BAB I
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Banyak
fenomena-fenomena alam yang kurang kita perhatikan akan tetapi
fenomena-fenomena tersbut mempunyai hubungan dengan adanya tegangan permukaan.
Sering terlihat peristiwa-peristiwa alam yang tidak diperhatikan dengan teliti
misalnya tetes-tetes zat cair pada pipa keran yang bukan suatu aliran,
laba-laba air yang berada di atas permukaan air, gelembung-gelembung sabun,
pisau silet yang diletakkan perlahan-lahan di atas permukaan zat cair yang
terapung, dan naiknya air pada pipa kapiler. Hal tersebut dapat terjadi karena
adanya gaya-gaya yang bekerja pada permukaan zat cair atau pada batas antara
zat cair dengan bahan lain.
Tegangan
permukaan merupakan fenomena menarik yang terjadi pada zat cair (fluida) yang
berada pada keadaan diam (statis).
Suatu
molekul dalam fase cair dapat dianggap secara sempurna dikelilingi oleh molekul
lainnya yang secara rata-rata mengalami daya tarik yang sama ke semua arah.
Gejala ini yang disebut dengan tegangan permukaan.
Permukaan zat cair mempunyai sifat ingin merenggang,
sehingga permukaannya seolah-olah ditutupi oleh suatu lapisan yang elastis. Hal
ini disebabkan adanya gaya tarik-menarik antar partikel sejenis didalam zat
cair sampai ke permukaan. Di dalam cairan, tiap molekul ditarik oleh molekul
lain yang sejenis di dekatnya dengan gaya yang sama ke segala arah. Akibatnya
tidak terdapat sisa (resultan) gaya yang bekerja pada masing-masing molekul.
Adanya gaya atau tarikan kebawah menyebabkan permukaan cairan berkontraksi dan
berada dalam keadaan tegang. tegangan ini disebut dengan tegangan permukaan.
Molekul-molekul yang berada dalam fasa cair
seluruhnya akan dikelilingi oleh molekul-molekul dengan gaya tarik-menarik yang
sama ke segala arah. Sedangkan molekul pada permukaan mengalami tarikan kedalam
rongga cairan karena gaya tarik-menarik di dalam rongga cairan lebih besar
daripada gaya tarik-menarik oleh molekul uap yang diatas permukaa cairan. Hal
ini berakibat permukaan cenderung mengerut untuk mencapai luas yang sekecil
mungkin.
Tegangan permukaan
bervariasi antara berbagai cairan. Air memiliki tegangan permukaan yang tinggi
dan merupakan agen pembasah yang buruk karena air membentuk droplet, misalnya
tetesan air hujan pada kaca depan mobil. Permukaan air membentuk suatu lapisan
yang cukup kuat sehingga beberapa serangga dapat berjalan diatasnya.
Tegangan yang
terjadi pada air akan bertambah dengan penambahan garam-garam anorganik atau
senyawa-senyawa elektrolit, tetapi akan berkurang dengan penambahan senyawa
organik tertentu antara lain sabun. Didalam teori ini dikatakan bahwa
penambahan emulgator akan menurunkan dan menghilangkan tegangan permukaan yang
terjadi pada bidang batas sehingga antara kedua zat cair tersebut akan mudah
bercampur.
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 adesi berlaku bahwa besar gaya
kohesinya lebih kecil dari pada gaya adesinya dan pada zat yang non-adesi
berlaku sebaliknya. Salah satu model peralatan yang sering digunakan untuk
mengukur 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 cairan. 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.
Pada percobaan kali ini kita akan
menganalisa tegangan permukaan pada cairan dengan menggunakan metode pipa
kapiler.
B. Tujuan Percobaan
·
Menerangkan factor-aktor yang
mempengaruhi tegangan permukaan suatu zat cair.
·
Menentukan tegangan permukaan air,
paraffin cair, dan tween 80.
·
Menentukan konsentrasi misel kritik
suatu surfaktan degan metode tegangan permukaan.
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
A.
Teori
Umum
Permukaan zat cair
mempunyai sifat ingin merenggang, sehingga permukaannya seolah-olah ditutupi
oleh suatu lapisan yang elastis. Hal ini disebabkan adanya gaya tarik-menarik
antar partikel sejenis didalam zat cair sampai ke permukaan. Di dalam cairan,
tiap molekul ditarik oleh molekul lain yang sejenis di dekatnya dengan gaya
yang sama ke segala arah. Akibatnya tidak terdapat sisa (resultan) gaya yang
bekerja pada masing-masing molekul. Adanya gaya atau tarikan kebawah
menyebabkan permukaan cairan berkontraksi dan berada dalam keadaan tegang. tegangan
ini disebut dengan tegangan permukaan (Herinaldi, 2004).
