Jurnal Praktikum

Praktikum Tegangan Permukaan

Kelompok 6 Responsi

Jurusan Fisika Fakultas MIPA Universitas Sebelas Maret Surakarta

Abstrak

"The surface tension is the tendency of liquid to the liquid surface tension, so that its surface as covered by a layer of elastic" (Kanginan, 2009). In addition, the surface tension is also interpreted as an ability or tendency of liquids to always go to a state that the smaller surface area that is flat or round like a ball or summarily defined as an attempt to form new surface area (Wavega, 2008). By the nature of the liquid is able to hold small objects on its surface. Like a razor blade, razor blade causing heavy liquid surface slightly curved downward razor where it is located. Zar arch extending surface liquid but a liquid with surface tension trying to maintain its surface area as small as possible. The surface tension of each solution is different and can be determined by experimenting.”

1.      Pendahuluan

Banyak fenomena-fenomena alam yang kurang kita perhatikan akan tetapi fenomena-fenomena tersebut mempunyai hubungan dengan adanya tegangan permukaan. Sering terlihat peristiwa-peristiwa alam yang tidak diperhatikan dengan teliti misalnya tetes-tetes zat cair pada pipa keran yang bukan suatu aliran, laba-laba air yang berada di atas permukaan air, mainan gelembung-gelembung sabun, pisau silet yang diletakkan perlahan-lahan di atas permukaan zat cair yang terapung, dan naiknya air pada pipa kapiler. Hal tersebut dapat terjadi karena adanya gaya-gaya yang bekerja pada permukaan zat cair atau pada batas antara zat cair dengan bahan lain.

Tegangan permukaan zat cair adalah kecenderungan permukaan zat cair untuk menegang,sehingga permukaannya seperti ditutupi oleh suatu lapisan elastic. 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. Rumus tegangan permukaan

Ƴ = F/ d

Adapun tujuan dari percobaan ini adalah untuk memahami prinsip percobaan tegangan permukaan dan menentukan besarnya nilai tegangan permukaan larutan. Dalam hal ini air, larutan garam dan larutan sabun.

1.      Metodologi

Alat dan Bahan

No.	Nama Alat dan Bahan	Jumlah	Fungsi
1.	Cincin Metal dengan ukuran : 60 mm, 30 mm, 20 mm	3 Buah	Sebagai objek yang dimasukkan ke dalam larutan
2.	Larutan Sabun, Garam, Air  Biasa	3 Buah	Sebagai media yang diukur nilai tegangan permukaan
3.	Gelas Beker	3 Buah	Tempat larutan.
4.	Laboratory Stand dan Statif	1 Buah	Mengatur posisi gelas beker dan Menggantungkan cincin metal dan dynamometer.
5.	Benang	1 helai	Menggantungkan cincin metal pada dynamometer.
6.	Dinamo Meter Presisi 0,1 N	1 Buah	Mengukur  besarnya gaya.

5

                       

Kondisi ruang praktikum

                                                   

suhu

dicatat

                                                              

tekanan

 

diameter

Cincin logam

                                                                            

diukur

keliling

 

Alat praktikum

                                                                             

 

Laboratory stand

                                                                             disusun sesuai gambar

 

Laboratory stand

                                                                             dinaikkan (cincin logam tercelup)

 

Gaya  tarik F pada dinamometer

                                                                             diturunkan

 

                                                                             

Percobaan 1

     dibaca        

Tegangan permukaan

                                                                              diulang 5 kali

Percobaan

                                                                             dihitung

 

                                                                              diulangi dengan larutan dan cincin berbeda

Pembahasan

Tegangan permukaan zat cair merupakan kecenderungan permukaan zat cair untu menegang, sehingga permukaannya seperti ditutupi oleh suatu lapisan elastis dan dapat menahan benda. Hal ini dikarenakan adanya gaya tarik menarik antara partikel zat cair (kohesi).

Dalam percobaan ini digunakan berbagai macam alat seperti cincin metal dengan tiga variasi diameter yaitu 60 mm, 30 mm, dan 20 mm yang berfungsi sebagai objek percobaan. Selain itu juga menggunakan 3 macam larutan yang berbeda yaitu air murni, air garam dan air sabun yang dimasukkan dalam gelas beker sebagai wadah. Larutan larutan tersebut berfungsi sebagai media yang nantinya akan di ukur nilai ketegangan permukaannya. Untuk mempermudah pencelupan cincin pada larutan secara perlahan, digunakan laboratory stand dan statif. Dan untuk mengukur besar gaya tarik larutan, digunakan dynamometer presisi 0,1 N atau 100 mN.

Percobaan diawali dengan mengukur kondisi ruangan yaitu pada tekanan 1 atm, dan suhu 25⁰C. Kemudian setelah alat- alat disusun dan meletakkan salah satu larutan (air) pada laboratory stand, dilakukan zeroing pada dynamometer yang sudah terpasang cincin (diameter 0,06 m) dan digantung pada statif sehingga berada tepat di atas larutan. Zeroing dilakukan agar massa cicin dapat diabaikan. Setelah itu, tuas pada laboratory stand diputar ke kanan untuk menaikkan posisi larutan hingga cincin dapat menyentuh larutan dan tercelup di dalamnya. Setelah cincin benar-benar tercelup air seluruhnya, tuas diputar ke kiri perlahan hingga posisi larutan merendah dan membuat cincin perlahan terangkat ke permukaan. Gaya tarik oleh larutan dapat diamati pada dynamometer. Percobaan yang sama dilakukan sebanyak lima kali secara berturut turut untuk memperkecil nilai kesalahan. Kemudian percobaan kembali dilakukan dengan mengganti cincin berdiameter berbeda pada setiap larutan dan masing masing juga diulang hingga lima kali.

