Friday, May 25, 2018

VISKOSITAS




 

LAPORAN PRAKTIKUM
ILMU DASAR TEKNIK  KIMIA I

SEMESTER                                  : II (DUA)
TAHUN AJARAN                       : 2016/2017
MODUL PERCOBAAN             : VISKOSITAS
KELOMPOK                                : I (SATU)
HARI/TGL. PERCOBAAN        : RABU/5 APRIL 2017

NAMA
NIM
YONNA AFRILIA
160405003
 
Kondisi Ruangan     : 760 mmHg
Suhu Ruangan          : 30 oC


LABORATORIUM KIMIA FISIKA

DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2017
 



ABSTRAK




Percobaan ini bertujuan untuk menentukan viskositas suatu zat cair dengan menggunakan viskosimeter Ostwald. Peralatan yang digunakan adalah viskosimeter Ostwald, stopwatch,  gelas ukur, karet penghisap, piknometer, beaker glass, termometer dan neraca elektrik. Bahan yang digunakan dalam percobaan ini adalah aquadest (H2O), asam asetat (CH3COOH) dan yakult dengan konsentrasi 20 % dan 40%, variasi suhu 15 oC, 30 oC dan 45 oC. Percobaan dilakukan dengan memasukkan sampel ke dalam viskosimeter Ostwald, lalu dihitung waktu turunnya larutan dari batas atas hingga kebatas bawah. Nilai viskositas praktek untuk larutan asam asetat dengan konsentrasi 20 % pada suhu 15 oC, 30 oC, dan 45 oC berturut-turut adalah 0,675 cP, 1,496 cP, dan 1,031 cP. Untuk viskositas larutan asam asetat dengan konsentrasi 40 % pada suhu 15 oC, 30 oC, dan 45 oC berturut-turut adalah 1,009 cP, 1,757 cP, dan 1,26 cP. Nilai viskositas praktek untuk larutan yakult dengan konsentrasi 20 % pada suhu 15 oC, 30 oC, dan 45 oC berturut-turut adalah 0,956 cP, 1,311 cP, dan 0,993 cP. Dan viskositas larutan yakult dengan konsentrasi 40 % pada suhu 15 oC, 30 oC, dan 45 oC berturut-turut adalah 0,995 cP, 1,533 cP, dan 1,188 cP. Nilai densitas aquadest pada suhu 15 oC, 30 oC dan 45 oC adalah 1,026 gr/ml, 1 gr/ml dan 0,967 gr/ml. Nilai densitas untuk asam asetat 20 % suhu 15 °C, 30 °C dan 45 °C adalah 1,023 gr/ml, 1,025 gr/ml dan 1,059 gr/ml. Nilai densitas untuk asam asetat 40 % pada suhu 15 °C, 30 °C dan 45 °C adalah 1,094 gr/ml, 1,095gr/ml dan 1,116 gr/ml. Nilai densitas untuk yakult 20 % pada suhu 15 °C, 30 °C dan 45 °C adalah 1,417 gr/ml, 1,409 gr/ml dan 1,404  gr/ml. Nilai densitas untuk yakult 40 % pada suhu 15 °C, 30 °C dan 45 °C adalah 1,43 gr/ml, 1,428 gr/ml dan 1,419 gr/ml.



Kata kunci : densitas, aquadest, asam asetat, yakult, viskosimeter Ostwald,  viskositas

 


  BAB I
PENDAHULUAN

1.1         Latar Belakang
Fluida adalah zat-zat yang mampu mengalir dan menyesuaikan diri dengan bentuk wadah tempatnya atau zat yang akan berdeformasi terus menerus selama dipengaruhi oleh suatu tegangan geser. Fluida memiliki sifat tidak menolak terhadap perubahan bentuk dan kemampuan untuk mengalir  (atau umumnya kemampuannya untuk mengambil bentuk dari wadah mereka). Diantara salah satu sifat zat cair adalah kental (viscous) di mana zat cair memiliki koefisien kekentalan yang berbeda-beda, misalnya kekentalan minyak goreng berbeda dengan kekentalan oli. Dengan sifat ini zat cair banyak digunakan dalam dunia otomotif yaitu sebagai pelumas mesin. Telah diketahui bahwa pelumas yang dibutuhkan tiap-tiap tipe mesin membutuhkan kekentalan yang berbeda-beda. Sehingga sebelum menggunakan pelumas merek tertentu harus diperhatikan terlebih dahulu koefisien kekentalan pelumas sesuai atau tidak dengan tipe mesin (Torryselly, 2008).
Viskositas (kekentalan) berasal dari perkataan viscous. Suatu bahan apabila dipanaskan sebelum menjadi cair terlebih dulu menjadi viscous yaitu menjadi lunak dan dapat mengalir pelan-pelan. Viskositas dapat dianggap sebagai gerakan di bagian dalam (internal) suatu fluida. Jika sebuah benda berbentuk bola dijatuhkan ke dalam fluida kental, misalnya kelereng dijatuhkan ke dalam kolam renang yang airnya cukup dalam, nampak mula-mula kelereng bergerak dipercepat. Tetapi beberapa saat setelah menempuh jarak cukup jauh, nampak kelereng bergerak dengan kecepatan konstan (bergerak lurus beraturan). Ini berarti bahwa di samping gaya berat dan gaya apung zat cair masih ada gaya lain yang bekerja pada kelereng tersebut. Gaya ketiga ini adalah gaya gesekan yang disebabkan oleh kekentalan fluida (Budianto, 2008).
Nilai dari suatu viskositas juga sangat diperlukan dalam beberapa industri, seperti pada industri sirup, oli, kecap, dan sebagainya dimana nilai viskositas tersebut akan dapat menentukan kualitas dari produk industri tersebut. Oleh karena itu, perlu dilakukan praktikum penentuan viskositas untuk mengetahui kecepatan mengalir suatu fluida dimana datanya akan sangat banyak digunakan di bidang–bidang mekanika fluida seperti aliran dalam pipa dan pompa.
1.2     Perumusan Masalah
Adapun perumusan masalah yang terdapat di dalam percobaan ini adalah:
1.    Bagaimana cara mengukur densitas suatu sampel ?
2.    Bagaimana cara mengukur viskositas suatu sampel dengan menggunakan viskosimeter Ostwald?
3.    Bagaimana pengaruh suhu, konsentrasi, berat molekul, dan densitas terhadap viskositas?

