Penentuan Koefisien Viskositas dengan Metode Ostwald

Kekentalan adalah suatu sifat cairan yang berhubungan erat dengan hambatan untuk mengalir, dimana makin tinggi kekentalan maka makin besar hambatannya. Kekentalan didefenisikan sebagai gaya yang diperlukan untuk menggerakkan secara berkesinambungan suatu permukaan datar melewati permukaan datar lain dalam kondisi mapan tertentu bila ruang diantara permukaan tersebut diisi dengan cairan yang akan ditentukan kekentalannya.

Viskositas suatu cairan murni atau larutan merupakan indeks hambatan alir cairan. Beberapa zat cair dan gas mempunyai sifat daya tahan terhadap aliran ini, dinyatakan dengan Koefisien Viscositas (ไ).

Koefisien kekentalan zat cair adalah sifat daya tahan zat cair terhadap aliran cairan. Koefisien kekentalan zat cair dihitung dengan membandingkan waktu yang digunakan zat cair tersebut untuk mengalir dan massa jenis (kerapatan) zat cair tersebut dengan nilai koefisien kekentalan zat cair lain yang telah diketahui.

           

Pengaruh faktor-faktor tersebut terhadap viskositas, antara lain :

a. Suhu

Semakin tinngi suhu maka semakin rendah nilai viskositasnya. Hal ini disebabkan gaya-gaya kohesi pada zat cair bila dipanaskan akan mengalami penurunan dengan semakin bertambahnya temperatur pada zat cair yang menyebabkan berturunnya viskositas dari zat cair tersebut. Oleh karena itu semakin tinggi suhu maka cairan semakin encer, karena kerapatan komponen penyusun zat cair semakin renggang. Suatu viskositas akan menjadi lebih tinggi jika suhu mengalami penurunan karena pada saat suhu dinaikkan maka partikel-partikel penyusun zat tersebut bergerak secara acak sehingga kekentalan akan mengalami penurunan, dan jika suhu mengalami penurunan akan terjadi kenaikan viskositas karena partikel-partikel penyusun senyawa tersebut tidak mengalami gerakan sehingga gaya gesek yang bekerja juga semakin besar.

b. Tekanan

Semakin tinggi tekanan maka semakin besar viskositas suatu cairan. Salah satu faktor kekentalan (viskositas) suatu cairan adalah suhu. Menurut ‘teori lubang’, terdapat kekosongan dalam suatu cairan, dan molekul bergerak secara continue kedalam kekosongan ini. Sehingga kekosongan akan bergerak keliling. Proses ini menyebabkan aliran, tetapi memerlukan energi karena ada energi yang harus dimiliki suatu molekul agar dapat bergerak kedalam kekosongan itu. Energi pengaktifan lebih mungkin terdapat pada suhu yang tinggi, dan dengan demikian cairan lebih mudah mengalir pada suhu yang tinggi. Selain itu kerapatan zat cair semakin renggang dengan bertambahnya suhu, sehingga tingkat kekentalannya berkurang.

c. waktu

semakin besar nilai kekentalan suatu zat cair waktu yang dipakai untuk mengalir semakin lama artinya semakin rendah suhu suatu zat cair maka waktu yang dibutuhkan untuk mengalir semakin lama, begitu pula sebaliknya.

Viskositas dapat diukur dengan mengukur laju aliran cairan yang melalui tabung berbentuk silinder, cara ini dapat digunakan untuk cairan maupun gas. Harga kekentalan mutlak sukar untuk ditentukan, dalam prakteknya yang dicari adalah kekentalan relatifnya yaitu perbandinganantara kekentalan zat itu dengan kekentalan zat cair lainnya (biasanya sebagai pembanding digunakan air).

Salah satu cara untuk menentukan harga kekentalan ialah menggunakan metode Ostwald dimana prinsip kerjanya berdasarkan waktu yang dibutuhkan oleh sejumlah tertentu cairan untuk mengalir melalui pipa kapiler dengan gaya yang disebabkan oleh berat cairan itu sendiri. Alat yang digunakan untuk mengukur viskositas disebut viskometer. 

Pada metode Ostwald ini jika air dipakai sebagai pembanding, mula-mula air dimasukkan melaui tabung A kemudian dihisap agar masuk ke tabung B tepat sampai batas a kemudian dilepaskan dan siapkan stopwatch sebagai pengukur waktu. Umpamanya waktu yang diperlukan air untuk bergerak dari permukaan a sampai b sama dengan t1, setelah itu percobaan diganti dengan zat cair lain dengan cara yang sama seperti disamping. Umpamanya diperlukan t2 dengan menggunakan rumus Poiseville karena V, L dan R sama maka didapat persamaan :

n1/n2 = T1γ₁/T2 γ₂

γ₁= Massa jenis air

γ₂= Massa jenis zat cair yang dicari

 

Pada Ostwald yang diukur adalah waktu yang dibutuhkan oleh sejumlah cairan tertentu untuk mengalir melalui pipa kapiler dengan gaya yang disebabkan oleh berat cairan itu sendiri, jadi waktu yang dibutuhkan oleh cairan untuk melalui batas “a” dan “b” dapat diukur menggunakan stop watch.

Energi pengaktifan merupakan sebuah istilah yang diperkenalkan oleh Svante Arrhenius, yang didefinisikan sebagai energi yang harus dilampaui agar reaksi kimia dapat terjadi. Energi aktivasi bisa juga diartikan sebagai energi minimum yang dibutuhkan agar reaksi kimia tertentu dapat terjadi. Energi aktivasi sebuah reaksi biasanya dilambangkan sebagai E_a, dengan satuan kilo joule per mol.

           Pengaruh dari kekentalan terhadap energi pengaktifan suatu aliran adalah  semakin tinggi tingkat kekentalan suatu zat cair maka energi pengaktifan akan semakin kecil sehingga akan memperlambat aliran dari zat tersebut, tetapi jika semakin rendah kekentalan suatu zat cair maka energi pengaktifannya semakin besar dan akan mempercepat aliran.