Dari percobaan ini, dapat diperoleh data berupa nilai gaya tarik larutan dan keliling cincin sehingga dapat diolah dalam rumus:

dimana,           g = tegangan permukaan (N/m)

                        F = gaya (Newton)

                        L = panjang permukaan selaput fluida (m)

Namun karena yang digunakan adalah cincin, maka panjang permukaan selaput fluida adalah dua kali keliling cincin yaitu keliling luar dan keliling dalam yang dianggap sama. Sehingga rumus dapat diturunkan sebagai berikut.

Dari rumus tersebut, dapat dilihat bahwa besar gaya tarik zat cair sebanding dengan panjang permukaan selaput fluida. Semakin besar nilai panjang permukaan selaput fluida, maka semakin besar pula gaya tarik zat cair yang terjadi. Besar gaya tarik masing-masing larutan pada cincin dengan diameter yang berbeda adalah sebagai berikut:

            Data di atas dapat diolah untuk menentukan besar tegangan permukaan masing masing larutan. Nilai tegangan permukaan yang mendekati nilai sebenarnya dapat dicari dengan mencari nilai rata-rata dari lima kali percobaan pada masing-masing larutan dan diameter cincin. Sehingga dapat diketahui nilai tegangan masing-masing larutan adalah:

Air murni         : 0,051 N/m

Larutan garam : 0,044 N/m

Larutan sabun : 0,033 N/m

Nilai tegangan permukaan tiap larutan adalah suatu tetapan. Hal ini dipengaruhi oleh luas permukaan selaput fluida. Semakin besar luas permukaan fluida, maka semakin besar pula nilai tegangan permukaan larutan. Selain itu, besar tegangan permukaan juga dipengaruhi oleh sifat larutan itu sendiri yaitu ukuran partikel dan jarak antar partikelnya. Hal ini tergantung banyaknya zat terlarut dalam suatu larutan dan bukan tergantung pada volume larutan. Larutan yang pekat (zat terlarut banyak) akan memiliki ukuran partikel yang besar dan jarak antar partikel yang relative kecil sehingga tegangan permukaannya pun akan kecil. Dalam hal ini, sabunlah yang memiliki nilai tegangan permukaan yang paling keci. Kemudian tegangan permukaan yang lebih besar adalah larutan garam dan yang paling besar adalah air murni.

Percobaan yang diulang hingga lima kali bertujuan untuk memperkecil kesalahan yang terjadi pada saat percobaan berlangsung. Dengan mencari nilai rata-rata tiap data, dapat dicari nilai ketidakpastian yang dapat memperkecil kesalahan hasil pengukuran. Analisa kesalahan relative suatu pengukuran dapat ditentukan dengan mencari nilai persen dari perbandingan antara nilai ketidakpastian dengan nilai rata-rata.

Secara umum, kesalahan yang dilakukan pada saat percobaan dan pengolahan data yang kemudian mempengaruhi nilai akhir perhitungan antara lain:

1.      Kesalahan melihat skala ketika melakukan zeroing

2.      Kesalahan paralaks, yaitu mata pengamat yang tidak tegak lurus dengan skala sehingga nilai skala yang terbaca berbeda dengan nilai sebenarnya.

3.      Kurang focus dalam mengamati.

4.      Kondisi cincin yang kurang tercelup sempurna

5.      Kesalahan ketika memasukkan dan mengolah data.

Namun kesalahan tersebut dapat diperkecil dengan melakukan pengulangan percobaan yang telah dijelaskan di awal.

Penutup

Dari percobaan yang telah dilakukan, dapat disimpulkan bahwa prinsip percobaan tegangan permukaan adalah dengan memanfaatkan gaya kohesi yang dimiliki setioap larutan sehingga terjadi suatu penegangan larutan dan dapat dihitung nilai tegangan permukaan tiap larutan. Antara lain

Air Murni                    : 0,051 N/m

Larutan Garam            : 0,044 N/m

Larutan Sabun             : 0,033 N/m

Sangat dianjurkan kepada praktikan untuk:

1.      Mengamati fenomena-fenomena tegangan permukaan

2.      Menguasai hal-hal yang berkaitan dengan tegangan permukaan.

3.      Lebih berhati-hati dalam melakukan percobaan

Referensi:

Agnes. 2011. Tegangan Permukaan. http://agnes.blogspot.com/2011/03/tegangan _permukaan.htm// diakses tanggal 25 Nopember 2011.

Fuad, Ahmad. 2004. Ringkasan Fisika SMA. Surabaya: Kawan pustaka

Prastawa, Panca. 2009. Ikhtisar Fisika dan Kimia SMA. Yogyakarta: Power books

Ryan .2010. Tegangan Permukaan.

http://ryanpharmasy.blogspot.com/2010/11/tegangan_permukaan_htm diakses tanggal 25 Nopember 2011