1.3    Tujuan Percobaan
Tujuan dari percobaan ini adalah untuk menentukan viskositas suatu zat cair dengan menggunakan viskosimeter Ostwald.

1.4     Manfaat Percobaan
Adapun manfaat percobaan ini adalah :
1.    Praktikan dapat mengetahui bagaimana menentukan densitas dari suatu sampel.
2.    Praktikan dapat mengetahui bagaimana menentukan viskositas dari suatu sampel dengan menggunakan viskosimeter Otswald.
3.    Praktikan dapat memahami apa yang disebut viskositas serta apa kegunaanya dalam kehidupan sehari-hari.

1.5     Ruang Lingkup Percobaan
Percobaan viskositas ini dilakukan di laboratorium Kimia Fisika, Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara dengan kondisi ruangan:
Tekanan Udara         : 760 mmHg
Suhu                         : 30 oC
Bahan yang digunakan dalam percobaan ini adalah aquadest (H2O), Asam Asetat (CH3COOH) dan Yakult dengan konsentrasi volume 20 %,dan 40% pada variasi suhu 15 oC, 30 oC dan 45 oC. Sedangkan peralatan yang digunakan adalah beaker glass,  gelas ukur, karet penghisap, neraca elektrik, piknometer, stopwatch, termometer, dan viskosimeter Ostwald. Volume untuk penentuan densitas sebanyak 25 mL, sedangkan volume untuk penentuan viskositas sebanyak 15 mL.

BAB II
TINJAUAN PUSTAKA

2.1         Viskositas
          Viskositas adalah ukuran resistensi cairan untuk merusak bentuk bawah tegangan geser . Hal ini umumnya dianggap sebagai perilaku aliran atau resistensi penuangan. Viskositas menjelaskan resistansi internal cairan mengalir dan dapat dianggap sebagai ukuran gesekan cairan (Strasse, 2012).
Pada dasarnya viskositas ini disebabkan karena kohesi dan pertukaran momentum molekuler diantara lapisan fluida pada saat fluida tersebut mengalir. Pada saat zat cair, jarak antar molekul jauh lebih kecil dibanding pada gas, sehingga kohesi molekul disitu begitu kuat sekali. Peningkatan temperatur mengurangi kohesi molekuler, dan ini diwujudkan berupa berkurangnya viskositas fluida, viskositas fluida ini dipengaruhi oleh banyak hal antara lain temperatur, konsentrasi larutan, bentuk partikel dan sebagainya (Torryselly, 2008).
Viskositas cairan yang bersifat newtonian tidak berubah dengan adanya perubahan gaya gesekan antar permukaan cairan dengan dinding. Cairan newtonian biasanya merupakan cairan murni secara kimiawi dan homogen secara fisikawi. Contohnya adalah larutan gula, air, minyak, sirup, gelatin, dan susu. Viskositas berhubungan dengan besarnya gaya gesekan antar lapis zat cair itu, dan juga antara zat cair dengan dinding pipanya. Fluida cair yang mengalir di dalam pipa, jenis alirnya dapat berupa aliran laminar atau aliran turbulen. Viskositas biasanya berhubungan dengan konsistensi dan tendensi. Konsistensi dapat didefenisikan sebagai ketidakmampuan suatu bahan untuk melawan perubahan bentuk bila suatu bahan mendapat gaya gesekan. Gesekan ini timbul sebagai hasil perubahan bentuk cairan yang disebabkan karena adanya resistensi yang berlawanan. Jika tenaga diberikan pada suatu cairan, tenaga ini menyebabkan suatu perubahan bentuk yang disebut aliran (Ningrum dan Toifur, 2014).
 
2.2         Faktor- faktor yang Mempengaruhi Viskositas
Ada beberapa faktor yang mempengaruhi viskositas, yaitu :
a.    Tekanan
Viskositas cairan naik dengan naiknya tekanan, sedangkan viskositas gas tidak dipengaruhi oleh tekanan.
b.    Temperatur
Viskositas akan turun dengan naiknya suhu, sedangkan viskositas gas naik dengan naiknya suhu. Pemanasan zat cair menyebabkan molekul-molekulnya memperoleh energi. Molekul-molekul cairan bergerak sehingga gaya interaksi antar molekul melemah. Dengan demikian viskositas cairan akan turun dengan kenaikan temperatur.
c.    Kehadiran zat lain
Penambahan gula tebu meningkatkan viskositas air. Adanya bahan tambahan seperti bahan suspensi menaikkan viskositas air. Pada minyak ataupun gliserin adanya penambahan air akan menyebabkan viskositas akan turun karena gliserin maupun minyak akan semakin encer, waktu alirnya semakin cepat.
d.   Ukuran dan berat molekul
Viskositas naik dengan naiknya berat molekul. Misalnya laju aliran alkohol cepat, larutan minyak laju alirannya lambat dan kekentalannya tinggi seta laju aliran lambat sehingga viskositas juga tinggi.
e.    Berat molekul
     Viskositas akan naik jika ikatan rangkap semakin banyak.
f.     Kekuatan antar molekul
Viskositas air naik denghan adanya ikatan hidrogen, viskositas CPO dengan gugus OH pada trigliseridanya naik pada keadaan yang sama.
(Reza, dkk., 2013).

