Penentuan Tegangan Permukaan Cairan dengan Metode Aksi Kapiler

Tegangan Permukaan air tanpa detergen, dengan air yang diberi detergen sangat berbeda.

Apa yang membuat orang mencuci memakai detergen? Kenapa tidak dengan air saja? 

Apa kelebihannya? Bagaimana percobaan praktikum untuk membuktikannya? 

Temukan jawabannya pada percobaan berikut ini.

A. Tujuan

•    Menentukan tegangan permukaan cairan dengan metode kapiler 
•    Mengetahui faktor-faktor yang mempengaruhi tegangan permukaan
•    Mengetahui konsep tegangan permukaan dalam tegangan permukaan cairan

B. Teori Dasar

Tegangan permukaan adalah gaya perentang yang diperlukan untuk membentuk selaput yang diperoleh dengan membagi suku energi permukaan dengan panjang suku Rn selaput dalam kesetimbangan. Tegangan permukaan ini terjadi akibat perbedaan tarik menarik timbal-balik antara molekul-molekul zat cair dekat permukaan dan molekul-molekul yang terletak agak lebih jauh dari permukaan dalam zat cair yang sama.

Tegangan permukaan didefinisikan sebagai kerja yang dilakukan dalam memperluas permukaan cairan dengan satu satuan luas. Daya kohesi suatu zat selalu sama, sehingga pada permukaan  suatu zat cair akan terjadi perbedaan tegangan karena tidak adanya keseimbangan daya kohesi. Tegangan permukaan juga merupakan sifat fisik yang berhubungan dengan gaya antar molekul dalam cairan dan didefinisikan sebagai hambatan peningkatan luas permukaan cairan.

Tegangan permukaan (γ) suatu cairan dapat didefinisikan sebagai banyaknya kerja yang dibutuhkan untukmemperluas permukaan cairan  sebanyak satuan luas pada satuan CGS.  Bila kapiler dicelupkan ke dalam cairan maka akan menimbulkan aksi kapiler, apakah naik atau turun tinggi cairan dalam kapiler. Untuk mengatasi kesalahan pengukuran jari-jari kapiler maka dilakukan metode membandingkan aksi kapiler suatu cairan terhadap suatu cairan pembanding yang telah diketahui tegangan permukaan pada alat yang sama, denga menggunakan persamaan sebagai berikut :

Prosedur pencucian merupakan proses penurunan tegangan permukaan cairan. Sehingga dapat melarutkan kotoran dan lemak yang melekat pada pakaian. Detergen atau sabun cuci yang paling baik daya cucinya yang paling menurunkan tegangan permukaannya. Tegangan permukaan terjadi karena permukaan zat cair cenderung untuk menegang, sehingga permukaannya tampak seperti selaput tipis. 

Ada beberapa cara yang dapat digunakan untuk mengatur tegangan permukaan. Cara yang paling sederhana dan mudah adalah dengan menggunakan metode kapiler. Pada metode ini, sebuah tabung kapiler yang bersih dengan jari-jari r dimasukkan kedalam cairan yang akan diukur tegangan permukaannya. Permukaan cairan akan naik sampai gaya gravitasi sama dengan gaya keatas yang disebabkan tegangan permukaan.

Molekul-molekul pada permukaan cairan mempunyai sifat-sifat khusus yang tidak dimiliki oleh sebagian besar molekul-molekul dalam cairan. Salah satu sifat khusus ini adalah tegangan permukaan. Tegangan permukaan disebabkan molekul-molekul pada permukaan cairan mempunyai sifat-sifat khusus. Molekul pada permukaan cairan ini mengalami gaya resultan yang mengarah ke dalam cairan. Sebaliknya molekul-molekul di dalam cairan, tidak mengalami gaya resultan tersebut, karena molekul didalam cairan akan mengalami gaya yang sama kesegala arah.

C.      Alat dan Bahan

Alat yang digunakan :

• Gelas piala 250 ml, berfungsi sebagai tempat mereaksikan bahan kimia secara tidak teliti

• Labu semprot, berfungsi sebagai tempat aquades

• Batang pengaduk, berfungsi untuk membantu menghomogenkan larutan

• Kaca arloji, berfungsi sebagai tempat wadah menimbang bahan kimia padatan

• Piknometer, berfungsi untuk mendapatkan densitas suatu larutan

• Neraca analitik, berfungsi untuk menimbang bahan secara teliti

• Termometer, berfungsi sebagai alat pengukur suhu

Bahan yang digunakan :

• Aquades, berfungsi sebagai pelarut

• Detergen, berfungsi sebagai sampel

D. Prosedur Kerja 

E. Hasil Percobaan

  

Massa Piknometer kosong = 15,9845 gram

 

Data cairan pembanding ( Aquades )

T = 30 0 C 

 

 

 

F. Pembahasan

Tegangan permukaan sampel lebih rendah daripada tegangan permukaan pembanding (aquades), hal ini wajar karena fungsi pelarutan deterjen dalam aquades yaitu untuk menurunkan teganagan permukaannya karena di dalam deterjen terdapat suatu zat yaitu surfaktan. Surfaktan merupakan zat yang dapat mengaktifkan permukaan. Karena cenderung unutk terkonsentrasi pada permukaan atau antar muka, surfaktan mempunyai orientasi yang jelas sehingga cenderung pada rantai lurus. Surfaktan memiliki dua permukaan yang dapat mengikat air pada salah satu permukaannya dan lemak pada permukaan yang lain. Dari hasil pengukuran tegangan permukaan yang telah dilaksanakan dapat diketahui bahwa semakin tinggi konsentrasi suatu larutan maka semakin tinggi juga densitas larutan tersebut tetapi semakin rendah tegangan permukaannya. Hal ini terjadi karena semakin tinggi konsentrasi suatu larutan maka akan semakin kental larutan tersebut sehingga semakin sulit terjadinya proses kapilaritas (kenaikan larutan) pada pipa kapiler.  

G. Kesimpulan

• Semakin tinggi konsentrasi larutan detergen maka busanya juga semakin banyak. 
• Semakin tinggi konsentrasi larutan maka ketinggian didalam pipa kapilernya semakin rendah. 
• Fungsi dari pelarutan deterjen yaitu untuk menurunkan tegangan permukaan dari air sehingga dapat menghilangkan noda dan minyak pada pakaian. 
• Nilai tegangan permukaan dari hasil analisa :

	0,02%	0,06%	0,1%
Sampel 1 (dyne/cm)	59,82	50,64	46,09
Sampel 2 (dyne/cm)	50,59	46,04	42,75

Daftar Pustaka

 

1.      Pelita, elda. 2011. Modul Praktikum Kimia Fisika I. Padang : ATIP

2.      Bird, Tony. 1985. Kimia Fisika untuk Universitas. Jakarta : Gramedia

3.      P. Atkins. 2007. Physical Chemistry.  edition. Oxford University Press : Great      Britain

4.      M. Kanginan. 2006. Fisika 2006. Erlangga : Jakarta

5.      www.wikipedia.org

6.      www.chemistry. Org