Molekul-molekul yang
berada dalam fasa cair seluruhnya akan dikelilingi oleh molekul-molekul dengan
gaya tarik-menarik yang sama ke segala arah. Sedangkan molekul pada permukaan
mengalami tarikan kedalam rongga cairan karena gaya tarik-menarik di dalam
rongga cairan lebih besar daripada gaya tarik-menarik oleh molekul uap yang
diatas permukaa cairan. Hal ini berakibat permukaan cenderung mengerut untuk
mencapai luas yang sekecil mungkin (Halliday, 1991 ).
Tegangan permukaan
bervariasi antara berbagai cairan. Air memiliki tegangan permukaan yang tinggi
dan merupakan agen pembasah yang buruk karena air membentuk droplet, misalnya
tetesan air hujan pada kaca depan mobil. Permukaan air membentuk suatu lapisan
yang cukup kuat sehingga beberapa serangga dapat berjalan diatasnya (Suminar,
2001).
Tegangan yang
terjadi pada air akan bertambah dengan penambahan garam-garam anorganik atau
senyawa-senyawa elektrolit, tetapi akan berkurang dengan penambahan senyawa
organik tertentu antara lain sabun. Didalam teori ini dikatakan bahwa
penambahan emulgator akan menurunkan dan menghilangkan tegangan permukaan yang
terjadi pada bidang batas sehingga antara kedua zat cair tersebut akan mudah
bercampur (Mawarda, 2009).
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 adesi berlaku bahwa besar gaya
kohesinya lebih kecil dari pada gaya adesinya dan pada zat yang non-adesi
berlaku sebaliknya. Salah satu model peralatan yang sering digunakan untuk
mengukur 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) (Atfins, 1994).
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 cairan. 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 (Atfins, 1994).
Ada
beberapa metode dalam melakukan tegangan permukaan : (Atfins, 1994).
- Metode
kenaikan kapiler
Tegangan permukaan diukur dengan melihat
ketinggian air/ cairan yang naik melalui suatu kapiler. Metode kenaikan kapiler
hanya dapat digunakan untuk mengukur tegangan permukaan tidak bisa untuk
mengukur tegangan permukaan tidak bisa untuk mengukur tegangan antar muka.
- Metode
tersiometer Du-Nouy
Metode cincin Du-Nouy bisa
digunakan untuk mengukur tegangan permukaan ataupun tegangan antar muka.
Prinsip dari alat ini adalah gaya yang diperlukan untuk melepaskan suatu cincin
platina iridium yang diperlukan sebanding dengan tegangan permukaan atau
tegangan antar muka dari cairan tersebut (Atfins, 1994).
Air
mempunyai tegangan permukaan dan biasa digunakan untuk pembersihan. Molekul air
yang terdapat di dalam badan air akan dikelilingi dan ditarik oleh molekul air
lainnya. Akan tetapi, pada permukaan air akan ditarik oleh molekul air yang
terdapat di samping dan dibawahnya. Tegangan permukaan diciptakan molekul air
pada permukaan yang ditarik ke dalam badan air. Tegangan ini menyebabkan air
menjadi tetesan pada permukaan sehingga pembasahannya menjadi lambat dan
menghambat proses pembersihan (Kartiningsih, 2006).
Menurunnya
tegangan permukaan larutan gliserol menurun secara linear dengan meningkatnya
temperatur. Hal ini disebabkan karena larutan gliserol merupakan campuran
antara gliserol dengan akuades pada rasio v/v 1 : 2, dimana berdasarkan literatur
diketahui bahwa tegangan permukaan dari akuades lebih besar daripada tegangan
permukaaan gliserol. Apabila larutan gliserol mengalami peningkatan temperatur
dengan jalan pemanasan, maka dapat akan terjadi penurunan konsentrasi akuades
dalam larutan gliserol karena kemungkinan mengalami penguapan, dimana hal
tersebut akan menurunkan tegangan permukaan larutan gliserol secara keseluruhan
(Yuniawan, 2010).
Molekul
surfaktan yang bersifat amfifil yaitu suatu molekul yang mempunyai dua ujung
yang terpisah, yaitu ujung polar (hidrofilik) dan ujung non polar (hidrifobik).
