Laporan Praktikum Sabun dan Tegangan Per

LAPORAN PRAKTIKUM FLUIDA
“Sabun dan Tegangan Permukaan”

Oleh:
Kelompok 9 Pendidikan IPA 2013 A
1. Nur Aidatul Mala

(13030654001)

2. Selsa Fabiola Besari

(13030654018)

3. Lusi Maria Handayani

(13030654020)

4. Yosefin Margaretta

(13030654036)

S1 PRODI PENDIDIKAN IPA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS NEGERI SURABAYA
2015

ABSTRAK
SABUN DAN TEGANGAN PERMUKAAN
Telah kami lakukan percobaan “Sabun dan Tegangan Permukaan” di
Laboratorium IPA, FMIPA, UNESA pada tanggal 20 April 2015 yang bertujuan
untuk mengamati dan mengukur tegangan permukaan, serta menentukan pengaruh
konsentrasi detergen terhadap tegangan permukaan. Dalam percobaan ini, kami
menggunakan variabel manipulasi yaitu konsentrasi detergen dalam air, variabel
kontrol yang kami gunakan yaitu panjang kawat loop, dan volume air, sedangkan
variabel respon yang kami gunakan adalah tegangan permukaan. Metode
percobaan yang kami lakukan adalah mengukur panjang kawat dengan mistar.
Menimbang kawat loop dengan menggunakan neraca ohaus, mengisi tiap-tiap
gelas beker dengan air 500 ml. Memasukkan detergen ke dalam gelas sebanyak 50
ml, mengaduk kedua larutan detergen dengan spatula, memasukkan kawat loop ke
dalam larutan tersebut. Mengangkat kawat, kemudian menghitung waktu yang
dibutuhkan gelembung pada kawat loop pecah. Dan diulangi untuk detergen 75 ,;

dan 100 ml. Dari hasil percobaan dapat diketahui semakin besar konsentrasi
larutan detergen maka waktu gelembung pecah pada kawat semakin lama. Hal itu
menunjukkan bahwa konsentrasi larutan detergen mempengaruhi tegangan
permukaannya. Hasil perhitungan tegangan permukaan dari ketiga konsentrasi
yang berbeda yaitu sama sebesar 2,205 N/m. Semakin tinggi konsentrasi detergen
maka semakin lama pula waktu gelembung detergen pada kawat loop akan
mengkerut pecah.
Kata Kunci : Tegangan Permukaan, Kawat Loop, Konsentrasi detergen

BAB I
PENDAHULUAN

A. Latar Belakang
Dalam kehidupan sehari-hari, peristiwa yang menarik seringkali terjadi di
sekitar kita. Mulai dari tetesan air yang berbentuk balon dan kaki serangga
yang dapat mengapung di atas air. Dua kejadian tersebut merupakan contoh
tegangan permukaan. Tegangan permukaan dapat terjadi karena adanya gayagaya yang bekerja pada permukaan zat cair atau pada batas antara zat cair
dengan bahan lain. Suatu molekul dalam fase cair dapat dianggap secara
sempurna dikelilingi oleh molekul lainnya yang secara rata-rata mengalami
daya tarik yang sama ke semua arah. Gejala ini yang disebut dengan tegangan

permukaan.
Penerapan tegangan permukaan salah satunya yaitu pada penggunaan
detergen untuk mencuci piring. Detergen berfungsi menurunkan tegangan
permukaan sehingga air dapat membasahi kotoran pada piring yang dicuci.
Tegangan permukaan zat cair adalah kecenderungan permukaan zat cair untuk
menegang sehingga permukaannya seperti ditutupi oleh suatu lapisan elastis.
Tegangan permukaan pada zat cair dapat dipengaruhi oleh penambahan
detergen ke dalam zat cair tersebut.
Oleh karena itu dilakukan percobaan penentuan tegangan permukaan
dengan menggunakan larutan sabun dan kawat agar dapat mengetahui nilai
tegangan permukaan dari suatu larutan dan dapat menganalisa fenomenfenomena

yang

berhubungan

dalam

kehidupan

sehari-hari

dengan

mempelajari tentang tegangan permukaan.
B. Rumusan Masalah
Berdasarkan rumusah masalah diatas, maka rumusan masalah yang
diperoleh yaitu sebagai berikut:
1. Bagaimana pengaruh konsentrasi larutan detergen terhadap tegangan
permukaannya?

