LAPORAN PRAKTIKUM

KIMIA TERAPAN(VISKOSITAS)

KELOMPOK : IVNAMA : DUDI GUSDIAWAN (121724008 )

GAN DENDI JUMHUR (121724010 ) JAYU SUZIA (121724013)

KELAS : 1C – TPTLJURUSAN : TEKNIK KONVERSI ENERGIPEMBIMBING : SRI WIDARTI, M.Sc

POLITEKNIK NEGERI BANDUNG2013

TUJUAN

1. dapat mengukur viskositas (kekentalan) suatu zat cair dengan air sebagai

pembanding dan pengaruhnya terhadap temperatur dengan viskometer Ostwald.

2. Dapat mengukur viskositas (kekentalan) beberapa macam sampel oli dengan

menggunakan viscotester VT-04E.

Dasar Teori

Fluida, baik zat cair maupun zat gas yang jenisnya berbeda memilik tingkat

kekentalan yang berbeda. Misalnya sirup dan air. Viskositas alias kekentalan

sebenarnya merupakan gaya gesekan antara molekul-molekul yang menyusun suatu

fluida. Viskositas adalah gaya gesekan internal fluida. Ketika fluida tersebut mengalir.

Pada zat cair, viskositas disebabkan karena adanya gaya kohesi (gaya tarik

menarik antara molekul sejenis). Sedangkan dalam zat gas, viskositas disebabkan oleh

tumbukan antar molekul. Fluida yang lebih cair biasanya lebih mudah mengalir,

contohnya air. Sebaliknya, fluida yang lebih kental lebih sulit mengalir, contohnya

minyak goreng, oli, madu dan lain-lain.

Tingkat kekentalan suatu fluida juga bergantung pada suhu. Semakin tinggi

suhu zat cair, semakin kurang kental zat cair tersebut. Viskositas atau kekentalan

hanya ada pada fluida riil (rill = nyata). Fluida riil/nyata adalah fluida yang kita temui

dalam kehidupan sehari-hari, seperti air, sirup, oli, asap knalpot, dan lain-lain. Fluida

riil berbeda dengan fluida ideal. Fluida ideal sebenarnya tidak ada dalam kehidupan

sehari-hari. Fluida ideal hanya model yang digunakan untuk membantu kita dalam

menganalisis aliran fluida (fluida ideal ini yang kita pakai dalam pokok bahasan

Fluida Dinamis).

Viskositas suatu fluida adalah sifat yang menunjukkan besar dan kecilnya tahan

dalam fluida terhadap gesekan. Fluida yang mempunyai viskositas rendah, misalnya

air mempunyai tahanan dalam terhadap gesekan yang lebih kecil dibandingkan dengan

fluida yang mempunyai viskositas yang lebih besar.

Setiap fluida, gas atau cairan, memiliki suatu sifat yang dikenal sebagai

viskositas. Viskositas adalah suatu cara untuk menyatakan berapa daya tahan dari

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 viskositasnya tinggi (misalnya madu). Salah satu

cara untuk menentukan viskositas cairan ialah metoda kapiler dari Poiseuille. Pada

metoda ini diukur waktu (t), yang diperlukan untuk volume tertentu cairan (V), untuk

mengalir melalui pipa kapiler dibawah pengaruh tekanan penggerak (P) yang tetap.

Dalam hal ini, untuk cairan yang mengalir dengan aliran laminar, persamaan Poiseille

dinyatakan sebagai,

Vt=P R4

8 ηL

Keterangan :

η : viskositas cairan

V : volume cairan

t : waktu yang diperlukan cairan dengan V mengalir melalui alat

P : tekanan pada cairan

R : jari – jari tabung

L : panjang pipa

Persamaaan ini berlaku untuk cairan dan gas. Ada beberapa viscometer yang

seringdigunakan untuk menentukan viskositas suatu larutan, yaitu :

1. Viskometer Ostwald : untuk menentukan laju aliran kuat kapiler.

2. Viscotester VT-04E

Viskometer Ostwald

Metoda Ostwald merupakan suatu variasi dari metoda Poiseuille. Pada

viscometer 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.

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

b) melalui pipa kapiler yang vertikal. Jumlah tekanan (P) dalam hukum Poisseuille

adalah perbedaan tekanan kedua permukaan cairan dan berbanding lurus dengan berat

jenis cairan (ρ). Dalam prakteknya R dan L sukar secara teliti, karenanya viskositas

cairan ditetapkan dengan cara membandingkannya dengan cairan yang mempunyai

viskositas tertentu, misalnya air.

