBahan dasar pembuat payung, c dg air >>>