TEGANGAN PERMUKAAN ZAT CAIR

          Dalam kehidupan sehari-hari sering kita temui fenomena-fenomena alam yang sangat familiar dimata kita yang berhubungan dengan zat cair, dibalik semua itu terdapat beberapa hal yang patut untuk kita ketahui dan pelajari. Seperti halnya tetesan air yang berbentuk balon, nyamuk yang dapat berdiri tegak diatas air, penjepit kertas yang mengapung diatas air dan sebagainya.  

Penjepit kertas mengapung di permukaan air

Nyamuk berdiri diatas permukaan air

Penjepit kertas mengapung di permukaan air

Fenomena tersebut dapat terjadi akibat adanya tegangan permukaan zat cair.

Gaya tegang ini berasal dari gaya tarik kohesi (gaya tarik antara molekul sejenis) molekul-molekul cairan. Gambar diatas melukiskan gaya kohesi yang bekerja pada molekul B (di dalam cairan) dan molekul A (di permukaan cairan). Molekul B mengalami gaya kohesi dengan molekul-molekul disekitarnya dari segala arah, sehingga molekul B berada pada keseimbangan dengan resultan gaya nol. Namun, molekul A tidak demikian. Molekul A hanya mengalami kohesi dari partikel di bawah dan di sampingnya, sehingg resultan gaya kohesi pada molekul ini ke arah bawah (tidak sama dengan nol).

Gaya-gaya resultan arah ke bawah akan membuat permukaan cairan sekecil mungkin. Akibatnya permukaan cairan menegang seperti selaput yang tegang. Keadaan ini disebut tegangan permukaan.

Tegangan permukaan (γ) didefinisikan sebagai gaya (F) persatuan panjang (l) yang bekerja tegak lurus pada setiap garis di permukaan fluida. Permukaan fluida yang berada dalam keadaan tegang meliputi permukaan luar dan dalam (selaput cairan sangat tipis tapi masih jauh lebih besar dari ukuran satu molekul pembentuknya), sehingga (Dogra, 1990):

 

Keterangan :         γ = tegangan permukaan (Jm^-2 atau Nm^-1)

F = gaya (N)

                                l = panjang permukaan (m)

            Hubungan antara fungsi Helmholtz, fungsi gibbs dan luas permukaan adalah kerja yang diperlukan untuk mengubah sejumlah tertentu luas ini dan kenyataan bahwa pada kondisi berbeda, dA dan dσ sama dengan kerja yang dilakukan dalam mengubah energi sistem. Kerja yang dilakukan dalam mengubah sangat kecil dσ, luas permukaan suatu sampel sebanding dengan dσ, sehingga (Atkins, 1990):

dw = γ. dσ

Pada volume dan temperatur tetap, kerja pembentukan permukaan dapat dikenali dengan perubahan fungsi Helmholtz (Atkins, 1990):

dA = γ. dσ

Karena fungsi Helmholtz berkurang (dA < 0), jika luas permukaan berkurang (dσ < 0), maka perrmukaan mempunyai kecenderungan untuk menyusut.

Faktor- Faktor Yang Mempengaruhi Tegangan Permukaan :

a. Jenis cairan

Semakin besar gaya tarik antar molekul suatu cairan, maka semakin besar pula tegangan permukaan yang dihasilkan.

b. Suhu

 Kenaikan suhu pada suatu cairan dapat menurunkan tegangan permukaan cairan tersebut. Hal ini karena pergerakan molekul semakin cepat dengan bertambahnya suhu, sehingga interaksi antar molekul semakin berkurang.

c. Adanya zat terlarut

Adanya zat terlarut pada cairan dapat menaikkan atau menurunkan tegangan permukaan. Untuk air adanya elektrolit anorganik dan non elektrolit tertentu seperti sukrosa dan gliserin menaikkan tegangan permukaan. Sedangkan adanya zat- zat seperti sabun, detergen, dan alkohol adalah efektif dalam menurunkan tegangan permukaan (Yazid, 2005).

d. Surfaktan

Surfaktan mempunyai 2 gugus berlawanan yaitu gugus hidrofolik dan gugus hidrofobik. Surfaktan menurunkan tegangan permukaan atau antarmuka air dengan mematahkan ikatan-ikatan hydrogen pada permukaan (Muslimah,2012).

	Devi Cholifatur Rosidah 15630095