Laporan Praktikum Penentuan Massa Jenis
LAPORAN PRAKTIKUM
FISIKA TERAPAN
ACARA II
PENENTUAN MASSA JENIS ZAT CAIR
Penanggung Jawab:
Ana Andiana
Novia Retno W.
(A1F015025)
(A1F015035)
KEMENTERIAN RISET, TEKNOLOGI, DAN PENDIDIKAN TINGGI
UNIVERSITAS JENDERAL SOEDIRMAN
FAKULTAS PERTANIAN
PURWOKERTO
2016
I.
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Massa jenis adalah pengukuran massa setiap satuan volume
benda.
Semakin tinggi massa jenis suatu benda, maka semakin besar pula massa setiap
volumenya. Massa jenis rata-rata setiap benda merupakan total massa dibagi
dengan total volumenya. Sebuah benda yang memiliki massa jenis lebih tinggi
(misalnya besi) akan memiliki volume yang lebih rendah daripada benda
bermassa sama yang memiliki massa jenis lebih rendah (misalnya air). Satuan SI
massa jenis adalah kilogram per meter kubik (kg/m3).
Massa jenis suatu bahan pangan merupakan salah satu indikator yang
secara langsung maupun tidak langsung turut berperan dalam suatu proses
pengolahan pangan maupun mutu suatu produk. Berat jenis didefinisikan sebagai
perbandingan kerapatan dari suatu zat terhadap kerapatan air, harga kedua zat itu
ditentukan pada temperatur yang sama, jika tidak dengan cara lain yang khusus.
Istilah berat jenis, dilihat dari definisinya, sangat lemah; akan lebih cocok apabila
dikatakan sebagai kerapatan relatif.
Sebuah benda memiliki massa jenis lebih tinggi (misalnya besi) akan
memiliki volume yang lebih rendah daripada benda bermassa sama yang memiliki
massa jenis lebih rendah (misalnya air). Satuan SI massa jenis adalah kilogram
per meter kubik (kg/m3). Massa jenis berfungsi untuk menentukan zat. Setiap zat
memiliki massa jenis yang berbeda. Dan suatu zat berapapun massanya,
berapapun volumenya akan memiliki massa jenis yang sama. Massa jenis air lebih
besar daripada massa jenis minyak. Massa jenis air 1 gram/cm 3 dan massa jenis
minyak 0,8 gram/cm3. Oleh karena itu, berapapun banyaknya minyak yang
dicampurkan ke dalam air maka minyak akan tetap di atas.
Tekanan hidrostatis adalah tekanan yang terjadi di bawah air. Tekanan
hidrostatis disebabkan oleh fluida tak bergerak. Tekanan hidrostatis yang dialami
oleh suatu titik di dalam fluida diakibatkan oleh gaya berat fluida yang berada di
atas titik tersebut. Jika besarnya tekanan hidrostatik pada dasar tabung adalah p,
menurut konsep tekanan, besarnya p dapat dihitung dari perbandingan antara gaya
berat fluida (F) dan luas permukaan bejana (A). Hukum tekanan hidrostatik
berbunyi ,”Tekanan hidrostatis pada sembarang titik yang terletak pada bidang
mendatar di dalam sejenis zat cair yang dalam keadaan setimbang adalah sama”.
Hukum hidrostatika berlaku pula pada pipa U (bejana berhubungan) yang diisi
lebih dari satu macam zat cair yang tidak bercampur. Contoh penerapan hukum
utama hidrostatik misalnya pada penggunaan water pass.
B. Tujuan
Tujuan dari praktikum kali ini untuk memahami hukum hidrostatika
sebagai landasan untuk menentukan massa jenis zat cair dengan alau ukur pipa U.
II. TINJAUAN PUSTAKA
Pengetahuan tentang massa jenis dalam sebuah praktikum sangat penting
mengingat bahwa pengetahuan tentang massa jenis akan selalu kita butuhkan dan
selalu kita gunakan dalam praktikum lanjutan atau dalam pengaplikasiannya
dalam penelitian (Bresnick, 2002). Massa jenis (density) suatu zat adalah
kuantitas konsentrasi zat dan dinyatakan dalam massa persatuan volume.
Nilai
massa
jenis
suatu
zat dipengaruhi oleh temperatur. Semakin tinggi
temperatur, kerapatan suatu zat semakin rendah karena molekul - molekul yang
saling berikatan akan terlepas. Kenaikan temperatur menyebabkan volume
suatu zat bertambah, sehingga massa jenis dan volume suatu zat memiliki
hubungan yang berbanding terbalik (Besari, 2005).
Salah satu sifat yang penting dari suatu bahan adalah densitas (density)nya, didefinisikan sebagai massa persatuan volume. Bahan yang homogen seperti
es atau besi, memiliki densitas yang sama pada setiap bagiannya. Kita gunakan
huruf Yunani ρ (“rho”) untuk densitas. Jika sebuah bahan yang materialnya
homogen bermasa m memiliki volume v, densitasnya ρ adalah
m
ρ = v (1)
keterangan:
ρ = massa jenis air (kg/m3);
m = massa benda (kg);
V = volume benda (m3)
Densitas suatu bahan, tidak sama pada setiap bagiannya; contohnya adalah
atmosfer bumi (yang seakin tinggi akan semakin kecil densitasnya) dal lautan
(yang semakin dalam akan semakin besar densitasnya). Untuk bahan-bahan ini
persamaan (1) memperlihatkan densitas rata-rata.. Secara umum, densitas bahan
tergantung pada faktor lingkungan suhu dan tekanan (Juliastuti, 2002).