Sifat surfaktan yang amfifil menyebabkan surfaktan diadsorpsi pada antar muka
baik itu cair/gas (yang tidak saling bercampur). Surfaktan akan selalu berada
pada antar muka suatu cairan (berbeda jenis), bila jumlah gugus hidrofil dan
lipofilnya seimbang. Tapi, apabila suatu surfaktan memiliki gugus hidrofil
lebih besar lipofil, maka surfaktan akan lebih berada pada fase air dan sedikit
berada pada antar muka. Sebaliknya, bila suatu surfaktan memiliki gugus
hid rofil lebih kecil dari lipofil maka surfaktan akan lebih berada
pada fase minyak dan sedikit berada pada antar muka (Wahyuni, 2012).
Surfaktan
dapat digunakan menjadi dua golongan besar yaitu, surfaktan yang larut dalam
minyak dan surfaktan yang larut dalam pelarut air. Surfaktan yang larut dalam
minyak : Ada tiga yang termasuk dalam golongan ini, yaitu senyawa polar
berantai panjang, senyawa fluorokarbon, dan senyawa silikon. Surfaktan yang
larut dalam pelarut air : Golongan ini banyak digunakan antara lain sebagai zat
pembasah, zat pembusa, zat pengemulsi, zat anti busa, detergen, zat flotasi,
mencegah korosi, dan lain-lain. Ada empat yang termasuk dalam golongan ini
yaitu surfaktan anion yang bermuatan negatif, surfaktan yang bermuatan positif,
surfaktan nonion yang tak terionisasi dalam larutan, dan surfaktan amfoter yang
bermuatan negatif dan positif bergantung pada pH-nya (Arbiyanti et al, 2008).
Surfaktan
berbahan baku oleokimia memiliki beberapa keunggulan, diantaranya bersifat terbarukan
(renewable resources) dan secara alami mudah terdegradasi.
Surfaktan ini dapat dibuat dengan mengunakan bahan baku minyak kelapa murni dan
melalui proses sebagai berikut: reaksi transesterifikasi untuk mengkonversi
minyak menjadi metil ester; pemisahan metil laurat dari metil ester; reaksi
hidrogenasi metil laurat menggunakan katalis Ni; reaksi sulfatasi dengan
menambahkan H2SO4; serta netralisasi dengan NaOH
(Arbiyanti et al, 2008).
Molekul-molekul pada permukaan
cairan mempunyai sifat khusus yang tidak dimiliki oleh sebagian dasar
molekul-molekul dalam cairan. Salah satu sifat khusus ini adalah tegangan
permukaan. Apabila jarum diletakkan secara hati-hati di atas permukaan jarum
akan terapung, padahal jelas berat jenis jarum lebih besar daripada berat jenis
air, sehingga diharapkan jarum akan tenggelam. Terapungnya jarum disebabkan
permukaan air seolah-olah diliputi oleh selaput tipis yang berhubungan dengan
tegangan permukaan adalah terbentuknya miniskus apabila dimasukkan cairan ke
dalam tabung reaksi. Air yang membasahi dinding
kapiler dan akan naik sehingga lebih tinggi daripada permukaan air
sekitarnya. Spons yang dapat menyerap air ataupun air yang dapat meresap ke
dalam tanah merupakan beberapa contoh yang menunjukkan bahwa tegangan permukaan
memang ada (Bird, 1993).
Bila fase-fase berada
bersama-sama, batas antara keduanya disebut suatu antar muka. Sifat dari
molekul-molekul yang membentuk antarmuka tersebut sering cukup berbeda dari
sifat “fase antarmuka”. Walaupun istilah ini tidak benar dalam hal contoh fase,
tetapi merupakan suatu konsep yang berguna. Sebagai contoh, molekul-molekul
pada antarmuka cair-gas dapat berada dalam keadaan gas-dua dimensi, cair atau
padat bergantung pada keadaan temperature dan tekanan biasa pada antarmuka. (Martin,
1993)
Beberapa jenis antarmuka dapat
terjadi, bergantung apakah kedua fase yang berdekatan adalah dalam keadaan
padat, cair atau gas. Istilah permukaan biasanya dipakai bila membicarakan
suatu antarmuka gas/padat atau suatu antamuka gas/cair. Setiap partikel dari
zat, baik itu sel, bakteri, koloid, granul, atau manusia mempunyai suatu
antarmuka pada batas sekelilingnya. Fenomena dalam farmasi dan kedokteran
adalah factor-faktor yang berarti yang mempengaruhi adsorbs obat pada bahan
pembantu padatdalam bentuk sediaan, penetrasi (penembusan) molekul melalui
membrane biologis, pembentukan dan kestabilan emulsi, dan disperse
(penyebar-rataan) dari partikel yang tidak larut dalam media cair
untukmembentuk suspensi. Sifat antarmuka dari suatu zat aktif-permukaan
(surface-active) yang melapisi bagian dalam dari alveoli paru-paru merupakan
penyebab kerja yang efisien dari organ ini (Martin, 1993).
