LAPORAN RESMI
PRAKTIKUM FLUIDA
“Sabun dan
Tegangan Permukaan”
Oleh :
KELOMPOK 9
-
Aprillia
Eka Wardhany 12030654206
-
Nur
Istiqomah Mardhotillah 12030654219
-
Septanindya
Ayu Permatasari 12030654230
-
Anita
Nuraini Dyah Widayanti 12030654244
-
Kamila
Munisa 12030654246
PENDIDIKAN SAINS 2012 B
PROGRAM STUDI
PENDIDIKAN SAINS
FAKULTAS
MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS
NEGERI SURABAYA
2014
ABSTRAK
Kami telah melakukan percobaan sabun dan
tegangan permukaan pada tanggal 05 Mei 2014 di laboratorium Sains Unesa yang
bertujuan untuk mengamati dan mengukur tegangan permukaan serta menentukan
pengaruh konsentrasi detergen terhadap tegangan permukaan dengan menggunakan
alat gelas kimia 500 ml, kawat loop pengukur tegangan permukaan, dan neraca.
Metode yang digunakan pada percobaan ini ialah dengan mengukur massa dari
masing – masing kawat, kemudian memasukkan air 300 ml kedalam gelas kimia dan
memasukan kawat kedalam air dan menambahkan detergen sehingga dapat diamati
perubahan yang terjadi. Variabel yang digunakan yaitu variabel manipulasi
berupa konsentrasi detergen, variabel respon berupa tegangan permukaan, dan variabel kontrol berupa panjang kawat. Dari
hasil percobaan pada kawat pertama massa kawat ialah 1 gram dan tegangan
permukaan yang dihasilkan ialah 0,88 x 10-2, Pada kawat kedua massa
kawat ialah 0,5 gram dan tegangan permukaan yang dihasilkan ialah 0,42 x 10-2
, Pada kawat ketiga massa kawat ialah 0,4 gram dan tegangan permukaan yang
dihasilkan ialah 0,34 x 10-2 , Pada kawat keempat massa kawat ialah 0,6 gram
dan tegangan permukaan yang dihasilkan ialah 0,50 x 10-2 . Pada saat
volume sabun 50 ml kawat turun secara perlahan dan posisi kawat masih berada
diatas, pada saat volume sabun 75 ml kawat turun lebih cepat dan berada pada
posisi lebih kebawah dibandingkan dengan volume sabun 50 ml, dan pada saat
volume sabun 100 ml kawat semakin cepat turun dan berada pada posisi lebih
kebawah dibandingkan dengan volume sabun 75 ml. Sehingga dari percobaan yang
telah kami lakukan dapat ditarik kesimpulan bahwa data yang kami
peroleh semakin banyak deterjen yang ditambahkan maka kawat akan turun
semakin cepat. Semakin sedikit detergen yang
ditambahkan, maka tegangan permukaan yang dihasilkan semakin besar. Dan semakin
banyak detergen yang ditambahkan maka tegangan permukaan yang dihasilkan
semakin kecil.
Kata kunci : mengukur
tegangan permukaan, pengaruh konsentrasi detergen.
BAB I
PENDAHULUAN
A. Latar
Belakang
Mencuci merupakan kegiatan vital dalam dunia boga.
Pencucian peralatan boga dari kotoran yang menempel umumnya dibantu dengan
menggunakan sabun detergen. Deterjen adalah campuran berbagai bahan, yang
digunakan untuk membantu pembersihan dan terbuat dari bahan-bahan turunan
minyak bumi. Deterjen mempunyai keunggulan antara lain mempunyai daya cuci yang
lebih baik serta sifat tidak membentuk endapan dengan ion-ion logam divalen
dalam air sadah Detergen berfungsi menurunkan tegangan permukaan sehingga air
dapat membasahi kotoran dan peralatan yang dicuci. Tegangan
permukaan zat cair adalah kecenderungan permukaan zat cair untuk menegang
sehingga permukaannya seperti ditutupi oleh suatu lapisan elastis.
Akan tetapi, penggunaan detergen yang berlebih akan mencemari lingkungan. Dalam
kegiatan ini, anda akan menemukan konsetrasi detergen yang paling optimal untuk
mencuci.
