Kamis, 20 Desember 2018


MAKALAH OPERASI TEKNIK KIMIA
KAPILARITAS SEBAGAI SALAH SATU SIFAT FLUIDA STATIS





OLEH
MARSELINA TIMA
(721 15 050)

PROGRAM STUDI KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS KATOLIK WIDYA MANDIRA
KUPANG
2018



KATA PENGANTAR

            Puji dan syukur kami panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa atas berkat dan rahmat_Nya sehingga penulis bisa menyelesaikan makalah ini dengan baik, untuk melengkapi nilai mata kuliah Operasi Teknik Kimia, dan mengembangkan kemampuan menulis kami.  Makalah ini membahas tentang “kapilaritas sebagai salah satu sifat fluida”.
                        Kami menyadari dalam penulisan makalah ini masih terdapat banyak kekurangan, sehingga saran dan kritik yang membangun sangat kami butuhkan dalam penyempurnaan makalah ini. Atas saran, kritik maupun bantuannya kami ucapkan terima kasih.
            Semoga apa yang ditulis dalam makalah ini dapat bermanfaat bagi para pembaca.




Kupang, 15 April 2018

Penyusun





BAB I
PENDAHULUAN

1.1  LATAR BELAKANG
Suatu zat yang mempunyai kemampuan mengalir dinamakan Fluida. Cairan adalah salah satu jenis fluida yang mempunyai kerapatan mendekati zat padat. Letak partikelnya lebih merenggang karena gaya interaksi antar partikelnya lemah. Gas juga merupakan fluida yang interaksi antar partikelnya sangat lemah sehingga diabaikan.
Mekanika fluida merupakan cabang ilmu pengetahuan yang mengkaji tentang perilaku dari zat cair dan gas dalam keadaan diam ataupun bergerk. Pada mekanika fluida, dipelajari perilaku fluida dalam keadaan diam (statistika fluida), dimana tidak adanya tegangan geser yang bekerja pada partikel fluida tersebut, dan fluida dalam keadaan bergerak (dinamika fluida). Apabila fluida mengalami gaya geser maka akan siap untuk mengalir. Jika kita mengamati fluida statis misalnya di air tempayan. Pada fluida statis dipelajari hukum-hukum dasar antara lain mengenai tekanan hidrostatis, hukum Archimedes, tegangan permukaan dan kapilaritas.
Kapilaritas merupakan gejala naiknya air dari permukaan air bebas ke dalam pipa kapiler karena adanya gaya tegangan permukaan. Tegangan permukaan air disebabkan oleh gaya molekul adhesi air pada dinding kapiler dan selisih gaya kohesi molekul air di permukaan dan di tubuh air. Sudut kontak atau sudut singgung adalah sududt yang terbentuk antara meniscus permukaan dengan dinding kapiler, yang mempengaruhi sudut kontak adalah ketidakmurnian dan jenis bahan. Tingginya kenaikan kapiler selain dipengaruhi oleh sudut kontak juga dipengaruhi berat jenis bahan, tegangan permukaan dan gravitasi. Air yang bias naik ke pipa kapiler disebabkan adanya gaya-gaya tertentu yang bekerja padanya.
Oleh karena itu dalam makalah ini akan membahas secara khusus tentang kapilaritas sebagai salah satu sifat fluida statis dan akan dipaparkan juga contoh kapilaritas yang kita lihat sehari-hari namun kita tidak mengetahui jika kejadian atau proses tersebut di sebut kapilaritas.

1.2  RUMUSAN MASALAH
1.      Apa itu kapilaritas?
2.      Bagaimana gejala terjadinya kapilaritas?
3.      Apa saja manfaat dan kerugian dari kapilaritas?
4.      Apa saja contoh peristiwa kapilaritas dalam kehidupan sehari-hari?

1.3  TUJUAN
1.      Untuk mengetahui tentang kapilaritas
2.      Untuk mengetahui terjadinya kapilaritas
3.      Untuk mengetahui manfaat dan kerugian kapilaritas
4.      Untuk mengetahui contoh kapilaritas dalam kehidupan sehari-hari

1.4  MANFAAT
Manfaat yang dapat diperoleh yaitu dapat dijadikan sebagai sumber informasi terkait pemahaman mengenai kapilaritas sebagai salah satu sifat fluida.


BAB II
PEMBAHASAN

2.1 PENGERTIAN KAPILARITAS
Pengertian Kapilaritas adalah peristiwa naik atau turunnya permukaan zat cair pada pipa kapiler, seperti yang diperlihatkan pada gambar dibawah.