Pada permukaan temu antara cairan
dangas, atau dua cairan yang tidak dapat bercampur, seolah-olah terbentuk suatu
selaput atau lapisan khusus, yang nampaknya disebabkan oleh tarikan
molekul-molekul cairan di bawah permukaan tersebut adalah suatu percobaan yang
sederhana untuk meletakkan sebuah jarum kecil pada permukaan air yang tenang
dan mengamati bahwa jarum itu didukung di sana oleh selaput tersebut (Wyle,
1988).
Daya tarik kapiler disebabkan
oleh tegangan permukaan dan oleh nilai relatif adhesi antara cairan dan benda
padat terhadap kohesi cairan. Cairan yang membasahi benda padat mempunyai
adhesi yang lebih besar daripada kohesi. Kegiatan tegangan permukaan dalam hal
ini menyebabkan cairan naik di dalam tabung vertical kecil yang terendam
sebagian dalam cairan itu. Bagi cairan yang tidak membasahi benda padat,
tegangan permukaan cenderung untuk menekan miniskus dalam tabung vertikel
kecil. Bila sudut kontak antara cairan dan zat padat diketahui maka kenaikan
kapiler dapat dihitung untuk bentuk miniskus yang diasumsikan (Benjamin, 1988).
Bintik air yang jatuh di udara
atau gelembung udara yang ada dalam air akan selalu berbentuk bola terbatas dan
pengaruh gaya luas seperti gaya gravitasi akibat viskositas. Bila air dituang
ke dalam gelas bersih sampai penuh maka pada batas tertentu permukaan air pada
gelas dapat lebih tinggi dari permukaan dinding gelas. Bila tabung pipa kaca
bersih dicelupkan tegak lurus pada permukaan air maka air pada tepi luar tabung
akan naik. Lebih hingga sedikit dari permukaan air sekelilingnya. Contoh-contoh
tersebut adalah efek dari adanya tegangan permukaan karena adanya tarik-menarik
antara molekul-molekul dekat permukaan air sekelilingnya. Contoh-contoh
tersebut adalah efek dari adanya tegangan permukaan pada zat cair. Properti ini
dikenal dengan nama tegangan permukaan karena adanya tarik menarik antara
molekul-molekul dalam permukaan. Kerja molekul ini terjadi untuk membawa
molekul ke permukaan. Pembentukan permukaan dikenal dengan nama tegangan
permukaan yang biasanya diberi notasi σ. Tegangan permukaan σ berdimensi
tegangan persatuan panjang. Gaya ini selalu tegak lurus (normal) dengan setiap
garis yang dapat digambar pada permukaan. Sebagai contoh tegangan permukaan dan
air dalam udara sekitar 0,073 N/m (Maksud, 1992).
Tegangan permukaan sebuah
campuran zat cair fungsi sederhana permukaan komponen murni karena komposisi
permukaan pada campuran tidak sama dengan komposisi pada cairnya. Dalam situasi
begini, kita hanya mengetahui komposisi badan cair (Reed, 1991).
Pada umunya oleh karena fase
afinitas ditingkatkan dengan gaya tekanan antara dua fase yang berbeda (gaya
adhesi) menjadi lebih besar dibandingkan gaya atraksi dua molekul yang sama
(gaya kohesi).jika gaya adhesi menjadi lebih besar, missel akan terbentuk dan
tegangan permukaan akan menghilang. Pembahasan ini hanya berfokus pada system
yang dibatasi oleh fase afinitas, dimana sebuah tegangan permukaan tetap ada
(Gannaro, 1990).
Cara-cara
penentuan tegangan antarmuka adalah: (Lachman, 2007)
1. Metode kenaikan kapiler yang
didasarkan pada young laplace
Jika
suatu cairan membasahi dinding suatu kapiler, permukaan cairan terssebut
membentuk cekung dan terdapat perbedaan tegangan antarmuka. Perbedaan ini
menyebabkan cairan dalam kapiler naik. Persamaan young laplace dapat juga
digunakan untuk menentukan tegangan permukaan berdasarkan jari-jari lengkungan.
