Senin, 05 Maret 2012

Tegangan Permukaan


LAPORAN PRAKTIKUM
IPA 1
“TEGANGAN PERMUKAAN”







 

Oleh :
Kelompok IV





PROGRAM STUDI PENDIDIKAN IPA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS NEGERI YOGYAKARTA
HALAMAN PENGESAHAN
“TEGANGAN PERMUKAAN”

Oleh:
Kelompok IV
Yogyakarta,  8 Desember 2011
Anggota:
Nama
Anifatur Rosidah
Wiwik Susilowati
Novika Lestari handayani
Istika Arum
Siti Sulastri
Vidya Putri Sukmasari

Diserahkan pada tanggal…………………………………………..jam……………

Mengetahui :
Dosen Pembimbing/Asisten Praktikum

              
                                                                     (……………………………………….)







A.    Judul
Pengaruh Variasi Jenis  Air dan Massa Jenis terhadap Tegangan Permukaan Zat Cair
B.     Tujuan
1.      Mengetahui pengaruh variasi zat cair atau larutan terhadap tegangan permukaan
2.      Mengetahui pengaruh jenis uang logam (massa jenis) terhadap tegangan permukaan zat cair
C.     Rumusan Masalah
1.      Bagaimana pengaruh variasi jenis zat cair atau larutan terhadap tegangan permukaan?
2.      Bagaimana pengaruh jenis uang logam(massa jenis) terhadap tegangan permukaan zat cair?
D.    Hipotesis
1.      Uang logam akan terapung pada air biasa dan akan tenggelam pada air yang telah ditambahkan zat terlarut(sunlight, sampoo, sabun cair)
2.      Semakin besar massa jenis benda yang diletakkan di atas permukaan zat cair maka tegangan permukaan zat cair semakin berkurang dan menyebabkan benda tenggelam.
E.     Tinjauan Pustaka
Tegangan permukaan merupakan fenomena menarik yang terjadi pada zat cair (fluida) yang berada dalam keadaan diam (statis).  Tegangan permukaan zat cair adalah kecenderungan permukaan zat cair untuk menegang,sehingga permukaannya seperti ditutupi oleh suatu lapisan elastis. Contoh yang menarik tetes air cenderung berbentuk seperti balon (yang merupakan gambaran luas minimum sebuah volum) dengan zat cair berada di tengahnya. Hal yang sama terjadi pada jarum baja yang memiliki rapat massa lebih besar dari air tapi dapat mengambang di permukaan zat cair.  Fenomena ini terjadi karena selaput zat cair dalam kondisi tegang, tegangan fluida ini bekerja paralel terhadap permukaan dan timbul dari adanya gaya tarik menarik antara molekulnya.
Pnyebab terjadinya tegangan permukaan dapat digambarkan sebagai berikut: 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.
Salah satu sifat permukaan adalah tegangan permukaan. Tegangan permukaan disebabkan adanya kecenderungan permukaan cairan untuk memperkecil luas permukaan Secara spontan. Pada tingkat molecular hal ini dapt dijelaskan sebagai berikut: molekul yang ada di dalam cairan akan mengalami gaya tarik menarik (gaya van der walls)yang sama besarnya ke segala arah.tetapi, molekul [pada permukaan cairan akan mengalami gaya resultan yang mengarah ke dalam cairan dan akibatnya molekul di permukaan cenderung untuk meninggalkan permukaan masuk ke dalam cairan sehingga permukaan cairan cenderung untuk menyusut. Hal ini pulalah yang menyebabkan butiran cairan atau gelombang gas cenderung untuk membentuk lingkaran.Tegangan permukaan yang dapat diukur bukan hanya tegangan permukaan antara permukaan gas dan cairan,tetapi juga tegangan permukaan antara permukaan dua cairan.Tegangan permukaan merupakan sifat dari cairan terhadap udara sehingga membuatnya bertindak seolah-olah dilapisi oleh selaput tipis.Molekul di dalam cairan saling berinteraksi satu sama lain dengan molekulmolekul lain dari segala sisi, sedangkan molekul di sepanjang permukaan hanyadipengaruhi oleh molekul yang berada di bawahnya