Keterangan : tabung bagian kiri meniskus cekung (adhesi > kohesi)
Tabung bagian kanan meniskus cembung ( kohesi > adhesi)
 Pada gambar tersebut, diameter dalam pipa kapiler dari kiri ke kanan semakin kecil. Semakin kecil diameter dalam pipa kapiler, kenaikan permukaan air di dalam pipa kapiler akan semakin tinggi. Kapilaritas adalah gejala zat cair melalui celah-celah sempit atau pipa rambut. Celah-celah sempit atau pipa rambut ini sering disebut pipa kapiler. Gejala kapilaritas disebabkan adanya gaya adhesi atau kohesi antara zat cair dengan dinding celah itu. Gaya kohesi adalah tarik-menarik antara molekul-molekul di dalam suatu zat cair sedangkan gaya adhesi adalah tarik menarik antara molekul dengan molekul lain yang tidak sejenis, yaitu bahan wadah di mana zat cair berada. Apabila adhesi lebih besar dari kohesi seperti pada air dengan permukaan gelas, air akan berinteraksi kuat dengan permukaan gelas sehingga air membasahi kaca dan juga permukaan atas cairan akan melengkung (cekung). Keadaan ini dapat menyebabkan cairan dapat naik ke atas oleh tegangan permukaan yang arahnya keatas sampai batas keseimbangan gaya ke atas dengan gaya berat cairan tercapai. Jadi air dapat naik keatas dalam suatu pipa kecil yang biasa disebut pipa kapiler. Akibatnya, bila pembuluh kaca dimasukkan dalam zat cair, permukaannya menjadi tidak sama.
2.2 GEJALA KAPILARITAS
Untuk membahas kapilaritas, perhatikan sebuah pipa kaca dengan diameter kecil (pipa kapiler) yang ujungnya terbuka saat dimasukkan ke dalam bejana berisi air. Kita dapat menyaksikan bahwa permukaan air ke dalam pipa akan naik. Lain hasilnya jika kita mencelupkan pipa tersebut ke dalam bejana berisi air raksa. Permukaan air raksa dalam tabung akan turun atau lebih rendah daripada permukaan air raksa dalam bejana. Gejala inilah yang di sebut kapilaritas. Hal ini dapat dilihat pada gambar di bawah ini.

   

Keterangan: pipa kapiler dalam air dan raksa

Pada kejadian ini, pipa yang digunakan adalah pipa kapiler. Oleh karena itu, gejala kapilaritas adalah gejala naik turunnya zat cair dalam pipa kapiler. Permukaan zat cair yang berbentuk cekung atau cembung disebut meniskus. Permukaan air pada dinding kaca yang berbentuk cekung disebut meniskus cekung, sedangkan permukaan air raksa yang berbentuk cembung disebut meniskus cembung.
            Penyebab dari gejala kapiler adalah adanya kohesi dan adhesi. Kohesi adalah gaya tarik-menarik antar molekul yang sama jenisnya. Gaya ini menyebabkan antara zat yang satu dengan zat yang lainnya tidak dapat menempel karena molekulnya saling tolak-menolak. Sedangkan adhesi adalah gaya tarik-menarik antar molekul yang berbeda jenisnya. Gaya ini menyebabkan antara zat yang satu dengan yang lain dapat menempel dengan baik karena molekulnya saling tarik-menarik atau merekat.
            Pada gejala kapilaritas pada air, air dalam pipa kapiler naik karena adhesi antara partikel air dengan kaca lebih besar daripada kohesi antara partikel airnya. Sebaliknya, pada gejala kapilaritas air raksa, adhesi air raksa dengan kaca lebih kecil daripada kohesi antar partikel air raksa. Oleh karena itu, sudut kontak antara air raksa dengan dinding kaca akan lebih besar daripada sudut kontak air dengan dinding kaca. Kenaikan atau penurunan zat cair pada pipa kapiler disebabkan oleh adanya tegangan permukaan yang bekerja pada keliling persentuhan zat cair dengan pipa.
            Kapilaritas cairan dikatakan lebih tinggi bila adhesi lebih besar dari kohesi, dan sebaliknya. Oleh karena itu, pengetahuan tentang cairan tidak cukup untuk menentukan kapan kapilaritas akan terjadi, karena kita juga harus mengetahui komposisi kimia dari tabung. Bersama-sama dengan bidang kontak (diameter tabung), terdiri dari variabel kunci. Sebagai contoh, air dalam tabung kaca tipis memiliki kekuatan perekat yang kuat karena ikatan hidrogen yang terbentuk antara molekul-molekul air dan atom oksigen dalam dinding tabung (kaca=silika=SiO2). Sebaliknya merkuri ditandai dengan kohesi lebih kuat, dan karenanya kapilaritas yang jauh lebih rendah.




