Penentuan Tegangan Muka Berdasarkan Tekanan Maksimum Gelembung

Metode tekanan maksimum gelembung

Prinsip yang digunakan dalam pengukuran tegangan muka dengan metode ini adalah bahwa tekanan yang dialami zat cair dalam gelas beker sama dengan tekanan dalam manometer pada keadaan setimbang. Proses terjadinya tekanan maksimum gelembung dapat dijelaskan sebagai berikut: saat kran buret dibuka, volume udara dalam erlenmeyer berkurang karena air dari buret mengisi sebagian ruang erlenmeyer, tekanan udara dalam erlenmeyer bertambah, udara ini akan mendesak cairan yang ada dalam kaki manometer sebelah kiri sehingga akan timbul selisih tinggi cairan, jika air terus dialirkan, maka tekanan semakin besar dan berakibat terjadinya gelemung udara pada ujung pipa kapiler. Tekanan total digunakan untuk melawan tekanan udara atmosfer, tekanan akibat adanya beda tinggi, dan tegangan muka zat cair.

Bagian penting dari metode ini adalah penentuan maksimum gelembung yang bisa diketahui dengan keluarnya gelembung udara pada ujung pipa yang dicelupkan ke dalam cairan. Karena kenaikan tekanan udara yang sedikit, maka gelembung akan pecah dengan jari-jari mulut pipa. Apabila jari-jari gelembung sama dengan jari-jari mulut pipa akibatnya tekanan udara dalam pipa akan mencapai maksimum. Dengan menyamakan tekanan-tekanan yang bekerja pada bejana dan manometer dalam keadaan seimbang, harga tegangan muka dapat ditentukan. Pada metode tekanan maksimum gelembung perlu juga diperhatikan syarat dari cairan pengisi manometer, syarat cairan pengisi manometer yaitu :

1. Kekentalan cairan relatif rendah.

2. Tidak korosif.

3. Tidak mudah bereaksi dengan udara.

4. Tidak terdapat pengotor.

5. Massa jenis larutan relatif rendah.

Cairan dengan massa jenis rendah akan mengalami kenaikan yang lebih besar daripada cairan dengan massa jenis tinggi bila dikenai tekanan, sehingga perubahan ketinggian permukaan air pada manometer mudah diamati.

6. Tekanan uap yang mudah diperkirakan.

Jika tekanan uap larutan besar, makatekanan uap jenuh larutan akan semakin besar. Hal ini menyebabkan kecepatan penguapan bertambah. Jika tekanan uap dapat diperkirakan, maka tekanan sistem dalam manometer sudah tertentu pula.

Tekanan-tekanan pada permukaan gelembung mempunyai hubungan:

Dari atas: P₁ = tekanan luar + tekanan hidrostatis pada manometer.

Dari bawah: P₂= tekanan luar + tekanan hidrostatis gelas kaca + tegangan muka zat cair.

Dapat ditulis: P₁= P_B+ ρ₁gh₁

P₂= P_B+ ρ₂gh₂+

Pada keadaan setimbang:

P₁= P₂

P_B+ ρ₁gh₁= P_B+ ρ₂gh₂+

H =

(ρ₁h₁– ρ₂h₂)

Keterangan :

H = tegangan muka (dyne/cm)

g = percepatan gravitasi (cm/s²)

R = jari-jari gelembung dalam pipa kapiler (cm)

ρ₁= massa jenis zat cair dalam manometer (gram/ml)

ρ₂= massa jenis zat cair dalam bejana (gram/ml)

h₁= selisih tinggi permukaan cairan di kaki manometer (cm)

h₂= selisih tinggi permukaan zat cair pada bejana dengan ujung gelembung udara pada pipa kapiler (cm)

Dari persamaan diatas dapat diuraikan gaya-gaya yang bekerja, yaitu :

a.Tekanan hodrostatis = ρ₁gh₁

b.Tekanan barometer = P_B

c.Tekanan hidrostatis dari bawah = ρ₂gh₂

d.Tekanan karena tegangan muka = ∆P =

· Pada percobaan tekanan maksimum gelembung memiliki kelebihan diantaranya:

1. Dibandingkan dengan kenaikan pipa kapiler, pembacaan hasil percobaan tekanan maksimum gelembung lebih mudah.

2. Perubahan tekanan dalam pipa kapiler dapat diatur menggunakan kran.

· Adapun kekurangan metode tekanan maksimum gelembung antara lain:

1. Sukar memperkirakan timing saat jari-jari gelembung sama dengan jari pipa kapiler.

2. Kurang praktis jika debandingkan dengan metode kenaikan pipa kapiler.

· Fungsi alat-alat yang digunakan dalam percobaan ini antara lain:

1. Manometer

Berguna untuk mengukur tegangan muka melalui kenaikan tinggi cairan dalam manometer akibat adanya perbedaan tekanan udara pada kedua sisi pipa manometer.

2. Erlenmeyer dan buret

Berguna untuk mengatur tekanan pada gelembung dengan cara mengalirkan air dalam buret secara perlahan-lahan sehingga menekan udara dalam pipa kapiler dan manometer serta menimbulkan gelembung pada ujung pipa kapiler dan menyebabkan perbedaan ketinggian cairan pada pipa manometer.

3. Pipa kapiler

Berfungsi untuk menunjukkan gelembung setengah bola akibat desaknya udara pada pipa kapiler yang menunjukkan tekanan maksimum gelembung.

DAFTAR PUSTAKA

Bird, T. 1993. Kimia Fisika untuk Universitas. Jakarta: Gramedia.

file:///E:/tegangan%20permukaan/pengukuranteganganmukadankekentalanzatcair-121217022409-phpapp01.pdf

http://www.slideshare.net/hartikarafihwondah/2-12-32389741