C. Tujuan
Berdasarkan latar belakang tersebut, maka tujuan praktikum yaitu sebagai
berikut:
1. Untuk mengetahui pengaruh konsentrasi larutan detergen terhadap
tegangan permukaannya
D. Hipotesis
Semakin sedikit detergen yang ditambahkan, maka tegangan permukaan
yang dihasilkan semakin besar. Dan semakin banyak detergen yang
ditambahkan maka tegangan permukaan yang dihasilkan semakin kecil.

BAB II
KAJIAN TEORI
A. Tegangan Permukaan
Tegangan permukaan zat cair merupakan kecenderungan permukaan zat
cair untuk menegang, sehingga permukaannya seperti ditutupi oleh suatu
lapisan elastic. Selain itu, tegangan permukaan juga diartikan sebagai suatu
kemampuan atau kecenderungan zat cair untuk selalu menuju ke keadaan yang
luas permukaannya lebih kecil yaitu permukaan datar atau bulat seperti bola
atau ringkasnya didefinisikan sebagai usaha yang membentuk luas permukaan
baru. Dengan sifat tersebut zat cair mampu untuk menahan benda-benda kecil
di permukaannya. Seperti silet, berat silet menyebabkan permukaan zat cair
sedikit melengkung ke bawah tampak silet itu berada. Lengkungan itu
memperluas permukaan zat cair namun zat cair dengan tegangan
permukaannya berusaha mempertahankan luas permukaan-nya sekecil
mungkin.
Permukaan zat cair berperilaku seakan-akan mengalami tegangan dan
tegangan ini yang bekerja sejajar dengan permukaan, muncul dari gaya tarik
antar molekul. Tegangan permukaan didefinisikan sebagai gaya F per satuan
panjang L yang bekerja melintasi semua garis pada permukaan, dengan

kecenderungan menarik permukaan penutup:
F
γ=
l
Dimana :
γ = tegangan permukaan (N/m)
F = Gaya (Newton)
l = Panjang permukaan selaput fluida (m)
Untuk

memahami

ini,

lihat

peralatan

berbentuk U yang ditunjukkan pada gambar,
yang berisi lapisan tipis zat cair. Dengan adanya

tegangan permukaan, dibutuhkan gaya F untuk

menarik kawat yang bias digerakkan dan dengan
demikian menambah luas permukaan zat cair.
Zat cair yang berada di dalam peralatan kawat merupakan lapisan tipis
yang mempunyai permukaan atas dan bawah. Dengan demikian panjang
permukaan yang ditambah adalah 2l, dan tegangan permukaan adalah
F
γ=
2l
B. Faktor yang Mempengaruhi Tegangan Permukaan
Tegangan permukaan terjadi karena permukaan zat cair cenderung untuk
menegang, sehingga permukaannya tampak seperti selaput tipis. Hal ini
dipengaruhi oleh adanya gaya kohesi antara molekul air. Pada zat cair yang
adesiv berlaku bahwa besar gaya kohesinya lebih kecil dari pada gaya
adesinya dan pada zat yang non-adesiv berlaku sebaliknya. Salah satu model
peralatan yang sering digunakan untuk mengukur tegangan permukaan zat cair
adalah pipa kapiler. Salah satu besaran yang berlaku pada sebuah pipa kapiler
adalah sudut kontak, yaitu sudut yang dibentuk oleh permukaan zat cair yang
dekat dengan dinding. Sudut kontak ini timbul akibat gaya tarik-menarik

antara zat yang sama (gaya kohesi) dan gaya tarik-menarik antara molekul zat
yang berbeda (adhesi).
Molekul biasanya saling tarik-menarik. Dibagian dalam cairan, setiap
molekul cairan dikelilingi oleh molekul-molekul cairan di samping dan di
bawah. Di bagian atas tidak ada molekul cairan lainnya karena molekul cairan
tarik-menarik satu dengan yang lainnya, maka terdapat gaya total yang
besarnya nol pada molekul yang berada di bagian dalam caian. Sebaliknya
molekul cairan yang terletak di permukaan di tarik oleh molekul cairan yang
berada di samping dan bawahnya. Akibatnya, pada permukaan cairan terdapat
gaya total yang berarah ke bawah karena adanya gaya total yang arahnya ke
bawah, maka cairan yang terletak di permukaan cenderung memperkecil luas
permukaannya dengan menyusut sekuat mungkin. Hal ini yang menyebabkan
lapisan cairan pada permukaan seolah-olah tertutup oleh selaput elastis yang
tipis.