Tegangan permukaan juga merupakan sifat fisik yang berhubungan dengan gaya antarmolekul dalam cairan dan didefinisikan sebagai hambatan peningkatan luas permukaan cairan. Awalnya tegangan permukaan didefinisikan pada antarmuka cairan dan gas. Namun, tegangan yang mirip juga ada pada antarmuka cairan-cairan, atau padatan dan gas. Tegangan semacam ini secara umum disebut dengan tegangan antarmuka. Tarikan antarmolekul dalam dua fas dan tegangan permukaan di antarmuka antara dua jenis partikel ini akan menurun bila tempeartur menurun. Tegangan antarmuka juga bergantung pada struktur zat yang terlibat. Molekul dalam cairan ditarik oleh molekul di sekitarnya secara homogen ke segala arah. Namun, molekul di permukaan hanya ditarik ke dalam oleh molekul yang di dalam dan dengan demikian luas permukaan cenderung berkurang. Inilah asal mula teori tegangan permukaan. Bentuk tetesan keringat maupun tetesan merkuri adalah akibat adanya tegangan permukaan.
Faktor-faktor yang mempengaruhi tegangan permukaan
Tegangan permukaan menurun dengan meningkatnya suhu, karena meningkatnya energi kinetik molekul.
Zat terlarut (Solut)
Keberadaan zat terlarut dalam suatu cairan akan mempengaruhi tegangan permukaan. Penambahan zat terlarut akan meningkatkan viskositas larutan, sehingga tegangan permukaan akan bertambah besar. Tetapi apabila zat yang berada dipermukaan caiaran membentuk lapisan monomolekular, maka akan menurunkan tegangan permukaan. Zat tersebut biasa disebut dengan surfaktan.
Surfaktan
Surfaktan (surface active agents), zat yang dapat mengaktifkan permukaan, karena cenderung untuk terkonsentrasi pada permukaan atau antar muka. Surfaktan mempunyai orientasi yang jelas sehingga cenderung pada rantai lurus. Sabun merupakan salah satu contoh dari surfaktan.
Tegangan permukaan terjadi karena permukaan zar cair cenderung untuk menegang, sehingga permukaannya tampak seperti selaput tipis. Hal ini dipengaruhi oleh adanya gaya kohesi antara molekul air. Pada zat cair yang adesiv berlaku bahwa besar gaya kohesinya lebih kecil daripada gaya adesinya dan pada zat yang non-adesiv berlaku sebaliknya. Salah satu model peralatan tang sering digunakan untuk mengukur tegangan permukaan zar cair adalah pipa kapiler. Salah satu besaran yang berlaku pada sebuah pipa kapiler adalah sudut kontak, yaitu sudut yang dibentuk oleh permukaan zat cair yang dekat dengan dinding. Sudut kontak ini timbul akibat gaya tarik-menarik antara zat yang sama (gaya kohesi) dan gaya tarik-menarik antara molekul zar yang berbeda (adesi).
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 caoran di samping dan di bawah. Di bagian atas tidak ada molekul cairan lainnya. Karena molekul cairan tarik-menarik satu dengan yang lainnya, maka terdapat gaya total yang besarnya nol pada molekul yang berada di bagian dalam cairan. Sebaliknya, molekul cairan yang terletak di permukaan 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
• Konsentrasi zat terlarut