2.3         Metode Penentuan Viskositas                                                
Ada beberapa metode dalam pengukuran viskositas, antara lain :
          2.3.1   Metode Bola Jatuh
          Metode bola jatuh adalah adalah salah satu yang paling awal dan paling rumit untuk menentukan
 absolut viskositas geser sebuah cairan Newtonian. Dalam metode ini, sebuah bola yang dibiarkan jatuh
 bebas dan jaraknya diukur melalui media cairan kental dan kecepatannya ditentukan. Tarikan kekentalan
 dari lingkup jatuh menghasilkan kekuatan menahan (F) sebagaimana yang dijelaskan oleh hukum Stokes :
                                               F =6πηrsUt                                                                 (Leblanc, dkk., 1999).                 
          Dimana rs merupakan radius dari bolah jatuhnya dan Ut  merupakan kecepatan terminal dari sebuah
 benda jatuhnya.
 
         2.3.2   Metode Silinder Jatuh
         Metode silinder jatuh mirip dengan konsep metode bola jatuh kecuali pada saat pendaratannya sisi 
ratanya, padat silinder bebas jatuh vertikal ke arah sumbu longitudinal pada cairan dalam wadah silinder.
Tidak seperti aliran fluida pada metode bola jatuh , gerakan fluida pada permukaan rata silinder sangat 
kompleks. Efek dari ujung wadah diminimalkan dengan membuat celah kecil antara silinder dan dinding
kontainer (Leblanc, dkk., 1999).         
 
        2.3.3   Metode Benda Jatuh pada Cairan yang Keruh
        Metode beberapa benda jatuh yang dijelaskan di atas telah banyak diterapkan untuk cairan transparan
yang artinya bisa terlihat . Untuk cairan yang keruh, bagaimanapun, metode penjatuhan benda pada cairan
keruh ini memerlukan beberapa teknik penginderaan untuk menentukan. Teknik ini bervariasi tetapi mereka
semua memiliki kesamaan kemampuan untuk mendeteksi benda ketika bergerak melewati sensor  
(Leblanc, dkk., 1999).     
 
        2.3.4   Metode Osilasi
        Jika cairan yang terkandung dalam sebuah kapal ditangguhkan oleh beberapa sistem torsional yang diatur
dalam osilasi sekitar sumbu vertikal, maka gerak kapal akan mengalami redaman bertahap. Dalam situasi yang
ideal, redaman dari gerakan kapal timbul murni sebagai akibat dari viscous coupling dari cairan ke kapal dan  
viscous coupling antara lapisan dalam cairan. Dalam setiap situasi praktis, ada juga kerugian gesekan dalam 
sistem yang membantu dalam efek redaman dan harus diperhitungkan dalam analisis. Dari pengamatan amplitudo 
dan periode waktu dari osilasi yang dihasilkan, viskositas cairan dapat dihitung (Leblanc, dkk., 1999).             
 
         2.3.5   Metode Ultrasonik
         Viskositas memainkan peran penting dalam penyerapan energi gelombang akustik bepergian melalui cairan. 
Dengan menggunakan gelombang ultrasonik (104 Hz <f <108 Hz), elastis, viskoelastik, dan respon kental cairan 
dapat diukur ke kali esingkat 10 ns. Ketika viskositas fuida rendah, skala waktu yang dihasilkan untuk relaksasi 
struktural lebih pendek dari periode gelombang ultrasonik dan fluida yang diselidiki dalam keadaan santai. Tinggi
viskositas fluida mengalami gelombang kereta ultrasonik menanggapi sebagai cairan kaku karena equilibrium 
struktural karena gangguan akustik tidak pergi ke selesai sebelum siklus gelombang berikutnya. Akibatnya, cairan 
dikatakan dalam kondisi yang tidak santai yang ditandai dengan dispersi (kecepatan gelombang bergantung pada 
frekuensi) dan modulus elastisitas yang mencerminkan cairan jauh lebih kaku. Frekuensi ketergantungan viskositas 
relatif terhadap beberapa referensi viskositas (η0) pada frekuensi rendah, η / η0, dan penyerapan per panjang gelombang,
αλ, di mana α adalah penyerapan koefisien dari cairan dan λ adalah panjang gelombang dari gelombang kompresional, 
untuk cairan dengan waktu relaksasi tunggal (Leblanc, dkk, 1999).
 