Pada dasarnya tegangan permukaan suatu zat cair dipengaruhi oleh
beberapa factor diantaranya suhu dan zat terlarut. Dimana keberadaan zat
terlarut dalam suatu cairan akan mempengaruhi besarnya tegangan permukaan
terutama molekul zat yang berada pada permukaan cairan berbentuk lapisan
monomolecular yang disebut dengan molekul surfaktan. Faktor-faktor yang

menpengaruhi :
1. Suhu
Tegangan permukaan menurun dengan meningkatnya suhu, karena
meningkatnya energy kinetik molekul.
2. Zat terlarut (solute)
Keberadaan zat terlarut dalam suatu cairan akan mempengaruhi
tegangan permukaan. Penambahan zat terlarut akan meningkatkan
viskositas larutan, sehingga tegangan permukaan akan bertambah besar.
Tetapi apabila zat yang berada dipermukaan cairan membentuk lapisan
monomolecular, maka akan menurunkan tegangan permukaan, zat tersebut
biasa disebut dengan surfaktan.
3. Surfaktan
Surfaktan (surface active agents), zat yang dapat mengaktifkan
permukaan, karena cnderung untuk terkonsentrasi pada permukaan atau
antar muka. Surfaktan mempunyai orientasi yang jelas sehingga cenderung
pada rantai lurus. Sabun merupakan salah satu contoh dari surfaktan.
Molekul surfaktan yang bersifat amfifil yaitu suatu molekul yang
mempunyai dua ujung yang terpisah, yaitu ujung polar (hidrofilik) dan
ujung non polar (hidrifobik). Sifat surfaktan yang amfifil menyebabkan
surfaktan diadsorpsi pada antar muka baik itu cair/gas (yang tidak saling

bercampur).
Surfaktan menurunkan tegangan permukaan air dengan mematahkan
ikatan-ikatan hydrogen pada permukaan. Hal ini dilakukan dengan
menaruh kepala-kepala hidrofiliknya terentang menjauhi permukaan air.
Sabun dapat membentuk misel (miceves), suatu molekul sabun
mengandung suatu rantai hidrokarbon panjang plus ujung ion. Bagian
hidrokarbon dari molekul sabun bersifat hidrofobik dan larut dalam zat-zat

non polar, sedangkan ujung ion bersifat hidrofilik dan larut dalam air.
Karena adanya rantai hidrokarbon, sebuah molekul sabun secara
keseluruhan tidaklah benar-benar larut dalam air, tetapi dengan mudah
akan tersuspensi di dalam air. Larutan surfaktan dalam air menunjukkan
perubahan sifat fisik yang mendadak pada daerah konsentrasi yang
tertentu. Perubahan yang mendadak ini disebabkan oleh pembentukan
agregat atau penggumpalan dari beberapa molekul surfaktan menjadi satu,
yaitu pada konsentrasi kritik misel (KMK).

BAB III
METODE PERCOBAAN
A. Jenis Penelitian

Metode yang digunakan dalam praktikum ini yaitu menggunakan metode
kualitatif. Dan teknik pengambilan data dilakukan dengan eksperimen.
B. Waktu dan Tempat
Praktikum ini dilakukan pada hari Senin tanggal 22 April 2015 di
Laboratorium IPA, Prodi Pendidikan IPA, Fakultas Matematika dan Ilmu
Pengetahuan Alam, Universitas Negeri Surabaya pukul 07.30-09.40 WIB.
C. Alat dan Bahan
1. Alat
a. Gelas kimia 500ml

3 buah

b. Kawat loop tegangan permukaan

3 buah

c. Neraca

1 buah

d. Spatula

1 buah

2. Bahan
a. Detergen

225 ml

b. Air

900 ml

D. Variabel Percobaan
Variabel Kontrol

: panjang kawat loop, massa kawat loop dan volume
air

Definisi operasional : panjang kawat 6 cm
Variabel Manipulasi : konsentrasi detergen.
Definisi operasional : konsentrasi larutan detergen yang di gunakan yaitu
50 ml 75 ml dan 100 ml
Variabel Respon

: tegangan permukaan, waktu

Definisi operasional

: waktu yang dibutuhan gelembung pecah dan
tegangan permukaan pada larutan detergen 50 ml
75 ml dan 100 ml

E. Langkah Percobaan
1. Mengukur panjang kawat dengan mistar.
2. Menimbang kawat loop dengan menggunakan neraca ohaus.
3. Memasukkan 300 ml air ke dalam gelas kimia 500 ml.
4. Menambahkan 50 ml larutan detergen ke dalam gelas kimia tersebuat.
5. Mengaduk kedua larutan detergen dengan spatula.
6. Memasukkan kawat loop ke dalam gelas kimia kemudian mengangkat
kawat.
7. Mengamati perubahan yang terjadi dan catatlah ke dalam tabel hasil
pengamatan.
8. Mengulangi langkah 1-7 untuk volume detergen 75 ml dan 100 ml.

