TUGAS INSTRUMEN IV

Viskometer

Viskositas suatu cairan murni atau larutan merupakan indeks hambatan aliran cairan. Viskositas dapat diukur dengan mengukur laju aliran cairan yang melalui tabung berbentuk silinder. Cara ini merupakan salah satu cara yang paling mudah dan dapat digunakan baik untuk cairan maupun gas(Bird, 2003:57).

Viskositas adalah indek hambatan alir cairan. Viskositas dapat diukur dengan mengukur laju aliran cairan yang melalui tabung berbentuk silinder. Viskositas ini juga di sebut sebai kekentalan suatu zat. Jumlah volume cairan yang mengalir melalui pipa per satuan waktu :

η          = viskositas cairan
V         = total volume cairan
t           = waktu yanf bibutuhkan untuk mengalir
P          = tekanan yang bekerja pada cairan
L          = panjang pipa
(Bird, 1993:57)
Makin kental suatu cairan, makin besar gaya yang dibutuhkan untuk membuatnya mengalir pada kecepatan tertentu. Viskositas dispersi kolodial dipengaruhi oleh bentuk partikel dari fase dispers. Koloid-koloid berbentuk bola membentuk sistem dispersi dengan viskositas rendah, sedang sistem dispersi yang mengandung koloid-koloid linier viskositasnya lebih tinggi. Hubungan antara bentuk dan viskositas merupakan refleksi derajat solvasi dari partikel(Moechtar,1990:257).
Bila viskositas gas meningkat dengan naiknya temperatur, maka viskositas cairan justru akan menurun jika temperatur dinaikan. Fluiditas dari suatu cairan yang merupakan kebalikan dari viskositas akan meningkat dengan makin tingginya temperatur(Martin, 1993:258).
Cairan mempunyai gaya gesek yang lebih besar untuk mengalir dari pada gas. Viskositas gas bertambah dengan naiknya temperatur, sedangkan viskositas cairan turun dengan naiknya temperatur. Koefisien viskositas gas pada tekanan tidak terlalu besar, tidak tergantung tekanan, tetapi untuk cairan naik dengan naiknya tekanan(Sukarjo, 1997:108).


 Cara-cara Penentuan Viskositas

1.      Viskometer kapiler / Ostwald

 

Pada viskometer oswald yang diukur adalah waktu yang dibutuhkan oleh sejumlah tertentu cairan untuk mengalir melalui pipa kapiler dengan gaya yang disebabkan oleh berat cairan itu sendiri. Pada percobaan sebenarnya, sejumlah tertentu cairan (misalnya 10 cm³, bergantung pada ukuran viskometer) dipipet ke dalam viskometer. Cairan kemudian dihisap melalui labu pengukur dari viskometer sampai permukaan cairan lebih tinggi daripada batas a. Cairan kemudian dibiarkan turun. Ketika permukaan cairan turun melewati batas a, stopwatch mulai dinyalakan dan ketika cairan melewati batas b, stopwatch dimatikan. Jadi waktu yang dibutuhkan cairan untuk melalui jarak antara a dan b dapat ditentukan. Tekanan P merupakan perbedaan tekan antra kedua ujung pipa U dan besarnya disesuaikan sebanding dengan berat jenis cairan. Berdasarkan hukum Haegen Poiseuille :
η  = π p r⁴ t / (8VL) ; p = ρ g h
= π p r⁴ t ρ g h / (8VL)
Dimana :
P = tekanan hidrostatis
r = jari-jari kapiler
t = waktu alir zat cair sebanyak volume V dengan beda tinggi h
L = penjang kapiler
 
Untuk air :
η_air = π p r⁴ t_a ρ_a g h / (8VL)
secara umum berlaku :
η_x = π p r⁴ t_x ρ_x g h / (8VL)

Jika air digunakan sebagai pembanding maka:
η_x / η_air = t_x ρ_x / t_a ρ_a

(Tim Kimia Fisik. 2010:6).

2.      Viskometer Hoppler

Pada viskositas ini yang diukur adalah waktu yang dibutuhkan oleh sebuah bola logam untuk melewati cairan setinggi tertentu. Suatu benda karena andanya gravitasi akan jatuh melaui medium yang berviskositas (seperti cairan misalnya), dengan kecepatan yang semakin besar sampai mencapai kecepatan maksimum. Kecepatan maksimum akan tercapai bila gravitas sama dengan frictional resistance medium.

(Bird, 1993:59).
Berdasarkan hukum Stokes pada kecepatan bola maksimum, terjadi keseimbangan sehingga : gaya gesek = gaya berat, gaya Archimides :
6π r V_max = 4/3 r³ (ρ_bola – ρ_cair) g
η = {2/9 r³ (ρ_bola – ρ_cair) g} / V_max
V_max = h / t
t = waktu jatuh bola pada ketinggian h
Dalam percobaan ini dipakai cara relatif terhadap air,
harganya:
η_a = [2/9 r² (ρ_a –ρ₁) g t_a ] / h
η_x = [2/9 r² (ρ_x –ρ₁) g t_x ] / h
η_x / η_a = [(ρ_x –ρ₁) t_x ] / [ (ρ_a –ρ₁) g t_a]
(Tim Kimia Fisik. 2010:6).

3.      Viskometer Cup dan Bob

Prinsip kerjanya sample digeser dalam ruangan antara dinding luar dari bob dan dinding dalam dari cup dimana bob masuk persis ditengah-tengah. Kelemahan viscometer ini adalah terjadinya aliran sumbat yang disebabkan geseran yang tinggi disepanjang keliling bagian tube sehingga menyebabkan penemuan konsentrasi. Penurunan konsentrasi ini menyebabkab bagian tengah zat yang ditekan keluar memadat. Hal ini disebut aliran sumbat(Anonim, 05 November 2010).

4.      Viskometer Cone dan Plate

Cara pemakaiannya adalah sampel ditempatkan ditengah-tengah papan, kemudian dinaikkan hingga posisi dibawah kerucut. Kerucut digerakkan oleh motor dengan bermacam kecapatan dan sampelnya digeser didalam ruang semit antara papan yang diam dan kemudian kerucut yang berputar(Anonim, 05 November 2010).