Jurnal Tegangan Muka

TEGANGAN PERMUKAAN Bunga Ardisty , Rosida U.U2, Kuny Maftuhatus S3, Nur Azisah4, Intan Khoiriyah5, Alfi Nur Hikmah6, Anggun R.R 7 Jurusan Pendidikan Biologi, Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan, Universitas Jember, Jember, Jember 1

Abstrak Tegangan permukaan merupakan sifat permukaan suatu zat cair akibat pengaruh tegangan. Penentuan tegangan permukaan dilakukan dengan metode kenaikan pipa kapiler yang bekerja  jika suatu cairan naik dalam kapiler karena gaya tegangan tegangan mukanya bekerja pada sistem kapiler dan sepanjang sepanjang perimeter kapiler. kapiler. Sebagai Sebagai akibat dari adanya adanya kohesi kohesi zat cair dan adhesi antara antara zat cair  –  udara diluar permukaan maka pada permukaan zat zat cair selalu terjadi tegangan yang disebut tegangan permukaan. Tegangan permukaan air berbanding terbalik dengan suhunya. Jika suhu air naik maka tegangan permukaan semakin kecil. Kata kunci : Tegangan muka, adhesi-kohesi, adhesi-kohesi, suhu PENDAHULUAN Banyak fenomena alam yang mempunyai hubungan dengan adanya tegangan permukaan misalnya nyamuk atau serangga yang dapat berjalan diatas air, atau  peristiwa terapungnya silet atau jarum jahit diatas air. Hal tersebut dapat terjadi karena air memiliki tegangan permukaan yang tinggi yang memungkinkan terjadinya system kapiler yaitu kemampuan untuk  bergerak dalam pipa kapiler. Gaya-gaya Gaya-gaya tersebut meliputi gaya adhesi dan kohesi. Gaya tarik menarik antara partikel-partikel dari zat yang sama disebut kohesi. Sedangkan gaya tarik menarik antara  partikel-partikel dari zat yang berbeda disebut adhesi (Effendi, 2003). Tegangan permukaan merupakan sifat permukaan suatu zat cair yang  berperilaku layaknya layaknya selapis kulit tipis yang kenyal atau lentur akibat pengaruh tegangan. (Indarniati, 2008). Tegangan permukaan antara dua cairan yang berbeda polaritasnya menunjukkan seberapa besar kekuatan gaya tarik antar molekul yang berbeda dari dua fasa cairan tersebut. Sebuah gaya tarik dapat dianggap bekerja pada suatu bidang  permukaan  permukaan sepanjang suatu garis di  permukaan.  permukaan. Untuk suatu zat cair tertentu, tegangan permukaannya tergantung pada temperatur dan juga fluida lain yang  bersentuhan di permukaan permukaan (Munson, 2004).

Pada percobaan dilakukan analisa mengenai tegangan permukaan pada raksa dan air dengan menggunakan metode kenaikan pipa kapiler, sehingga dapat diketahui nilai tegangan permukaan dari suatu larutan. 1.2. Rumusan Masalah Permasalahan yang akan dibahas  pada percobaan percobaan ini adalah adalah bagaimana

tegangan permukaan pada air dan raksa dan bagaimana pengaruh suhu terhadap tegangan permukaan? 1.3. Tujuan Percobaan

Mengetahui tegangan permukaan  pada air dan raksa dan pengaruh suhu terhadap tegangan permukaan? . METODELOGI PENELITIAN P ENELITIAN  Alat dan Bahan Alat yang digunakan adalah pipa kapiler, beaker glass, kaki tiga, penggaris,  busur, termometer, termometer, bunsen, piknometer, kasa, neraca dan pipet tetes. Bahan yang digunakan adalah adalah air, raksa dan korek api. Cara kerja 1. Mengukur Massa jenis larutan, menimbang piknometer yang diisi  penuh latutan, dan menimbang massa  piknometer, mengurangi mengurangi massa  piknometer dengan larutan dikurangi massa piknometer. Dari penimbangan dilakukan perhitungan massa jenis dengan rumusan : m/V 2. Mengukur tegangan permukaan

a.

 N o

Memasukkan pipa kapiler tegak lurus dalam larutan  b. Mengukur kenaikan larutan dalam kolom pipa kapiler c. Mengukur tegangan permukaan larutan 3. Mengetahui pengaruh suhu terhadap tegangan permukaan a. Mengulangi langkah 1 dengan suhu yang berubah-ubah sebanyak 3 kali  pengulangan dengan perbandingan air dan raksa. HASIL DAN PEMBAHASAN a. Hasil Pengamatan 1. Mengukur massa jenis masingmasing larutan Lar. m pikno M pikno+ mLarutan VLar. ⍴Lar. (gram)

larutan

(gram)

(ml)

(gram)

1 2

Air Raksa

27,8 71,7 43,9 50 27,8 395,2 339,5 25 2. Tegangan permukaan larutan

 No

Larutan

T0 

h(cm)

ɣ

1

Air

290C

0,25

9,11

2

Raksa

300C

-0,7

496,04

0,88 13,6

3. Pengaruh suhu terhadap tegangan  permukaan Raksa  N o

To

T

1.

30

3 5

2.

30

4 0

3.