Konsentrasi zat terlarut (solut) suatu larutan biner mempunyai pengaruh terhadap sifat-sifat larutan termasuk tegangan muka dan adsorbsi pada permukaan larutan. Telah diamati bahwa solut yang ditambahkan kedalam larutan akan menurunkan tegangan muka, karena mempunyai konsentrasi dipermukaan yang lebih besar daripada didalam larutan.Sebaliknya solut yang penambahannya kedalam larutan menaikkan tegangan muka mempunyai konsentrasi dipermukaan yang lebih kecil daripada didalam larutan.
Cara menentukan tegangan permukaan dengan metode cincin
Metode ini digunakan untuk mengukur tegangan permukan atau tegangan
antarmuka, dimana yang diukur adalah tarikan maksimum cincin pada
permukaan cairan atau gaya yang dibutuhkan untuk mengangkut cincin dari permukaan cairan. Gaya ini diukur dengan jalan mencelupkan cincin yang digantungkan pada lengan neraca dan perlahan-lahan mengangkatnya sampai cincin tersebut meninggalkan cairan tersebut. Metode ini tidak hanya dapat digunakan untuk mengukur tegangan permukaan cairan udara, tetapi juga dapat digunakan untuk mengukur tegangan permukaan cairan-cairan seperti tegangan permukaan benzen-air.
Adapun alat yang digunakan pada metode ini adalah tensiometer, yaitu alat dengan cincin platinumiridium yang bergerak secara vertikal terhadap cairan dalam tabung. Cincin
digantung dan dibenamkan dalam zat cair kemudian ditarik ke atas perlahan
melalui permukaan zat cair. Tegangan permukaan diukur berdasarkan gaya
maksimum yang dibutuhkan untuk menarik cincin keluar dari permukaan
cairan.
Gaya yang dibutuhkan untuk mengangkat cincin dari permukaan air dapat dihitung dari persamaan:
(13.5)
Keterangan:
R=Jari-jari rata-rata cincin
F= Gaya yang dibutuhkan untuk mengangkut cincin dari permukaan
= Faktor koreksi yang dapat dihitung dengan persamaan 13.5 dimana:
0.725
b=0.090 75 m-1 det2
c=0.045 34 – 1.679 ϒ/R
r=Jari-jari kawat yang digunakan untuk membuat cincin
R=Jari-jari rata-rata lingkungan
ρ1=massa jenis cairan yang berada di bawah
ρ2=massa jenis cairan yang berada di atas
Ketika mengukur tegangan permukaan cairan-cairan, harus diperhatikan bahwa cairan yang ada di bawah benar-benar membasahi cincin. Jadi, bila hendak mengukur tegangan permukaan antara benzene dan air, harus digunakan cincin platina (hidrofilik). Tetapi, kalau yang hendak diukur adalah tegangan permukaan air-karbontetraklorida, harus digunakan cincin yang terbuat dari bahan yang hidrofobik atau bila digunakan cincin platina, cincin tidak diangkat melainkan
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 meliputi permukaan luar dan dalam (selaput cairan sangat tipis tapi masing jauh lebih besar dari ukururan satu molekul pembentuknya), sehingga untuk cincin dengan keliling L yang diangkat perlahan dari permukaan fluida, besarnya gaya F yang dibutuhkan untuk mengimbangi gaya-gaya permukaan fluida 2gL dapat ditentukan dari pertambahan panjang pegas halus penggantung cincin (Dinamometer). Sehingga tegangan permukaan fluida memiliki nilai sebesar,
dimana,g = tegangan permukaan (N/m)
                 F = gaya (Newton)
                 L = panjang permukaan selaput fluida (m)
Penurunan Rumus
Rumus tegangan permukaan
Ƴ = F/ d
Dalam kasus ini d = 2l, sehingga
Ƴ = F /2 * l
Keterangan:
Ƴ=perbandingan antara gaya tegangan permukaan
F=tegangan permukaan
d=dimana gaya itu bekerja
Satuannya = N/m (atau N m-1)
Percobaan yang Terkait