Persamaan yang digunakan :

Vt=P R4

8 ηL

Sehingga

η1

η2

=R4 (Pt )8 VL

×8 VL

R4 ( Pt )

¿¿¿

η1

η2

=ρ1t 1

ρ2t 2

Keterangan :

P : ρ x konstanta

η : viskositas

ρ : massa jenis

t : waktu

Viskositas cairan adalah fungsi dari ukuran dan permukaan molekul, gaya tarik antar molekul

dan struktur cairan. Tiap molekul dalam cairan dianggap dalam kedudukan setimbang, maka sebelum

suatu lapisan molekul melewati lapisan molekul lainnya diperlukan suatu energy tertentu. Sesuai

dengan hukum Distribusi Maxwell-Boltzmann, jumlah molekul yang memiliki energy yang

diperlukan untuk mengalir dihubungkan dengan faktor e−Δ E /RT. Maka fluiditas sebanding dengan

e−Δ E /RT dan viskositas sebanding dengan e−Δ E /RT. Secara kuantitatif pengaruh suhu terhadap

viskositas dinyatakan dengan persamaan empirik,

η=Α e−Δ E /RT

ln η = ln Α - ΔE⁄RT, dengan A = tetapan yang sangat bergantung pada massa molekul

relative dan volume moler cairan, dan E = energy ambang per Mol yang diperlukan untuk proses

awal aliran.

VISCOTESTER VT-04E

Salah satu cara untuk menentukan viskositas suatu cairan lainnya, yaitu dengan alat

Viscotester VT-04E yang terdiri dari :

1. Main Unit : bagian alat ukur utama yang memiliki bagian petunjuk skala harga viskositas.

2. AC adaptor : komponen alat yang mengatur sumber arus listrik AC.

3. Rotor : komponen alat yang mengukur sampel, VT-04E menggunakan tiga jenis rotor, yaitu:

Rotor no. 3 untuk pengukuran dengan harga viskositas 0.3 dPa.s sampai 13 dPa.s.

Rotor no. 1 untuk pengukuran dengan harga viskositas dPa.s sampai 150 dPa.s.

Rotor no. 2 untuk pengukuran dengan harga viskositas 100 dPa.s sampai 3000 dPa.s

4. Cup/beaker : bejana untuk menampung sampel.

5. Baterai : sumber arus pengganti arus AC.

6. Rotor extension : batang pengaduk tambahan apabila diperlukan Klemp/stand.

Jika harga viskositas sampel belum diketahui, pengukuran menggunakan rotor disesuaikan

dengan prosedur berikut : rotor no. 2, no. 1 kemudian baru rotor no 3.

Selain dengan menggunakan metoda Viskometer Ostwald dan Viscotester VT-04E,

penentuan nilai viskositas dapat dicari dengan cara-cara sebagai berikut :

1. Viskometer Hoppler

Pada viskositas ini yang diukur adalah waktu yang dibutuhkan oleh sebuah bola logam untuk

melewati cairan setinggi tertentu. Suatu benda karena andanya gravitasi akan jatuh melaui medium

yang berviskositas (seperti cairan misalnya), dengan kecepatan yang semakin besar sampai mencapai

kecepatan maksimum. Kecepatan maksimum akan tercapai bila gravitas sama dengan frictional

resistance medium (Bird, 1993:59).

Berdasarkan hukum Stokes pada kecepatan bola maksimum, terjadi keseimbangan sehingga :

gaya gesek = gaya berat, gaya Archimides :

6 r Vπ max = 4/3 r3 (ρbola – ρcair) g

= {2/9 rη 3 (ρbola – ρcair) g} / Vmax

Vmax = h / t

t = waktu jatuh bola pada ketinggian h

Dalam percobaan ini dipakai cara relatif terhadap air, harganya:

ηa = [2/9 r2 (ρa –ρ1) g ta ] / h

ηx = [2/9 r2 (ρx –ρ1) g tx ] / h

ηx / ηa = [(ρx –ρ1) tx ] / [ (ρa –ρ1) g ta]

(Tim Kimia Fisik. 2010:6)

2. Viskometer Cup dan Bob

Prinsip kerjanya sample 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 disepanjang keliling bagian tube

sehingga menyebabkan penemuan konsentrasi. Penurunan konsentrasi ini menyebabkab bagian

tengah zat yang ditekan keluar memadat. Hal ini disebut aliran sumbat(Anonim, 05 November 2010).