Pipa U adalah pipa lengkung berbentuk
huruf U. Pipa ini termasuk bejana berhubungan.
Jika pipa U diisi dengan satu jenis zat cair, tinggi
permukaan zat cair pada pada kedua mulutnya
selalu sama. Tetapi, jika pipa U diisi dengan dua
zat cair yang tidak bercampur, tinggi permukaan
zat cair pada kedua mulut pipa berbeda. Bagaimana hubungan antara massa jenis
dan tinggi zat cair dalam pipa U? Misalkan, massa jenis zat cair pertama adalah ρ 1
dan massa jenis zat cair kedua adalah ρ2. Dan titik pertemuan kedua zat cair, kita
buat garis mendatar yang memotong kedua kaki pipa U. Misalkan, tinggi
permukaan zat cair pertama dari garis adalah h1 dan tinggi permukaan zat cair
kedua dari garis adalah h2. Zat cair prtama setinggi h1 melakukan tekanan yang
sama besar dengan tekanan zat cair kedua setinggi h2.
P1 = P2
Dengan menggunakan persamaan 2-1 diperoleh
ρ1 g h1 = ρ2 g h2
ρ1 h1 = ρ2 h2
(2-2)
Dengan menggunakan persamaan 2-2, kita dapat menentukan massa jenis
zat cair lain jika massa jenis salah satu zat cair dikaetahui. Harus diperhatikan
bahwa kedua zat cair yang dimasukkan dalam pipa U tidak boleh zat cair yang
bercampur, misalnya air dan alkohol. Kedua zat cair yang dimasukkan harus tidak
bercampur agar batasnya jelas. Dengan demikian, tinggi permukaan masingmasing zat cair dapat diukur.
Definisi Operaional Variabel
a) Kedalaman zat cair (cm) adalah ketinngian zat cair, yang diukur dari
permukaan zat cair ke permukaan zat cair yang berada di dalam corong
b) Massa jenis zat cair adalah kerapatan massa dari zat cair yang dimasukkan
kedalam pipa U dan gelas kimia
c) Tekanan hidrostatik adalah besarnya tekanan yang disebabkan oleh tinggi
permukaan zat cair yang dicari berdasarkan rumus tekanan berbanding
lurus dengan massa jenisnya dan tinggi permukaan zat cair pada pipa U
dikali dengan percepatan gravitasi 9,80
d) Tinggi permukaan zat cair (cm) adalah Selisih ketinggian zat cair pada
pipa U akibat dari tekanan yang diberikan. (Tim Dosen Fisika Dasar I,
2013)
Hukum pokok hidrostatika dapat digunakan untuk menentukan massa jenis
Zat cair dengan menggunakan pipa U. Hidrostatika dimanfaatkan antara lain
dalam mendesain bendungan, yaitu semakin ke bawah semakin tebal; serta dalam
pemasangan infus, ketinggian diatur sedemikian rupa sehingga tekanan zat cair
pada infus lebih besar daripada tekanan darah dalam tubuh (Esvandiari, 2006). Air
memiliki rapat jenis 1,00.103 kg/m3, atau 1,00 g/cm3. Rapat jenis sembarang
substansi yang dinyatakan dalam gram per centimeter kubik secara numerik sama
dengan specific gravity-nya; rapat jenis sembarang subsansi yang dinyatakan
dalam kilogram pe meter kubik sama dengan 103 kali specific gravity-nya
(Wihantoro etl al, 2005).
Minyak goreng selain digunakan dalam dunia industri juga digunakan
dalam rumah tangga sebagai media penghantar panas dalam pengolahan makanan
sehari-hari. Seiring dengan meningkatnya industri pengolahan makanan terutama
industri kecil dan rumah tangga, kebutuhan masyarakat akan minyak goreng juga
semakin meningkat. Namun demikian, industri-industri kecil ini seringkali tidak
mengontrol temperatur minyak yang digunakan dan membuangnya setelah
digunakan beberapa kali, sedangkan dalam industri rumh tangga minyak goreng
digunakan terus-menerus. Keadaan ini memberikan efek negatif terhadap kualitas
produk makanan, lingkungan, dan kesehatan manusia (Vera, 2005).
Minyak goreng sering kali dipakai untuk menggoreng secara berulangulang, bahkan sampai warnanya coklat tua atau hitam dan kemudian dibuang.
Penggunaan minyak goreng secara berulang-ulang sangat berbahaya bagi
kesehatan. Dalam penggunaannya, minyak goreng mengalami perubahan kimia
akibat oksidasi dan hidrolisis, sehingga dapat menyebabkan kerusakan pada
minyak goreng tersebut. Untuk mengatasinya, limbah minyak goreng bekas
(jelantah) dapat digunakan sebagai bahan baku pembuatan biodiesel ( Adhiatma et
al., 2012).
III. METODE PRAKTIKUM
A. Alat dan Bahan
1. Alat
Alat-alat yang digunakan untuk praktikum ini adalah:
a. Pipa U,
b. Pipet,
c. Beaker glass,
d. Corong, dan
e. Mistar.
2. Bahan
Bahan-bahan yang digunakan untuk praktikum ini adalah:
a. Minyak goreng baru,
b. Minyak jelantah dari beberapa kali penggorengan, dan
c. Aquades.
B. Prosedur Kerja
Kedudukan Pipa U diatur sedemikian rupa sehingga letaknya tidak miring.
Pipa U diisi dengan aquades ( ρ 1 = 1 g/cm3).
