LAPORAN VISKOSITAS PRAKTIKUM SATUAN OPERASI 1

LAPORAN TETAP

PRAKTIKUM SATUAN OPERASI

VISKOSITAS (KEKENTALAN)

 

Oleh :

IMFRANTONI PURBA

05111003014

KELOMPOK 3

TEKNOLOGI HASIL PERTANIAN

TEKNOLOGI PERTANIAN

FAKULTAS PERTANIAN

UNIVERSITAS SRIWIJAYA

INDRALAYA

2012

I.   PENDAHULUAN

A.        Latar Belakang

            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. Apa sebenarnya yang membedakan cairan itu kental atau tidak. 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.
Di dalam aliran kental kita dapat memandang persoalan tersebut seperti tegangan dan regangan pada benda padat. Kenyataannya setiap fluida baik gas maupun zat cair mempunyai sifat kekentalan karena partikel di dalamnya saling menumbuk. Bagaimana kita menyatakan sifat kekentalan tersebut secara kuantitatif atau dengan angka, sebelum membahas hal itu kita perlu mengetahui bagaimana cara membedakan zat yang kental dan kurang kental dengan cara kuantitatif. Salah satu alat yang digunakan untuk mengukur kekentalan suatu zat cair adalah viskosimeter ( Lutfy, 2007).

            Apabila zat cair tidak kental maka koefesiennya sama dengan nol sedangkan pada zat cair kental bagian yang menempel dinding mempunyai kecepatan yang sama dengan dinding. Bagian yang menempel pada dinding luar dalam keadaan diam dan yang menempel pada dinding dalam akan bergerak bersama dinding tersebut. Lapisan zat cair antara kedua dinding bergerak dengan kecepatan yang berubah secara linier sampai V. Aliran ini disebut aliran laminer.  Aliran zat cair akan bersifat laminer apabila zat cairnya kental dan alirannya tidak terlalu cepat (Sudarjo, 2008).

Pengertian viskositas fluida (zat cair) adalah gesekan yang ditimbulkan oleh fluida yang bergerak, atau benda padat yang bergerak didalam fluida. Besarnya gesekan ini biasa juga disebut sebagai derajat kekentalan zat cair. Jadi semakin besar viskositas zat cair, maka semakin susah benda padat bergerak didalam zat cair tersebut. Viskositas dalam zat cair, yang berperan adalah gaya kohesi antar partikel zat cair (Martoharsono, 2006).      

Viskositas menentukan kemudahan suatu molekul bergerak karena adanya gesekan antar lapisan material. Karenanya viskositas menunjukkan tingkat ketahanan suatu cairan untuk mengalir. Semakin besar viskositas maka aliran akan semakin lambat. Besarnya viskositas dipengaruhi oleh beberapa faktor seperti temperatur, gaya tarik antar molekul dan ukuran serta jumlah molekul terlarut. Fluida, baik zat cair maupun zat gas yang jenisnya berbeda memiliki tingkat kekentalan yang berbeda. Pada zat cair, viskositas disebabkan karena adanya gaya kohesi (gaya tarik menarik antara molekul sejenis). Sedangkan dalam zat gas, viskositas disebabkan oleh tumbukan antara molekul. Viskositas dapat dinyatakan sebagai tahanan aliaran fluida yang merupakan gesekan antara molekul – molekul cairan satu dengan yang lain. Suatu jenis cairan yang mudah mengalir, dapat dikatakan memiliki viskositas yang rendah, dan sebaliknya bahan-bahan yang sulit mengalir dikatakan memiliki viskositas yang tinggi (Sarojo, 2009). 
            Zat cair maupun gas mempunyai viskositas hanya saja zat cair lebih kental (viscous) daripada gas, dalam merumuskan persamaan-persamaan dasar mengenai aliran yang kental akan jelas nanti, bahwa masalahnya mirip dengan masalah tegangan dan regangan luncur di dalam zat padat. Salah satu macam alat untuk mengukur viscositas zat-cair adalah viscometer (Sudarjo, 2008).   
            Cairan yang mudah mengalir, misalnya air atau minyak tanah, tegangan luncur itu relatif kecil untuk cepat perubahan regangan luncur tertentu, dan viskositasnya juga relatif kecil, dan begitu pula sebaliknya (Lutfy, 2007).

B. Tujuan

            Tujuan praktikum kali ini adalah untuk menyelidiki angka kental relatif suatu zat cair dengan cara menggunakan air.

