Tegangan Permukaan dan Kapilaritas

TEGANGAN PERMUKAAN DAN KAPILARITAS

Pengertian Tegangan Permukaan

Tegangan permukaan merupakan gaya atau tarikan ke bawah yang menyebabkan permukaan
cairan berkontraksi dan benda dalam keadaan tegang. Hal ini terjadi disebabkan oleh gaya gaya
tarik yang tidak seimbang pada antar muka cairan Penyebab terjadinya Tegangan permukaan
itu, karena adanya kohesi di bawah zat cair yang lebih besar dari pada kolesi dipermukaan zat
cair.

Manfaat dan metode tegangan permukaan

Manfaat tegangan permukaan dalam bidang farmasi:

1. Dalam mempengaruhi penyerapan obat pada bahan pembantu padat pada sediaan obat
2. Penetrasi molekul melalui membran biologis
3. Pembentukan dan kestabilan emulsi dan dispersi partikel tidak larut dalam media cair

untuk membentuk sediaan suspensi

Ada beberapa metode dalam melakukan tegangan permukaan :

1. Metode kenaikan kapiler
Tegangan permukaan diukur dengan melihat ketinggian air/cairan yang naik melalui
suatu kapiler. Metode kenaikan kapiler hanya dapat digunakan untuk mengukur
tegangan permukaan tidak bisa untuk mengukur tegangan permukaan tidak bisa untuk
mengukur tegangan antar muka.

2. Metode tersiometer Du-Nouy
Metode cincin Du-Nouy bisa digunakan utnuk mengukur tegangan permukaan ataupun
tegangan antar muka. Prinsip dari alat ini adalah gaya yang diperlukan untuk
melepaskan suatu cincin platina iridium yang diperlukan sebanding dengan tegangan
permukaan atau tegangan antar muka dari cairan tersebut.

Faktor Yang Mempengaruhi Tegangan Permukaan

1. Suhu
Tegangan permukaan menurun dengan meningkatnya suhu, karena meningkatnya energi
kinetik molekul. Tegangan permukaan cairan turun bila suhu naik, karena dengan
bertambahnya suhu molekul-molekul cairan bergerak lebih cepat dan pengaruh interaksi
antara molekul berkurang sehingga tegangan permukaannya menurun.

2. Zat Terlarut
Penambahan zat terlarut dalam suatu cairan akan meningkatkan viskositas larutan, jadi
tegangan permukaan akan bertambah besar.

3. Surfaktan
Surfaktan adalah senyawa kimia yang dapat menurunkan tegangan permukaan. Senyawa
ini juga berfungsi untuk menurunkan tegangan antarmuka antara dua cairan, antara gas
dan cairan, atau antara cairan dan zat padat. Surfaktan merupakan zat yang bisa
mengaktifkan permukaan. Karena, cenderung terkonsentrasi pada permukaan. Contohnya:
Sabur.

Penerapan Tegangan Permukaan Dalam Kehidupan Sehari-hari

 Sabun cuci sengaja dibuat untuk mengurangi tegangan permukaan air sehingga
dapat meningkatkan kemampuan air untuk membersihkan kotoran yang melekat
pada pakaian.

 Alkohol dan antiseptik pada umumnya memiliki kemampuan untuk membunuh
kuman, dan mempunyai tegangan permukaan yang rendah sehingga dapat
membasahi seluruh permukaan kulit yang luka.

 Itik dan angsa bisa berenang dan terapung di atas permukaan air karena bulu-
bulunya tidak basah oleh air. Jika air dicampur dengan detergen, maka tegangan
permukaan akan mengecil, itik dan angsa yang berenang bulu-bulunya akan basah
sehingga itik dan angsa tersebut dapat saja tenggelam.

 Gelembung yang dihasilkan oleh air sabun merupakan salah satu contoh adanya
tegangan permukaan.

 Serangga tidak tenggelam dan dapat berjalan dipermukaan air.

Rumus Tegangan Permukaan

Keterangan :
F = Gaya (N)
y = Tegangan Permukaan (Nm)
d = Panjang Permukaan (m)

Konsep Kapilaritas

Pengertian kapilaritas yaitu naiknya zat cair ke dalam pipa kapiler. Peristiwa naik atau turunnya
zat cair pada pembuluh atau celah kecil atau pori-pori kecil. Gejala ini dapat disebabkan adanya
gaya adhesi atau kohesi antara zat cair dengan dinding celah itu.

Penerapan Kapilaritas

Contoh penerapan kapilaritas dalam kehidupan salah satunya yaitu pada kompor minyak tanah.
Pada kompor minyak tanah, peristiwa kapilaritas dimanfaatkan agar minyak tanah yang berada
di bagian bawah kompor, bergerak naik melalui sumbu kompor yang terbuat dari kain yang
berpori-pori kecil, sehingga api dapat terus menyala.

Kohesi dan Adhesi

Kohesi adalah gaya tarik-menarik antar partikel yang sejenis. Sedangkan adhesi adalah gaya
tarik menarik antar partikel yang berbeda jenis.
Jika gaya kohesi lebih besar daripada gaya adhesi, maka akan timbul meniskus cembung pada
permukaan fluida. Contohnya yaitu raksa yang berada dalam wadah kaca. Sebaliknya, jika gaya
adhesi lebih besar daripada gaya kohesi, maka akan timbul meniskus cekung pada permukaan
fluida. Contohnya yaitu air yang berada dalam wadah kaca.

Rumus Kapilaritas

Pada peristiwa kapilaritas, yaitu menghitung naik atau turunnya permukaan fluida.

Keterangan :
h = naik turun permukaan fluida
Y = tegangan permukaan
P = massa jenis
0= sudut kontak
g= gravitasi
r = jari jari pipa kapiler

Contoh soal

1. Sebuah kawat dengan panjang permukaan yang menyentuh fluida sepanjang 20 cm dan tegangan
permukaan air sebesar 0,2 N/m maka besar massa gaya tegangan permukaan zat cair adalah...

Dik : d : 20cm → 0,2m

Y : 0,2 N/m

Dit : m...? Dan F...?

Y = F/d

F = d/Y

= 0,2/0,2

=1N

Y = m.g/d

m = Y.g/d

= 0,2.10/0,2

= 10kg

2. Pipa kapiler dengan diameter 0,6mm dimasukan mendatar di air. apabila permukaan air dalam
pipa naik 5cm dan besar sudut kontak 25° berapakah besar tegangan permukaan air dalam
pipa?(g=9,8m/s²)
Ditanya : Y...?
Jawab :
h= ρ.g.r/2.γ.cosθ
γ= h.ρ.g.r/2.cosθ
=5×10^-2 ⋅ 1000⋅ 9,8⋅ 3×10^−4/2⋅ cos 25
=0,08 N/m

Jadi tegangan permukaan air tersebut sebesar 0,08 N/m.