Zat cair yang akan diselidiki dimasukkan ke dalam pipa U pada kaki yang lain.
Bidang batas permukaan zat zair ditentukan. Tinggi h1 dan h2 diukur.
Massa jenis zat cair yang diselidiki ( ρ 2) dihitung dengan menggunakan rumus
h1
ρ2 = ρ1
h2
Langkah 2-4 sebanyak 1 kali diulangi dengan merubah tinggi permukaan zat air
yang diselidiki (pipet digunakan untuk memasukkan/mengeluarkan zat cair).
Zat cair yang diselidiki dikeluarkan hingga bersih.
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN
A. Hasil
No
Jenis minyak
Sebelum dikurangi
ρ minyak
h1
h2
(cm)
(cm)
(g/cm3)
Sesudah dikurangi
ρ minyak (g/
h1
h2
(cm)
(cm)
cm3)
1
2
3
4
Minyak jelantah 15
ml + aquades 30 ml
Minyak jelantah 20
ml + aquades 40 ml
Minyak baru 15 ml
+ aquades 30 ml
Minyak baru 20 ml
+ aquades 40 ml
7
8,5
0.823
5,5
6
0,916
8,5
10
0,85
8,5
9
0,94
7
9
0,778
5
5,5
0,903
9
11
0,818
7
9,5
0,736
Perhitungan:
Perlakuan 1 (Minyak jelantah 15 ml + aquades 30 ml)
Sebelum dikurangi
ρ minyak jelantah
h1
h2
=
ρ air x
=
7
1 g/cm3 x 8,5
=
0.823 g/cm3
Sesudah dikurangi
ρ minyak jelantah
h1
h2
=
ρ air x
=
5,5
1 g/cm3 x 6
=
0,916 g/cm3
1. Perlakuan 2 (Minyak jelantah 20 ml + aquades 40 ml)
Sebelum dikurangi
ρ minyak jelantah
h1
h2
=
ρ air x
=
8,5
1 g/cm3 x 10
=
0,85 g/cm3
Sesudah dikurangi
ρ minyak jelantah
h1
h2
=
ρ air x
=
1 g/cm3 x
8,5
9
=
0,94 g/cm3
2. Perlakuan 3 (Minyak baru 15 ml + aquades 30 ml)
Sebelum dikurangi
ρ minyak baru
h1
h2
=
ρ air x
=
7
1 g/cm3 x 9
=
0,778 g/cm3
Sesudah dikurangi
ρ minyak baru
h1
h2
=
ρ air x
=
5
1 g/cm3 x 5,5
=
0,903 g/cm3
3. Perlakuan 4 (Minyak baru 20 ml + aquades 40 ml)
Sebelum dikurangi
ρ minyak baru
h1
h2
=
ρ air x
=
9
1 g/cm3 x 11
=
0,818 g/cm3
Sesudah dikurangi
ρ minyak baru
h1
h2
=
ρ air x
=
7
1 g/cm3 x 9,5
=
0,736 g/cm3
B. Pembahasan
Praktikum penentuan massa jenis zat cair ini menggunakan 2 sample
minyak, minyak baru dngan minyak jelantah, dan dengan dua kali ulangan
(pertama tanpa pengurangan minyak dan yang kedua dengan pengurangan
minyak). Penentuan massa jenis minyak ini menggunakan massa jenis yang telah
diketahui, yaitu massa jenis air 1 g/cm3. Mula-mula mengatur kedudukan pipa U
sedemikian rupa sehingga letaknya tidak miring. Pipa U diisi dengan akuades.
Minyak dituang ke dalam pipa U pada kaki yang lain. Penentuan massa jenis ini
menggunakan indikator tinggi minyak dan air dengan rumus:
ρ2 =
ρ1 x
h1
h2
dengan:
ρ1 = massa jenis zat cair pembanding
ρ2 = massa jenis zat cair yang dicari
h1 = tinggi permukaan zat cair pembanding
h2 = tinggi permukaan zat cair yang diselidik
Dalam menentukan tinggi air maupun minyak, sebelumnya harus
ditentukan terlebih dahulu bidang batas permukaan zat cair. Dihasilkan massa
jenis minyak goreng jelantah pada perlakuan pertama sebesar 0.823 g/cm 3, dan
setelah minyak dikurangi massa jenisnya 0,916 g/cm3. Massa jenis minyak goreng
jelantah pada perlakuan kedua sebesar 0.85 g/cm 3, dan setelah minyak dikurangi
massa jenisnya 0,94 g/cm3. Sedangkan pada massa jenis minyak goreng baru pada
perlakuan ketiga sebesar 0,778 g/cm3, dan setelah minyak dikurangi massa
jenisnya 0,903 g/cm3. Perlakuan 4 menunjukkan hasil massa jenis minyak goreng
baru pada sebesar 0,818 g/cm3, dan setelah minyak dikurangi massa jenisnya
0,736 g/cm3.
Menurut penelitian yang dilakukan oleh Wahyuni, S., et al, (2015) massa
jenis minyak jelantah pada suhu 400C sebesar 850 kg/m3 yang setara dengan 0,850
g/cm3. Namun, pada percobaan yang telah dilakukan, terdapat perbedaan selisih
lebih cukup signifikan pada perlakuan minyak jelantah yang sudah dikurangi.
Mungkin ini bisa terjadi disebebkan kurang telitinya kemampuan mengukur
mistar, ataupun kurang telitinya pengamat dalam melihat hasil tinggi minyak
maupun air. Bisa jadi karena kurang tepatnya penentuan batas permukaan batas
cairnya.