                                                                                                                                      II.            TINJAUAN PUSTAKA

1. Pengertian

Viskositas (kekentalan) dapat dianggap suatu gesekan dibagian dalam suatu fluida. Karena adanya viskositas ini maka untuk menggerakkan salah satu lapisan fluida diatasnya lapisan lain haruslah dikerjakan gaya. Karena pengaruh gaya k, lapisan zat cair dapat bergerak dengan kecepatan v, yang harganya semakin mengecil untuk lapisan dasar sehingga timbul gradien kecepatan. Baik zat cair maupun gas mempunyai viskositas hanya saja zat cair lebih kental (viscous) dari pada gas tidak kental (Mobile ) (Martoharsono, 2006).

Suatu jenis cairan yang mudah mengalir dapat dikatakan memiliki viskositas yang rendah, dan sebaliknya bahan – bahan yang sulit mengalir dikatakan memiliki viskositas yang tinggi. Pada hukum aliran viskositas, Newton menyatakan hubungan antara gaya – gaya mekanika dari suatu aliran viskos sebagai geseran dalam (viskositas) fluida adalah konstan sehubungan dengan gesekannya. Hubungan tersebut berlaku untuk fluida Newtonian, dimana perbandingan antara tegangan geser (s) dengan kecepatan geser (g) nya konstan. Parameter inilah yang disebut dengan viskositas. Aliran viskos dapat digambarkan dengan dua buah bidang sejajar yang dilapisi fluida tipis diantara kedua bidang tersebut. Suatu bidang permukaan bawah yang tetap dibatasi oleh lapisan fluida setebal h, sejajar dengan suatu bidang permukaan atas yang bergerak seluas A. Jika bidang bagian atas itu ringan, yang berarti tidak memberikan beban pada lapisan fluida dibawahnya, maka tidak ada gaya tekan yang bekerja pada lapisan fluida. Suatu gaya F dikenakan pada bidang bagian atas yang menyebabkan bergeraknya bidang atas dengan kecepatan konstan v, maka fluida dibawahnya akan membentuk suatu lapisan – lapisan yang saling bergeseran. Setiap lapisan tersebut akan memberikan tegangan geser (s) sebesar F/A yang seragam dengan kecepatan lapisan fluida yang paling atas sebesar v dan kecepatan lapisan fluida paling bawah sama dengan nol, maka kecepatan geser (g) pada lapisan fluida di suatu tempat pada jarak y dari bidang tetap dengan tidak adanya tekanan fluida (Kanginan, 2006).

Lapisan-lapisan gas atau zat cair yang mengalir saling berdesakan karena itu terdapat gaya gesek yang bersifat menahan aliran yang besarnya tergantung dari kekentalan zat cair. Gaya gesek tersebut dapat dihitung dengan menggunakan rumus: G = ŋ A .   (Ginting, 2011).

            Adapun jenis cairan dibedakan menjadi dua tipe, yaitu cairan newtonian dan non newtonian.

1. Cairan Newtonian

            Cairan newtonian adalah cairan yg viskositasnya tidak berubah dengan berubahnya gaya irisan, ini adalah aliran kental (viscous) sejati. Contohnya : Air, minyak, sirup, gelatin, dan lain-lain. Shear rate atau gaya pemisah viskositas berbanding lurus dengan shear stresss secara proporsional dan viskositasnya merupakan slope atau kemiringan kurva hubungan antara shear rate dan shear stress. Viskositas tidak tergantung shear rate dalam kisaran aliran laminar (aliran streamline dalam suatu fluida). Cairan Newtonian ada 2 jenis, yang viskositasnya tinggi disebut “Viscous” dan yang viskositasnya rendah disebut “Mobile” (Dogra, 2006).

2. Cairan Non-Newtonian               

            Yaitu cairan yang viskositasnya berubah dengan adanya perubahan gaya irisan dan dipengaruhi kecepatan tidak linear.    

B. Metode Penentuan  Kekentalan

Untuk menentukan kekentalan suatu zat cair dapat digunakan dengan cara :

1. Cara Ostwalt / Kapiler

            Viskositas dari cairan yang ditentukan dengan mengukur waktu yang dibutuhkan bagi cairan tersebut untuk lewat antara 2 tanda ketika mengalir karena gravitasi melalui viskometer Ostwald. Waktu alir dari cairan yang diuji dibandingkan dengan waktu yang dibutuhkan bagi suatu zat yang viskositasnya sudah diketahui (biasanya air) untuk lewat 2 tanda tersebut (Lutfy, 2007).

Berdasarkan hukum Heagen Poiseuille.

