DESAIN ALAT UKUR TEGANGAN PERMUKAAN BERBASIS METODE KENAIKAN KAPILER

Abstract

Desain Alat Ukur Tegangan Permukaan Berbasis Metode Kenaikan Kapiler ;Agita Raka Pratiwi, 101810301013; 2014: 53 halaman; Jurusan Kimia Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Jember.

. Salah satu sifat fisik yang membedakan fase cairan dengan fase benda lainnya adalah tegangan permukaan. Molekul di permukaan cairan mempunyai sifat kecenderungan berinteraksi dengan molekul yang berada di dalam cairan, sehingga bagian permukaan cairan akan cenderung masuk dan berbentuk seperti bola, untuk mengatasi kecenderungan tersebut dan molekul permukaan cairan tetap berada ditempatnya dibutuhkan suatu kerja per satuan luas yang disebut dengan tegangan permukaan (γ). Aplikasi tegangan permukaan yang digunakan secara luas sangat menarik untuk dipelajari salah satunya adalah metode pengukurannya. Salah satu metode pengukuran tegangan permukaan yang sangat sering digunakan dan paling tua adalah kenaikan kapiler (capillary rise). Seiring perkembangan jaman, alat ukur tegangan permukaan dengan metode ini tidak hanya memiliki komponen utama kapiler tetapi kini makin kompleks seperti OMEGA Type ES-382 dilengkapi dengan travelling microscope yang berfungsi untuk memantau kenaikan cairan dalam kapiler dengan sangat jelas. Penggunaan alat canggih tersebut tidak ekonomis apabila diaplikasikan dalam laboratorium skala kecil atau praktikum karena harganya yang mahal. Melalui penelitian ini dibuat alternatif alat ukur tegangan permukaan berbasis kenaikan kapiler yang ekonomis dan sederhana. Adapun tujuan dari penelitian ini (1) membuat desain dan merangkai alat ukur tegangan permukaan sederhana berbasis metode kenaikan kapiler (capillary rise) (2) mengetahui tingkat validasi alat ukur sederhana berbasis metode kenaikan kapiler (capillary rise) yang diperoleh dari hasil pengujian pada cairan murni yakni akuademin, asam format, etanol dan konsentrasi kritis misel larutan surfaktan yakni sodium dodesil sulfat. vii

Alat ukur tegangan permukaan sederhana berbasis kenaikan kapiler (capillary rise) dalam penelitian ini adalah rangkaian alat ukur dengan komponen utama berupa kapiler termometer bekas dan sebuah mikroskop digital yang dihubungkan pada laptop untuk mengambil gambar kenaikan permukaan cairan. Alat ukur ini didukung dengan software Labview 2012 pada laptop yang memproses gambar sehingga diperoleh nilai tinggi kenaikan cairan dalam kapiler kemudian diubah menjadi nilai tegangan permukaan sampel yang diuji. Software Labview 2012 ini mampu mengubah input data apapun menjadi output data yang kita inginkan. Block diagram dalam software ini berfungsi untuk merancang program penentuan tegangan permukaan dengan memasukkan rumus yang diperlukan sehingga mempermudah proses pengukuran. Beberapa tahap yang dilakukan dalam penelitian ini yaitu (1) persiapan program dan desain alat (2) kalibrasi pengukuran menggunakan mikroskop digital (3) penentuan jari-jari kapiler (4) pembuatan larutan surfaktan SDS (5) pengukuran massa jenis cairan sampel (6) pengambilan gambar dan pengukuran nilai tegangan permukaan cairan (7) penentuan konsentrasi kritis misel (8) analisis data yakni akurasi dan presisi. Bahan – bahan yang digunakan adalah akuades, akuademin, asam format, etanol dan SDS. Hasil penelitian ini telah berhasil dibuat desain alat ukur tegangan permukaan berbasis kenaikan kapiler (capillary rise) menggunakan komponen utama kapiler berasal dari termometer bekas dan mikroskop digital beresolusi RGB 640 x 480 dengan perbesaran 200 kali pada jarak fokus 13,5 cm dari kapiler ke kamera. Alat ukur tegangan permukaan berbasis kenaikan kapiler untuk cairan murni akurasi dan presisinya cukup baik. Nilai akurasi yang didapatkan pada akuademin, asam format, dan etanol berturut-turut adalah 99,94 %; 98,81 % dan 97,91 %, sedangkan untuk nilai presisi sebesar 99,97%; 99,90 %; dan 98,58%. Alat ukur tegangan permukaan berbasis kenaikan kapiler (capillary rise) ini tidak akurat tapi presisi untuk penentuan tegangan permukaan larutan surfaktan SDS, dilihat dari nilai akurasinya yang rendah yakni sebesar 54,69% dan nilai presisinya yang tinggi yakni 99,87%. Hal ini disebabkan molekul surfaktan mengadsorpsi permukaan cairan sehingga menyulitkan pembasahan pada kapiler.