Metode Pengukuran Tegangan Permukaan

Metode Pengukuran Tegangan Permukaan 1. Metode kenaikan kapiler

Menurut metode kapiler, tegangan permukaan diukur dengan melihat ketinggian air/cairan yang naik melalui satu pipa kapiler. Metode kenaikan pipa kapiler hanya dapat digunakan untuk mengukur tegangan permukaan tidak bisa untuk mengukur tegangan antar muka. 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 antar zat yang sama (gaya kohesi) dan gaya tarik menarik antar molekul zat yang berbeda (adhesi). Molekul biasanya saling tarik menarik. Dibagian dalam cairan, setiap molekul cairan dikelilingi oleh molekul-molekul cairan disamping dan di bawah. Dibagian atas tidak ada molekul cairan yang lain karena molekul cairan tarik menarik satu dengan yang lainnya, maka terdapat gaya total yang besarnya nol pada molekul yang berbeda di bagian dalam cairan. Sebaliknya molekul cairan yang terletak di permukaan ditarik oleh molekul cairan yang berada di samping dan dibawahnya. Akibatnya permukaan cairan terdapat gaya total yang berarah ke bawah karena adanya gaya total yang arahnya ke bawah, maka cairan yang terdapat di permukaan cenderung memeperkecil luas permukaannya dengan menyusut sekuat mungkin. Hal ini yang menyebabkan lapisan permukaan seolah-olah tertutup oleh selaput elastis yang tipis. (Atfins, 1994)

Apabila cairan sudut kontak antara cairan dan dinding tabung kurang dari 90 , cairan dikatakanmembasahi permukaan dan cairan akan membentuk miniskus cekung (concave). Jika sudutnya 90o miniskus datar, jika sudut kontaknya lebih dari 90o maka akan membentuk miniskus cembung( convex). Jika gaya adhesi antara cairan dan materi dinding kapiler dinding lebih lemah daripada kohesi cairan maka cairan dalam pipa akan menarik diri dan menyebabkan permukaannya melengkung dan mempunyai tekanan tinggi dibagian bawah dan menyamakan tekanan pada kedalaman yang sama diseluruh bagian cairan. Hal ini mengakibatkan penurunan kapiler. (Atkins,1999). o

Gaya kebawah, F = .r2.h..g (persamaan 1) Dimana:

h

: tinggi permukaan.

g

: percepatan gravitasi.



: berat jenis.

r

: jejari kapiler.

Gaya keatas, F’ = 2..r..cos (persamaan 2)

Dimana :  adalah tegangan muka dan  adalah sudut kontak. Pada kesetimbangan, gaya kebawah sama dengan gaya keatas (dari persamaan 1 dan 2) : 2..r..cos = .r2.h..g untuk air dan kebanyakan cairan organik umumnya  ‒›0 atau dapat dianggap batas lapisan pararel dengan kapiler, sehingga harga cos =1 maka persamaan 3 :  = ½.r. h..g

2. Metode Cincin Du - Nouy

Metode cincin Du-Nouy bisa digunakan untuk mengukur tegangan permukaan ataupun tegangan antar muka. Prinsip dari alat ini adalah gaya yang diperlukan untuk melepaskan suatu cincin platina iridium yang dicelupkan pada permukaan sebanding dengan tegangan permukaan atau tegangan antar muka dari cairan tersebut. Pada percobaan tegangan permukaan atau antar muka ini metode yang digunakan yakni tensiometer Du-Nouy dimana Metode cincin Du-Nouy bisa digunakan untuk mengukur tegangan permukaan ataupun tegangan antar muka. Untuk penentuan tegangan permukaan saja dapat menggunakan metode kenaikan kapiler. Sedangkan Prinsip dari alat ini adalah gaya yang diperlukan untuk melepaskan suatu cincin platina iridium yang dicelupkan pada permukaan sebanding dengan tegangan permukaan atau tegangan antar muka dari cairan tersebut.

3. Metode Berat Tetes