Laporan Praktikum Penentuan Tegangan Permukaan Cairan Cara Cincin Du Nouy

LAPORAN PRAKTIKUM KIMIA FISIKA II

 
PENENTUAN TEGANGAN PERMUKAAN CAIRAN CARA CINCIN DU NOUY

 Berlian Reza Firtantio (140332601778)

LABORATORIUM KIMIA FISIKA
JURUSAN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS NEGERI MALANG
Oktober 2017

 

A. JUDUL PERCOBAAN

 Penentuan Tegangan Permukaan Cairan Cara Cincin Du Nouy
 
B. TUJUAN PERCOBAAN 

Menentukan Tegangan Permukaan Cairan Tunggal dan atau Larutan

C. DASAR TEORI

Molekul pada permukaan mengalami tarikan kedalam rongga cairan, karena gaya tarik menarik didalam rongga cairan lebih besar dibanding gaya tarik oleh tiap molekul yang berada diatas permukaan. akibat tarikan ini permukaan cenderung mengkerut untuk mencapai luas sekecil mungkin sehingga mempunyai tegangan permukaan. Tegangan permukaan didefinisikan sebagai gaya tiap satuan panjang yang bekerja pada permukaan atau energi persatuan luas yang diperlukan untuk memperluas permukaan tiap satu satuan luas pada suhu, tekanan dan komposisi tetap. Selain tegangan permukaan γ untuk sistem cair-uap, dikenal pula tegangan antar muka γ1 untuk dua cairan yang tidak saling campur. Faktor-faktor yang  mempengaruhi  γ antara lain suhu, tekanan dan konsentrasi larutan.

Penentuan tegangan permukaan cairan cara cincin Du Nouy didasarkan atas penentuan gaya yang diperlukan untuk menarik cincin Pt dari permukaan cairan. Cincin digantungkan pada neraca torsi, kemudian ditarik dari cairan dengan memutar kawat torsi. Gaya yang diperlukan secara ideal adalah :

F = 4πRγ .............. Persamaan 1

Dimana R = jari-jari cincin , keliling 2πR harus dikali dua mengingat ada batas dalam dan batas luar antara cairan dan kawat. Perlaakuan ini berlaku untuk sudut kontak ɵ = . dalam kenyataan ada sebagian yang terangkat sebelum permukaan cairan terpecahkan. Sehingga persamaan 1 memerlukan faktor koreksi β, yang merupakan fungsi dari R3/V dan R/r. Dimana V = volume cairan yang terangkat, r = jari-jari kawat dan R = jari-jari cincin. Dengan mempertimbangkan faktor koreksi, tegangan permukaan diberikan oleh persamaan

 

D. Alat dan Bahan

1. Alat :
a. Tensiometer Du Nouy   
b. Termometer 1000C       
c. Cincin Platina
d. Gelas Kimia 50 mL
e.  Gelas Ukur 50 mL
f.   Cawan Petri

2. Bahan :
a. Aquades, larutan Alkohol 75 mL
b. Larutan NaCl 1M
c. Larutan MgCl2 1 M

E. Prosedur Percobaan

1. Dipegang pinset menggunakan cincin
2. Dicelupkan cincin kedalam etanol kemudian dibakar dengan bunsen
3. Digantung cincin pada lengan torsi
4. Ditempatkan larutan pada cawan petri dan diletakkan diatas penyangga cuplikan
5. Diatur lengan torsi sampai menunjuk angka Nol pada piringan skala
6. Dinaikkan penyangga cuplikan sampai cincin tercelup ±0,5 Cmdari permukaan
7. Ditunkan penyangga cuplikan perlahan hingga cincin berada tepat pada permukaan cairan
8. Diputar lengan torsi perlahan hingga cincin terlepas
9. Dicatat besar sudut torsi

F. DATA PENGAMATAN

 G. ANALISIS DATA dan PEMBAHASAN

Salah satu faktor yang mempengaruhi tegangan permukaan suatu larutan adalah konsentrasi larutan. Semakin besar konsentrasi larutan atau semakin banyak zat terlarut dalam larutan meyebabkan tegangan permukaan suatu larutan semakin besar dibanding cairan murninya. Namun berbeda halnya jika zat terlarut dalam larutan bersifat volatil atau mudah menguap. Dengan semakin besarnya persentase zat terlarut volatil dalam larutan menyebabkan tegangan permukaan semakin kecil dibanding tegangan permukaan cairan murninya. Untuk mengetahui tegangan permukaan pada tiap sistem larutan dapat dilakukan dengan mensubtitusi data yang diperoleh berupa sudut torsi ke dalam persamaan, dimana γ = tegangan permukaan cairan. γ0 = tegangan permukaan air.