Pengukuran kerapatan minyak goreng yang diteliti oleh K, Sutiyah (2008),
dilakukan dengan mengukur massa dari minyak goreng dibagi dengan volume
minyak goreng. Massa minyak goreng dihitung dengan menggunakan timbangan,
sedangkan volume minyak goreng dihitung dengan menggunakan gelas ukur.
Hasilnya nilai massa jenis minyak goreng baru sebesar 858,51 kg/m 3, minyak
goreng satu kali pakai 857,22 kg/m3, minyak goreng dua kali pakai 851,31 kg/m3.
Seperti yang dikemukakan K, Sutiyah (2008) dapat diketahui bahwa nilai
kerapatan dari minyak goreng yang paling kecil yaitu pada minyak goreng yang
sudah dipakai dua kali, dan nilai kerapatan yang paling besar yaitu pada minyak
goreng yang belum pernah dipakai. Minyak goreng yang sudah dipakai dua kali
mempunyai nilai kerapatan yang paling kecil karena minyak goreng tersebut telah
mengalami pemanasan sehingga ikatan antar molekulnya berkurang dan
menyebabkan kerapatan minyak berkurang. Minyak goreng yang belum pernah
dipakai mempunyai nilai kerapatan yang paling besar karena minyak goreng
tersebut belum mengalami pemanasan, sehingga molekul-molekulnya tidak
mengalami perenggangan dan kerapatannya lebih besar. Jadi, minyak goreng
dengan kerapatan paling besar adalah minyak goreng yang belum dipakai, dan
kerapatan yang paling kecil yaitu pada menyebabkan kerapatan minyak
berkurang. Minyak goreng yang belum pernah dipakai mempunyai nilai kerapatan
yang paling besar karena minyak goreng tersebut belum mengalami pemanasan,
sehingga molekul-molekulnya tidak mengalami perenggangan dan kerapatannya
lebih besar. Jadi, minyak goreng dengan kerapatan paling besar adalah minyak
goreng yang belum dipakai, dan kerapatan yang paling kecil yaitu pada minyak
goreng yang sudah dipakai dua kali.
Dari pernyataan diatas dapat disimpulkan bahwa semakin minyak goreng
digunakan, densitasnya/ nilai massa jenisnya makin kecil nilainya. Maka massa
jenis minyak jelantah lebih kecil daripada massa jenis minyak baru. Namun dari
hasil percobaan yang telah dilakukan, massa jenis yang telah dihitung hasilnya
banyak yang tidak sesuai dengan teori yang ada.
IV.PENUTUP
A. Kesimpulan
Dari praktikum argentometri yang dilakukan oleh praktikan, dapat ditarik
kesimpulan yaitu:
1. Massa jenis minyak semakin terkena pemanasan ( telah dipakai berulang),
semakin nilainya kecil
2. Pada minyak baru massa jenisnya lebih besar dibanding dengan massa
jenis minyak jelantah.
B. Saran
Dari praktikum penentuan massa jenis zat cair yang dilakukan, praktikan
menyarankan Dalam melakukan percobaan ini hendaknya menggunakan metode
dan langkah kerja yang sesuai dengan panduan agar kita terhindar dari banyak
kesalahan. Sehingga tidak perlu banyak melakukan pengulangan dalam
memperoleh data, dan tidak menyia-nyiakan bahan yang ada dan praktikan harus
teliti dalam membaca hasil pengukuran panjang, agar hasil data yang diperoleh
akan lebih akurat.
DAFTAR PUSTAKA
Adhiatma, A. Anshory., et al. 2012. “The Enhancement of Waste Cooking Oil
Esterification Catalyzed by Sulfated Zirconia and Assisted by The
Addition of Silica Gel", Proceeding of 19th Regional Symposium on
Chemical Engineering, Bali.
Besari, Ismail. 2005. Kamus Fisika. Bandung: Pionir Jaya.
Bresnick, S. 2002. Intisari Fisika, Hipokrates. Jakarta: Erlangga.
Esvandiari. 2006. Smart Fisika. Jakarta: Puspa Swara.
Juliastuti, Endang. 2002. Fisika Universitas Jilid 1 (Edisi Kesepuluh). Jakarta:
Erlangga.
K. Sutiah., et al. 2008. “Studi Kualitas Minyak Goreng dengan Paameter
Viskositas dan Indeks Bias”. Jurnal Berkala Fisika. (11). 53-58.
Tim Dosen Fisika Dasar I. 2013. Penuntun Praktikum Fisika Dasar 1. Makassar:
UNM.
Vera, K. 2005. Efek Temperatur pada Proses Chemisorpsi Katalis NZA dan H5NZA dalam proses Peningkatan Kualitas Jelantah dengan Reaktor Fluida
Fixed Bed. Skripsi. FMIPA UNEJ. Universitas Jember: tidak diterbitkan.
Wahyuni, S., et al. 2015. “Pengaruh Suhu Proses dan Lama Pengendapan
Terhadap Kualitas Biodesel dari Minyak Jelantah”. Jurnal Pillar of
Physics. (6). 33-40.
Wihantoro,. et al. 2005. Fisika Dasar Universitas. Purwokerto: Universitas
Jenderal Soedirman.
LAMPIRAN
A. ACC
B. Dokumentasi
Minyak
Minyak Goreng baru belum
jelantah
digunakan
yang dipakai dalam percobaaan
Proses
penakaran
minyak
Penuangan air pada sisi kanan pipa
Prosespenuangan minyak
pada pipa sebelah kiri
baru 15 ml dan 30 ml
Pengukuran tinggi minyak dan air
FISIKA TERAPAN
ACARA II
PENENTUAN MASSA JENIS ZAT CAIR
Penanggung Jawab:
Ana Andiana
Novia Retno W.