30

4 5

 No

2

H -0,8 -0,8 -0,8 -0,7 -0,7 -0,7 -0,8 -0,8 -0,8

∆T

5

10

15

γ

566,82 566,82 566,82 495,91 495,91 495,91 566,68 566,68 566,68

γ Ratarata

566,8 2 495,9 1 566,6 8

4. Pengaruh suhu terhadap tegangan  permukaan air γ ∆T γ To T H Ratarata 0,2 6,86 9,29 0,2 6,86 0,4 14,14 29 39 0,2 10 6,86 8,10 0,2 6,86

0,3 10,60 3 29 44 0,4 15 14,58 16,64 0,5 17,68 0,5 17,68 a. Pembahasan Tegangan permukaan adalah gaya atau tarikan kebawah yang menyebabkan  permukaan cairan berkontraksi dan benda dalam keadaan tegang. Hal ini disebabkan oleh gaya-gaya tarik yang tidak seimbang  pada antar muka cairan. Gaya ini diketahui pada kenaikan cairan dalam  pipa kapiler dan bentuk suatu tetesan kecil cairan. Pada percobaan ini dilakukan dengan menggunakan metoda pipa kapiler yaitu mengukur tegangan permukaan zat cair dan sudut kelengkungannya dengan memakai pipa berdiameter. Salah satu ujung pipa dicelupkan kedalam  permukaan zat cair maka zat cair tersebut  permukaannya akan naik sampai ketinggian tertentu. Bila suatu pipa kapiler dicelupkan ke dalam zat cair, maka  permukaan zat cair dalam pipa tidak sama dengan yang di luar pipa, dengan kata lain terdapat selisih permukaan zat cair setinggi h cm. Hal ini karena adanya gaya adhesi antar molekul zat cair dengan pipa kapiler. Bila gaya adhesi lebih besar dari gaya kohesi antar molekul sejenisnya, maka permukaan zat cair dalam pipa kapiler akan naik. Sedangkan bila gaya adhesinya lebih kecil dari gaya kohesi maka permukaan zat cair dalam pipa kapiler akan turun, misalnya air dalam  pipa kepiler akan nampak naik sedangkan  permukaan raksa dalam pipa kapiler nampak turun. Besarnya tegangan permukaan dipengaruhi oleh beberapa faktor, seperti  jenis cairan, suhu, tekanan, massa jenis, konsentrasi zat terlarut, dan kerapatan. Jika cairan memiliki molekul besar seperti air, maka tegangan permukaannya juga  besar. Suhu memiliki pengaruh terhadap tegangan permukaan suatu larutan. Jika suhu semakin tinggi maka tegangan  permukaannya semakin kecil. Hal ini terjadi dengan meningkatnya suhu, molekul-molekul cairan bergerak lebih cepat dan pengaruh interaksi antara

molekul berkurang sehingga tegangan  permukaan menurun. Semakin besar densitas berarti semakin rapat muatan  –  muatan atau partikel-partiekl dari cairan tersebut. Kerapatan partikel ini menyebabkan makin besarnya gaya yang diperlukan untuk memecahkan permukaan cairan tersebut. Hal ini karena partikel yang rapat mempunyai gaya tarik menarik antar partikel yang kuat. Sebaliknya cairan yang mempunyai densitas kecil akan mempunyai tegangan permukaan yang kecil pula. Air membentuk permukaan cekung, sedangkan raksa membentuk permukaan yang cembung. Permukaan cekung dan cembung ini disebut meniskus. Jadi air membentuk meniskus cekung dan raksa membentuk meniskus cembung. Hal tersebut terjadi karena pada air gaya kohesinya lebih kecil dibandingkan gaya adhesinya sehingga air cenderung membasahi dinding pipa kapiler dan membuat permukaan cekung. Sedangkan  pada raksa gya kohesi lebih besar dibandingkan gaya adhesi sehingga raksa tidak membasahi dinding pipa kapiler dan membuat permukaan cembung. Besar kecembungan dan kecekungan permukaan  pada dinding kapiler ditentukan oleh sudut. Sudut kontak adalah sudut yang dibentuk oleh kelengkungan permukaan zat cair terhadap garis ventrikal.

KESIMPULAN Dari percobaan yang telah dilakukan, dapat disimpulkan bahwa :

1. Air  memiliki gaya adhesi lebih  besar dari gaya kohesi antar molekul sejenisnya, maka  permukaan zat cair dalam pipa kapiler akan naik. Raksa  gaya adhesinya lebih kecil dari gaya kohesi maka permukaan zat cair dalam pipa kapiler akan turun 2. Semakin tinggi suhu, akan  berpengaruh terhadap interaksi antar molekul akan berkurang  pada gerakannya dan tegangan  permukaan semakin turun DAFTAR PUSTAKA

Effendi. H., 2003, Telaah Kualitas Air . Jakarta : Kanisius. Indarniati dan Frida U.E., 2008,  Perancangan Alat Ukur Tegangan  Permukaan dengan Induksi  Elektromagnetik ,  Jurnal Fisika dan  Aplikasinya. Vol. 4 (1) : 1-4. Munson B. R. etal , 2004,  Mekanika  Fluida. Jakarta : Erlangga.