II.2.4 Pengukuran Viskositas
Viskositas adalah aliran fluida yang merupakan gesekan antara molekul satu dengan yang lain. Viskositas sangat dipengaruhi oleh temperatur
lingkungannya. Perubahan temperatur akan berpengaruh pada perubahan viskositas. Pada temperatur tinggi, viskositas menjadi rendah. Apabila temperatur
turun, viskositas akan kembali tinggi. Pengukuran
viskositas dilakukan
dengan menggunakan prinsip Hukum Poiseuille. Menurut hukum Poiseuille, debit cairan yang mengalir sepanjang pipa
seperti pada gambar 2.5 dibawah ini yang penampangnya bundar berjari-jari R
dengan panjang L adalah [Sianoudis, 2008] dituliskan pada persamaan berikut
ini :
L P
R
η π
8
4
Δ =
Φ
2.4 dengan
Φ adalah debit cairan m
3
s, R
adalah jari-jari pipa kapiler m,
P Δ
adalah perubahan tekanan cairan Nm
2
, η adalah viskositas dinamik kgms, L
adalah panjang pipa kapiler m. PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
h
t
R L
P
h
Gambar 2.5 Perubahan yang terjadi pada penampung 1 saat pengukuran biodiesel karena biodiesel mengalir ke penampung 2 yang
terletak di bawahnya.
Debit cairan tersebut mengalir pada sebuah pipa dengan volume tertentu. Saat cairan mengalir turun, terjadi penurunan ketinggian volume cairan.
Perubahan ketinggian akan mempengaruhi perubahan tekanan. Perubahan tekanan yang terjadi ini secara lebih jelas dipaparkan pada persamaan berikut ini :
t
h g
P Δ
= Δ
ρ
, 2.5
dengan
t t
h h
h −
= Δ
dengan ρ adalah massa jenis cairan kgm
3
, adalah perubahan tekanan cairan
P Δ
Nm
2
, g adalah tetapan gravitasi ms
2
, h
t
adalah perubahan tinggi cairan terhadap waktu m,
h adalah tinggi awal cairan m. Dari persamaan 2.4 dan 2.5 didapatkan persamaan untuk menentukan
nilai viskositas dinamik suatu zat [White, 1988] :
L gh
R
t
Φ =
8
4
πρ η
2.6
dengan Φ adalah debit cairan m
3
s, R adalah jari-jari pipa kapiler m,
ρ adalah
massa jenis cairan kgm
3
, η adalah viskositas dinamik kgms, L adalah
panjang pipa kapiler m, g adalah tetapan gravitasi ms
2
, h
t
adalah perubahan tinggi cairan terhadap waktu m.
Dari persamaan 2.6 di atas ditunjukkan bahwa viskositas dinamik suatu cairan dipengaruhi oleh massa jenisnya. Pada pengukuran viskositas suatu cairan
dengan alat ukur dan metode yang sama untuk dua jenis zat yang berbeda, maka jari-jari pipa kapiler
, panjang pipa kapiler L,
π, dan g bernilai tetap seperti pada persamaan di bawah ini :
4
R
k L
g R
= 8
4
π 2.7
Dalam pengukuran
ini, perubahan
ketinggian cairan dalam penampung 1 persatuan waktu berbeda-beda, begitu pula dengan perubahan luasan permukaan
cairan dalam penampung 1 persatuan waktu. Sehingga hubungan persamaan 2.6 PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
dan persamaan 2.7 dituliskan pada persamaan berikut ini.
Φ =
t
h k
ρ η
,
t V
h k
Δ Δ
=
t
ρ ,
t h
t A
t h
k Δ
Δ Δ
Δ Δ
Δ =
ρ ,
t A
k Δ
Δ =
ρ 2.8
dengan ρ adalah massa jenis cairan kgm
3
, ∆v∆t adalah perubahan volume cairan persatuan waktu m
3
s,
t h
Δ Δ
adalah perubahan ketinggian cairan penampung 1 persatuan waktu ms,
t A
Δ Δ
adalah perubahan luasan permukaan cairan penampung 1 persatuan waktu m
2
s. Dari persamaan 2.8 di atas, perubahan ketinggian persatuan waktu
dan perubahan luasan permukaan cairan persatuan waktu
t h
Δ Δ
t A
Δ Δ
akan mempengaruhi perubahan volume cairan persatuan waktu . Proses
ini terjadi selama cairan mengalir berpindah turun dari penampung 1 ke penampung 2.
t V
Δ Δ
Pengukuran di atas ditujukan untuk menghitung viskositas dinamik cairan. Viskositas kinematik cairan diperoleh dari viskositas dinamik dibagi dengan
massa jenis cairan itu sendiri. ρ
η υ
=
, atau
υρ η =
2.9 PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
Atau massa jenis untuk tiap cairan tidak mempengaruhi perhitungan. Seperti diuraikan pada persamaan berikut ini :
t A
k Δ
Δ =
ρ υρ
ρ ρ
υ
t A
k Δ
Δ =
,
t A
k Δ
Δ =
,
A t
k Δ
Δ =
2.10
Dari persamaan 2.10 di atas maka viskositas kinematik untuk cairan standar dan cairan sampel adalah sebagai berikut :
Viskositas kinematik cairan standar :
standar standar
standar
A t
k Δ
Δ =
υ
2.11
dengan
standar standar
standar
υ
t A
k Δ
Δ =
Viskositas kinematik cairan sampel :
sampel sampel
sampel
A t
k Δ
Δ =
υ
2.12 Dari persamaan 2.11 dan 2.12 di atas, pengukuran viskositas kinematik
cairan standar dan cairan sampel untuk metode pengukuran yang sama, maka nilai k dapat disubstitusikan. Seperti diuraikan pada persamaan berikut :
sampel standar
sampel standar
standar sampel
A t
t A
Δ Δ
Δ Δ
= υ
υ
2.13
Karena perubahan luasan permukaan sampel sama dengan perubahan luasan permukaan standar maka:
standar sampel
A A
Δ =
Δ
standar sampel
standar sampel
t t
Δ Δ
=
υ υ
.2.14 dengan mengetahui viskositas kinematik cairan standar
υ
standar
pada suhu tertentu, waktu alir cairan standar
∆t
standar
dan waktu alir cairan sampel ∆t
sampel
, maka persamaan 2.14 dapat digunakan untuk menghitung viskositas kinematik
cairan sampel υ
sampel
. PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
BAB III METODE PENELITIAN
III.1 Tempat Penelitian
Penelitian ini dilaksanakan di Laboratorium Analisa Kimia Fisika Pusat Fakultas Sains dan Teknologi, Kampus III Universitas Sanata Dharma Yogyakarta.
III.2 Alat dan Bahan
Pada peneilitian ini dibutuhkan alat dan bahan untuk membuat biodiesel, mengukur parameter biodiesel, dan menganalisanya.
III.2.1 Alat III.2.1.1 Alat-alat Pembuatan Biodiesel
Alat-alat yang dibutuhkan dalam pembuatan biodiesel adalah sebagai berikut : a.
Mixer Mixer digunakan sebagai media pencampur antara jelantah, metanol,
dan NaOH. b.
Pengendap Pengendap adalah alat yang digunakan untuk mengendapkan hasil
campuran jelantah, metanol, dan NaOH, agar dihasilkan biodiesel.
22 PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
Kategori