Untuk lebih memahami Tegangan permukaan zat Dapat diamati pada percobaan dengan menggunakan gelas yang berisi air kemudian Diletakkan jarum diatasnya,maka jarum akan mengapung.Apabila dicampur dengan deterjen,maka jarum akan tenggelam. Dan juga dapat diamati pada percobaan dengan menyiapkan gabus yang dibentuk menyerupai perahu.Kemudian,apabila diletakkan sabun dilekukan perahu tersebut,maka perahu akan bergerak.
Pengertian gejala kapiler:
Gejala yang disebabkan oleh gaya kohesi dari tegangan permukaan dan gaya adhesi antara zat cair dan tabung kaca.
Penerapan tegangan permukaan dalam kehidupan sehari-hari:
-mencuci dengan air panas jauh lebih bersih dibandingkan dengan air yang bersuhu normal
-antiseptik yang dipakai untuk mengobati luka,selain dapat mengobati luka juga dapat membasahi seluruh luka.
Surfaktan
Surfaktan adalah zat yang dapat mengaktifkan permukaan, karena cenderung untuk terkonsentrasi pada permukaan (antar muka), atau zat yang dapat menaik dan menurunkan tegangan permukaan.
Tegangan permukaan adalah gaya dalam dyne yang bekerja pada permukaan sepanjang 1 cm dan dinyatakan dalam dyne/cm, atau energi yang diperlukan untuk memperbesar permukaan atau antarmuka sebesar 1 cm2 dan dinyatakan dalam erg/cm2. Surface tension umumnya terjadi antara gas dan cairan sedangkan Interface tension umumnya terjadi antara cairan dan cairan lainnya atau kadang antara padat dan zat lainnya (namun hal ini belum diteliti).
Beberapa kegunaan surfaktan antara lain yaitu : Deterjen, pelembut kain, pengemulsi, cat, adesif, tinta, anti – fogging, remidiasi tanah,  pendispersi, pembasah, Ski wax dan snowboard wax, daur ulang kertas, pengapungan, pencuci, zat busa, penghilang busa, laxatives, formula agrokimia, herbisida dan insektisida, coating, sanitasi, sampo, pelembut rambut, spermicide, pemipaan pemadam kebakaran, pendeteksi kebocoran, dsb.
Surfaktan (surface active agents), zat yang dapat mengaktifkan permukaan, karena cenderung untuk terkonsentrasi pada permukaan atau antar muka. Surfaktan mempunyai orientasi yang jelas sehingga cenderung pada rantai lurus. Sabun merupakan salah satu contoh dari surfaktan.
Molekul surfaktan yang bersifat amfifil yaitu suatu molekul yang mempunyai dua ujung yang terpisah, yaitu ujung polar (hidrofilik) dan ujung non polar (hidrofobik) . Sifat surfaktan yang amfifil menyebabkan surfaktan diadsorpsi pada antar muka baik itu cair/gas ataupun cair/cair (yang tidak saling bercampur).
Surfaktan akan selalu berapa pada antarmuka suatu cairan (berbeda jenis), bila jumlah gugus hidrofil dan lipofilnya seimbang. Tapi, apabila suatu surfaktan memiliki gugus hidrofil > lipofil, maka surfaktan akan lebih berada pada fase air dan sedikit berada pada antarmuka. Sebaliknya, bila suatu surfaktan memiliki gugus hidrofil < lipofil, maka surfaktan akan lebih berada pada fase minyak dan sedikit berada pada antarmuka.
Surfaktan dapat digolongkan menjadi dua golongan besar, yaitu surfaktan yang larut dalam minyak dan surfaktan yang larut dalam air.
F.      Alat dan bahan
1.      Wadah  buah
2.      Uang logam 4 versi
3.      Gelas ukur
4.      Larutan sabun
5.      Air
6.      Kertas
7.      Gunting
8.      Jangka sorong
9.      Neraca digital
G.    Metode Percobaan
Waktu      : Kamis, 1 Desember 2011
Tempat     : Laboratorium IPA 2
Prosedur   :