B. Rumusan Masalah
Penulisan laporan ini dibuat
berdasarkan masalah – masalah yang dihimpun dan dijadikan patokan dalam
penulisan laporan, adapun masalah pokok didalam laporan ini antara lain :
1. Bagaimanakah pengaruh konsentrasi larutan detergen terhadap tegangan
permukaan?
2. Dapatkah ditemukan konsetrasi detergen yang paling optimal?
C. Tujuan
Adapun tujuan dari pembuatan makalah ini adalah sebagai berikut :
1. Untuk mengamati dan mengukur tegangan permukaan.
2. Untuk menentukan pengaruh konsentrasi detergen terhadap tegangan permukaan.
D. Hipotesis
Semakin sedikit detergen yang ditambahkan, maka tegangan permukaan yang dihasilkan semakin besar. Dan semakin banyak detergen yang ditambahkan maka tegangan permukaan yang dihasilkan semakin kecil.
BAB II
KAJIAN TEORI
Deterjen adalah
campuran berbagai bahan, yang digunakan untuk membantu pembersihan dan terbuat
dari bahan-bahan turunan minyak bumi. Deterjen mempunyai keunggulan antara lain
mempunyai daya cuci yang lebih baik serta sifat tidak membentuk endapan dengan
ion-ion logam divalen dalam air sadah. Deterjen merupakan garam natrium dari
asam sulfonat. Deterjen dalam kerjanya dipengaruhi beberapa hal salah satunya
adalah jenis kotoran yang akan dihilangkan dan air yang digunakan. Deterjen,
khususnya surfaktannya, memiliki kemampuan yang unik untuk mengangkat kotoran,
baik yang larut dalam air maupun yang tak larut dalam air. Surfaktan merupakan
suatu senyawa aktif penurun tegangan permukaan yang dapat diproduksi melalui
sintesis kimiawi maupun biokimiawi. Surfaktan menurunkan tegangan permukaan air
dengan mematahkan ikatan-ikatan hidrogen pada permukaan. Semua cairan memiliki
tegangan permukaan, tetapi tegangan permukaan air lebih tinggi dari yang
lainnya. Tegangan permukaan dari air bisa diturunkan dengan penambahan zat
pembasah seperti sabun atau deterjen. Sabun dan deterjen adalah surfaktan (zat
aktif permukaan). Ketika suatu deterjen ditambahkan ke butiran air dalam
permukaan yang berminyak, tegangan permukaan akan menurun, butiranbutiran akan
hancur, dan air akan menyebar. Tegangan
permukaan adalah gaya
yang diakibatkan oleh suatu benda yang bekerja pada permukaan zat cair
sepanjang permukaan yang menyentuh benda itu untuk mengimbangi gaya tarikan
kedalam pada cairan,hal tersebut karena gaya adhesi lebih kecil dari gaya
kohesi antara molekul cairan sehingga menyebabkan terjadinya gaya kedalam pada
permukaan cairan. Dengan kata lain
tegangan permukaan (g)
didefinisikan sebagai gaya (F) persatuan panjang (L) yang bekerja tegak
lurus pada setiap garis di permukaan fluida. Permukaan fluida yang berada dalam
keadaan tegang berupa selaput cairan sangat tipis terdiri atas permukaan bagian
atas dan permukaan bagian bawah , sehingga secara matematis dapat dituliskan
sebagai berikut :
Keterangan :
=
Tegangan Permukaan
F =
Gaya
L =
Panjang permukaan
m =
massa benda
g =
gaya gravitasi ( 9,8 )
Tegangan
permukaan terjadi karena permukaan zat cair cenderung untuk menegang sehingga
permukaannya tampak seperti selaput tipis. Hal ini dipengaruhi oleh adanya gaya
kohesi antara molekul air. Agar semakin memahami penjelasan ini, perhatikan
ilustrasi berikut. Kita tinjau cairan yang berada di dalam sebuah wadah.