2.4         Studi Kasus Viskositas dalam Keseharian
Pemakaian dan penerapan fasilitas produksi secara lebih baik, penerapan metode kerja yang lebih efektif dan efisien; dan atau penggunaan bahan baku yang lebih ekonomis merupakan beberapa faktor teknis penting yang menentukan produktivitas kerja dalam perusahaan. Pada kasus internal flow (aliran fluida dalam pipa), indeks produktivitas dapat menurun karena adanya hambatan aliran fluida. Walaupun seluruh  fasilitas produksi masih beroperasi dengan baik, namun hambatan aliran tersebut dapat berpengaruh pada laju penurunan produksi yang tiba-tiba. Hambatan produktivitas pada internal flow ditemui dalam transportasi fluida viscous (kental), salah satu contohnya di industri pengolahan minyak bumi.Temperatur permukaan yang rendah mempengaruhi performa aliran pada sistem pipa transportasi minyak berat.Hal ini disebabkan karena penurunan temperatur dapat meningkatkan viskositas, sehingga minyak sulit untuk mengalir. Hal yang sama terjadi di PT. Lombok Gandaria, salah satu perusahaan penghasil kecap dan saus di Kota Solo. Pada lintasan produksi kecap, perusahaan ini mengalami hambatan distribusi kecap di dalam pipa-pipanya. Viskositas zat cair cenderung menurun seiring dengan kenaikan temperatur, hal ini disebabkan oleh gaya kohesi pada zat cair yang bila temperaturnya dinaikkan mengalami penurunan, sehingga menyebabkan turunnya nilai viskositas dari zat cair tersebut. Dengan kata lain pada temperatur yang semakin rendah maka viskositas semakin tinggi, begitu juga sebaliknya. Kondisi produksi pada PT. Lombok Gandaria menggambarkan, ketika temperatur keluaran kecap berada dibawah 33oC maka hasil produksi kecap cenderung menurun dan tidak memenuhi target. Kendala dalam sistem internal flow ini berdampak akhir pada penurunan tingkat produktivitas kecap filler. Kondisi aliran kecap yang tidak lancar banyak dipengaruhi oleh rendahnya temperatur. Penurunan temperatur ini dapat dipengaruhi oleh temperatur lingkungan dan atau panjangnya sistem perpipaan yang digunakan. Panjang pipa merupakan salah satu parameter yang menyebabkan kehilangan energi sehingga menyebabkan penurunan temperatur pada fluida. Selain itu, panjangnya pipa juga berpengaruh terhadap gaya gesek fluida. Kekentalan atau viskositas sendiri dapat dianggap sebagai gesekan dari bagian dalam suatu fluida. Adanya viskositas menimbulkan kebutuhan terhadap gaya untuk menggerakkan salah satu fluida diatas lapisan lainnya, atau supaya satu permukaan dapat meluncur di atas lainnya. Jika temperatur pada aliran fluida dalam pipa dapat dikendalikan, maka diharapkan bahwa kelancaran aliran kecap dan produktivitasnya juga dapat dioptimalkan. Dengan adanya rancangan temperature control system diharapkan dapat menjaga kestabilan temperatur kecap sehingga aliran dalam pipa lancar dengan tetap menjaga kualitas produk kecap itu sendiri. Diharapkan, kelancaran aliran dan peningkatan produktivitas produksi kecap memiliki efek yang signifikan terhadap pemenuhan demand dan penguasaan pasar lokal di samping peluang pasar non domestik (Permatasari, 2010).
2.5     Aplikasi Dalam Industri “Pembuatan Biodiesel Minyak Jarak Pagar”
Kebutuhan akan bahan bakar alternatif semakin meningkat. Salah satu pengganti bahan bakar konvensional dari minyak bumi adalah minyak nabati. Minyak jarak pagar merupakan salah satu minyak nabati yang potensial. Tanaman Jarak pagar (Jatropha curcas L.) sudah banyak diteliti dan dikembangkan, terutama berkaitan dengan sifatnya yang non-edible serta kemampuannya untuk tumbuh dan berkembang di lahan kering.
Minyak nabati memiliki nilai kalor yang hampir sama dengan bahan bakar konvensional, namun viskositasnya jauh lebih tinggi dari minyak diesel. Hal ini menghambat proses injeksi dan mengakibatkan pembakaran yang tidak sempurna serta meninggalkan residu karbon pada injektor.
Upaya untuk mengurangi viskositas minyak antara lain dengan pengenceran minyak dengan pelarut, emulsifikasi, pirolisis, dan transesterifikasi. Transesterifikasi adalah cara yang paling banyak dilakukan karena tidak membutuhkan energi dan suhu yang tinggi. Reaksi ini akan menghasilkan metil atau etil ester, tergantung dengan jenis alkohol yang direaksikan. Metil atau etil ester ini memiliki viskositas rendah dan nilai kalor yang mendekati bahan bakar konvensional. Oleh karena itu disimpulkan perlakuan terbaik adalah proses transesterifikasi satu tahap pada suhu 30 °C dengan molar rasio metanol: minyak sebesar 5:1. Metil ester yang dihasilkan memiliki viskositas kinematik 3.89 cSt, densitas 0.88 g/cm3.
Biaya produksi biodiesel masih lebih tinggi dari harga solar yang beredar saat ini. Biaya produksi biodiesel yang menggunakan bahan kimia analitycal grade mencapai Rp 32.716/liter. Jika bahan yang digunakan bersifat teknis, maka biaya ini dapat ditekan hingga Rp 7.200/liter. Jika biji jarak dibudidayakan sendiri dan rendemen biodiesel dapat ditingkatkan maka harga biodiesel dapat turun menjadi Rp 3.277/liter.
Perhitungan viskositas sangat dibutuhkan dalam pembuatan biodiesel ini. Viskositas kinematik menjadi parameter utama dalam penentuan mutu metil ester, karena memiliki pengaruh besar terhadap efektifitas metil ester sebagai bahan bakar. Minyak nabati memiliki viskositas jauh di atas viskositas bahan bakar diesel, inilah yang menjadi kendala penggunaan langsung minyak nabati sebagai bahan bakar. (Sari, 2007).