H.    Hasil Pengamatan
No.
Jenis Larutan
Jenis Uang
Logam Kuningan
Logam Alumunium
1.
Air biasa
Tenggelam
Terapung
2.
Air Hangat
Tenggelam
Terapung
3.
Air es
Tenggelam
Terapung
4.
Air sampo
Tenggelam
Tenggelam
5.
Larutan sabun
Tenggelam
Tenggelam
6.
Larutan sunlight
Tenggelam
Tenggelam

I.       Pembahasan
Pada percobaan yang berjudul pengaruh jenis-jenis air terhadap tegangan permukaan air bertujuan untuk mengetahui Mengidentifikasi adanya gejala permukaan dan untuk mengetahui pengaruh zat tertentu terhadap tegangan permukaan. Variabel kontrol dalam percobaan ini yaitu jenis benda (uang logam), vairabel bebasnya adalah jenis-jenis air, sedangkan variabel terikatnya adalah kemampuan jenis air dalam membasahi benda. Langkah-langkah dalam percobaan ini yaitu mengisi 2 botol aqua dengan air biasa kemudian memasukkan dengan menggunakan secarik kertas kecil uang logam kuningan pada aqua A dan uang alumunium pada aqua B secara perlahan. Mengamati kejadian yang terjadi. Kemudian mengganti botol aqua dengan jenis larutan yang lain. Larutan yang lain ang digunakan yaitu adalah air hangat, air es, air sabun, larutan sampo, dan larutan sunlight.
Hal-hal yang dapat diamati dari percobaan ini yaitu keadaan berbagai jenis air dalam membasahi benda. Dalam percobaan ini diperoleh faktor-faktor yang berpengaruh terhadap tegangan permukaan.
Pada jenis larutan pertama, yaitu air biasa uang logam alumunium jika diletakkan dengan cepat akan tenggelam, namun jika dimasukkan perlahan-lahan menggunakan kertas, uang logam alumunium terapung pada permukaan air. Hal tersebut terjadi karena pada permukaan, gaya adhesi (antara cairan dan udara) lebih kecil dari pada gaya kohesi antara molekul cairan sehingga menyebabkan terjadinya gaya kedalam pada permukaan cairan. Hal ini dapat digambarkan pada gambar berikut ini.
Permukaan zat cair mempunyai sifat ingin meregang, sehingga permukaannya seolah- olah ditutupi oleh suatu lapisan yang elastis. Molekul di permukaan menerima gaya yang kuat dari samping, bawah, depan, dan belakang dan molekul di bagian dalam menerima gaya yang lebih lemah dari segala arah. Hal ini disebabkan adanya gaya tarik menarik antara partikel sejenis di dalam zat cair sampai ke permukaan. Di dalam cairan, tiap molekul ditarik oleh molekul lain yang sejenis di dekatnya dengan gaya yang sama ke segala arah. Sedangkan pada permukaan cairan, tiap molekul ditarik oleh molekul sejenis di dekatnya dengan arah hanya kesamping dan ke bawah. Akibat terdapat perbedaan gaya tarik, sehingga ada sisa gaya yang bekerja pada lapisan atas cairan. Gaya tersebut mengarah ke bawah karena molekul dibawah permukaan jumlahnya lebih banyak dan jarak antara molekul lebih rapat. Adanya gaya atau tarikan ke bawah menyebabkan permukaan cairan berkontraksi dan berada dalam keadaan tegang. Sehingga menyebabkan adanya kecenderungan permukaan cairan untuk memperkecil luas permukaan secara spontan, sehingga permukaan cairan cenderung untuk menyusut. Oleh karena itulah uang logam alumunium dapat terapung pada permukaan air. Sedangkan untuk uang logam kuningan mengalami tenggelam karena terdapat gaya adhesi yang lebih besar dari gaya kohesi akibat pengaruh dari kuningan yang mempunyai massa jenis lebih besar dari air. Kemudian menyebabkan logam kuningan tenggelam.
Untuk cairan selanjutnya yaitu menggunakan air hangat. Pada percobaan tersebut, uang logam kuningan tenggelam dan uang logam alumunium terapung. Hal ini dapat terjadi karena dipengaruhi oleh suhu. Pada prinsipnya yaitu, Suhu dapat menurunkan tegangan permukaan cairan, karena suhu secara langsung mempengaruhi energi kinetik molekul dalam cairan. Energi kinetik berbanding lurus dengan suhu, setiap kenaikan suhu akan menyebabkan peningkatan kecepatan rata-rata dari molekul. Jika energi kinetik meningkat, gaya antar molekul tarik-menarik akan memiliki lebih sedikit dari efek pada semua molekul,sehingga menyebabkan penurunan nilai tegangan permukaan (Sukardjo, 2002). Namun pada percobaan ini dengan menggunakan air hangat juga masih terapung. Hal ini disebabkan suhu pada air tersebut hampir sama dengan suhu air biasa, dalam artian tidak mengalami kenaikan suhu secara signifikan.
