Laporan Kimia Fisik Viskositas

Posted: April 8, 2013 in Chem-is-Try

  1.    Tujuan

Menentukkan Viskositas (kekentalan) relative suatu zat cair dengan menggunakan air sebagai pembanding dan pengaruhnya terhadap temperature.

     2. Dasar Teori

Setiap zat cair mempunyai karakteristik yang khas, berbeda satu zat cair dengan zat cair yang lain. Oli mobil sebagai salah satu contoh zat cair dapat kita lihat lebih kental daripada minyak kelapa. Kekentalan atau viskositas dapat dibayangkan sebagai peristiwa gesekan antara satu bagian dan bagian yang lain dalam fluida. Dalam fluida yang kental kita perlu gaya untuk menggeser satu bagian fluida terhadap yang lain.

Kekentalan adalah suatu sifat cairan yang berhubungan erat dengan hambatan untuk mengalir, dimana makin tinggi kekentalan maka makin besar hambatannya. Kekentalan didefenisikan sebagai gaya yang diperlukan untuk menggerakkan secara berkesinambungan suatu permukaan datar melewati permukaan datar lain dalam kondisi mapan tertentu bila ruang diantara permukaan tersebut diisi dengan cairan yang akan ditentukan kekentalannya. Satuan dasar yang digunakan adalah poise ( 1 poise = 100 sentipoise ).

Viskositas adalah sebuah ukuran penolakan sebuah fluida terhadap perubahan bentuk di bawah tekanan shear. Biasanya diterima sebagai “kekentalan”, atau penolakan terhadap penuangan. Viskositas menggambarkan penolakan dalam fluida kepada aliran dan dapat dipikir sebagai sebuah cara untuk mengukur gesekan fluida.  Air memiliki viskositas rendah, sedangkan minyak sayur memiliki viskositas tinggi. Secara formal, viskositas (diwakili oleh simbol η “eta”) adalah rasio dari tegangan geser(F / A) dengan gradien kecepatan(v x Δ / Δ z atau x dv / dz) dalam fluida. Satuan SI untuk viskositas adalah yang kedua pascal [Pa s], yang tidak memiliki nama khusus.

Yang paling umum unit viskositas adalah yang kedua dyne per sentimeter persegi dyne s [/ cm 2], yang diberi nama poise [P] setelah fisiologi Perancis Jean Louis Poiseuille (1799-1869). Sepuluh poise pascal sama dengan satu detik [Pa s] membuat sentipoise [cP] dan [MPa kedua millipascal s] identik.

1 pascal detik = 10 poise = 1,000 millipascal detik
1 sentipoise = 1 millipascal detik

Sebenarnya ada dua kuantitas yang disebut viskositas. Kuantitas yang ditentukan di atas kadang-kadang disebut viskositas dinamik, viskositas absolut, atau viskositas sederhana untuk membedakannya dari kuantitas lain, namun biasanya hanya disebut viskositas. Kuantitas lain disebut viskositas kinematik (diwakili oleh simbol ν “nu”) adalah rasio viskositas fluida untuk densitasnya.

   
 

Viskositas Kinematik adalah ukuran dari arus resistif dari fluida di bawah pengaruh gravitasi. Hal ini sering diukur dengan menggunakan perangkat yang disebut viskometer kapiler – pada dasarnya adalah bisa lulus dengan tabung sempit di bagian bawah. Bila dua cairan volume sama ditempatkan di viscometers kapiler identik dan dibiarkan mengalir di bawah pengaruh gravitasi, cairan kental memerlukan waktu lebih lama daripada kurang cairan kental mengalir melalui selang.

Selain itu, ada beberapa prinsip penetapan viskositas yaitu :

  1. 1.    Viskosimeter kapiler ( contoh : viskometer Ostwald )

Pada metode ini viskositas ditentukan dengan mengukur waktu yang dibutuhkan bagi cairan uji untuk lewat antara dua tanda ketika ia mengalir karena gravitasi , melalui suatu tabung kapiler vertikal. Waktu alir dari cairan yang diuji dibandingkan dengan waktu yang dibutuhkan bagi suatu cairan yang viskositasnya sudah diketahui ( biasanya air ) untuk lewat antara dua tanda tersebut. Jika h1 dan h2 masing-masing adalah viskositas dari cairan yang tidak diketahui dan cairan standar , r1 dan r2 adalah kerapatan dari masing-masing cairan, t1 dan t2 adalah waktu alir dalam detik. Maka viskositas cairan yang tidak diketahui adalah :

1h = ρ1 . t1

2h ρ2 . t2

η1 = ρ1 . t1 . h2

ρ2 . t2

η2 dan ρ2 dapat diketahui dari literatur, ρ1 diperoleh dari pengukuran kerapatan (berat jenis) dengan metode piknometer, t1 dan t2 masing-masing diketahui dengan cara mengukur waktu yang diperlukan oleh zat uji maupun air untuk mengalir melalui dua garis tanda pada tabung kapiler viscometer ostwald.

