LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA DASAR: “VISKOSITAS ZAT ALIR”

LAPORAN PRAKTIKUM

FISIKA DASAR

“VISKOSITAS ZAT ALIR”

O

L

E

H

NAMA                        : FATMA ZAHRA

NO BP.            : 1404045

KELAS           : A

SEKOLAH TINGGI FARMASI INDONESIA

YAYASAN PERINTIS

PADANG 2014

VISKOSITAS ZAT ALIR

I.                   TUJUAN

Menentukan viskositas zat alir dengan menggunakan metode stokes

II.                TEORI DASAR

Viskositas merupakan ukuran kekentalan fluida yang menyatakan besar kecilnya gesekan didalam fluida . fluida adalah zat yang dapat mengalir sehingga dapat menyesuaikan diri dengan bentuk wadah apapun dimana zat tersebut diletakkan. Viskositas fluida (zat alir) adalah gesekan yang ditimbulkan fluida yang bergerak atau benda padat yang bergerak dalam fluida. Besarnya gesekan ini biasa disebut sebagai derajat kekentalan zat cair.

Semakin besar kekentalan fluida (viskositas), maka semakin sulit suatu flu8ida untuk mengalir dan juga menunjukkan semakin sulit suatu benda begrgerak dalam fluida tersebut.

Didalam zat cair, viskositas dihasilkan oleh gaya kohesi antara molekul zat cair . gaya kohesi merupakan gaya tarik menarik antar molekul. Sedangkan dalam gas viskositas timbul sebagai akibat tumbukan molekul gas. Zat cair lebih kental daripada gas, sehingga untuk mengalirkan zat cair diperlukan gaya lebih besar dibandingkan dengan gaya yang diberikan untuk mengalirkan gas.

Aliran viskositas dapat dikelompokkan menjadi dua tipe, yaitu:

1.      Aliran laminar

Aliran laminar merupakan aliran yang teratur, tenang, lurus dan adanayta lapisan-lapisan yang teratur, kecepatan tidak terlalau besar, kecepatan paling besar ada ditengah pipa  lalu mengecil sampai menjadi nol didinding pipa.

2.      Aliran turbulen

Aliran turbulen merupakan aliran-aliran yangt gerakan fluidanya tidak teratur, tidak tenang, partikel-partikelnya saling acak, arahnya berbelok-belok tidak beraturan, dengan kecepatan yang tinggi dan viskositas yang relative rendah.

                     Faktor-faktor yang mempengaruhi kecepatan fluida adalah:

1.      Tekanan

Viskositas cairan naik dengan hnaiknya tekanan. Sedangkan viskositas gas tidak dipengaruhi tekanan.

2.      Temperatur

Viskositas turun dengan naiknya suhu, pemanasan zat cair  menyebabkan molekul-molekul nya memperoleh energy. Molekul-molekul cairaan bergerak sehingga gaya interaksi antar molekul melemah. Dengan demikian viskositas cairan akan turuin dengan kenaikan temperature.

3.      Kehadiran zat lain

Adanay bahan tambahgan seperti suspense manaikkan viskopsitas zat cair. Pada minyak ataupun gliserin adanya penambahan air akan menyebabkan viskositas turun karena gliserin atau minyak akan semakin encer, sehingga waktu alirnya semakin cepat.

4.      Ukuran da berat molekul

Viskositas zat cair naik dengan naiknya berat molekul. Viskositas semakin besart jika ikatan rangkap semakin banyak.

5.      Kekuatan antar molekul

Viskositas air naik dengan adanya ikatan hydrogen.

Cara menentukan viskositas suatu zat adalah dengan menggunakan alat yang dinamakan viscometer. Ada beberapa tipe viscometer yang biasa digunakan, yaitu:

1.      Viscometer Oswald

Merupakan viscometer dari cairan yang ditentukan dengan mengukur waktu yang dibutuhkan bagi cairan tersebut untuk lewat antara dua tanda ketika mengalir karena gravitasi melalui viscometer Oswald. Waktu alir dari cairan yang diuji dibandingkan dengan waktu yang dibutuhkan bagi suatu zat yang viskositasnya sudah diketahui untuk lewat dua tanda tersebut.

2.      Viscometer hupland boob

Prinisp kerjanaya yaitu sampel digeser dalam ruangan antara dinding luar bob dan dinding dalam dari cup dimana bob masuk persis ditengah-tengah.