ŋ = Π P r⁴t

                   8 VL        

            Hukum poiseuille juga digunakan untuk menentukan distribusi kecepatan
dalam arus laminer melalui pipa slindris dan menentukan jumlah cairan yamg keluar
perdetik.(Sarojo, 2006)

2. Cara Hopper

            Berdasarkan hukum Stokes pada kecepatan bola maksimum, terjadi keseimbangan sehingga gaya gesek = gaya berat – gaya archimides. Prinsip kerjanya adalah menggelindingkan bola ( yang terbuat dari kaca ) melalui tabung gelas yang berisi zat cair yang diselidiki. Kecepatan jatuhnya bola merupakan fungsi dari harga resiprok sampel. Berdasarkan hukum stoke yaitu pada saat kecepatan bola maksimum,terjadi kesetimbangan sehingga gaya gesek sama dengan gaya berat archimedes. Dalam fluida regangan geser selalu bertambah dan tanpa batas sepanjang tegangan yang diberikan. Tegangan tidak bergantung pada regangan geser tetapi tergantung pada laju perubahannya. Laju perubahan regangan juga disebut laju regangan ( D. Young , 2009).

Laju perubahan regangan geser = laju regangan =  

Rumus yang di atas dapat defenisikan viskositas fluida, dinotasikan dengan η ( eta ), sebagai rasio tegangan geser dengan laju regangan :

            η       =  Tegangan geser

              Laju regangan

Mempelajari gerak bola yang jatuh ke dalam fluida kental, walaupun ketika itu hanya untuk mengetahui bahwa gaya kekentalan pada sebuah bola tertentu di dalam suatu fluida tertentu berbandingan dengan kecepatan  relatifnya. Bila fluida sempurna yang viskositasnya nol mengalir melewati sebuah bola, atau apabila sebuah bola bergerak dalam suatu fluida yang diam, gari-garis arusnya akan berbentuk suatu pola yang simetris sempurna di sekeliling bola itu. Tekanan terhadap sembarang titik permukaan bola yang menghadap arah alir datang tepat sama dengan tekanan terhadap titik lawan. Titik tersebut pada permukaan bola menghadap kearah aliran, dan gaya resultan terhadap bola itu nol (Sudarjo, 2008).

                                                                                                                                       III.    METODE PRAKTIKUM

A.        Waktu dan Tempat

            Praktikum viskositas (kekentalan) terlaksana pada hari Kamis, tanggal 20 Maret 2012 dimulai pada pukul 13.00 sampai dengan 15.00, di Laboratorium Kimia Hasil Pertanian, Jurusan Teknologi Pertanian, Fakultas Pertanian, Universitas Sriwijaya.

B.         Alat dan Bahan

            Alat dan bahan  yang  digunakan pada praktikum ini adalah ; 1) bandul, 2) beaker gelas, dan 3) viscotester.

Bahan yang digunakan yaitu 1) aquadest, 2) kecap manis, 3) minyak sayur, dan 4) susu kental manis.

C.        Cara Kerja

            Cara kerja yang harus dilakukan pada praktikum viskositas  (kekentalan) ini adalah  dengan cara:

1.      Pertama ditentukan terlebih dahulu kerapatan sample dengan piknometer.

2.      Alat dibersihkan betul dengan asam pencuci dan dikeringkan.

3.      Masukkan sample yang akan ditentukan viskositasnya dalam wadah sampel  viskotester.

4.      Hasil pengukuran viskotester terhadap sample dicatat.

5.      Analisa data dengan menggunakan perhitungan ketidakpastian pengukuran dalam percobaan.

                                                                                                                                  IV.      HASIL DAN PEMBAHASAN

A.        Hasil

Hasil yang diperoleh dari praktikum ini adalah :

No.              Kelompok                            Bahan                            Viskositas (dPas)

1.                 I dan II                           Kecap manis                              195 2.        III dan IV                     Minyak Goreng                          0,39                                                                      3.              IV dan V                          Susu Kental Manis                      280

B.     Pembahasan

            Praktikum mengenai viskositas atau pengukuran kekentalan suatu cairan. Pada praktikum ini  bahan yang digunakan yaitu kecap manis, susu kental manis dan minyak goreng. Sebelum dilakukan pengukuran viskositas atau kekentalan zat tersebut, terlebih dahulu  ditentukan rapatan masing-masing sample dengan menggunakan piknometer untuk menentukan berat jenis larutan tersebut,  sebelumnya telah disesuaikan keadaan suhunya pada piknometer .