2. Metode berat tetes
Metode
ini didasarkan pada kenyataan bahwa berat tetesan yang jatuh dari suatu pipa
berjari-jari dan bergantung pada tegangan permukaan cairan tersebut. Metode ini
membutuhkan factor koreksi karena hanya sebagiantetesan tersebut yang mencapai
ukuran ketidakstabilan untuk jatuh yaitu suatu keseimbangan yang tetap menempel
pada ujung kapiler.
3. Metode lempeng wilhelmy
Yaitu
suatu metode atau pengukuran langsung dari gaya yang dikenakan pada selembar
lempeng platina yang terdapat pada antarmuka. Metode lempeng wilhelmy relative
sederhana dan memberikan hasil yang teliti, metode ini baik untuk mempelajari
umur permukaan dan biasanya metode ini digunakan untuk mengukur tegangan
permukaan selama eksperimen keseimbangan lapisan tetapi metode ini tidak dapat
digunakan untuk mengukur tegangan antarmuka.
4. Metode pelepasan
Merupakan
metode yang paling luas digunakan untuk menentukan tegangan permukaan dan
tegangan antar muka dalam farmasi. Metode ini tergantung pada pengukuran gaya
yang diperlukan untuk melepaskan suatu cincin kawat dari permukaan cairan.
5. Metode kenaikan kapiler
Bila
suatu tabung kapiler diletakkan dalam cairan disebuah beker (gelas piala),
biasanya cairan tersebut naik kedaam pipa sampai ketinggian tertentu. Hal ini
disebabkan karena kekuatan adhesi antara molekul-molekul cairan dan dinding
kapiler lebih besar dari pada kohesi antara molekul-molekul cairan itu
membasahi dinding kapiler, menyebar dan meninggi dalam pipa, namun dengan
menggunakan metode kenaikan kapiler tidak dapat memperoleh tegangan antarmuka.
6. Tensiometer dunouy
Prinsip
dari alat ersebut tergantung pada kenyataan bahwa gaya yang diperlukan untuk
melepaskan suatu cincin platina-iridium yang dicelupkan pada permukaan
antarmuka adalah sebanding dengan tegangan permukaan dan tegangan antamuka.
B. Uraian Bahan
1.
Air suling ( Ditjen POM, 1979)
Nama Resmi : AQUA DESTILLATA
Nama lain : Air suling
RM/BM : H2O
/ 18,02
Pemerian : Cairan jernih, tidak berwarna,
tidak berbau, tidak mempunyai rasa.
Rumus struktur : H
H
O
Penyimpanan
: Dalam wadah tertutup baik.
Kegunaan : Sebagai pelarut dan sampel
Bobot
jenis : 0,997 g/ml
2.
Paraffin Cair (Ditjen Pom 1979)
Nama Resmi : PARAFFINUM LIQUIDUM
Nama Lain : Parafin cair
Pemerian : cairan kental,
transparan,tidak berflouresensi; tidak berwarna; hamper tidak berbau; hamper
tidak mempunyai rasa.
Penyimapanan : Dalam wadah tertutup rapat.
Kegunaan : Sebagai sampel.
Bobot jenis : 0,890 g/ml
3.
Polisorbat-80 (Ditjen Pom 1979)
Nama
Latin : POLYSORBATUM-80
Sinonim : Polisorbat-80
Pemerian : Cairan kental seperti
minyak ; jernih, kuning ; bau asam lemak, khas
Kelarutan : Mudah larut dalam air, dalam
etanol (95%) P ; dalam etil astetat P dan dalam metanol P ; sukar
larut dalam parafin cair dan dalam minyak biji kapas P.
Penyimpanan :
Dalam wadah tertutup rapat
Khasiat :
sebagai sampel
Bobot jenis :
1,08 g/ml
C.
Proedur
Kerja (Anonim. 2013)
Tentukan
tegangan permukaan zat-zat berikut dengan metode kenaikan kapiler.
1. Air.
2. Larutan
tween 80 dengan konsentrasi 0,2; 0,4; 0,6; 0,8; 1,0; 2,0; 4,0; 6,0; 8,0; dan 10
mg/100 ml air.
3. Parafin
cair.
BAB
III
METODE
KERJA
A.
Alat
dan Bahan
Ø Alat
Adapun alat yang
digunakan adalah batang pengaduk, elrenmeyer 250 ml, erlenmeyer 500 ml, cawan
petri, mistar dan pipa kapiler.
Ø Bahan
Adapun bahan
yang digunakan adalah air, paraffin cair dan tween 80 dengan konsentrasi 0,5%,
1%, 2%, 3%, 4%, 5%, 6%, 7%, 8%, 9% dan
10%)
B.
Langkah
Kerja
Ø Disiapkan
alat dan bahan.
Ø Di
isi cawan petri dengan cairan yang akan diukur tegangan permukaannya (air,
paraffin cair dan tween 80 dengan konsentrasi 0,5%, 1%, 2%, 3%, 4%, 5%, 6%, 7%,
8%, 9% dan 10%).
Ø Ditutup
ujung pipa kapiler kemudian diletakkan pipa kapiler di larutan tersebut sampai
cairan tersebut terangkat.
Ø Dilepaskan
penutupnya lalu ukur tinggi cairan dengan menggunakan mistar.
Ø Dihitung
tegangan permukaannya (
dengan rumus;
dengan rumus;
BAB IV
HASIL PENGAMATAN
A.
Tabel
Pengamatan
|
No
|
Sampel
|
Jari-Jari pipa kapiler (cm)
|
berat jenis sampel (g/ml)
|
ketinggian (cm)
|
percepatan gravitasi
|
tegangan permukaan
dyne/cm
|
|
1
|
0,0575
|
0,997
|
1,8
|
980
|
50,567
|
|
|
Air
|
||||||
|
2
|
Paraffin Cair
|
0,0575
|
0,905
|
1,6
|
980
|
40,797
|
|
3
|
Tween 1%
|
0,0575
|
1,08
|
1,7
|
980
|
51,72
|
|
4
|
tween 2%
|
0,0575
|
1,08
|
1,8
|
980
|
54,77
|
|
5
|
tween 3%
|
0,0575
|
1,08
|
1,9
|
980
|
57,81
|
|
6
|
tween 4%
|
0,0575
|
1,08
|
1,5
|
980
|
45,64
|
|
7
|
tween 5%
|
0,0575
|
1,08
|
1,8
|
980
|
54,72
|
|
8
|
tween 6%
|
0,0575
|
1,08
|
1,7
|
980
|
51,57
|
|
9
|
tween 7%
|
0,0575
|
1,08
|
1,6
|
980
|
48,68
|
|
10
|
tween 8%
|
0,0575
|
1,08
|
1,6
|
980
|
48,68
|
|
11
|
tween 9%
|
0,0575
|
1,08
|
1,6
|
980
|
48,68
|
|
12
|
tween 10%
|
0,0575
|
1,08
|
1,6
|
980
|
48,68
|
B.
Perhitungan
1.
Air
ɣ air = 
= ½ . 0,0575 . 1,8 . 0,997 . 980
=50,567 dyne/cm
2.
Parafin Cair
ɣ paraffin =
= ½ . 0,0575 . 1,6. 0,997 . 980
= 40,797 dyne/cm
3. Tween
1%
ɣ tween 1%
= 
= ½ . 0,0575 . 1,7 . 1,08 . 980
= 51,72dyne/cm
4.
Tween 2%
ɣ tween 2%
=
= ½ . 0,0575 . 1,8 . 1,08
. 980
= 54,77dyne/cm
5.
Tween 3%
ɣ tween
3% =
= ½ . 0,0575 . 1,9 . 1,08 . 980
= 57,81 dyne/cm
6.
Tween 4 %
ɣ tween
4% =
= ½ . 0,0575 . 1,5. 1,08 . 980
=45,64 dyne/cm
7. Tween
5%
ɣ tween
5% =
= ½ . 0,0575 . 1,8. 1,08 . 980
=54,72 dyne/cm
8. Tween
6%
ɣ tween
6% =
= ½ . 0,0575 . 1,7. 1,08 . 980
=51,57dyne/cm
9. Tween
7 %
ɣ tween
7% =
= ½ . 0,0575 . 1,6. 1,08 . 980
=48,68 dyne/cm
10. Tween
8 %
ɣ tween
8% =
= ½ . 0,0575 . 1,6. 1,08 . 980
=48,68 dyne/cm
11. Tween
9%
ɣ tween 8%
=
= ½ . 0,0575 . 1,6. 1,08 . 980
=48,68 dyne/cm
12. Tween
10%
ɣ tween
10% =
= ½ . 0,0575 . 1,6. 1,08 . 980
=48,68 dyne/cm
C.
Kurva
D.
Pembahasan
Tegangan permukaan adalah gaya atau tarikan kebawah yang
menyebabkan permukaan cairan berkontraksi dengan benda dalam keadaan tegang.
Hal ini disebabkan oleh gaya-gaya tarik yang tidak seimbang pada antar muka
cairan. Gaya ini biasa segera diketahui pada kenaikan cairan biasa dalam pipa
kapilerdan bentuk suatu tetesan kecil cairan. tegangan permukaan merupakan
fenomena menarik yang terjadi pada zat cair (fluida) yang berada dalam keadaan
diam (statis).
Besarnya tegangan permukaan dipengaruhi oleh beberapa
faktor, seperti jenis cairan, suhu, dan, tekanan, massa jenis, konsentrasi zat
terlarut, dan kerapatan. Jika cairan memiliki molekul besar seperti air, maka
tegangan permukaannya juga besar. salah satu faktor yang mempengaruhi besarnya
tegangan permukaan adalah massa jenis/ densitas (D), semakin besar densitas
berarti semakin rapat muatan – muatan atau partikel-partikel dari cairan
tersebut. Kerapatan partikel ini menyebabkan makin besarnya gaya yang
diperlukan untuk memecahkan permukaan cairan tersebut. Hal ini karena partikel
yang rapat mempunyai gaya tarik menarik antar partikel yang kuat. Sebaliknya
cairan yang mempunyai densitas kecil akan mempunyai tegangan permukaan yang
kecil pula.
Konsentrasi zat terlarut (solut) suatu larutan biner
mempunyai pengaruh terhadap sifat-sifat larutan termasuk tegangan muka dan
adsorbsi pada permukaan larutan. Telah diamati bahwa solut yang ditambahkan
kedalam larutan akan menurunkan tegangan muka, karena mempunyai konsentrasi
dipermukaan yang lebih besar daripada didalam larutan. Sebaliknya solut yang
penambahannya kedalam larutan menaikkan tegangan muka mempunyai konsentrasi
dipermukaan yang lebih kecil daripada didalam larutan.
Ada beberapa metoda penentuan tegangan muka, dalam praktikum
ini digunakan metoda pipa kapiler, yaitu mengukur tegangan permukaan zat cair
dan sudut kelengkungannya dengan memakai pipa berdiameter. Salah satu ujung
pipa dicelupkan kedalam permukaan zat cair maka zat cair tersebut permukaannya
akan naik sampai ketinggian tertentu.
Misel
hanya terbentuk bila konsentrasi surfaktan lebih besar daripada konsentrasi
kritis misel (kkm) dan temperatur sistem lebih besar daripada temperatur kritis
misel atau temperatur Kraff. Konsentrasi kritis misel (kkm) merupakan titik
penjenuhan surfaktan dalam sistem air. Kkm dapat diamati dengan kurva yang
diskontinu dari sifat fisik sistem sebagai suatu fungsi dari jumlah surfaktan
yang ditambahkan. Pembentukan misel dapat dipahami dengan menggunakan termodinamika:
misel dapat terbentuk secara spontan karena keseimbangan antara entropi dan
entalpi. Didalam air efek hidrofobik merupakan gaya pendorong pembentukan
misel, meskipun faktanya pengumpulan molekul surfaktan menurunkan entropinya.
Pada umumnya, diatas kkm, entropi dari pengumpulan molekul surfaktan lebih
sedikit daripada entropi dari molekul kurungan air. Hal yang juga penting
adalah pertimbangan entalpi seperti interaksi elektrostatis yang terjadi antara
muatan (atau ionik) surfaktan.
Ketika surfaktan berada diatas kkm (konsentrasi kritis misel), surfaktan dapat berfungsi sebagai pengemulsi yang akan melarutkan senyawa yang secara normal tidak larut dalam solven yang digunakan. Hal ini terjadi karena spesies tidak mudah larut dapat dimasukkan kedalam inti misel, dimana spesies tersebut terlarut didalam sebagian besar solven oleh kebalikan kepala gugus yang berinteraksi dengan baik dengan spesies solven.
