TUGAS PAPER TEGANGAN
PERMUKAAN
KIMIA FISIKA
SEMESTER GANJIL
2015/2016
NAMA : NADA JULIAN RAIF
NIM : 02115005
FAKULTAS : TEKNOLOGI INDUSTRI
JURUSAN : TEKNIK KIMIA
UNIVERSITAS PEMBANGUNAN
NASIONAL
VETERAN YOGYAKARTA
BAB 1
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Banyak
fenomena-fenomena alam yang kurang kita perhatikan akan tetapi
fenomena-fenomena tersbut 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, gelembung-gelembung sabun,
pisau silet yang diletakkan perlahan-lahan di atas permukaan zat cair yang
terapung, dan naiknya air pada pipa kapile. 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 merupakan
fenomena menarik yang terjadi pada zat cair (fluida) yang berada pada keadaan
diam (statis).Suatu molekul dalam fase cair dapat dianggap secara sempurna
dikelilingi oleh molekul lainnya yang secara rata-rata mengalami daya tarik
yang sama ke semua arah. Gejala ini yang disebut dengan tegangan permukaan.
Oleh karena itu dilakukan percobaan
penentuan tegangan permukaan dengan metode berat tetes agar dapat mengetahui
nilai tegangan permukaan dari suatu larutan dan dapat menganalisa
fenomen-fenomena yang berhubungan dalam kehidupan sehari-hari dengan
mempelajari tentang tegangan permukaan.
1.2 Tujuan
-
Mempelajari tentang tegangan permukaan zat cair
-
Mengetahui faktor-faktor yang mempengaruhi tegangan permukaan
-
Mengetahui konsep tegangan permukaan dalam kehidupan sehari-hari
BAB 2
TINJAUAN PUSTAKA
Tegangan
permukaan zat cair merupakan kecenderungan permukaan zat cair untuk menegang,
sehingga permukaannya seperti ditutupi oleh suatu lapisan elastic. Selain itu,
tegangan permukaan juga diartikan sebagai suatu kemampuan atau kecenderungan
zat cair untuk selalu menuju ke keadaan yang luas permukaannya lebih kecil
yaitu permukaan datar atau bulat seperti bola atau ringkasnya didefinisikan
sebagai usaha yang membentuk luas permukaan baru. Dengan sifat tersebut zat
cair mampu untuk menahan benda-benda kecil di permukaannya. Seperti silet,
berat silet menyebabkan permukaan zat cair sedikit melengkung ke bawah tampak
silet itu berada. Lengkungan itu memperluas permukaan zat cair namun zat cair
dengan tegangan permukaannya berusaha mempertahankan luas permukaan-nya sekecil
mungkin.
Tegangan permukaan dapat didefenisikan sebagai gaya pada
permukaan zat cair tiap satuan panjang. Secara matematis, besar tegangan
permukaan untuk benda yang memiliki satu permukaan dapat ditulis dalam
persamaan berikut :
γ = F
L
Dengan : γ = tegangan permukaan
(N/m)
F = gaya permukaan (N)
L = panjang
permukaan benda (m)
Faktor yang
mempengaruhi
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. Pada zat cair yang adesiv berlaku bahwa besar gaya
kohesinya lebih kecil dari pada gaya adesinya dan pada zat yang non-adesiv
berlaku sebaliknya. Salah satu model peralatan yang sering digunakan untuk
mengukur tegangan permukaan zat 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 zat yang berbeda (adesi).
Molekul
biasanya saling tarik-menarik. Dibagian dalam cairan, setiap molekul cairan
dikelilingi oleh molekul-molekul cairan 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 caian. Sebaliknya molekul cairan yang terletak di
permukaan di tarik 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.
Pada
dasarnya tegangan permukaan suatu zat cair dipengaruhi oleh beberapa factor
diantaranya suhu dan zat terlarut. Dimana keberadaan zat terlarut dalam suatu
cairan akan mempengaruhi besarnya tegangan permukaan terutama molekul zat yang
berada pada permukaan cairan berbentuk lapisan monomolecular yang disebut dngan
molekul surfaktan. Faktor-faktor yang menpengaruhi :
- Suhu
Tegangan
permukaan menurun dengan meningkatnya suhu, karena meningkatnya energy kinetik
molekul
- Zat
terlarut (solute)
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 cairan
membentuk lapisan monomolecular, maka akan menurunkan tegangan permukaan, zat
tersebut biasa disebut dengan surfaktan.
- Surfaktan
Surfaktan (surface active agents), zat yang dapat
mengaktifkan permukaan, karena cnderung untuk terkonsentrasi pada permukaan
atau antar muka. Surfaktan mempunyai orientasi yang jelas sehingga cenderung
pada rantai lurus. Sabun merupakan salah satu contoh dari surfaktan.
Surfaktan menurunkan tegangan permukaan air
dengan mematahkan ikatan-ikatan hydrogen pada permukaan. Hal ini dilakukan
dengan menaruh kepala-kepala hidrofiliknya terentang menjauhi permukaan air.
Sabun dapat membentuk misel (miceves), 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).
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 antar muka cairan dan
gas. Namun, tegangan yang mirip juga ada pada tegangan antar muka
cairan-cairan, atau padatan dan gas. Tegangan semacam ini secara umum disebut
dengan tegangan antar muka.
DAFTAR PUSTAKA
1.
Sumber: http://bahanbelajarsekolah.blogspot.co.id/2015/04/soal-dan-pembahasan-tegangan-permukaan.html