Dalam hal kekuatan adhesi lebih besar daripada kohesi dan gravitasi (ketika itu ada), molekul dari cling cair ke dinding tabung. Kami akan mengamati bahwa permukaan atas cairan menjadi cekung (ketinggian cairan di bidang kontak lebih tinggi dari ketinggian dipusat tabung). Pasukan kohesif antara molekul cairan yang “berusaha” untuk mengurangi tegangan permukaan (yaitu untuk meratakan permukaan atas cairan dan dengan demikia mencegah luas permukaan yang meningkat di area cekung). Dengan demikian molekul akan terus naik sampai keadaan stabil antara kohesi dan adhesi dicapai (dengan atau tanpa komponen gravitasi).
            Ini juga menjelaskan mengapa fenomena ini terjadi secara eksklusif dalam tabung tipis (juga dengan tidak adanya gravitasi). Dalam kapal yang lebih luas, hanya sebagian kecil dari cairan datang ke dalam kontak dengan dinding pembuluh, dan kekuatan sehingga perekat dapat diabaikan dan hampir tidak ada peningkatan cairan.

Ket : contoh gejala kapilaritas

2.3 MANFAAT DAN KERUGIAN KAPILARITAS
MANFAAT KAPILARITAS
Peristiwa kapilaritas memberikan beberapa manfaat bagi makhluk hidup, diantaranya:
·         Pada manusia
Hemoglobin akan mengambil oksigen dari paru-paru dan akan dilepaskan pada saat sel darah merah (eritrosit) melewati pembuluh kapiler
·         Pada ikan
Filamen pada pembuluh darah insang mengandung pembuluh kapiler untuk memudahkan proses pertukaran oksigen dan karbondioksida
·         Pada tumbuhan
Rambut akar dan tumbuhan terdiri dari pembuluh kapiler sehingga air dan zat hara dari dalam tanah akan naik menuju batang, dahan, dan ranting tumbuhan.



KERUGIAN KAPILARITAS
·         Dinding rumah menjadi retak karena pori-pori dinding menyerap air dalam tanah.
·         Lumut yang menempel pada dinding.
·         Cat pada dinding rumah menjadi rusak karena air yang diserap oleh dinding.

2.4 CONTOH GEJALA KAPILARITAS DALAM KEHIDUPAN SEHARI-HARI
Manfaat kapilaritas dalam kehidupan sehari-hari, antara lain sebagai berikut.
1.      Gejala naiknya minyak tanah pada sumbu kompor.
Gejala ini menyebabkan naiknya minyak lewat sumbu, sehingga kompor dapat menyala. Dalam hal ini sumbu kompor berfungsi sebagai pipa kapiler.



2.      Gejala naiknya air dalam tanah oleh akar, kemudian ke daun.
Gejala ini menyebabkan naiknya air/garam-garam tanah dari akar ke daun melalui pembuluh kayu. Dalam hal ini pembuluh kayu berfungsi sebagai pipa kapiler.
3.      Gejala pada daya isap benda terhadap cairan.
Apabila tumpahan tinta kita ambil dengan menggunakan kertas isap, maka lama-kelamaan tinta itu akan habis terisap oleh kertas. Dalam hal ini kertas hisap berfungsi sebagai pipa kapiler.
4.      Air menyerap ke atas serat handuk.
5.      Terletak di ujung bagian dalam setiap mata, saluran lakrimal menguras air mata kita menggunakan gaya kapilaritas.
6.      Dalam kromatografi, metode untuk memisahkan zat terlarut, zat terlarut yang berbeda naik ke atas permukaan fase diam pada tingkat yang berbeda, sehingga terjadi pemisahan.
7.      Naiknya minyak tanah pada sumber lampu tempel sehingga lampu itu menyala
8.      Naiknya air pada musim hujan sehingga dinding rumah basah
9.      Naiknya iar tanah melalui akar dengan pembuluh-pembuluh tumbuhan
10.  Air menggenang dapat diserap dengan kain pel, spons, atau kertas isap
11.  Cairan tinta yang tumpah dapat diserap oleh kapur tulis atau kertas isap.


BAB III
PENUTUP
4.1  KESIMPULAN
Kapilaritas merupakan peristiwa naik turunya suatu zat cair pada bahan yang terdiri dari pembulu halus akibat dari adhesi dan kohesi. Kapilaritas disebabkan oleh interaksi molekul-molekul di dalam zat cair. Di dalam zat cair molekul-molekulnya dapat mengalami gaya adhesi dan kohesi. Gaya kohesi adalah tarik-menarik antara molekul-molekul di dalam suatu zat cair sedangkan gaya adhesi adalah tarik menarik antara molekul dengan molekul lain yang tidak sejenis, yaitu bahan wadah di mana zat cair berada.
4.2  SARAN
Diharapkan pembaca dapat mengerti isi makalah ini sehingga dapat melengkapi kekurangan dari makalah ini.


DAFTAR PUSTAKA
Bahan Ajar Operasi Teknik Kimia tahun 2017/2018







1 komentar:

MAKALAH OPERASI TEKNIK KIMIA KAPILARITAS SEBAGAI SALAH SATU SIFAT FLUIDA STATIS OLEH MARSELINA TIMA (721 15 050) ...