Untuk larutan selanjutnya yaitu mnggunakan air es. Pada percobaan ini yang terjadi adalah uang logam alumunium terapung. Hal ini sesuai dengan teori yang mengatakan bahwa tegangan permukaan menurun dengan meningkatnya suhu, karena meningkatnya energi kinetik molekul.  Begitu juga sebaliknya bahwa semakin rendah suhu maka dapat meiningkatkan tegangan permukaan.
Selajutnya yaitu larutan sampo. Larutan ini dapat menenggelamkan uang logam alumunium maupun uang logam kuningan. Pada sampo terdapat suatu zat yaitu surfakatan yang bersifat sebagai pembasah.  Penambahan surfaktan dalam larutan akan menyebabkan turunnya tegangan permukaan larutan. Setelah mencapai konsentrasi tertentu, tegangan permukaan akan konstan walaupun konsentrasi surfaktan ditingkatkan. Jadi, seberapapun tigkatan surfaktan pada suatu larutan akan tetap membasahi. Selain itu dikarenakan juga oleh faktor gaya kohesi.  Surfaktan (surface active agents), adalah suatu zat yang dapat mengaktifkan permukaan, karena cenderung untuk terkonsentrasi pada permukaan atau antar muka. Surfaktan mempunyai orientasi yang jelas sehingga cenderung pada rantai lurus. Berikut adalah cara kerja sampo:
Surfaktan menurunkan tegangan permukaan air → meningkatkan kemampuan air untuk membasahi kotoran yang melekat (Makin kecil nilai tegangan permukaan air, makin besar kemampuan air membasahi benda).
Surfaktan bergerak di bawah lapisan berminyak → mengangkat dan permukaan → partikel berbentuk bola.
Kemampuan sampo dalam membasahi kotoran semakin besar jika konsentrasinya juga semakin besar, yang pada percobaan ini membuat permukaan air menjadi mudah menerima benda apapun yang ada di atasnya, sehingga koin logam tidak dapt terapung di permukaan air sampo.
Jika dicontohkan pada dinding laveolus kita yang kerjanya adalah Molekul surfaktan mengalir di antara molekul cairan dan mengurangi gaya kohesi mereka, memungkinkan alveolus tetap mengembang.
Selanjutnya yaitu adala larutan sabun dan larutan sunlight. Karena pada kedua produk ini terdapat zat yang bernama surfaktan mak cara kerjanya sama dengan penjelasan sebelumnya yang terdapat sampo, yaitu penambahan surfaktan akan menyebabkan turunnya tegangan permukaan. Surfaktan menurunkan tegangan permukaan air dengan mematahkan ikatan-ikatan hidrogen pada permukaan. Hal ini dilakukan dengan menaruh kepala-kepala hidrofiliknya pada permukaan air dengan ekor-ekor hidrofobiknya terentang menjauhi permukaan air. Sabun dapat membentuk misel (micelles), suatu molekul sabun mengandung suatu rantai hidrokarbon panjang plus ujung ion. Bagian hidrokarbon dari molekul sabun bersifat hidrofobik dan larut dalam zat-zat non polar, sedangkan ujung ion bersifat hidrofilik dan larut dalam air. Karena adanya rantai hidrokarbon, sebuah molekul sabun secara keseluruhan tidaklah benar-benar larut dalam air, tetapi dengan mudah akan tersuspensi di dalam air.
Larutan surfaktan dalam air menunjukkan perubahan sifat fisik yang mendadak pada daerah konsentrasi yang tertentu. Perubahan yang mendadak ini disebabkan oleh pembentukan agregat atau penggumpalan dari beberapa molekul surfaktan menjadi satu, yaitu pada konsentrasi kritik misel (KMK) .
Apabila zat (surfaktan) yang berada dipermukaan cairan membentuk lapisan monomolekular, maka akan menurunkan tegangan permukaan. Adanya surfaktan pada permukaan menyebabkan gaya adhesi antara zat cair dan udara meningkat, sehingga tegangan permukaannya menurun. Surfaktan (surface active agents) cenderung untuk terkonsentrasi pada permukaan atau antar muka. Surfaktan menurunkan tegangan permukaan air dengan mematahkan ikatan-ikatan hidrogen pada permukaan. Hal ini dilakukan dengan menaruh kepala-kepala hidrofiliknya pada permukaan air dengan ekor-ekor hidrofobiknya terentang menjauhi permukaan air.
Nama zat
ρ dalam kg/m3
ρ dalam gr/cm3
Air (4 derajat Celcius)
1.000 kg/m3
1 gr/cm3
800 kg/m3
0,8 gr/cm3
13.600 kg/m3
13,6 gr/cm3
2.700 kg/m3
2,7 gr/cm3
7.900 kg/m3
7,9 gr/cm3
19.300 kg/m3
19,3 gr/cm3
8.400 kg/m3
8,4 gr/cm3
10.500 kg/m3
10,5 gr/cm3
21.450 kg/m3
21,45 gr/cm3
7.140 kg/m3
7,14 gr/cm3
Udara (27 derajat Celcius)
1,2 kg/m3
0,0012 gr/cm3
920 kg/m3
0,92 gr/cm3