(A1F015025)
(A1F015035)
KEMENTERIAN RISET, TEKNOLOGI, DAN PENDIDIKAN TINGGI
UNIVERSITAS JENDERAL SOEDIRMAN
FAKULTAS PERTANIAN
PURWOKERTO
2016
I.
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Massa jenis adalah pengukuran massa setiap satuan volume
benda.
Semakin tinggi massa jenis suatu benda, maka semakin besar pula massa setiap
volumenya. Massa jenis rata-rata setiap benda merupakan total massa dibagi
dengan total volumenya. Sebuah benda yang memiliki massa jenis lebih tinggi
(misalnya besi) akan memiliki volume yang lebih rendah daripada benda
bermassa sama yang memiliki massa jenis lebih rendah (misalnya air). Satuan SI
massa jenis adalah kilogram per meter kubik (kg/m3).
Massa jenis suatu bahan pangan merupakan salah satu indikator yang
secara langsung maupun tidak langsung turut berperan dalam suatu proses
pengolahan pangan maupun mutu suatu produk. Berat jenis didefinisikan sebagai
perbandingan kerapatan dari suatu zat terhadap kerapatan air, harga kedua zat itu
ditentukan pada temperatur yang sama, jika tidak dengan cara lain yang khusus.
Istilah berat jenis, dilihat dari definisinya, sangat lemah; akan lebih cocok apabila
dikatakan sebagai kerapatan relatif.
Sebuah benda memiliki massa jenis lebih tinggi (misalnya besi) akan
memiliki volume yang lebih rendah daripada benda bermassa sama yang memiliki
massa jenis lebih rendah (misalnya air). Satuan SI massa jenis adalah kilogram
per meter kubik (kg/m3). Massa jenis berfungsi untuk menentukan zat. Setiap zat
memiliki massa jenis yang berbeda. Dan suatu zat berapapun massanya,
berapapun volumenya akan memiliki massa jenis yang sama. Massa jenis air lebih
besar daripada massa jenis minyak. Massa jenis air 1 gram/cm 3 dan massa jenis
minyak 0,8 gram/cm3. Oleh karena itu, berapapun banyaknya minyak yang
dicampurkan ke dalam air maka minyak akan tetap di atas.
Tekanan hidrostatis adalah tekanan yang terjadi di bawah air. Tekanan
hidrostatis disebabkan oleh fluida tak bergerak. Tekanan hidrostatis yang dialami
oleh suatu titik di dalam fluida diakibatkan oleh gaya berat fluida yang berada di
atas titik tersebut. Jika besarnya tekanan hidrostatik pada dasar tabung adalah p,
menurut konsep tekanan, besarnya p dapat dihitung dari perbandingan antara gaya
berat fluida (F) dan luas permukaan bejana (A). Hukum tekanan hidrostatik
berbunyi ,”Tekanan hidrostatis pada sembarang titik yang terletak pada bidang
mendatar di dalam sejenis zat cair yang dalam keadaan setimbang adalah sama”.
Hukum hidrostatika berlaku pula pada pipa U (bejana berhubungan) yang diisi
lebih dari satu macam zat cair yang tidak bercampur. Contoh penerapan hukum
utama hidrostatik misalnya pada penggunaan water pass.
B. Tujuan
Tujuan dari praktikum kali ini untuk memahami hukum hidrostatika
sebagai landasan untuk menentukan massa jenis zat cair dengan alau ukur pipa U.
II. TINJAUAN PUSTAKA
Pengetahuan tentang massa jenis dalam sebuah praktikum sangat penting
mengingat bahwa pengetahuan tentang massa jenis akan selalu kita butuhkan dan
selalu kita gunakan dalam praktikum lanjutan atau dalam pengaplikasiannya
dalam penelitian (Bresnick, 2002). Massa jenis (density) suatu zat adalah
kuantitas konsentrasi zat dan dinyatakan dalam massa persatuan volume.
Nilai
massa
jenis
suatu
zat dipengaruhi oleh temperatur. Semakin tinggi
temperatur, kerapatan suatu zat semakin rendah karena molekul - molekul yang
saling berikatan akan terlepas. Kenaikan temperatur menyebabkan volume
suatu zat bertambah, sehingga massa jenis dan volume suatu zat memiliki
hubungan yang berbanding terbalik (Besari, 2005).
Salah satu sifat yang penting dari suatu bahan adalah densitas (density)nya, didefinisikan sebagai massa persatuan volume. Bahan yang homogen seperti
es atau besi, memiliki densitas yang sama pada setiap bagiannya. Kita gunakan
huruf Yunani ρ (“rho”) untuk densitas. Jika sebuah bahan yang materialnya
homogen bermasa m memiliki volume v, densitasnya ρ adalah
m
ρ = v (1)
keterangan:
ρ = massa jenis air (kg/m3);
m = massa benda (kg);
V = volume benda (m3)
Densitas suatu bahan, tidak sama pada setiap bagiannya; contohnya adalah
atmosfer bumi (yang seakin tinggi akan semakin kecil densitasnya) dal lautan
(yang semakin dalam akan semakin besar densitasnya). Untuk bahan-bahan ini
persamaan (1) memperlihatkan densitas rata-rata.. Secara umum, densitas bahan
tergantung pada faktor lingkungan suhu dan tekanan (Juliastuti, 2002).