3. Viskometer Cone dan Plate

Cara pemakaiannya adalah sampel ditempatkan ditengah-tengah papan, kemudian dinaikkan

hingga posisi dibawah kerucut. Kerucut digerakkan oleh motor dengan bermacam kecapatan dan

sampelnya digeser didalam ruang semit antara papan yang diam dan kemudian kerucut yang

berputar(Anonim, 05 November 2010).

Faktor-faktor yang mempengaruhi viskositas

1. 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 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.

3. Konsentrasi larutan

Viskositas berbanding lurus dengan konsentrasi larutan. Suatu larutan dengan konsentrasi

tinggi akan memiliki viskositas yang tinggi pula, karena konsentrasi larutan menyatakan banyaknya

partikel zat yang terlarut tiap satuan volume. Semakin banyak partikel yang terlarut, gesekan antar

partikrl semakin tinggi dan viskositasnya semakin tinggi pula.

4. Berat molekul solute

Viskositas berbanding lurus dengan berat molekul solute. Karena dengan adanya solute yang

berat akan menghambat atau member beban yang berat pada cairan sehingga manaikkan viskositas.

Definisi Piknometer

Piknometer adalah alat yang digunakan untuk mengukur nilai massa jenis atau densitas dari

fluida. Berbagai macam fluida yang diukur massa jenisnya, biasanya dalam praktikum yang diukur

adalah massa jenis oli, minyak goreng, dan lain-lain. Piknometer itu terdiri dari 3 bagian, yaitu tutup

pikno, lubang, gelas atau tabung ukur. Cara menghitung massa fluida yaitu dengan mengurangkan

massa pikno berisi fluida dengan massa pikno kosong. Kemudian di dapat data massa dan volume

fluida, sehingga tinggal menentukan nilai cho/massa jenis (ρ) fluida dengan persamaan = cho (ρ) =

m/v (Whille, 1988).

ALAT & BAHANAlat : Bahan :

1. Viskometer Ostwald 1. Alcohol

2. Satu set viscotester VT-04E 2. Aseton

3. Piknometer 3. Aquadest

4. Thermostat 4. Berbagai macam oli

5. Pipet Filler

6. Gelas ukur

7. Botol semprot

8. Gelas kimia

9. Thermometer

10. Stop watch

CARA KERJA

Viskometer Ostwald

Menentukan berat jenis Menentukan viskositasmenggunakan piknometer

Langkah-langkahLangkah-langkah

Simpan viskometer ostwaldTimbang piknometer kosong, dalam termostat. Viskometer

dan catat hasilnya dijepit dengan klemp pada Statif

Isi piknometer dengan aquadest yang sudah diukur Masukkan aquadest ke dalam

suhunya sampai penuh, tutup ostwald, kemudian isap

sampai airnya meluber, aquadest memakai pipet filtertimbang, dan catat sampai melewati garis a pada

pipa kapilerIsi piknometer dengan sampel yang lain, lakukan langkah 2 Biarkan aquadest mengalir,

pada saat permukaanaquadest tepat sejajar dengan

garis a hidupkan stopwatch.catat waktu yang diperlukansampai cairan melewati garis

b, ulangi hingga 3x

Viscotester VT-04E

Langkah-langkah

Peganglah viscotester dan pasangkan pada klemp. Gunakan sekrup dibawah klempuntuk membuat posisi main unit horizontal, untuk mengeceknya dengan melihatposisi water pass (gelembung air pada display), posisi water pass berada ditengah

menunjukkan posisi main unit sudah horizontal

tempelkan rotor yang sesuai untuk sampel dengan memutar sekrup rotor padabagian bawah main unit berlawanan arah jarum jam

Meletakkan rotor ditengah-tengah breaker dan mengisinya dengan cairan sampelhingga permukaan cairan tepat pada penunjuk batas sampel pada rotor, aturlah

agar jarak ujung rotor dengan dasar breaker kira-kira 15mm

Ubahlah klemp pengunci jarum pada main unit ke arah yang berlawanan

Set power on

Ketika rotor berputar, jarum penunjuk viskositas bergerak ke arah kanan danmenunjukkan viskositas cairan sampel, bacalah meter viskositas selama rotor

masih berputar dan jarum penunjuk stabil

Jika pengukuran selesai, set power off kemudian setelah jarum penunjuk meterkembali ke awal, kembalikan posisi klemp pengunci jarum ke arah yang

berlawanan lagi

Lepaskanlah rotor lebih dulu dengan hati-hati kemudian pindahkan ke breaker