F. Alur Percobaan

Air
Dimasukkan ke dalam gelas kimia 500 ml
Ditambahkan larutan detergen 50 ml
Diaduk hingga homogen.

Kawat
Diukur panjangnya
Ditimbang dengan neraca ohaus
Kawat loop

Larutan air + detergen

Dimasukkan
Diamati perubahan yang terjadi
Dicatat pada tabel pengamatan
Diulangi langkah yang sama pada kawat
kedua dan ketiga dengan volume larutan
detergen 75 ml dan 100 ml
Hasil pengamatan

G. Rancangan Percobaan
1.

kawat

Kawat di timbang
menggunakan
neraca digital

Kawat
dimasukkan ke
dalam 600 ml
dan detergen
50 ml

Mengulang
kegiatan
tersebut
sebanyak 3 kali

Mengulang
kegiatan tersebut
dengan
konsentrasi
detergen 75 ml

dan dihitung
waktu
gelembung
pecah

Kawat
diangkat
kemudian
diamati

BAB IV
PEMBAHASAN
A. Data
Berdasarkan percobaan yang kami lakukan, maka diperoleh data sebagai
berikut :
Kawa
t ke-

1

Panjang

Massa

kawat (l ±

kawat (m

0,05) cm

± 0,1) gr

6,0

2,7

Volume

Waktu

detergen

gelembun

Hasil

(V ± 0,2)

g pecah (t

pengamatan

ml

± 0,01) s
14,80
14,27

50,0

14,13
2

6,0

2,7

75,0

9,97
9,64
10,90

3

6,0

2,7

100,0

9,72
8,95
8,70

Kawat turun
hingga bagian
bawah kawat
Kawat turun
hingga bagian
bawah kawat
Kawat turun
hingga bagian
bawah kawat

Volume air = 600 ml (V ± 2) ml
Tabel hasil pengamatan
B. Analisis
Tegangan permukaan zat cair merupakan kecenderungan permukaan zat
cair untuk menegang, sehingga permukaannya seperti ditutupi oleh suatu
lapisan elastik. Dalam praktikum kali ini kamu menggunakan kawat yang
berbentuk U untuk mengukur tegangan permukaan, dan juga menggunakan 3
macam larutan detergen dengan volume detergen 50 ml, 75 ml, dan 100
ml. Kemudian volume air sebanyak 600 ml, panjang kawat 1, 2, dan 3 sebesar
6,0 cm, serta massa kawat 1, 2, dan 3 sebesar 2,7 gram. Berdasarkan data
tersebut, Pada larutan detergen dengan volume detergen 50 ml menunjukkan
waktu pecahnya gelembung lebih lama dari pada volume detergen 75ml dan
100 ml.

Hasil percobaan yang kami dapatkan pada kawat ke- 1 setelah dicelupkan
ke dalam air detergen memiliki waktu gelembung pecah sebesar 14,80 s;
14,27 s; dan 14,13 s, dengan keadaan kawat yang turun hingga ke bagian
bawah kawat.
Kemudian pada kawat ke- 2 setelah dicelupkan ke air detergen memiliki
waktu gelembung pecah sebesar 9,97 s; 9,64 s; dan 10,90 s, dengan keadaan
kawat yang turun hingga ke bagian bawah kawat.
Pada kawat ke- 3 setelah dicelupkan ke dalam air detergen memiliki
waktu gelembung pecah sebesar 9,72 s; 8,95 s; dan 8,70 s, dengan keadaan
kawat yang sama dengan kawat ke- 1 dan 2 yang turun hingga ke bagian
bawah kawat.
C. Pembahasan
Tegangan permukaan zat cair merupakan kecenderungan permukaan zat
cair untuk menegang, sehingga permukaannya seperti ditutupi oleh suatu
lapisan elastik. Berdasarkan analisis di atas, dapat diketahui bahwa waktu
yang diperlukan gelembung untuk pecah pada volume detergen 100 ml lebih
cepat jika dibandingkan dengan volume detergen 75 ml. Begitu juga pada
volume deterjen 75 ml, gelembung juga lebih cepat pecah dibandingkan pada
volume deterjen 50 ml. Waktu yang diperlukan gelembung untuk dapat pecah
bergantung pada tegangan permukaan yang dihasilkan dari masing-masing
konsentrasi zat terlarut dalam larutan deterjen tersebut. Dalam hal ini,
detergen merupakan zat yang berfungsi menurunkan tegangan permukaan zat
cair. Yang membuat detergen bisa menurunkan tegangan permukaan air
adalah zat yang ada di dalam detergen yang disebut surfaktan. Surfaktan
merupakan zat yang dapat mengaktifkan permukaan karena cenderung untuk
terkonsentrasi pada permukaan. Surfaktan mempunyai orientasi yang jelas
sehingga cenderung pada rantai lurus.
Hasil percobaan yang kami lakukan telah sesuai dengan teori. Dari data
dan analisis di atas besarnya tegangan permukaan bergantung pada massa
kawat yang digunakan pada masing-masing percobaan sesuai dengan rumus :
F
γ =. 2l

