Viskositas Viskometer kapiler TINJAUAN PUSTAKA

BAB 2. TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Viskositas

Viskositas adalah karakteristik dasar dari suatu larutan. Saat suatu larutan mengalir, larutan itu mempunyai hambatan internal untuk mengalir. Viskositas juga diistilahkan sebagai sebuah gaya friksi dari suatu larutan. Viskositas ini merupakan sebuah fungsi suhu dan tekanan. Viskositas dapat dibedakan menjadi dua bentuk, yaitu viskositas absolut atau dinamik dan viskositas kinematik. Viskositas dinamik adalah gaya tangensial per satuan luas yang dibutuhkan untuk bergeser dari satu lapisan A berlawanan dengan lapisan lain B dengan jarak tertentu. Gaya F menyebabkan lapisan A dan B bergeser dengan kecepatan v 1 dan v 2 gambar 2.1 Gambar 2.1 Viskositas Dinamik Viskositas dinamik dapat dirumuskan dengan persamaan � = � ……………………………...2.1 � = viskositas dinamik = tegangan geser � = panjang = kecepatan Viskositas kinematik didefinisikan dalam persamaan = � � ………………..2.2 � = massa jenis larutan Viswanath et al, 2007. Unit satuan umum yang digunakan untuk viskositas adalah poise P unutk viskositas dinamik, Stokes St untuk viskositas kinematik. Dalam SI, satuan viskositas dinamik adalah N.s m 2 , Pa.s atau kgm.s dimana N adalah Newton, Pa adalah Pascal, dan 1 Pa.s = 1 N.s m 2 = 1 kgm.s Viswanath et al, 2007. Berikut ini adalah nilai viskositas dinamik dan massa jenis air. Tabel 2.1 Nilai Viskositas Dinamik dan Massa Jenis Air Massa jenis g cm -3 Viskositas mPa s Suhu 0,998 1,002 20 ºC 0,997 0,890 25 ºC 0,996 0,798 30 ºC Sumber: Lide 2005. Viskositas cairan turun dengan bertambahnya temperatur dan naik dengan bertambahnya tekanan. Salah satu hubungan � dan T dinyatakan dengan persamaan berikut ini : log � = + ………………..2.3 A dan B = tetapan T = suhu � = viskositas Sukardjo, 1997

2.2 Viskometer kapiler

Viskometer kapiler bekerja dengan konsep kecepatan alir suatu larutan dalam suatu pipa tabung. Semakin kecil kecepatan alir larutan, maka semakin besar nilai viskositas Engel dan Reid, 2006. Hal yang mendasari konsep ini adalah Hukum Poiseuille dengan persamaan sebagai berikut: � � = � 4 8 �� …………………..2.4 � = viskositas larutan V = total volume larutan t = waktu yang dibutuhkan larutan dengan volume V viskometer P = tekanan yang bekerja dengan cairan L = panjang pipa R = jari-jari kapiler Bird, 1993. Salah satu viskometer yang bekerja berdasarkan Hukum Poiseuille adalah viskometer Ostwald. Viskometer Ostwald mengukur waktu yang dibutuhkan oleh sejumlah larutan tertentu untuk mengalir melalui pipa kapiler dengan gaya yang disebabkan oleh berat larutan itu sendiri. Larutan dengan volume tertentu diukur kecepatan alirnya dari tanda ‘a’ ke tanda ‘b’. Disain viskometer Ostwald dapat dilihat pada gambar 2.2 Bird, 1993. Gambar 2.2 Viskometer Ostwald Sumber: Bird, 1993. Pengukuran viskositas dengan persamaan hukum Poiseuille di atas sulit dicapai. Hal ini disebabkan nilai R dan L sukar ditentukan secara tepat. Kesalahan pengukuran nilai ini akan sangat besar pengaruhnya karena nilai ini dipangkatkan empat. Untuk menghindari hal ini dalam prakteknya digunakan suatu cairan pembanding, biasanya air. Penyusunan kembali persamaan Poiseuille menjadi � 1 � 2 = 4 �.� 1 8 � � × 8 � � 4 �.� 2 � 1 � 2 = �.� 1 �.� 2 = � 1 �1 � 2 �2 Bird, 1993.

2.3 Pengamatan Laju Alir Larutan