Molekul cairan
biasanya saling tarik menarik. Di bagian dalam cairan, setiap molekul cairan
dikelilingi oleh molekul-molekul lain di setiap sisinya; tetapi di permukaan
cairan, hanya ada molekul-molekul cairan di samping dan di bawah. Di bagian
atas tidak ada molekul cairan lainnya. Karena molekul cairan saling tarik
menarik satu dengan lainnya, maka terdapat gaya total yang besarnya nol pada
molekul yang berada di bagian dalam cairan. Sebaliknya, molekul cairan yang
terletak dipermukaan ditarik oleh molekul cairan yang berada di samping dan
bawahnya. Akibatnya, pada permukaan cairan terdapat gaya total yang berarah ke
bawah. Karena adanya gaya total yang arahnya ke bawah, maka cairan yang
terletak di permukaan cenderung memperkecil luas permukaannya, dengan menyusut
sekuat mungkin. Hal ini yang menyebabkan lapisan cairan pada permukaan
seolah-olah tertutup oleh selaput elastis yang tipis. Fenomena ini kita kenal
dengan istilah Tegangan Permukaan. Suhu mempengaruhi nilai tegangan permukaan fluida. Umumnya ketika terjadi
kenaikan suhu, nilai tegangan permukaan mengalami penurunan. Hal ini
disebabkan karena ketika suhu meningkat, molekul cairan bergerak semakin cepat
sehingga pengaruh interaksi antar molekul cairan berkurang. Akibatnya
nilai tegangan permukaan juga mengalami penurunan. Penyebab
terjadinya tegangan permukaan adalah Partikel A dalam zat cair ditarik oleh
gaya sama besar ke segala arah oleh partikel-partikel di dekatnya.Partikel B di
permukaan zat cair hanya ditarik oleh partikel-partikel disamping dan
dibawahnya,hingga pada permukaan zat cair terjadi tarikan ke bawah. Ada
beberapa metoda penentuan tegangan permukaan, diantaranya adalah metoda
kanaikan pipa kapiler, metoda tekanan maksimum gelembung, metoda tetes atau
metoda cincin.
BAB III
METODE PERCOBAAN
A.
Rancangan Percobaan
B.
Alat dan Bahan
|
Nama
Alat/Bahan
|
Jumlah
|
|
Gelas Kimia 500 ml
|
4 buah
|
|
Kawat
Loop Pengukur tegangan permukaan
|
4 buah
|
|
Detergen
|
225 ml
|
|
Neraca
|
1 buah
|
|
Air
|
300 ml
|
|
Gelas
Ukur 100 ml
|
1 buah
|
C.
Variabel
Variabel kontrol : Panjang
kawat.
Variabel respon : Tegangan
Permukaan.
Variabel manipulasi : Konsentrasi
Detergen.
D.
Alur Percobaan
E.
Langkah Kerja
Langkah pertama untuk melakukan
percobaan sabun dan tegangan permukaan ini adalah memasukkan air sebanyak 300
ml kedalam gelas kimia 500 ml. Kemudian setelah menimbang massa kawat pertama,
langkah berikutnya ialah memasukan kawat pertama kedalam gelas kimia yang telah
berisi 300 ml air. Selanjutnya memasukan 50 ml detergen kedalam air dan
mengamati serta mencatat hasil yang diperoleh. Kemudian mengulangi langkah –
langkah tersebut untuk kawat kedua, kawat ketiga, dan kawat keempat serta untuk
volume sabun 75 ml dan 100 ml. Langkah terakhir yaitu mengamati dan mencatat
hasil percobaan yang telah diperoleh.
BAB IV
DATA DAN ANALISIS
A. Data
Tabel 4.1. Hasil
Percobaan Sabun dan Tegangan Permukaan
|
Kawat
|
Massa Kawat
(gr)
|
Volume Sabun
|
Hasil Pengamatan
|
||
|
50 ml
|
75 ml
|
100 ml
|
|||
|
1.
|
1
|
0,88 x 10-2
|
0,88 x 10-2
|
0,88 x 10-2
|
· Pada volume sabun 50 ml kawat turun secara
perlahan dan posisi kawat masih berada diatas.
· Pada volume sabun 75 ml kawat turun lebih
cepat dan berada pada posisi lebih kebawah dibandingkan dengan volume sabun
50 ml.
· Pada volume sabun 100 ml kawat semakin cepat
turun dan berada pada posisi lebih kebawah dibandingkan dengan volume sabun
75 ml.
|
|
2.
|
0,5
|
0,42 x 10-2
|
0,42 x 10-2
|
0,42 x 10-2
|
· Pada volume sabun 50 ml kawat turun secara
perlahan dan posisi kawat masih berada diatas.
· Pada volume sabun 75 ml kawat turun lebih
cepat dan berada pada posisi lebih kebawah dibandingkan dengan volume sabun
50 ml.
· Pada volume sabun 100 ml kawat semakin cepat
turun dan berada pada posisi lebih kebawah dibandingkan dengan volume sabun
75 ml.
|
|
3.
|
0,4
|
0,34 x 10-2
|
0,34 x 10-2
|
0,34 x 10-2
|
· Pada volume sabun 50 ml kawat turun secara
perlahan dan posisi kawat masih berada diatas.
· Pada volume sabun 75 ml kawat turun lebih
cepat dan berada pada posisi lebih kebawah dibandingkan dengan volume sabun
50 ml.
· Pada volume sabun 100 ml kawat semakin cepat
turun dan berada pada posisi lebih kebawah dibandingkan dengan volume sabun
75 ml.
|
|
4.
|
0,6
|
0,50 x 10-2
|
0,50 x 10-2
|
0,50 x 10-2
|
· Pada volume sabun 50 ml kawat turun secara
perlahan dan posisi kawat masih berada diatas.
· Pada volume sabun 75 ml kawat turun lebih
cepat dan berada pada posisi lebih kebawah dibandingkan dengan volume sabun
50 ml.
· Pada volume sabun 100 ml kawat semakin cepat
turun dan berada pada posisi lebih kebawah dibandingkan dengan volume sabun
75 ml.
|
B. Analisis
Pada
kawat pertama massa kawat ialah 1 gram dengan panjang kawat 5,6 cm (5,86 x 10-2
m) dan tegangan permukaan yang dihasilkan ialah 0,88 x 10-2. Pada
saat kawat pertama dicelupkan kedalam air dan ditambahkan deterjen sebanyak 50
ml kawat turun secara perlahan dan posisi kawat masih berada diatas. Kemudian
pada saat kawat pertama dicelupkan kedalam air dan ditambahkan detergen
sebanyak 75 ml kawat turun lebih cepat dan posisi kawat berada lebih kebawah
jika dibandingkan dengan posisi kawat pada saat diberi deterjen sebanyak 50 ml.
Dan pada saat kawat pertama dicelupkan kedalam air dan ditambahkan deterjen
sebanyak 100 ml kawat semakin cepat turun dan posisi kawat berada lebih kebawah
jika dibandingkan dengan posisi kawat pada saat diberi deterjen sebanyak 75 ml.
Pada
kawat kedua massa kawat ialah 0,5 gram dengan panjang kawat 5,8 cm (5,8 x 10-2
m) dan tegangan permukaan yang dihasilkan ialah 0,42 x 10-2. Pada
saat kawat kedua dicelupkan kedalam air dan ditambahkan deterjen sebanyak 50 ml
kawat turun secara perlahan dan posisi kawat masih berada diatas. Kemudian pada
saat kawat kedua dicelupkan kedalam air dan ditambahkan detergen sebanyak 75 ml
kawat turun lebih cepat dan posisi kawat berada lebih kebawah jika dibandingkan
dengan posisi kawat pada saat diberi deterjen sebanyak 50 ml. Dan pada saat
kawat kedua dicelupkan kedalam air dan ditambahkan deterjen sebanyak 100 ml
kawat semakin cepat turun dan posisi kawat berada lebih kebawah jika
dibandingkan dengan posisi kawat pada saat diberi deterjen sebanyak 75 ml.
Pada
kawat ketiga massa kawat ialah 0,4 gram dengan panjang kawat 5,7 cm (5,7 x 10-2
m) dan tegangan permukaan yang dihasilkan ialah 0,34 x 10-2. Pada
saat kawat ketiga dicelupkan kedalam air dan ditambahkan deterjen sebanyak 50
ml kawat turun secara perlahan dan posisi kawat masih berada diatas. Kemudian
pada saat kawat ketiga dicelupkan kedalam air dan ditambahkan detergen sebanyak
75 ml kawat turun lebih cepat dan posisi kawat berada lebih kebawah jika
dibandingkan dengan posisi kawat pada saat diberi deterjen sebanyak 50 ml. Dan
pada saat kawat ketiga dicelupkan kedalam air dan ditambahkan deterjen sebanyak
100 ml kawat semakin cepat turun dan posisi kawat berada lebih kebawah jika
dibandingkan dengan posisi kawat pada saat diberi deterjen sebanyak 75 ml.
Pada
kawat keempat massa kawat ialah 0,6 gram dengan panjang kawat 5,9 cm (5,9 x 10-2
m) dan tegangan permukaan yang dihasilkan ialah 0,50 x 10-2. Pada
saat kawat keempat dicelupkan kedalam air dan ditambahkan deterjen sebanyak 50
ml kawat turun secara perlahan dan posisi kawat masih berada diatas. Kemudian
pada saat kawat keempat dicelupkan kedalam air dan ditambahkan detergen
sebanyak 75 ml kawat turun lebih cepat dan posisi kawat berada lebih kebawah
jika dibandingkan dengan posisi kawat pada saat diberi deterjen sebanyak 50 ml.
Dan pada saat kawat keempat dicelupkan kedalam air dan ditambahkan deterjen
sebanyak 100 ml kawat semakin cepat turun dan posisi kawat berada lebih kebawah
jika dibandingkan dengan posisi kawat pada saat diberi deterjen sebanyak 75 ml.
BAB V
PEMBAHASAN DAN DISKUSI
A. Pembahasan
Dari percobaan sabun
dan tegangan permukaan yang telah kami lakukan menggunakan volume detergen yang
berbeda, yaitu volume deterjen 50 ml, volume deterjen 75 ml, dan volume
deterjen 100 m. Percobaan ini untuk mengamati dan mengukur tegangan permukaan
serta menentukan pengaruh konsentrasi detergen terhadap tegangan permukaan.
Hasil percobaan yang kami lakukan sesuai dengan teori mengenai tegangan
permukaan pada zat cair. Pada volume sabun 50 ml kawat pertama, kedua, ketiga
dan keempat turun secara perlahan, sedangkan pada volume sabun 75 ml kawat lebih
cepat turun jika dibandingkan dengan posisi kawat dengan volume sabun 50 ml,
dan pada volume sabun 100 ml kawat semakin cepat turun dan berada pada posisi
lebih kebawah jika dibandingkan dengan posisi kawat dengan volume sabun 75 ml.
Hal ini membuktikan bahwa semakin banyak deterjen yang ditambahkan maka kawat
akan turun semakin cepat. Secara teori hal ini disebabkan karena molekul-molekul zat cair yang berada di bagian dalam fasa cair seluruhnya akan dikelilingi oleh molekul-molekul dengan gaya tarik-menarik
sama ke segala arah. Akibatnya, pada permukaan cairan
terdapat gaya total yang berarah ke bawah karena adanya gaya total yang arahnya
ke bawah, maka cairan yang terletak di permukaan cenderung memperkecil luas
permukaannya dengan menyusut sekuat mungkin.
B. Diskusi
Lampiran
hasil perthitungan tegangan permukaan secara matematis :
BAB VI
PENUTUP
A.
Kesimpulan
Dari percobaan yang telah kami lakukan dapat disimpulkan bahwa data yang kami peroleh melalui percobaan sama dengan teori mengenai tegangan permukaan yaitu semakin banyak deterjen yang ditambahkan maka kawat akan turun semakin cepat. Semakin sedikit detergen yang ditambahkan, maka tegangan permukaan yang dihasilkan semakin besar. Dan semakin banyak detergen yang ditambahkan maka tegangan permukaan yang dihasilkan semakin kecil.
DAFTAR PUSTAKA
Gabriel, J.F. 1996. Fisika Kedokteran.
Jakarta: EGC.
Giancoli. 2001. Fisika Edisi ke-5
Jilid 1. Jakarta: Erlangga.
D, Satya. 2012. Hubungan Detergen
dengan Tegangan Permukaan Air . URL : http://satyad.blogspot.com/2012/02/hubungan-deterjen-dengan-tegangan.html. diakses
pada 5 Mei 2014
Ibrahim, Solihin. 2000. Fisika. erlangga:
Jakarta
Kanginan, Marthen. Physics for Senior
High School 2nd Semester Grade XI. 2010. Jakarta: Erlangga
Rizky.2012. Tegangan
Permukaan. URL : http://riizky007.blogspot.com/2012/10/tegangan-permukaan.html diakses
pada 5 Mei 2014
LAMPIRAN
 |
||||||||||
 |
||||||||||
Tidak ada komentar:
Posting Komentar