Pada praktikum kali ini mengenai tegangan permukaan. Tujuan dari praktikum kali ini adalah untuk mengetahui gejala tegangan permukaan yang terjadi pada berbagai jenis zat cair.
Berdasarkan hasil pengamatan yang dilakukan diperoleh hasil bahwa dari dua jenis bahan uang logam menunjukkan hasil yang berbeda. Dua buah bahan uang logam yang digunakan adalah alumunium dan kuningan. Menurut literatur yang ada, massa jenis kedua bahan tersebut adalah secara berurutan adalah 2,7 gr/cm3 dan 8.4 gr/cm3.
Pada beberapa kejadian yang sama dalam percobaan menunjukkan bahwa uang logam dengan bahan alumunium dapat terapung sedangkan uang logam berbahan kuningan tidak. Menurut hukumnya, seharusnya seluruh benda dengan massa jenis yang lebih besar dari massa jenis air akan tenggelam. Tetapi pada contoh ketika uang  logam alumunium dimasukkan ke dalam air biasa, air hangat dan air dingin masih bisa terapung. Kejadian tersebut menunjukkan bahwa massa jenis suatu benda yang dimasukkan tidak mempengaruhi tegangan permukaan secara langsung.  Air (zat cair) memiliki tegangan permukaan zat cair yang berdefinisi kecenderungan permukaan zat cair untuk menegang, sehingga pemukaannya seperti ditutupi oleh suatu lapisan elastis. Sedangkan uang logam (zat padat) tidak. Sehingga jika air dalam keadaan diam (tak begelombang) dapat menahan benda di atasnya dalam jumlah massa tertentu (sangat kecil). Dikatakan hanya mampu menahan benda dalam jumlah massa kecil karena ketika benda dengan massa jenis besar, air tidak mampu menahan. Contoh dalam percobaan ini adalah uang logam kuningan yang tidak mampu terapung dalam kondisi yang sama pada saat uang logam alumunium terapung. Alasannya karena massa untuk tiap satuan volume antara alumunium dan kuningan lebih besar kuningan. Oleh karena itu, massa kuningan tersebut berada pada batas yang tidak mampu tertahan oleh tegangan permukaan zat cair. Besarnya massa tersebut juga membuat gaya berat yang memiliki arah ke bawah semakin besar sehingga membuat uang tersebut cenderusng tenggelam. Jadi, untuk kedua kondisi tersebut tegangan permukaan tetap  ada tetapi pada kejadian kedua, tegangan permukaan lebih kecil dan terkalahkan dengan gaya berat ke bawah uang logam kuningan. Oleh karena itu, untuk selanjutnya logam kuningan tidak dibahas lebih lanjut untuk tiap jenis zat cair. 
Pada percobaan menggunakan air hangat, air biasa(kran), dan air yang diberi es(dingin) terdapat perbedaan hasil secara kualitatif. Secara keseluruhan hasilnya menunjukkan bahwa uang (alumuium) dapat terapung di permukaan atau gejala tegangan permukaan terlihat jela. Kertas yang digunakan sebagai alat bantu untuk meletakkan uang di atas permukaan air dingin ketika akan ditarik membutuhkan waktu yang cukup lama dibandingkan pada air biasa dan air hangat. Waktu yang paling singkat adalah pada air yang hangat. Jika menggunakan uang logam sebagai parameter pengamatan maka hasil yang diperoleh secara kualitatif adalah sama yaitu semua uang (alumunium) terapung maka sebagai pembandingnya dilihta dari kertas yang digunakan pada saat meletakkan uang. Pada dasarnya tegangan permukaan berhubungan dengan kemampuannya membasahi benda. Oleh karena itu kertas dapat digunakan sebagai obyek pengamatan yang berkaitan dengan kemampuan air untuk membasahinya. Dari ketiga kondisi air yang ada tersebut dapat terlihat adanya perbedaan suhu. Suhu air biasa lebih besar dibanding dengan air yang ditambah dengan es. Sedangkan air hangat suhunya lebih tinggi dibanding suhu air biasa. Oleh karena itu, hal lain yang berpengaruh pada tegangan permukaan adalah suhu zat cair atau pelarut. Suhu yang semakin tinggi akan semakin meningkatkan energi kinetik molekul air. Energi kinetik yang semakin besar akan menimbulkan gaya tarik antar molekul air (kohesi) semakin berkurang dan membuat permukaan air seperti sudah tidak tertutupi oleh suatu lapisan elastis.  Pada saat itulah tegangan permukaannya menurun. Kejadian seperti di atas dapat dijelaskan lebih lanjut dengan tabel hasil pengamatan besar tegangan permukaan yang didapat dari literatur dibawah ini.   
Angka – angka percobaan dari tegangan permukaan Cairan yang berhubungan ke air
Temperatur
( o C )
Tegangan Permukaan
(m N/m atau dyne/cm)
Benzena
20
28.9
Karbon Tetraklorida
20
26.8
Etanol
20
22.3
Gliserin
20
63.1
Air raksa
20
465.0
Minyak zaitun
20
32.0
Sabun cair
20
25.0
Air
0
75.6
Air
20
72.8
Air
60
66.2
Air
100
58.9
Oksigen
-193
15.7
Neon
-247
5.15
Helium
-269
0.12