            Alat yang kita gunakan didalam pengukuran kekentalan suatu sample yaitu Viskotester. Viskotester ini memiliki tiga bandul yang dimasukkan kedalam sample yang ukuran ketiga bandul tersebut berbeda-beda, semakin besar bandul yang kita gunakan maka semakin besar kekentalan dan semakin kecil bandul maka semakin kecil kekentalan suatu sample, pada praktikum ini kita hanya memakai bandul II (sedang) dan bandul III (besar). Perputaran bandul harus benar-benar berputar dan tidak boleh mengenai atau menyentuh dinding tabung  karena hal ini sangat mempengaruhi hasil dan sangat diharapkan ketelitian praktikan  dalam membaca skala pengukuran viskotester, sesaat sebelum melakukan percobaan selanjutnya, harus dipastikan bahwa alat-alat yang digunakan dalam keadaan bersih alat dibersihkan dengan asam pencuci dan kemudian dikeringkan, ketiga larutan, yaitu aquadest, larutan sample atau sirup merah dan sirup hijau yang akan ditentukan viskositas atau kekentalannya dimasukkan kedalam alat viscometer ostwalt.            Dari ketiga bahan tersebut, tiap bahan memiliki masing-masing nilai viskositas yang berbeda. Sebelumnya telah dijelaskan bahwa viskositas merupakan sebuah ukuran penolakan sebuah fluida terhadap perubahan bentuk di bawah tekanan shear, atau sifat kekentalan yang disebabkan karena gesekan oleh satu bagian pada zat cair terhadap bagian lainnya. Viskositas fluida menunjukkan bagaimana gerakan zat padat di dalam fluida tersebut, semakin besar viskositasnya maka semakin  susah suatu zat padat bergerak di dalamnya. Dari hasil praktikum yang telah dilakukan diketahui sebuah benda dimasukkan ke dalam masing-masing cairan atau larutan yaitu kecap manis, minyak goreng, dan susu kental manis dimana jumlah setiap bahan memiliki nilai yang sama. Dari data yang didapat tersebut kita dapat mengetahui bahwa kekentalan dari tiap zat berbeda. 
            Perbedaan kekentalan tiap bahan ditunjukan dengan data yang diperoleh yaitu pada bahan pertama yang di uji oleh kelompok I dan kelompok II yaitu dengan bahan kecap manis kekentalan yang diperoleh sebesar 195 dPas, pengujian yang selanjutnya yaitu yang dilakukan oleh kelompok III dan kelompok IV dengan bahan minyak goreng dengan kekentalan yang diperoleh sebesar 0,39 dPas, pada bahan terakhir/ketiga yaitu yang dilakukan oleh kelompok V dan VI yaitu susu kental manis diperoleh kekentalannya sebesar 280 dPas. Dari data tersebut dapat dilihat bahwa, kecap manis, minyak goreng dan susu kental manis, memiliki perbedaan voiskositas hal tersebut membuktikan bahwa, setiap larutan itu memiliki perbedaan viskositas. Sample yang memiliki viskositas  yang paling besar yaitu terdapat pada susu kental manis, hal inilah yang membuktikan bahwa susu kental manis lebih kental dari sample lainnya.

V. KESIMPULAN

Dari hasil praktikum yang telah kita lakukan, dapat diambil kesimpulan   yaitu :

1. Viskositas (kekentalan) dapat dianggap suatu gesekan dibagian dalam suatu fluida, karena adanya viskositas ini maka untuk menggerakkan salah satu lapisan fluida diatasnya lapisan lain haruslah dikerjakan gaya.

2. Suatu percobaan dapat melakukan kesalahan baik kesalahan yang sengaja maupun tidak sengaja, seperti saat menggunakan stopwatch.

3.  Pengukuran viskositas dapat dilakukan dengan dua metode yaitu  dengan metode Ostwald dan metode Hoppler.

4. Kekentalan suatu zat dipengaruhi oleh suhu, konsentrasi, tekanan, dan berat       molekul.

5. Semakin kental suatu larutan yang digunakan, maka semakin besar nilai     viskositasnya.

6.  Setiap larutan memiliki viskositas (kekentalan) yang berbeda-beda.

7. Sample yang memiliki viskositas  yang paling besar yaitu terdapat pada susu kental manis.

DAFTAR PUSTAKA

Atkins, P.W.. 2006. Kimia Fisika Jilid II Edisi IV. Jakarta. Erlangga.
Chang, Raymond 2007. Kimia Dasar Konsep-konsep Inti. Erlangga. Jakarta.

Dogra. 2006. Kimia Fisika dan Soal-Soal. Malang.

D . Young, Hugh. 2009. Fisika Universitas. Erlangga. Jakarta.

Ginting, Tjurmin. 2011. Penuntun Praktikum Kimia Dasar. LDB UNSRI. Indralaya.

Kanginan, Marthen. 2006. Fisika . Erlangga. Jakarta.

Lutfy, Stokes. 2007. Fisika Dasar I. Erlangga. Jakarta.

Martoharsono, Soemanto. 2006. Biokimia I. Universitas Gajah Mada. Yogyakarta.

Sarojo, Ganijanti Aby. 2006. Seri Fisika Dasar Mekanika. Salemba Teknika. Jakarta. Sudarjo, Randy. 2008. Modul Praktikum Fisika Dasar I. Universitas Sriwijaya. Inderalaya.

Sumarna, Omay. 2006. Kimia Organik I Untuk Umum. Bogor.