Pipa U adalah pipa lengkung berbentuk
huruf U. Pipa ini termasuk bejana berhubungan.
Jika pipa U diisi dengan satu jenis zat cair, tinggi
permukaan zat cair pada pada kedua mulutnya
selalu sama. Tetapi, jika pipa U diisi dengan dua
zat cair yang tidak bercampur, tinggi permukaan
zat cair pada kedua mulut pipa berbeda. Bagaimana hubungan antara massa jenis
dan tinggi zat cair dalam pipa U? Misalkan, massa jenis zat cair pertama adalah ρ 1
dan massa jenis zat cair kedua adalah ρ2. Dan titik pertemuan kedua zat cair, kita
buat garis mendatar yang memotong kedua kaki pipa U. Misalkan, tinggi
permukaan zat cair pertama dari garis adalah h1 dan tinggi permukaan zat cair
kedua dari garis adalah h2. Zat cair prtama setinggi h1 melakukan tekanan yang
sama besar dengan tekanan zat cair kedua setinggi h2.
P1 = P2
Dengan menggunakan persamaan 2-1 diperoleh
ρ1 g h1 = ρ2 g h2
ρ1 h1 = ρ2 h2
(2-2)
Dengan menggunakan persamaan 2-2, kita dapat menentukan massa jenis
zat cair lain jika massa jenis salah satu zat cair dikaetahui. Harus diperhatikan
bahwa kedua zat cair yang dimasukkan dalam pipa U tidak boleh zat cair yang
bercampur, misalnya air dan alkohol. Kedua zat cair yang dimasukkan harus tidak
bercampur agar batasnya jelas. Dengan demikian, tinggi permukaan masingmasing zat cair dapat diukur.
Definisi Operaional Variabel
a) Kedalaman zat cair (cm) adalah ketinngian zat cair, yang diukur dari
permukaan zat cair ke permukaan zat cair yang berada di dalam corong
b) Massa jenis zat cair adalah kerapatan massa dari zat cair yang dimasukkan
kedalam pipa U dan gelas kimia
c) Tekanan hidrostatik adalah besarnya tekanan yang disebabkan oleh tinggi
permukaan zat cair yang dicari berdasarkan rumus tekanan berbanding
lurus dengan massa jenisnya dan tinggi permukaan zat cair pada pipa U
dikali dengan percepatan gravitasi 9,80
d) Tinggi permukaan zat cair (cm) adalah Selisih ketinggian zat cair pada
pipa U akibat dari tekanan yang diberikan. (Tim Dosen Fisika Dasar I,
2013)
Hukum pokok hidrostatika dapat digunakan untuk menentukan massa jenis
Zat cair dengan menggunakan pipa U. Hidrostatika dimanfaatkan antara lain
dalam mendesain bendungan, yaitu semakin ke bawah semakin tebal; serta dalam
pemasangan infus, ketinggian diatur sedemikian rupa sehingga tekanan zat cair
pada infus lebih besar daripada tekanan darah dalam tubuh (Esvandiari, 2006). Air
memiliki rapat jenis 1,00.103 kg/m3, atau 1,00 g/cm3. Rapat jenis sembarang
substansi yang dinyatakan dalam gram per centimeter kubik secara numerik sama
dengan specific gravity-nya; rapat jenis sembarang subsansi yang dinyatakan
dalam kilogram pe meter kubik sama dengan 103 kali specific gravity-nya
(Wihantoro etl al, 2005).
Minyak goreng selain digunakan dalam dunia industri juga digunakan
dalam rumah tangga sebagai media penghantar panas dalam pengolahan makanan
sehari-hari. Seiring dengan meningkatnya industri pengolahan makanan terutama
industri kecil dan rumah tangga, kebutuhan masyarakat akan minyak goreng juga
semakin meningkat. Namun demikian, industri-industri kecil ini seringkali tidak
mengontrol temperatur minyak yang digunakan dan membuangnya setelah
digunakan beberapa kali, sedangkan dalam industri rumh tangga minyak goreng
digunakan terus-menerus. Keadaan ini memberikan efek negatif terhadap kualitas
produk makanan, lingkungan, dan kesehatan manusia (Vera, 2005).
Minyak goreng sering kali dipakai untuk menggoreng secara berulangulang, bahkan sampai warnanya coklat tua atau hitam dan kemudian dibuang.
Penggunaan minyak goreng secara berulang-ulang sangat berbahaya bagi
kesehatan. Dalam penggunaannya, minyak goreng mengalami perubahan kimia
akibat oksidasi dan hidrolisis, sehingga dapat menyebabkan kerusakan pada
minyak goreng tersebut. Untuk mengatasinya, limbah minyak goreng bekas
(jelantah) dapat digunakan sebagai bahan baku pembuatan biodiesel ( Adhiatma et
al., 2012).
III. METODE PRAKTIKUM
A. Alat dan Bahan
1. Alat
Alat-alat yang digunakan untuk praktikum ini adalah:
a. Pipa U,
b. Pipet,
c. Beaker glass,
d. Corong, dan
e. Mistar.
2. Bahan
Bahan-bahan yang digunakan untuk praktikum ini adalah:
a. Minyak goreng baru,
b. Minyak jelantah dari beberapa kali penggorengan, dan
c. Aquades.
B. Prosedur Kerja
Kedudukan Pipa U diatur sedemikian rupa sehingga letaknya tidak miring.
Pipa U diisi dengan aquades ( ρ 1 = 1 g/cm3).
Zat cair yang akan diselidiki dimasukkan ke dalam pipa U pada kaki yang lain.
Bidang batas permukaan zat zair ditentukan. Tinggi h1 dan h2 diukur.
Massa jenis zat cair yang diselidiki ( ρ 2) dihitung dengan menggunakan rumus
h1
ρ2 = ρ1
h2
Langkah 2-4 sebanyak 1 kali diulangi dengan merubah tinggi permukaan zat air
yang diselidiki (pipet digunakan untuk memasukkan/mengeluarkan zat cair).
Zat cair yang diselidiki dikeluarkan hingga bersih.
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN
A. Hasil
No
Jenis minyak
Sebelum dikurangi
ρ minyak
h1
h2
(cm)
(cm)
(g/cm3)
Sesudah dikurangi
ρ minyak (g/
h1
h2
(cm)
(cm)
cm3)
1
2
3
4
Minyak jelantah 15
ml + aquades 30 ml
Minyak jelantah 20
ml + aquades 40 ml
Minyak baru 15 ml
+ aquades 30 ml
Minyak baru 20 ml
+ aquades 40 ml
7
8,5
0.823
5,5
6
0,916
8,5
10
0,85
8,5
9
0,94
7
9
0,778
5
5,5
0,903
9
11
0,818
7
9,5
0,736
Perhitungan:
Perlakuan 1 (Minyak jelantah 15 ml + aquades 30 ml)
Sebelum dikurangi
ρ minyak jelantah
h1
h2
=
ρ air x
=
7
1 g/cm3 x 8,5
=
0.823 g/cm3
Sesudah dikurangi
ρ minyak jelantah
h1
h2
=
ρ air x
=
5,5
1 g/cm3 x 6
=
0,916 g/cm3
1. Perlakuan 2 (Minyak jelantah 20 ml + aquades 40 ml)
Sebelum dikurangi
ρ minyak jelantah
h1
h2
=
ρ air x
=
8,5
1 g/cm3 x 10
=
0,85 g/cm3
Sesudah dikurangi
ρ minyak jelantah
h1
h2
=
ρ air x
=
1 g/cm3 x
8,5
9
=
0,94 g/cm3
2. Perlakuan 3 (Minyak baru 15 ml + aquades 30 ml)
Sebelum dikurangi
ρ minyak baru
h1
h2
=
ρ air x
=
7
1 g/cm3 x 9
=
0,778 g/cm3
Sesudah dikurangi
ρ minyak baru
h1
h2
=
ρ air x
=
5
1 g/cm3 x 5,5
=
0,903 g/cm3
3. Perlakuan 4 (Minyak baru 20 ml + aquades 40 ml)
Sebelum dikurangi
ρ minyak baru
h1
h2
=
ρ air x
=
9
1 g/cm3 x 11
=
0,818 g/cm3
Sesudah dikurangi
ρ minyak baru
h1
h2
=
ρ air x
=
7
1 g/cm3 x 9,5
=
0,736 g/cm3
B. Pembahasan
Praktikum penentuan massa jenis zat cair ini menggunakan 2 sample
minyak, minyak baru dngan minyak jelantah, dan dengan dua kali ulangan
(pertama tanpa pengurangan minyak dan yang kedua dengan pengurangan
minyak). Penentuan massa jenis minyak ini menggunakan massa jenis yang telah
diketahui, yaitu massa jenis air 1 g/cm3. Mula-mula mengatur kedudukan pipa U
sedemikian rupa sehingga letaknya tidak miring. Pipa U diisi dengan akuades.
Minyak dituang ke dalam pipa U pada kaki yang lain. Penentuan massa jenis ini
menggunakan indikator tinggi minyak dan air dengan rumus:
ρ2 =
ρ1 x
h1
h2
dengan:
ρ1 = massa jenis zat cair pembanding
ρ2 = massa jenis zat cair yang dicari
h1 = tinggi permukaan zat cair pembanding
h2 = tinggi permukaan zat cair yang diselidik
Dalam menentukan tinggi air maupun minyak, sebelumnya harus
ditentukan terlebih dahulu bidang batas permukaan zat cair. Dihasilkan massa
jenis minyak goreng jelantah pada perlakuan pertama sebesar 0.823 g/cm 3, dan
setelah minyak dikurangi massa jenisnya 0,916 g/cm3. Massa jenis minyak goreng
jelantah pada perlakuan kedua sebesar 0.85 g/cm 3, dan setelah minyak dikurangi
massa jenisnya 0,94 g/cm3. Sedangkan pada massa jenis minyak goreng baru pada
perlakuan ketiga sebesar 0,778 g/cm3, dan setelah minyak dikurangi massa
jenisnya 0,903 g/cm3. Perlakuan 4 menunjukkan hasil massa jenis minyak goreng
baru pada sebesar 0,818 g/cm3, dan setelah minyak dikurangi massa jenisnya
0,736 g/cm3.
Menurut penelitian yang dilakukan oleh Wahyuni, S., et al, (2015) massa
jenis minyak jelantah pada suhu 400C sebesar 850 kg/m3 yang setara dengan 0,850
g/cm3. Namun, pada percobaan yang telah dilakukan, terdapat perbedaan selisih
lebih cukup signifikan pada perlakuan minyak jelantah yang sudah dikurangi.
Mungkin ini bisa terjadi disebebkan kurang telitinya kemampuan mengukur
mistar, ataupun kurang telitinya pengamat dalam melihat hasil tinggi minyak
maupun air. Bisa jadi karena kurang tepatnya penentuan batas permukaan batas
cairnya.
Pengukuran kerapatan minyak goreng yang diteliti oleh K, Sutiyah (2008),
dilakukan dengan mengukur massa dari minyak goreng dibagi dengan volume
minyak goreng. Massa minyak goreng dihitung dengan menggunakan timbangan,
sedangkan volume minyak goreng dihitung dengan menggunakan gelas ukur.
Hasilnya nilai massa jenis minyak goreng baru sebesar 858,51 kg/m 3, minyak
goreng satu kali pakai 857,22 kg/m3, minyak goreng dua kali pakai 851,31 kg/m3.
Seperti yang dikemukakan K, Sutiyah (2008) dapat diketahui bahwa nilai
kerapatan dari minyak goreng yang paling kecil yaitu pada minyak goreng yang
sudah dipakai dua kali, dan nilai kerapatan yang paling besar yaitu pada minyak
goreng yang belum pernah dipakai. Minyak goreng yang sudah dipakai dua kali
mempunyai nilai kerapatan yang paling kecil karena minyak goreng tersebut telah
mengalami pemanasan sehingga ikatan antar molekulnya berkurang dan
menyebabkan kerapatan minyak berkurang. Minyak goreng yang belum pernah
dipakai mempunyai nilai kerapatan yang paling besar karena minyak goreng
tersebut belum mengalami pemanasan, sehingga molekul-molekulnya tidak
mengalami perenggangan dan kerapatannya lebih besar. Jadi, minyak goreng
dengan kerapatan paling besar adalah minyak goreng yang belum dipakai, dan
kerapatan yang paling kecil yaitu pada menyebabkan kerapatan minyak
berkurang. Minyak goreng yang belum pernah dipakai mempunyai nilai kerapatan
yang paling besar karena minyak goreng tersebut belum mengalami pemanasan,
sehingga molekul-molekulnya tidak mengalami perenggangan dan kerapatannya
lebih besar. Jadi, minyak goreng dengan kerapatan paling besar adalah minyak
goreng yang belum dipakai, dan kerapatan yang paling kecil yaitu pada minyak
goreng yang sudah dipakai dua kali.
Dari pernyataan diatas dapat disimpulkan bahwa semakin minyak goreng
digunakan, densitasnya/ nilai massa jenisnya makin kecil nilainya. Maka massa
jenis minyak jelantah lebih kecil daripada massa jenis minyak baru. Namun dari
hasil percobaan yang telah dilakukan, massa jenis yang telah dihitung hasilnya
banyak yang tidak sesuai dengan teori yang ada.
IV.PENUTUP
A. Kesimpulan
Dari praktikum argentometri yang dilakukan oleh praktikan, dapat ditarik
kesimpulan yaitu:
1. Massa jenis minyak semakin terkena pemanasan ( telah dipakai berulang),
semakin nilainya kecil
2. Pada minyak baru massa jenisnya lebih besar dibanding dengan massa
jenis minyak jelantah.
B. Saran
Dari praktikum penentuan massa jenis zat cair yang dilakukan, praktikan
menyarankan Dalam melakukan percobaan ini hendaknya menggunakan metode
dan langkah kerja yang sesuai dengan panduan agar kita terhindar dari banyak
kesalahan. Sehingga tidak perlu banyak melakukan pengulangan dalam
memperoleh data, dan tidak menyia-nyiakan bahan yang ada dan praktikan harus
teliti dalam membaca hasil pengukuran panjang, agar hasil data yang diperoleh
akan lebih akurat.
DAFTAR PUSTAKA
Adhiatma, A. Anshory., et al. 2012. “The Enhancement of Waste Cooking Oil
Esterification Catalyzed by Sulfated Zirconia and Assisted by The
Addition of Silica Gel", Proceeding of 19th Regional Symposium on
Chemical Engineering, Bali.
Besari, Ismail. 2005. Kamus Fisika. Bandung: Pionir Jaya.
Bresnick, S. 2002. Intisari Fisika, Hipokrates. Jakarta: Erlangga.
Esvandiari. 2006. Smart Fisika. Jakarta: Puspa Swara.
Juliastuti, Endang. 2002. Fisika Universitas Jilid 1 (Edisi Kesepuluh). Jakarta:
Erlangga.
K. Sutiah., et al. 2008. “Studi Kualitas Minyak Goreng dengan Paameter
Viskositas dan Indeks Bias”. Jurnal Berkala Fisika. (11). 53-58.
Tim Dosen Fisika Dasar I. 2013. Penuntun Praktikum Fisika Dasar 1. Makassar:
UNM.
Vera, K. 2005. Efek Temperatur pada Proses Chemisorpsi Katalis NZA dan H5NZA dalam proses Peningkatan Kualitas Jelantah dengan Reaktor Fluida
Fixed Bed. Skripsi. FMIPA UNEJ. Universitas Jember: tidak diterbitkan.
Wahyuni, S., et al. 2015. “Pengaruh Suhu Proses dan Lama Pengendapan
Terhadap Kualitas Biodesel dari Minyak Jelantah”. Jurnal Pillar of
Physics. (6). 33-40.
Wihantoro,. et al. 2005. Fisika Dasar Universitas. Purwokerto: Universitas
Jenderal Soedirman.
LAMPIRAN
A. ACC
B. Dokumentasi
Minyak
Minyak Goreng baru belum
jelantah
digunakan
yang dipakai dalam percobaaan
Proses
penakaran
minyak
Penuangan air pada sisi kanan pipa
Prosespenuangan minyak
pada pipa sebelah kiri
baru 15 ml dan 30 ml
Pengukuran tinggi minyak dan air