m. g
γ = 2l
Nilai tegangan permukaan berbanding lurus dengan massa. Semakin besar
massa kawat yang digunakan akan semakin besar pula nilai tegangan
permukaan yang dihasilkan. Pada percobaan kali ini, nilai tegangan
permukaan dari ketiga konsentrasi detergen yang berbeda-beda besarnya
sama. Hal ini dikarenakan massa kawat yang digunakan memiliki besar
yang sama yaitu 2,7 gram sehingga jika dihitung dengan rumus tegangan
permukaan maka akan diperoleh nilai tegangan permukaan dari ketiga
percobaan yaitu sebesar 2,205 N/m. Nilai tegangan permukaan yang sama
tersebut disebabkan karena pada praktikum ini hanya bertujuan untuk
mengetahui pengaruh konsentrasi detergen terhadap tegangan permukaan.

BAB V
PENUTUP

A. Kesimpulan
Dari hasil praktikum dapat disimpulkan bahwa semakin besar konsentrasi
larutan detergen maka waktu gelembung pecah pada kawat semakin lama. Hal
itu menunjukkan bahwa konsentrasi larutan detergen mempengaruhi tegangan
permukaannya. Hasil perhitungan tegangan permukaan dari ketiga konsentrasi
yang berbeda yaitu sama sebesar 2,205 N/m.
B. Saran
Sebelum praktikum sebaiknya praktikan membaca literature atau dasar
teori tentang tegangan permukaan sehingga pada saat praktikum tidak ada
kendala dan dengan mudah dalam melakukan praktikum secara teliti. Juga
persiapan dan jumlah alat serta bahan ditambah. Hasil praktikum dapat
diterapkan dalam kehidupan sehari-hari.
C.

DAFTAR PUSTAKA
Atkins, P. W. 1994. Kimia Fisik edisi ke-4 jilid 1. Erlangga: Jakarta.
Giancoli, Douglas C. 2001. Fisika jilid 1. Erlangga: Jakarta.
Hamid, Rimba. 2010. Penuntun Kimia Fisik. Universitas Hauoleo: Kendari.
Herinaldi. 2004. Mekanika Fluida. Erlangga: Jakarta

LAMPIRAN PERHITUNGAN
1. Pada kawat 1
Massa kawat

= 2,7 gram

Panjang kawat
F
γ =. 2l

= 6,0 cm

m. g

γ = 2l

2,7 x 9,8

γ = 2x 6
= 2,205 N/m

2. Pada kawat 2
Massa kawat

= 2,7 gram

Panjang kawat
F
γ =. 2l

= 6,0 cm

m. g

γ = 2l

2,7 x 9,8

γ = 2x 6
= 2,205 N/m
3. Pada kawat 3
Massa kawat

= 2,7 gram

Panjang kawat
F
γ =. 2l

= 6,0 cm

m. g

γ = 2l

2,7 x 9,8

γ = 2x 6
= 2,205 N/m

LAMPIRAN GAMBAR

Kawat Loop

Menimbang kawat loop

Gelas kimia

Kawat loop

Gelembung pada

Kawat loop dimasukkan ke

dimasukkan ke larutan

kawat loop (50 ml)

larutan air + detergen 75ml

Gelembung pada

Kawat loop dimasukkan ke

Gelembung pada

kawat loop (75 ml)

larutan air + detergen 100

kawat loop (100 ml)

air + detergen 50 ml

ml