2.6         Teori Sampel
2.6.1 Aquadest
Aquadest adalah substansi kimia dengan rumus kimia H2O: satu molekul air tersusun atas dua atom hidrogen yang terikat secara kovalen pada satu atom oksigen. Aquadest bersifat tidak berwarna, tidak berasa dan tidak berbau pada kondisi standar, yaitu pada tekanan 100 kPa (1 bar) and temperatur 273,15 K (0 °C). Zat kimia ini merupakan suatu pelarut yang penting, yang memiliki kemampuan untuk melarutkan banyak zat kimia lainnya, seperti garam-garam, gula, asam, beberapa jenis gas dan banyak macam molekul organic (Reza, dkk., 2013).
Dibawah ini adalah tabel 2.1 yang merupakan sifat fisika dan sifat kimia aquadest  sebagai berikut:
Tabel 2.1 Sifat Fisika dan Sifat Kimia Aquadest (H2O)
No.
Sifat Fisika
Sifat Kimia
1.
Berat molekul: 18,02 gr/ml
Memiliki pH 7 (netral)
2.
Densitas: 0,62 (Air = 1)
Senyawa stabil
3.
Tidak berwarna
Tidak terjadi polimerisasi
4.
Titik didih: 100 oC
Tidak iritasi pada kulit
5.
Tekanan uap:2,3 kPa(@20 0C)
Tidak mengganggu pernafasan
(Sciencelab, 2017a).

2.6.2 Asam Asetat (CH3COOH)
Asam asetat atau dikenal sebagai asam cuka (CH3COOH) adalah senyawa berbentuk cairan, tak berwarna, berbau menyengat, memiliki rasa asam yang tajam, larut dalam air, alkohol, gliserol, dan eter. Pada tekanan atmosfer titik didihnya 118,1 oC. Asam asetat mudah menguap sehingga penyimpanannya tertutup (Hardoyono, 2007).
Dibawah ini adalah tabel 2.2 yang merupakan sifat fisika dan sifat kimia asam asetat sebagai berikut:
Tabel 2.2 Sifat Fisika dan Sifat Kimia Asam Asetat (CH3COOH)
No.
Sifat Fisika
Sifat Kimia
1.
Berat molekul 60,5 g/mol
Larut dalam air, dietil eter

2.
Titik didih 118,1 oC
Mudah terbakar

3.
Densitas 2,07 (Air = 1)
Reaktif dengan agen oksidator

4.
Tekanan uap 1,5 kPa (@20 oC)
Sedikit korosif dengan Al

5.
Tidak berwarna
Tidak terjadi polimerisasi

(Sciencelab, 2017b).

2.6.3   Yakult
Yakult adalah minuman prebiotik mirip yogurt yang dibuat dari fermentasi skimmed milk (susu skim) dan gula dengan bakteri Lactobacillus casei. Karena L. casei Shirota dapat ditemui dalam sistem pencernaan. Kultur yakult menghasilkan sejumlah kecil asam sitrat, aam suksinat, asam malat, asam asetat, asetaldehid, diasetil dan asetoin (Aras, 2009).

BAB III
METODOLOGI PERCOBAAN

3.1         Bahan dan Fungsi
Adapun bahan–bahan yang digunakan di dalam percobaan ini adalah :
1.        Aquadest (H2O)
Fungsi         : Sebagai sampel dan pelarut.
2.        Chloroform (CHCl3)
Fungsi         : Sebagai sampel.
3.        Susu Bear Brand
Fungsi         : Sebagai sampel.
3.2         Alat dan Fungsi
Adapun peralatan yang digunakan di dalam percobaan ini adalah :
1.        Viskosimeter Ostwald
Fungsi         : Untuk mengukur viskositas dari suatu sampel.
2.        Stopwatch
Fungsi         : Untuk menghitung waktu.
3.        Gelas Ukur
Fungsi         : Untuk mengukur volume sampel yang akan digunakan.
4.        Karet Penghisap
Fungsi         : Untuk menghisap sampel agar naik ke batas atas pada
                 viskosimeter.
5.        Piknometer
Fungsi         : Untuk mengukur densitas dari sampel.
6.        Beaker Glass
Fungsi         : Untuk menampung sampel yang akan digunakan.
7.        Termometer
Fungsi         : Untuk mengukur suhu.
8.        Neraca Elektrik
Fungsi         : Untuk menimbang sampel.
9.        Hot Plate
 Fungsi        : Untuk memanaskan sampel.
10.    Corong gelas
Fungsi         : Untuk mempermudah memasukkan larutan ke dalam
viskosimeter Ostwald.


3.3        Prosedur Percobaan
3.3.1  Prosedur Penyiapan Larutan Asam Asetat 20 %
1.        Dipipet 20 ml asam asetat dan dimasukkan ke dalam beaker glass.
2.        Ditambahkan aquadest (H2O) ke dalam beaker glass sampai volumenya 100 ml.
3.        Diaduk larutan hingga membentuk larutan homogen.

3.3.2  Prosedur Penyiapan Larutan Asam Asetat 40 %
1.        Dipipet 40 ml asam asetat dan dimasukkan ke dalam beaker glass.
2.        Ditambahkan aquadest (H2O) ke dalam beaker glass sampai volumenya 100 ml.
3.        Diaduk larutan hingga membentuk larutan homogen.

3.3.3  Prosedur Penyiapan Yakult 20 %
1.        Dipipet 20 ml yakult dan dimasukkan ke dalam beaker glass.
2.        Ditambahkan aquadest (H2O) ke dalam beaker glass sampai volumenya 100 ml.
3.        Diaduk larutan hingga membentuk larutan homogen.

3.3.4  Prosedur Penyiapan Larutan Susu “Bear Brand” 40 %
1.        Dipipet 40 ml yakult dan dimasukkan ke dalam beaker glass.
2.        Ditambahkan aquadest (H2O) ke dalam beaker glass sampai volumenya 100 ml.
3.        Diaduk larutan hingga membentuk larutan homogen.

3.3.5  Prosedur Penentuan Suhu
1.        Masukkan larutan asam asetat dan yakult di dalam labu erlenmeyer yang berbeda-beda sesuai dengan konsentrasi larutan.
2.        Siapkan es batu masukkan ke dalam ember dan taburi garam secukupnya untuk mencegah es batu mencair seluruhnya.
3.        Sebelumnya hitung terlebih dahulu suhu sampel larutan, kemudian masukkan labu erlenmeyer ke dalam ember mengenai es batu sampai didapat sampel dengan suhu 15 oC.
4.        Kemudian ambil labu erlenmeyer  dan larutan siap dihitung densitas serta nilai viskositas untuk suhu tersebut.
5.        Untuk suhu 30 oC larutan siap dihitung densitasnya.
6.        Untuk suhu 45 oC, larutan dipanaskan pada water batch dan kemudian ambil labu erlenmeyer dan larutan siap dihitung densitas serta nilai viskositas untuk suhu tersebut.

3.3.6  Prosedur Penentuan Densitas
1.        Ditimbang massa piknometer kosong ukuran 25 ml di neraca analitik.
2.        Piknometer diisi dengan larutan asam asetat 20 % yang memiliki suhu 15 oC sebanyak 25 ml.
3.        Piknometer yang berisi larutan sampel ditimbang, massanya dikurangkan dengan massa piknometer kosong tadi, sehingga diperoleh massa sampel.
4.        Dihitung densitas sampel dengan rumus
5.        Ulangi percobaan 1-4 untuk variasi suhu 30 oC dan 45 oC untuk sampel asam asetat 40 %, serta yakult 20 % dan 40 %.

3.3.7  Prosedur Penentuan Viskositas
1.        Sampel asam asetat 20 % sebanyak 15 ml dituang ke dalam viskometer Ostwald.
2.        Sampel dihisap dengan karet penghisap sampai melewati batas atas.
3.        Dilepaskan karet penghisap, kemudian sampel dibiarkan mengalir sampai melewati batas bawah pada alat viskometer Ostwald.
4.        Waktu dicatat apabila sampel telah mencapai batas bawah.
5.        Ulangi percobaan diatas sampai 3 kali percobaan.
6.        Ulangi percobaan 1-5 untuk variasi sampel yang lain yaitu asam asetat 40 % dengan suhu 15 oC, 30 oC, dan 45 oC serta yakult 20 % dan 40 % pada suhu 15 oC, 30 oC, dan 45 oC.

BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN

Hasil percobaan viskositas untuk aquadest, asam asetat, dan yakult dengan menggunakan metode viskosimeter Ostwald ditampilkan pada tabel 4.1
Tabel 4.1 Hasil Percobaan
Sampel
Kosentrasi
(%)
T
(oC)
r
(g/ml)
t
(s)
Viskositas praktek µ
(cP)
Viskositas teori μ
(cP)
Aquadest
(H2O)
100
15
1,026
65,33
-
0.6159
30
1
54,19
-
0.8007
45
0,967
50,95
-
0.5954
Asam Asetat
(CH3COOH)
20
15
1,023
71,84
0,675
-
30
1,025
98,75
1,496
-
45
1,059
80,56
1,031
-
40
15
1,094
100,43
1,009
-
30
1,095
108,52
1,757
-
45
1,116
93,45
1,260
-
Yakult
20
15
1,417
73,41
0,956
-
30
1,409
62,95
1,311
-
45
1,404
58,58
0,993
-
40
15
1,43
75,72
0,995
-
30
1,428
75,61
1,533
-
45
1,419
69,32
1,188
-

Keterangan :
T = Suhu (oC)
ρ = Densitas sampel (g/ml)
t  = Waktu (s)
μ = Viskositas (cP)

4.1     Pengaruh Temperatur terhadap Viskositas
Gambar 4.1 menampilkan pengaruh temperatur terhadap viskositas sampel sebagai berikut :

Gambar 4.1 Profil Temperatur terhadap Viskositas

Hasil percobaan pada gambar 4.1 menunjukkan bahwa nilai viskositas mengalami kenaikan untuk semua sampel terhadap suhu 30 oC. Pada suhu 45 oC semua sampel mengalami penurunan viskositas.
Viskositas cairan akan turun dengan naiknya temperatur, sedangkan viskositas gas naik dengan naiknya temperatur. Pemanasan zat cair menyebabkan molekul-molekulnya memperoleh energi. Molekul-molekul cairan bergerak sehingga gaya interaksi antar molekul melemah. Dengan demikian viskositas cairan akan turun dengan kenaikan temperatur (Wati, 2012).
Koefisien viskositas berubah-ubah dengan berubahnya temperatur, dan hubungannya adalah
log η = A +B/T                          (Dita, 2012).
Dimana A dan B adalah konstanta yang tergantung pada cairan. Persamaan diatas dapat ditulis sebagai
η = A’ eksp (- ∆Evis/RT)                        (Dita, 2012).

Dari penjelasan di atas, dapat disimpulkan bahwa hasil yang diperoleh dari asam asetat 20 % dan 40 % tidak sesuai dengan teori. Hal yang sama terjadi juga pada yakult 20 % dan 40 %.
Penyimpangan-penyimpangan tersebut disebabkan oleh:
1.    Sulit mempertahankan suhu yang telah ditentukan saat analisa viskositas.
2.    Ketidaktelitian ketika melihat cairan tersebut mengalir melewati batas atas dan batas bawah yang ada pada viskosimeter Ostwald.

4.2    Pengaruh Konsentrasi Terhadap Viskositas
Hasil percobaan pada gambar 4.1 dapat disimpulkan bahwa viskositas semua sampel meningkat seiring dengan kenaikan konsentrasi. Dimana viskositas asam asetat dengan suhu 15 oC pada konsentrasi 20 % dan 40 % akan naik seiring dengan kenaikan konsentrasi. Begitu juga untuk asam asetat suhu 30 oC, 45 oC dan yakult pada suhu 15 oC, 30 oC dan 45 oC mengalami kenaikan viskositas dari kenaikan konsentrasi.
Berdasarkan teori, viskositas larutan berbanding lurus secara eksponensial dengan konsentrasi larutan itu sendiri. Perbedaan konsentrasi mengakibatkan perbedaan viskositas dari larutan (Prisma, dkk., 2014).
               µ = k                              (Prisma, 2014).
dimana: μ = viskositas(Pa s)
     c = konsentrasi (g/desiliter)

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 (Prisma, 2014).
Berdasarkan penjelasan di atas, dapat disimpulkan hasil percobaan sesuai dengan teori yang menyatakan bahwa viskositas berbanding lurus dengan konsentrasi, dimana semakin tinggi konsentrasi maka viskositas semakin tinggi dan semakin rendah konsentrasi maka viskositas semakin menurun.
 
4.3    Pengaruh Densitas Terhadap Viskositas
Gambar 4.2 menampilkan pengaruh densitas terhadap viskositas sampel sebagai berikut :



 









Gambar 4.2 Profil Densitas terhadap Viskositas

Hasil percobaan pada gambar 4.2 menunjukkan bahwa nilai viskositas mengalami kenaikan seiring dengan kenaikan densitas pada asam asetat 20 % dan 40 %. Sedangkan untuk yakult 20 % dan 40 % mengalami ketidakseimbangan antara viskositas dengan densitas dimana viskositasnya mengalami penurunan viskositas seiring dengan kenaikan densitas
Secara teori, nilai viskositas sebanding dengan nilai densitas suatu cairan.  Jadi, bila densitas suatu cairan tinggi, maka viskositas cairan tersebut juga akan meningkat (Wahyuni, 2012).
Pola aliran fluida dalam pipa dipengaruhi oleh beberapa peubah yaitu:
1. Diameter pipa (D)
2. Kecepatan rata-rata fluida dalam pipa (v)
3. Viskositas fluida dalam pipa (m)
4. Densitas fluida (r)
Hubungan antara peubah-peubah ini dinyatakan dalam kelompok tidak berdimensi yang dikenal dengan bilangan Reynolds (Re) :
                                 (Rahayuningsih, 2010).
Berdasarkan penjelasan di atas dapat disimpulkan bahwa untuk sampel asam asetat 20 % dan 40 % telah sesuai dengan teori dimana nilai viskositas sebanding dengan nilai densitas suatu cairan. Sedangkan untuk sampel yakult 20 % dan 40 % tidak sesuai dengan teori.
Penyimpangan-penyimpangan tersebut disebabkan oleh :
1.    Sulit mempertahankan suhu yang telah ditentukan saat analisa viskositas.
2.    Ketidaktelitian ketika melihat cairan tersebut mengalir melewati batas atas dan batas bawah yang ada pada viskosimeter Ostwald.

4.4   Pengaruh Berat Molekul Terhadap Viskositas
Gambar 4.3 menampilkan pengaruh berat molekul terhadap viskositas asam asetat sebagai berikut :




Gambar 4.3 Profil Berat Molekul terhadap Viskositas

Hasil percobaan pada gambar 4.3 menunjukkan bahwa nilai viskositas mengalami kenaikan seiring dengan kenaikan berat molekul pada suhu 15 oC, 30 oC, dan 45 oC.
Viskositas naik dengan naiknya berat molekul. Misalnya laju aliran alkohol cepat, larutan minyak laju alirannya lambat dan kekentalannya tinggi serta laju aliran lambat sehingga viskositas juga tinggi (Reza, dkk., 2013).
Perbandingan antara viskositas suatu larutan polimer terhadap viskositas pelarut murni dapat dipakai untuk menentukan berat molekul suatu polimer. Viskositas intrinsik dapat dikaitkan pada berat molekul melalui persamaan yang dikemukakan oleh Mark dan Houwink :
[µ] = K                        (Wahyuni, 2012).
dimana [µ] adalah viskositas intrinsik, K dan a merupakan tetapan yang khas untuk sistem polimer-pelarut pada temperatur tertentu (Wahyuni, 2012).
Berdasarkan penjelasan di atas, dapat disimpulkan bahwa hasil yang diperoleh dari percobaan untuk setiap pada sampel asam asetat telah sesuai dengan teori dimana viskositas suatu larutan.
 