 

Berdasarkan data diatas dapat diketahui bahwa dengan semakin bertambahnya persentasi cairan volatil dalam suatu campuran larutan, maka tegangan permukaan akan semakin menurun. Dimana pada percobaan tegangan permukaan dari campuran etanol-air, sistem yang memiliki tegangan permukaan tertinggi adalah sistem campuran 25% Etanol +  75% air dengan tegangan permukaan sebesar 65,078 dyne.Cm-1, sedangakan untuk sistem campuran etanol-air yang memiliki tegangan permukaan terendah adalah sistem campuran 75% Etanol +  25% air dengan tegangan permukaan sebesar 34,193 dyne.Cm-1. Begitu pula untuk sistem campuran aseton-air. Karena aseton termasuk cairan volatil maka dengan semakin banyaknya cairan volatil dalam campuran larutan menyebabkan tegangan permukaan dari sistem campuran tersebut akan semakin rendah. Berdasarkan data pengamatan dapat diketahui bahwa sistem campuran aseton-air yang memiliki tegangan permukaan tertinggi adalah sistem campuran 25% Etanol + 75% air dengan tegangan permukaan sebesar 49,636 dyne.Cm-1. Sedangkan sistem campuran aseton-air yang memiliki tegangan permukaan terendah adalah sistem campuran 75%  Aseton +  25% air dengan tegangan permukaan sebesar 30,884 dyne.Cm-1.

Hal ini berbanding terbalik jika zat terlarut bukan merupakan cairan volatil namun suatu garam anorganik misalnya NaCl. Dengan semakin bertambahnya konsentrasi garam NaCl dalam larutan menyebabkan semakin bertambah pula tegangan permukaan dari suatu sitem dibanding pelarutnya. Berdasarkan data yang diperoleh tegangan permukaan dari sistem larutan NaCl 1 M lebih besar dibandingkan tegangan permukaan dari pelarut murniny yaitu air. Begitu pula larutan garam dengan konsentrasi tinggi memiliki tegangan permukaan yang lebih besar dibanding larutan garam dengan dengan konsentrasi yang lebih rendah. Tegangan permukaan dari sistem larutan NaCl 1 M lebih tinggi dibanding tegangan permukaan dari sistem NaCl 0,5 M dan tegangan permukaan dari sistem NaCl 0,5 M lebih tinggi dibanding tegangan permukaan dari sistem NaCl 0,25 M begitu seterusnya.

Tegangan permukaan suatu cairan atau larutan juga dipengaruhi oleh massa jenis cairan atau kerapatan cairan. dengan semakin bertambahnya massa jenis cairan maka tegangan permukaan dari suatu sistem campuran juga akan semakin bertambah. Begitu pula sebaliknya, dengan semakin berkurangnya massa jenis cairan maka tegangan permukaan dari suatu sistem campuran juga akan berkurang. Hal ini dapat dibuktikan berdasakan data pengamatan yang diperoleh. Tegangan permukaan untuk sistem campuran 75% Etanol +  25% air lebih besar dibanding dengan tegangan permukaan untuk sistem  75%  Aseton +  25% air, begitu pula tegangan permukaan untuk sistem 25% Etanol +  75% air lebih besar dibanding dengan tegangan permukaan untuk sistem campuran 25% Aseton +  75% air . hal ini karena massa jenis cairan volatil yang berbeda dari kedua sistem tersebut. Massa jenis dari etanol sebesar 789 kg.m-3 sedangkan massa jenis dari aseton sebesar 784 kg.m-3.

H. KESIMPULAN

1. Tegangan permukaan timbul akibat adanya gaya kohesif dari suatu materi
2. Semakin besar persentase cairan volatil dalam suatu sistem campuran dengan air menyebabkan   
     tegangan permukaan yang dimiliki suatu sistem akan semakin menurun.
3. Semakin besar konsentrasi larutan garam maka tegangan permukaan dari sistem tersebut juga
     semakin besar.
4. Beberapa faktor yang mempengaruhi tegangan permukaan antara lain komposisi sistem, konsentrasi larutan dan massa jenis cairan. tegangan permukaan juga dipengaruhi oleh suhu dan tekanan.

I. DAFTAR PUSTAKA

Nazriati & Sumari.  2017. Petunjuk Praktikum Kimia Fisika II. Malang: Universitas Negeri Malang.

J. PERTANYAAN dan JAWABAN

1. Mengapa   lebih kecil dari pada   cairan-cairan murninya ?
Karena gaya adhesi antara dua cairan tidak bercampur lebih besar dibanding gaya adhesi antara cairan dan udara .
2. Jelaskan cara lain untuk penentuan   dengan prinsip yang sama seperti cara cincin Du Nouy !
Dengan metode kenaikan pipa kapiler, yaitu cara untuk menentukan tegangan permukaan dengan melihat ketinggian air/cairan yang naik melalui suatu kapiler .
3. Bagaimana pengaruh suhu terhadap tegangan permukaan ?
Tegangan permukaan turun dengan semakin naiknya suhu karena energi kinetik molekul meningkat .

Share this post