VISKOSITAS

VISKOSITAS

I.                   Tujuan Percobaan

·         Mahasiswa dapat menggunakn alat viskositas

·         Mahasiswa dapat menentukan angka kekentalan dinamik dan kinemtik

( viskositas suatu zat cair dengan menggunakan alat viscometer )

II.                Alat dan Bahan yang digunakan

·         Alat yang digunakan

1.      Alat viscometer                                                           :           1 buah

2.      Bola dengan bermacam-macam diameter                   :           2 buah

3.      Beaker gelas 250 ml                                                    :           1 buah

4.      Stopwatch                                                                   :           1 buah

5.      Jangka sorong                                                             :           1 buah

6.      Pipet ukur 25 ml                                                          :           1 buah

7.      Bola karet                                                                    :           1 buah

8.      Tissue                                                                          :    secukupnya

·         Bahan yang digunakan

1.      Etanol

2.      Aquadest

3.      Minyak sayur

III.             Dasar Teori

Viskositas suatu cairan murni atau larutan merupakan indeks hambatan aliran  cairan. Viskositas dapat diukur dengan menggunakan laju aliran yang melalui tabung berbentuk silinder. Cara ini merupakan salah satu cara yang paling mudah dan dapat digunakan untuk cairan maupun gas.

Menurut hukum polsscuille, jumlah cairan yang mengalir melalui pipa persatuan waktu mempunyai persamaan :   =

Dimana :

µ    =          Viskositas cairan

V   =          Volume total cairan

T   =          Waktu yang dibutuhkan cairan yang mengalir di dalam viskositas

P   =          Tekanan yang bekerja pada cairan

R  =          Jari-jari tabung

L  =          Panjang pipa

            Persamaan diatas juga berlaku untuk fluida gas

Ada beberapa viscometer yang sering digunakan untuk menetukan viskositas suatu larutan yaitu :

1.      Viskometer Oswald                      :           untuk menentukan laju kapiler

2.      Viskometer Hoppler                      :           untuk menetukan bola dalam cairan

3.      Viskometer silinder putar              :           untuk menetukan satu dua silinder yang kosentris pada kecepatan sudut tertentu.

Viskometer Oswald

Pada viscometer oswal yang diukur adalah waktu yang dibutuhkan oleh sejumlah cairan tertentu untuk mengalir melalui pipa kapiler dengan gaya yang disebabkan oleh berat cairan itu sendiri.Pengukuran viskositas ini menggunakan pembanding air, hal ini dimaksudkan untuk mengurangi kesalahan pengukuran nilai.

Viskositas cairan menggunakan viscometer Oswald dapat ditentukan dengan menggunakan persamaan:

                                    µ=, sehingga didapat bila menggunakan pembanding viskositas air adalah

  =

Dimana : P = densitas x konstanta

Viskometer Hoppler

Pada Viskometer hoppler yang diukur adalah waktu yang dibutuhkan oleh sebuah bola untuk melewati cairan pada jarak atau ketinggian tertentu, karena adanya gaya gravitasi benda yang jatuh melalui medium yang berviskositas dengan kecepatan yang semakin besar sampai mencapai kecepatan maksimum.

Kecepatan maksimum akan dicapai bila gaya gravitasi (g) sama dengan gaya tahan medium (f). Besarnya gaya tahan (friksi) untuk benda yang berbentuk bola oleh stokes dirumuskan :

                       

Dimana :

f = Friksi

µ = Viskositas

r = jari-jari

v = kecepatan

 

                                                         

                (m-m₀)g

Pada kesetimbangan gaya kebawah adalah (m-m₀)g sehingga, 6πµrv = (m-m₀)g atau

            Dimana :

m                               = Massa bola logam

m₀                              = Massa cairan yang dipindahkan oleh bola logam

g                                = Gravitasi

IV.       PROSEDUR PERCOBAAN

a.       Alat viskositas sebelum digunakan harus bersih dan kering

b.      Tentukan massa jenis bola (lihat table) dan massa jenis cairan yang digunakan (lihat pada botol/literature)

c.       Masukkan sampel yang digunakan sebanyak 45 ml tanpa udara ke dalam tabung miring

d.      Masukkan bola ke dalam tabung yang telah berisi sampel (jangan sampai ada gelembung udara). Pada saat bola sampai tanda batas paling atas hidupkan stopwatch dan matikan stopwatch pada saat bola sampai tanda paling bawah.

e.       Waktu yang digunakan dicatat, yaitu gerakan dari tanda bagian atass sampai pada tanda bagian bawah

f.       Bersihkan tabung pada alat viscometer setelah selesai melakukan praktikum

Tabel bola, diameter dalam bola 15,94 + 0.01 mm

No Bola	Bahan Bola	Densitas grm/cm3	Diameter Bola mm	Tetapan K mPa.s.cm3/gr.s	Pengukuran mPas (cp)
1	Gelas boron silica	2,2	15,81 + 0.01	0,007	0,5 – 10
2	Gelas boron silica	2,2	15,3 + 0.05	0,09	9 – 100
3	Alloy besi nikel	8,1	15,6 + 0,05	0,09	40 – 700
4	Alloy besi nikel	8,1	15,2 +  1	0,7	150 – 5000
5	Aloy besi nikel	8,1	14,0 +  0,5	7	1500 – 50.000
6	Alloy besi nikel	8,1	11,0 +  1	35	>7500
G	Gelas boron silica	2,2	15,91 + 0,02	-	Gas
G3	Gelas boron silica	2,2	15,30	0,4	20 – 200
G4	Gelas boron silika	2,2	14,40	3,5	150 - 1500