Ketika surfaktan berada diatas kkm (konsentrasi kritis misel), surfaktan dapat berfungsi sebagai pengemulsi yang akan melarutkan senyawa yang secara normal tidak larut dalam solven yang digunakan. Hal ini terjadi karena spesies tidak mudah larut dapat dimasukkan kedalam inti misel, dimana spesies tersebut terlarut didalam sebagian besar solven oleh kebalikan kepala gugus yang berinteraksi dengan baik dengan spesies solven.
Dari
hasil praktikum tang telah dilakukan, didapatkan data yaitu tegangan permukaan
air 50.567, paraffin 40.797, tween 1 % 51.72, tween 2% 54.77, tween 3% 57.81,
tween 3% 45.64, tween 4% 54.72, tween 5% 54.72, tween 6% 51.57, tween 7% 48.68,
tween 8% 48.68, tween 9% 48.68, tween 10% 48.68. Dilihat dari kurva yang
terbentuk diperole KMK pada tween 6% - tween 10%
Dari
data tersebut dapat diketahui bahwa percobaan yang telah dilakukan ternyata
mengalami sedikit penyimpangan dengan data pada literatur. Hal ini mungkin
disebabkan beberapa hal, diantaranya adalah :
·
Kurangnya
ketelitian praktikan dalam membaca skala pada pi[a kapiler.
·
Kurang
tepatnya konsentrasi larutan yang dibuat.
BAB
IV
PENUTUP
A. Kesimpulan
Dari percobaan yang telah dilakukan diperoleh
kesimpulan bahawa:
Ø Factor-faktor
yang mempengaruhi tegangan permukaan suatu
·
Temperatur.
·
Sudut kontak.
·
Perubahan luas permukaan.
Ø Tegangan
permukaan air adalah 50.67 dyne , paraffin cair40.97 dyne.
Dan konsentrasi missel kritis terbentuk pada tween 6% - tween 10%.
B. Saran
Diharapkan praktikan lebih teliti dalam mengukur kenaikan
tegangan permukaan serta penimbangan bahan juga lebih tepat agar hasil yang
didapatkan lebih akurat.
DAFTAR
PUSTAKA
Anonim.,
2013., Penuntun Praktikum Farmasi Fisika
II., Universitas Muslim Indonesia, Makassar.
Arbiyanti, R., et al, 2008,
Pengaruh Kondisi Operasi Reaksi
Hidrogenasi Metil Laurat dengan Katalis Nikel untuk Pembuatan Surfaktan
Oleokimia,Jurnal Teknologi, Edisi
No. 3, Tahun XXII.
Atkins, PW., 1994, Kimia
Fisik edisi ke-4 jilid 1, Erlangga, Jakarta.
Bird.,
1993.Kimia Fisika Untuk Universitas. Jakarta: PT.Gramedia Pustaka
Utama.
Ditjen
POM.,1979.,Farmakope Indonesia Edisi 3.,Departemen
Republik Indonesia.
Gennaro,
A. R., et all., 1990. Remingto’s
Pharmaceutical Sciensces Edisi 18th. Pensylvania : Marck Publishing Company, Easton,
Herinaldi.2004.Mekanika Fluida, terjemahan dari “Fundamental of Fluids
Mechanic” oleh Donald F. Young. Erlangga.Jakarta.
Kartiningsih dan Rahmat D.,
“Formulasi Sediaan Sabun Mandi Cair dari Jus Lidah Buaya (Aloe barbadensis
Mill), Jurnal Ilmu Kefarmasian Indonesia.
Maksud,L.,
1992. Dasar-dasar Analisis Aliran
Disfungsi dan Muatan. Yogyakarta: UII Press.
Mawarda. 2009. Tegangan Permukaan dan
Kapasitas. PT Gramedia Pustaka Utama.Jakarta.
Prijono, Arko.1995. Mekanika Fluida, tejemaham
dari “Fluids of Mechanic” oleh Victor L. Streeter. Erlangga.Jakarta.
Suminar.2001. Prinsip-Prinsip Kimia Modern, tejemaham dari “Principles of Modern Chemistry” oleh David Oxtoby.
Erlangga.Jakarta.
Wyle,B.E.,
1988.Mekanika Fluida. Jakarta: Erlangga.
Yuniawan H, Sentot BR dan Syarief,
2010, Optimasi Kapasitas Gliserol Pada gA1203 Dan Efek Tegangan
Permukaannya Terhadap Daya Serap Absorbansinya Sebagai Kajian Awal Pemisahan
Gliserol Pada Limbah Biodiesel, Jurnal Ekosa
Tidak ada komentar:
Posting Komentar