Tegangan permukaan akan semakin berkurang dengan bertambahnya suhu zat pelarutnya(air). Suatu benda akan lebih cepat terbasahi dalam air dalam suhu yang lebih tinggi(panas). Oleh karena itu, tegangan permukaan berbanding terbalik dengan suhu. Apabila dibuat grafik hubungan tegangan permukaan terhadap suhu maka terbentuk garis persamaan yang condong ke kiri. Kemampuan uang logam (jenis alumunium) untuk tetap dapat terapung  dalam air (tanpa zat terlarut) adalah karena gaya kohesi antar molekul air yang besar. 

J.       KESIMPULAN
Berdasarkan hasil percobaan yang telah dilakukan diperoleh kesimpulan bahwa
1.      Pada air sabun, sunlight, dan shampoo terdapat satu jenis zat yang sama yaitu surfaktan yang mampu menurunkan tegangan permukaan air. Sedangkan air dengan suhu yang semakin tinggi menyebabkan tegangan permukaan semakin berkurang sehingga benda akan lebih mudah terbasahi.
2.      Massa jenis benda tempat gaya bekerja tidak berpengaruh secara langsung terhadap tegangan permukaan. Massa jenis benda hanya berpengaruh pada gaya tekan ke atas yang diberikan suatu zat cair. Sedangkan tegangan permukaan adalah berupa gaya ke arah bawah yang dimiliki pada permukaan zat cair.
K.    Daftar pustaka
Anief. Handbook Of Pharmaceutical Exipent hal.479 – 482.Farmasetika Gajah Mada University Press: Yogyakarta.

Anonim .1979 . Farmakope Indonesia Ed . III . Depkes RI : Jakarta

Anonim.1985. Formularium Kosmetika Indonesia. Depkes RI : Jakarta



Ansel, H.C. 1989. Pengantar Bentuk Sediaan Farmasi. Ed 4. Universitas Indonesia Press: Jakarta.

Depkes RI. 1995. Farmakope Indonesia Edisi IV. Jakarta : Depkes RI.

http://scribd.com/ Stabilitas Obat. Diakses pada tanggal 4 Desember 2011.

http://riyanpharmacy.blogspot.com/ Emulsi. Diakses pada 4 desember 2011

Kanginan, Marthin. 2000. Fisika. Jakarta : Erlangga.

Martin, A et.al. 1993. Farmasi Fisika. Jakarta: Universitas Indonesia Press.

1 komentar: