1 Pembahasan - Tegangan Permukaan dengan metode plat kaca PDF

Preview

Summary

Pada praktikum ini bertujuan untuk mengkalibrasi alat penentu tegangan permukaan, menentukan tegangan permukaan, menghitung tegangan permukaan dengan menggunakan alat tegangan permukaan, serta menentukann sudut kontak.Prinsip pada praktikum ini yaitu adhesi dan kohesi, surfaktan, dan sudut kontak. M...

Description

Pada praktikum ini bertujuan untuk mengkalibrasi alat penentu tegangan permukaan, menentukan tegangan permukaan, menghitung tegangan permukaan dengan menggunakan alat tegangan permukaan, serta menentukann sudut kontak. Prinsip pada praktikum ini yaitu adhesi dan kohesi, surfaktan, dan sudut kontak. Menurut Lachman dan Lieberman, pada zat cair, suatu molekul dikelilingi oleh molekul-molekul lainnya yang sejenis dari segala arah sehingga gaya tarik menarik sesama molekul (kohesi) sama. Sementara pada permukaan zat cair terjadi suatu gaya tarik menarik antar molekul zat cair dengan molekul udara (adhesi). Surfaktan atau surface active agent menurut Bristol University adalah senyawa kimia yang ditambahkan ke dalam cairan untuk meningkatkan sifat penyebaran dengan menurunkan tegangan permukaannya. Sudut kontak menurut Ansel merupakan sudut yang terbentuk oleh permukaan zat cair yang dekat dengan dinding. Metode yang digunakan yaitu metode kaca tipis wihelmy. Metode ini dilakukan dengan menghitung gaya yang diperlukan untuk menarik pelat tipis dari permukaan cairan. Tujuan dari metode ini yaitu untuk mengukur tegangan permukaan atau antarpermukaan antara udara dengan larutan atau antar senyawa dalam larutan. Alat yang digunakan yaitu alat penentu tegangan permukaan yang terdiri dari lempeng tipis terbuat dari kaca, platina, atau mika dan sebuah neraca, selain itu diperlukan juga batu timbangan, beaker glass, cawan petri, pipet serta gelas ukur. Metode lempeng wilhelmy digunakan karena relatif sederhana dan memberikan hasil yang teliti. Metode ini baik untuk mempelajari unsur permukaan dan biasanya digunakan untuk mengukur tegangan permukaan selama eksperimen keseimbangan lapisan, tetapi metode ini tidak dapat digunakan untuk mengukur tegangan antarmuka. Pada metode ini, lempeng harus diletakkan tegak lurus dengan tegangan antar permukaan, dan tekanan yang digunakan yang diukur.

Bahan yang digunakan yaitu Oleum ricini atau minyak jarak sebagai sampel yang diuji, SLS (Sodium Lauril Sulfat) 10% sebagai surfaktan yang akan ke dalam bahan uji, serta aquades untuk melarutkan SLS. Hal pertama yang dilakukan yaitu mengkalibrasi alat yang digunakan untuk menentukan tegangan permukaan dengan menentukan titik nol. Tujuan dari kalibrasi adalah untuk menentukan deviasi dan kebenaran konvensional nilai penunjukan alat ukur dan pengukuran hasil. Kalibrasi dilakukan dengan cara memastikan panahnya menunjukkan angka nol. Hal ini untuk memastikan hasil yang didapatkan benar-benar akurat dan tidak terjadi kesalahan. Kemudian plat kaca dibersihkan dengan menggunakan tissue agar tidak terkontaminasi dari zat pengotor yang akan membuat hasilnya menjadi tidak akurat. Plat kaca tidak boleh dipegang secara langsung oleh tangan agar lemak yang berada dalam tangan tidak menempel karena akan mempengaruhi hasil. Setelah alatnya dikalibrasi, dilakukan pembuatan larutan SLS 10% karena masih dalam berbentuk padatan. SLS ditimbang sebanyak 5,05 gram dan dilarutkan ke dalam aquades 50 ml. Kemudian menyiapkan

Oleum ricini

sebanyak 20 ml. Oleum ricini tersebut ditempatkan di cawan petri dan ditambahkan SLS 10% dengan volume yang bervariasi (0; 1,2; 1,5; 1,6; 1,8; 2). Hal ini bertujuan untuk melihat bagaimana pengaruh surfaktan terhadap tegangan permukaan. Surfaktan merupakan suatu molekul yang bersifat amfifilik yaitu memiliki bagian polar yang menyukai air (hidrofilik) dan bagian nonpolar yang menyukai minyak atau lemak (lipofilik). Hal ini menyebabkan surfaktan dapat diadsorbsi pada antarmuka udara-air, minyak-air, dan zat padat-air. Cara kerja dari surfaktan yaitu dengan mematahkan ikatan hidrogen pada permukaan. Hal ini dilakukan dengan menaruh kepala-kepala hidrofilnya pada permukaan air dengan ekor-ekor hidrofobnya tersimpan jauh dari permukaan air. Plat kaca kemudian dicelupkan ke dalam permukaan cairan di dalam cawan petri. Alat tegangan permukaan secara perlahan diberikan anak timbangan agar plat kaca terlepas. Anak timbangan tersebut diletakkan dengan menggunakan pinset agar tidak ada lemak yang menempel. Metode lempeng wilhelmy

mengukur besarnya tegangan permukaan saat plat kaca terlepas dari permukaan air dengan volume bahan uji dan surfaktan yang berbeda-beda. Tegangan permukaan ini dapat terjadi karena adanya gaya kohesi di bawah zat cair yang lebih besar dibandingkan dengan gaya kohesi yang berada di permukaan zat cair, sehingga permukaan air akan mengerut dan membenetuk luas permukaan sekecil mungkin. Tegangan permukaan dapat dipengaruhi oleh suhu, konsentrasi zat terlarut maupun surfaktan. Setelah itu dilihat panah dari alat tersebut menunjukkan hasilnya. Didapatkan hasil pada Oleum ricini yang tidak ditambahkan SLS 10% sebesar 3 N, pada Oleum ricini yang ditambahkan SLS 10% sebanyak 1,2 ml hasilnya sebesar 2 N, sebanyak 1,5 ml hasilnya sebesar 1,5 N, sebanyak 1,6 ml hasilnya sebesar 1,3 N, sebanyak 1,8 ml hasilnya sebesar 1 N, sebanyak 2 ml hasilnya sebesar 0,5 N. Setelah itu dilakukan perhitungan tengangan permukaan dengan menggunakan rumus

γ=

F 2( p+t)

dan didapatkan hasil 34,88 N/m, 29,26 N/m,

17,44 N/m, 15,12 N/m, 11,63 N/m dan 5,81 N/m. Dibuat grafik perbandingan antara volume dari sampel dengan tegangan permukaan dan didapatkan hasil grafik menurun. Dapat disimpulkan bahwa semakin banyak surfaktan yang ditambahkan maka tegangan permukaan akan semakin menurun. Hal ini diakibatkan karena adanya penambahan surfaktan yaitu SLS 10%, maka jumlah molekul-molekul di permukaan yang terdapat dalam surfaktan akan semakin banyak dan ikatan antar molekul bahan uji yaitu Oleum ricini akan menjadi lemah daripada sebelumnya sehingga permukaan Oleum ricini akan menjadi lebih renggang dan menyebabkan tegangan permukaannya menjadi lebih kecil. Molekul-molekul zat aktif permukaan atau surfaktan mempunyai dua gugus fungsi yaitu polar dan nonpolar sehingga ketika didispersikan dalam cairan pada konsentrasi rendah, maka molekulnya akan terabsorpsi pada permukaan cairan membentuk lapisan monomolekular dengan bagian gugus polar mengarah ke udara.

Apabila penambahan surfaktannya sangat banyak maka akan terbentuk misel yang dapat mencapai konsentrasi misel kritis. Dimana jika suatu permukaan telah tertutupi surfaktan, maka tidak akan terjadi lagi perubahan permukaan antarmuka. Keadaan tersebut terjadi ketika permukaan antarmuka menjadi jenuh atau tertutupi surfaktan. Seharusnya dilakukan pengujian untuk menentukan sudut kontak dengan menggunakan serbuk parasetamol, gula halus, dan talkum. Namun, dikarenakan harus menggunakan alat dan alat tersebut tidak tersedia di lab, sehingga tidak dilakukan pada saat praktikum....