Perhitungan viskositas dinamik dalam satuan mPa.s digunakan rumus :

µ = K(ρ₁-ρ₂) t

dimana :

K         =   Konstanta bola mPa.s.cm³/g.s (lihat table)

ρ₁         =   Densitas bola grm/cm³ (lihat table)

ρ₂         =   Densitas sampel (grm/cm³)

t           =   Waktu bola jatuh tanda batas atas sampai tanda batas bawah (detik) konversi viskositas dinamik ke viskositas kinematik digunakan persamaan :

Dimana :

V         =   viskositas kinematika (mm²/detik), 1 mm²/detik=1 cSt

µ          =   viskositas dinamik (mPa/s)

ρ          =   densitas sampel (grm/cm³)

Catatatan :

1.      Waktu yang digunakn pada saat tabung dibalik mempunyai perbedaan 1 % dari waktu bola jatuh pertama, sehingga harga konstanta dari bola akan berubah menjadi

2.      Peralatan HAAKF FALLING BALL VISKOMETER dapat digunakan untuk mengukur viskositas fungsi temperature, temperature yang dapat digunakan mempunyai harga -20 sampai 150°C dan dalam penggunaannya tabung tabung tidak boleh dibalik. Sampel didalam tabung tidak boleh lebih dari 15 menit sebelum analisa dilakukan.

Karena pada alat viscometer ini mempunyai jaket penahan panas maka toleransi pengukuran temperature + 0,03°C untuk pengukuran temperature antara 10 - 80°C, sedangkan untuk analisa toleransi kenaikan temperature 0,05°C.

3.      Alat pemanas yang digunakan untuk memanaskan sampel tidak boleh bersentuhan/kontak langsung dengan alat viscometer

V.                DATA PENGAMATAN

No.	Sampel	Waktu bola jatuh dari atas ke bawah (detik)	Waktu bola jatuh dari bawah ke atas (detik)	Rata-Rata waktu
1.	Aquadest	10	10	10
2.	Etanol	7	7	7
3.	Minyak Goreng	365	365	365

VI.             PERHITUNGAN

Ø  Perhitungan Viskositas Aquadest

µ    =          K (ρ bola – ρ Aquadest) . Δt

     =          0,09  mPa.s.cm³/gr.s (2,2 – 1) gr/cm³ . 10 s

     =          0,09  mPa.s . 1,2 . 10

     =          1,08 mPa.s

Ø  Perhitungan Viskositas Etanol

µ    =          K (ρ bola – ρ etanol) . Δt

     =          0,09 mPa.s.cm³/gr.s (2,2 – 0,789) gr/cm³ . 7 s

      =          0,09  mPa.s . 1,411 . 7

      =          0,88 mPa.s

Ø  Perhitungan Viskositas Minyak Goreng

µ    =          K (ρ bola – ρ minyak) . Δt

      =          0,09  mPa.s.cm³/gr.s (2,2 – 0,92) gr/cm³ . 365 s

      =          0,09  mPa.s . 1,28 . 365

      =          42,048 mPa.s

VII.          ANALISA DATA

Pada praktikum Instrumen dan Teknik Pengukuran kali ini yaitu tentang viskositas yang mana viskositas ini adalah kekentalan dan sifat suatu zat cair (fluida) yang disebabkan karena adanya gesekan antara molekul-molekul zat cair dengan gaya kohes pada zat cair tersebut. Gesekan-gesekan inilah yang menghambat aliran zat cair. Besarnya kekentalan zat cair (viskositas) dinyatakan dengan suatu bilangan yang menentukan kekentalan zat cair. Hukum viskositas newton menyatakan bahwa untuk laju perubahan bentuk sudut fluida yang tertentu maka tegangan geser berbanding lurus dengan viskositas.

Suatu zat memiliki kemampuan tertentu sehingga suatu padatan yang dimasukkan ke dalamnya mendapat gaya tekanan yang diakibatkan peristiwa gesekan antara permukaan padatan tersebut dengan zat cair. Gesekan bola kecil menjelaskan pada alat viscometer bahwa adanya suatu kemampuan yang dimiliki suatu zat cair sehingga kecepatan bola berubah. Mula-mula akan mengalami percepatan yang dikarenakan gaya beratnya tetapi dengan sifat kekentalan cairan maka besarnya percepatan akan semakin berkurang dan akhirnya nol. Pada saat tersebut kecepatan bola tetap dandisebut kecepatan terminal. Hambatan-hambatan dinamakan sebagai kekentalan (viskositas). Akibat viskositas zat cair itulah yang menyebabkan terjadinya perubahan yang cukup drastis terhadap kecepatan batu.

Dari perbandingan nilai viskositas ketiga cairan tersebut dapat kita ketahui bahwa minyak goreng memiliki nilai viskositas yang lebih tinggi dari pada etanol. Ini disebabkan karena minyak goreng mempunyai sifat fisik yaitu berupa kekentalannya yang begitu tinggi. Sehingga nilai viskositasnya pun juga besar.

VIII.       KESIMPULAN

Dari hasil praktikum yang telah dilakukan dapat disimpulkan bahwa :

1.      Viskositas etanol adalah 0,88 cp

2.      Viskositas minyak goreng adalah 42 cp

3.      Viskositas aquadest adalah 1,08 cp

4.      Sampel yang memiliki nilai viskositas terbesar yaitu minyak goreng

IX.             DAFTAR PUSTAKA

…2013.Penuntun Praktikum Instrumen Dan Teknik Pengukuran. Palembang : Politeknik Negeri Sriwijaya

http://viskositas_dalam.pengukuransuatu cairan.com