  1. III.           Alat dan Bahan

 

  • Alat-alat
  1. 1 set alat viscometer Ostwald
  2. Gelas Kimia
  3. Pignometer
  4. Termostat
  5. Stopwatch
  • Bahan-bahan
  1. Aquadest
  2. Alkoohol
  3. Oli rem
  4. Oli pelumas SAE 90 heavy duty, SAE 20 W
  5. Oli pelumas SAE-20T
  6. IV.              Langkah kerja:

Menentukkan viskositas beeberapa cairan dengan air sebagai pembanding

               
   

Tentukan massa jenis zat cair dengan menggunakan piknometer

 

 
     
 
     
 
 

Selanjutnya balik tabung dan lakukan seperti langkah 3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

menentukan viskositas beberapa oli pelumas dengan viscometer digital

         
 

Siapkan oli pelumas yang akan diukur viskositasnya

 

 
     
 
   

Masukkan oli pelumas ke dalam gelas ukur/pipet ukur sebanyak 16 ml

 

 
     

 

 

 

 

 

 

                               
   

Tuangkan oli pelumas di gelas ukur/pipet ukur ke dalam tabung viskometer

 

 
     
 
   

Sesuaikan spindle/pengaduk dengan viskositas oli pelumas yang akan diukur viskositasnya.

 

 
     
 
     
 
     
 
   

Aturlah kecepatan putaran spindel sesuai dengan yang didinginkan

 

 
     
 
     
 
   
 
   

Ulangi percobaan langkah 3 dan langkah 4 untuk zat cair yang lain

 

 

 

 

 

 

 

 

 

           
     
 
   

Pindahkan switch pada posisi on dan jalankan power motornya

 

 
 

Setelah pembacaan temperatur sesuai dengan yang diinginkan, baca berapa viskositasnya pada dial

 

 
     
 
 

Untuk memperoleh hasil viskositasnya, hasil pembacaan dikalikan factor perkalian yang tergantung pada jenis dan kecepatan putaran spindel yang digunakan

 

 
     

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 
 

Naikkan temperatur oli pelumas sampai temperature yang diinginkan

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

  1. V.               Data Percobaan
  • Viskometer Ostwald

No

Zat / Bahan

Waktu (s)

1

Aquadest

12

2

NaCl 3 %

13

3

Gula

16

  • Viskometer Digital

 

Sampel Minyak dengan perbedaan suhu dan pada 50 RPM dengan nilai spindle 1 dan factor finder 2

 

No

Suhu (0C)

Maksimum

Minimum

Nilai Viskositas

1.

25

60

56

58

2.

29

19

17

18

3.

32

15

13

14

4.

37

14

12

13

5.

45

13

11

12

  • Massa

Berat Piknometer Kosong             = 29.9452 g

Piknometer + NaCl 3 %                = 55.3947 g

Piknometer + gula                         = 55.4293 g

Piknometer + aquadest                 = 54.9511 g

 

VII Perhitungan

  • penenetuan Densitas
  1. Aquadest

T aquadest                                                =  250C

V aquadest = V pignometer          =  25 ml

Berat pignometer kosong             =  29.9452  gram

Berat pignometer + aquadest      = 54.9511 gram

Berat aquadest                             = 25.0059   gram

ρ aquadest =           =  = 1,00024 gram/ml

  1. Gula

T Gula                                            = 260C

V Gula = V pignometer     =  25 ml

Berat pignometer kosong             =  29,9452 gram

Berat pignometer + Gula  =  55.4293  gram

Berat Gula                         =  25.4841 gram

ρ Gulal =          =  = 1.01936 gram/ml

  1. Larutan NaCl 3 %

T larutan NaCl                               = 260C

V larutan NaCl = V pignometer    =  25 ml

Berat pignometer kosong             =  29,9452 gram

Berat pignometer + larutan NaCl =  55.3947  gram

Berat larutan NaCl                        =  25,4495  gram

ρ larutan NaCl =             =  = 1,0179 gram/ml

  • Penentuan viskositas cairan
  1. Viskositas larutan NaCl 3 % (260C)