3.      Viscometer cone and plate

Cara pemakaian dari viscometer ini adalah sampel diletakkan ditengah-tengah papan, kemudian dinaikkan hingga posisi dibawah kerucut, kerucut digerakkan oleh motor dengan berbagai macam kecepatan, dan sampelnya digeser didalam ruangan yang semi transparan  yang diam kemudian kerucut berputar.

4.      Viscometer hopler

Prinsip kerjanya adalah menggelindingkan bola (yang terbuat dari kaca) melalui tabung gelas yang berisi zat cair yang diselidiki.

           

                                    Bila sebuah bola yang massa jenisnya lebih besar daripada massa jenis fluida atau berjari-jari (r) dimasukkan didalam suatu fluida zat cair, maka bola akan jatuh dipercepat sampai suatu saat kecepatannyaa maksimum (v maks), pada kecepatan v maks ini benda akan bergerak beraturan karena gaya beratntya sudah diimbangi gaya gesek fluida.

                                    Menurut George stokes, besarnya gaya gesek pada fluida inilah yang disebut gaya stokes. Maka rumus stokes adalah:

η = 2/9 r²g (ρ-ρ⁰)

        V

Dimana:

η= kekentalan zat cair (poise)

r = jari-jari bola (cm)

ρ = percepatan gravitasi (cm/det)

ρ⁰⁼ massa jenis bola ( g/ml)

v= kecepatan bola (cm/det)

h= tinggi jatuh bola (cm)

t= waktu jatuh bola (det)

III.             ALAT DAN BAHAN

a.      Alat

1.      Tabung

2.      Bola jatuh

3.      Jangka sorong

4.      Micrometer sekrup

5.      Mistar

6.      Timbang analitik

b.      Bahan

1.      Minyak

2.      Oli

3.      Gliserin

IV.             PROSEDUR KERJA

1.      Susun alat sebagaimana mestinya

2.      Ukur jari-jari dan massa jenis bola jatuh

3.      Tentukan massa jenis zat alir

4.      Jatuhkan boal pelan-pelan diatas permungkaan zat alir dalam tabung

5.      Setelah lebih kurang 5 cm dari permungkaan zat alir dalam tabung , tekanlah tombol stopcwatch dan setelah sampai bola tersebut didasar tabung matikan stopwatch , catat waktu bola jatuh dan ukur jarak yang ditempuh bola.

6.      Tentukan kecepatan bola (v) dari no 5

7.      Ulangi percobaan 4 da5 sebanyak 3 kali untuk mendapatkan rata-rata nomor 6

8.      Hitung kekentalan zat alir dengan menggunakan rumus stokes.

V.                MONOGRAFI

1.      Gliserin

Gliserin tidak bewarna,  tidak berbau, cairan kental, jernih, dan banyak digunakan dalam formulasi farmasi. Kepadatan 1,261 g/cm. memiliki titik lebur 18 ⁰C dan titik didih 290 C. masa molar 92,09382 g/mol. Indeks biasnya 1,4746 dan memiliki viskositas 1,5 pa.s.  memiliki sifat anti freeze.

VI.             ANALISIS DATA  DAN PEMBAHASAN

a.       Analisis data

Dari percobaan dilakukan analis sebagai berikut.

1.      Massa bola

a.       Untuk gliserin =0,1434 gr

b.      Untuk minyak dan oli= 0,1422 gr

2.      Waktu jatuh bola

a.       Pada oli= (24+25+28)/3=25,67 s

b.      Pada minyak= (7+8+8)/3=8

c.       Pada gliserin=10 menit, 27 s

3.      Volume minyak, oli, gliserin = 10 ml

Massa awal (berat tabung reaksi) =27,1675 gr

Masa akhir:                    oli= 35,9170 g

                                                  Minyak= 36,1274 g

                                                  Gliserin = 39,5074 g

Sehingga didapat:

a.       Massa oli= masa akhir-masa awal

= 35,9170-27,1675

=8,7495 g

b.      Massa minyak= 36,1274 - 27,1675

                                      = 8,9599 g

c.       Massa gliserin = 39,5074-27,1675

 = 1,2339 g

4.      Massa jenia zat alir

a.       ρ oli = m/v= 8,87495 g/10 ml = 0,87495 g/ml

b.      ρ minyak = m/v= 8,9599 g/10 ml = 0,895 g/ml

c.       ρ gliserin = m/v = 12,3399 g/10 ml= 1,2339 g/ml

5.      diameter bola= 5,95 mm, sehingga r= 2,975 mm

volume bola       = 4/3 πr³

                                                                                                = 4/3 x 3,14 x (2,975)³

                                                                                                                                = 4/3 x 3,14 x 82,6762

                                                                                                = 110,234 mm³

                                                                                                = 0,110234 cm³

                                                            Massa jenis bola untuk minyak dan oli:

                                                            ρ= m/v =0,1422 g/ 0,110234 cm³ = 1,289 gr/cm3

                                                            massa jenis bola untuk gliserin

                                                            ρ= m/v = 0,1413 gr/ 0,110234 cm³=1,3006 g/cm³

6.      tinggi jatuh bola= 23,6 cm. sehinggav didapat:

v_aminyak =h/t=23,6 cm /8 s= 2,95 cm/s

v_oli= h/t = 23,6 cm / 25,67 s= 0,9193 cm/s

v _gliserin = h/t = 23,6 cm/ 10 menit 10 s= 23,6 cm /627 s= 0,0376 cm/s

7.      penentuan viskositas

minyak

η      = [2/9 r²g (ρ-ρ⁰) ]/V

                    = [2/9 x (2, 975)² x 10 x (1,289-0,895)]/2,95

                    = 2,6004 poise

oli

η      = [2/9 r²g (ρ-ρ⁰) ]/V

                    = [2/9 x (2, 975)² x 10 x (1,289-0,874)]/0,9193

                    = 8,789 poise

gliserin

η      = [2/9 r²g (ρ-ρ⁰) ]/V

                    = [2/9 x (2, 975)² x 10 x (1,3006-1,2339)]/0,0376

                    = 34,538 poise

b.      Pembahasan        

Pada percobaan  penentuan viskositas zat alir dengan menggunakan metode stokes, kami menggunakan minyak, oli dan gliserin sebagai sampel.

Pada percobaan ini kami menimbang masa bola terlebih dahulu, setelah itu menentukan waktu jatuh bola. Untuk penentuan waktu, bola dijatuhkan sebanyak tiga kali dan kemudian dicari rata-ratanya. Setelah itu kami menentukan masa oli, minyak dan gliserin dengan cara mengurangi masa akhir zat alir dengan masa awal zat alir. Setelah didapat hasilnya, lalu dihitung masa jenis zat alir tersebut dengan rumus:

Ρ = m/ v

Setelah itu kami mengukur diameter bola dengan micrometer sekrup dan didapat 5,59 mm. setelah itu kami menghitung volume bola dan didapat 0,110234 cm. setelah itu kami menentukan masa jenis bola untuk minyak dan olididapat 1,289 g/ml, sedangkan gliserin 1,3006 g/ml

Selanjutnya ditentukan kecepatan alir dengan menggunakan rumus :

v = h / t

sebelumnya ditentukan tinggi boila terlebih dahulu dan didapat 23,6 cm. selanjutnya baru didapat kecepatan minyak yaitu 2,95 cm/s, oli 0,9193 cm/s, dan gliserin 0,0376 cm/s.

dan terakhir menghitung viskositas zat alir dengan menggunakan rumus:

η = 2/9 r²g (ρ-ρ⁰)

                        V

Dari rumus tersebut didapatkan viskositas minyak 2,6004 poise, oli 8,299 poise dan gliserin 34,538 poise.

VII.          KESIMPULAN DAN SARAN

a.       Kesimpulan

Berdasarkan percobaan yang telah dilakukan , didapatkan bahwa viskositas minyak 2,6004 poise, oli 8,299 poise dan gliserin 34,538 poise.

b.      Saran

Sebaiknya saat praktikum, lebih teliti memperhatikan ada atau tidaknya gelembung pada viskometer karena dapat mempengaruhi hasil percobaan

DAFTAR PUSTAKA

Atkins, P.W. 1996. Kimia Fisik Jilid II Edisi IV. Jakarta : Erlangga.
Bird, Tony. 1987. Kimia Fisik Untuk Universitas. Jakarta : PT Gramedia.
Dirjen POM .1995. Farmakope Indonesia Edisi ke IV. Jakarta: Depkes RI

Dogra. 1990. Kimia Fisik dan Soal-soal. Malang : Jakarta : UI-Press