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN

5.1         Kesimpulan
Dari percobaan yang telah dilakukan , kesimpulan yang diperoleh adalah :
1.    Viskositas suatu cairan berbanding terbalik dengan temperatur dari larutan sampel tersebut.
2.    Viskositas suatu cairan berbanding lurus dengan konsentrasi, densitas, dan berat molekul dari larutan sampel tersebut.
3.    Densitas larutan asam asetat lebih besar dibandingkan larutan yakult.
4.    Larutan asam asetat 40 % lebih kental dibandingkan larutan yakult 40 % dikarenakan nilai viskositas larutan asam asetat 40 % lebih besar dari pada larutan yakult 40 %.
5.    Waktu yang dibutuhkan untuk mencapai batas bawah larutan asam asetat lebih lama dibandingkan larutan yakult.

5.2         Saran
Saran-saran yang perlu disampaikan untuk percobaan ini adalah:
1.    Disarankan agar praktikan memegang viskometer Ostwald dengan seimbang sehingga waktu yang diperlukan sampel untuk turun berbeda-beda.
2.    Disarankan agar praktikum selanjutnya menggunakan sampel berwujud gas sehingga dapat dijadikan pembeda antara viskositas zat cair dan viskositas gas.
3.    Disarankan agar praktikan dapat lebih teliti dalam perhitungan waktu suatu cairan dengan menggunakan stopwatch.
4.    Disarankan untuk penggunaan viskosimeter Ostwald dilakukan secepat mungkin, untuk menghindari perubahan suhu sampel.
5.    Disarankan penimbangan sampel diharapkan di ruangan khusus sehingga faktor-faktor pengganggu seperti debu dan angin, yang memiliki tekanan yang dapat menyebabkan kesalahan penimbangan dapat dihindarkan.

DAFTAR PUSTAKA

Aras, Sandira. 2009. Viskositas Fluida. Surabaya : Universitas Negeri Surabaya.
Budianto, Anwar. 2008. Metode Penentuan Koefisien Kekentalan Zat Cair Dengan Menggunakan Regresi Linear Hukum Stokes. Yogyakarta : Sekolah Tinggi Teknologi Nuklir.
Dita, Trisna. 2012. Viskositas. Semarang : Universitas Diponegoro.
Geankoplis. 1993. Process De Transporte Y Operaciones Unitarias.
Hardoyono, Chintya. 2007. Ukuran Kekentalan Fluida (Viskositas). Semarang : Universitas Negeri Semarang.
Leblanc, Max. 1999. Pengaruh Suhu Dan Konsentrasi Terhadap Viskositas Fluida. Palembang : Universitas Sriwijaya.
Ningrum, Sinta Kusuma dan Moh Toifur. 2014. Penentuan Viskositas Larutan Gula Menggunakan Metode Vessel Terhubung Viskosimeter Berbasis Video Based Laboratory Dengan Software Tracker. Yogyakarta : Universitas Ahmad Dahlan.
Permatasari, Prita. 2010. Perancangan Temperatur Control System Pada Internal Flow Fluida Viscous. Surakarta : Universitas Sebelas Maret.
Prisma, Antonius. 2014. Pengaruh Konsentrasi Dan Viskositas Larutan Polistiren Terhadap Morfologi Permukaan Dan Ketebalan Lapisan ZnPc Pada Permukaan QCM. Malang : Universitas Brawijaya.
Rahayuningsih, Edia. 2010. Transportasi Bahan Dan Sedimentasi. Yogyakarta : Universitas Gadjah Mada.
Reza, Alfian Muhammad. 2013. Viskositas.Surabaya : Institut Teknologi November.
Sari, Diah Ratna. 2007. Viskositas. Bandung : Institut Teknologi Bnadung.
Sciencelab. 2017a. Aquadest. www.Sciencelab.com. Diakses pada tanggal 27 Maret 2017.
                 . 2017b. Asam Asetat. www. Sciencelab.com. Diakses pada tanggal 27 Maret 2017.
Strasse, Buchari. 2010. Metode Penentuan Koefisien Kekentalan Zat Cair Dengan Menggunakan Bola Jatuh. Malang : Universitas Brawijaya.
Torryselly, Paian Oppu. 2008. Analisa Efek Secondary Flow Pada Pipa Bulat Dan Kotak. Jakarta : Universitas Indonesia.
Wahyuni, Ika. 2012. Penentuan Berat Molekul (Mn) Polimer Dengan Metode Viskositas. Surabaya : Universitas Airlangga.
Wati, Susilo. 2012. Viskositas. Makasar : Universitas Hasanuddin

            

 
at No comments:
Subscribe to: Posts (Atom)

ALKOHOL-FENOL

LAPORAN PRAKTIKUM ILMU DASAR TEKNIK KIMIA I                       SEMESTER                             : IV (EMPAT)       ...

  • VISKOSITAS
      LAPORAN PRAKTIKUM ILMU DASAR TEKNIK   KIMIA I SEMESTER     ...
  • ALKOHOL-FENOL
    LAPORAN PRAKTIKUM ILMU DASAR TEKNIK KIMIA I                       SEMESTER                             : IV (EMPAT)       ...