  =

  =

  =

ᶯ larutan NaCl = 0,9444 cp

  1. Viskositas larutan Gula (260C)

  =

  =

  =

ᶯ larutan NaCl = 1.2574 cp

  1. Viskositas oli SAE 20 pada berbagai suhu

Viskometer digital

Spindel nomor       = 1

Rpm                       = 50

Faktor finder         = 2

Viskositas = angka yang teretera x faktor finder

Viskositas (T = 250C)         = 58 x 2

                                          = 116 → log  = 2.06

Viskositas (T = 290C)         = 18 x  2

                                          = 36 → log  = 1,56

Viskositas (T = 320C)         =  14 x 2

                                          = 28 → log  = 1.45

Viskositas (T = 370C)         = 13 x 2

                                          = 26 → log  = 1,42

Viskositas (T = 450C)         = 12 x 2

                                          = 24 → log  = 1,38

  • 25oC = 298 K →  = 3,36 x 10-3 = 0,00336
  • 29oC = 302  K →  = 3,31 x 10-3 = 0,00331
  • 32oC = 305 K →  = 3,27 x 10-3 = 0,003278
  • 37oC = 310  K →  = 3,22  x 10-3 = 0,00322
  • 45oC = 318 K →  = 3,14  x 10-3 = 0,00314

Kurva

Image

 

Pembahasan

Untuk menentukkan Viskositas beberapa cairan dilakukan beberapa cara dengan alat yang berbeda.Cairan yang akan di tentukan viskositasnya adalah Aquaeds,Larutan Gula,Larutan Nacl 3% dan Oli SAE 20 Sedangkan alat yang digunakan adalah Viskometer Oswald dan Viskometer digital .Dalam menentukan Viskositas Oli SAE 20 dilakukan dengan beberapa keadaan suhu yang berbeda diatas Hot Plate ,keadaan suhu yang digunakan yaitu 250C, 290C, 320C, 370C, 450C. Spindel yang digunakan adalah nomor 1 dengan Rpm 50 dan Faktor finder  2 .Nilai Viskositas yang didapat pada percobaan tersebut yaitu berbanding terbalik dengan suhu yang digunakan yakni semakin Suhu yang digunakan tinggi maka nilai Viskositasnya semakin kecil. Hal ini disebabkan karena adanya gerakan partikel-partikel cairan yang semakin cepat apabila suhu ditingkatkan dan menurunkan kekentalannya. 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 partikel semakin tinggi dan viskositasnya semakin tinggi pula. Berat molekul solute, viskositas berbanding lurus dengan berat molukel solute, karena dengan adanya solute yang berat akan menghambat atau memberi beban yang berat pada cairan sehingga menaikkan viskositasnya. Tekanan, akan bertambah jika nilai dari viskositas itu bertambah. Semakin tinggi tekanan maka semakin besar viskositas suatu zat cair. Pada suhu tinggi energi pengaktifan lebih, sehingga cairan akan lebih mudah mengalir pada suhu tinggi. Dari percobaan energi pengaktifan (∆ Evis) oli yaitu 584,41  joule

       Pada viscometer Ostwald yang diukur adalah waktu yang dibutuhkan oleh sejumlah tertentu cairan untuk mengalir melalui pipa kapiler dengan gaya yang disebabkan oleh berat cairan itu.Dan sebelumnya kita harus mencari massa jenis cairan yang akan diketahui viskositasnya.Alat yang digunakan untuk mengukur viskositas disebut viscometer sedangakn Piknometer adalah alat yang digunakan untuk mengukur massa jenis atau densitas dari fluida .Jika ŋ1 dan ŋ2 maing-masing adalah viskositas dari cairan yg tidak diketahui dan cairan standar, p1 dan p2 adalah kerapatan dari masing-masing cairan, t1 dan t2 masing-masing adalah waktu alir dalam detik. Dari percobaan pengukuran viskositas zat cair. Gula memiliki viskositas yang paling besar  yaitu  sebesar  1.2574 cp  ,sehingga larutan gula merupakan larutan yang paling kental dibandingkan  aquadest dan NaCl .Dalam percobaan ini terdapat beberapa faktor kesalahan yaitu alat-alat yang kurang bersih, sehingga didapatkan hasil yang kurang maksimal, begitu juga dalam menggunakan stopwatch yang kurang tepat, sehingga hasilnya pun kurang maksimal.

Tinggalkan Balasan

Isikan data di bawah atau klik salah satu ikon untuk log in:

Logo WordPress.com

You are commenting using your WordPress.com account. Logout / Ubah )

Gambar Twitter

You are commenting using your Twitter account. Logout / Ubah )

Foto Facebook

You are commenting using your Facebook account. Logout / Ubah )

Foto Google+

You are commenting using your Google+ account. Logout / Ubah )

Connecting to %s