Kapilaritas

KAPILARITAS

 

Kohesi dan Adhesi

Bentuk permukaan zat cair yang tenang selalu datar. Hal itu dapat kita amati dengan mudah pada air dalam gelas atau kolam. Jika gelas dimiringkan bentuk permukaan air di dalamnya tetap datar. Biasanya, dasar kolam atau danau tidak rata. Namun, bentuk permukaan airnya selalu datar. Dengan demikian, dapat disimpulkan bahwa bentuk permukaan air tidak dipengaruhi oleh bentuk wadahnya. Bagaimana jika air dimasukkan dalam bejana berhubungan?

Jika dimasukkan dalam bejana berhubungan, bentuk permukaan zat cair tetap datar (rata) dan sama tinggi meskipun dimiringkan. Jika ke dalam bejana itu dimasukkan dua jenis zat cair yang berbeda, bentuk permukaannya tetap datar. Akan tetapi, tingginya tidak sama. Gejala seperti itu sering disebut hukum bejana berhubungan. Hukum itu menyatakan bahwa jika bejana berhubungan dimasuki zat cair yang sama, dalam keadaan seimbang, permukaan-permukaan zat cair dalam bejana itu terletak dalam satu bidang datar. Penerapan hukum bejana berhubungan dalam kehidupan sehari-hari kita jumpai pada teko (cerek) dan sistem pengaliran air leding atau air mancur.

Hukum bejana berhubungan tidak berlaku jika zat cair dimasukkan ke dalam bejana atau pipa yang berdiameter sangat kecil. Bejana atau pipa yang berdiameter seperti itu disebut pipa kapiler. Bentuk permukaan zat cair dalam pipa kapiler dapat dijelaskan sebagai berikut.

Di atas telah dijelaskan bahwa antarpartikel penyusun zat terdapat gaya tarik-menarik (gaya ikat). Gaya tersebut tidak hanya terdapat pada partikel-partikel sejenis, tetapi juga terdapat pada partikel-partikel yang berlainan jenis. Buktinya, partikel-partikel gula dapat larut dalam air. Artinya, selain ada gaya tarik-menarik antara partikel-partikel air dan gula. Gaya tarik-menarik antarpartikel yang sejenis disebut kohesi, sedangkan gaya tarik-menarik antarpartikel yang berlainan jenis disebut

adhesi. Perbedaan besar kedua gaya itulah yang menyebabkan bentuk permukaan zat cair tidak datar, tetapi meniskus. Meniskus ada dua macam, yaitu meniskus cembung dan meniskus cekung.

Jika kita masukkan air ke dalam suatu wadah yang berdiameter besar seperti ember dan baskom, bentuk permukaan air tampak datar. Namun, sebenarnya tidaklah demikian. Hal itu akan tampak jelas jika air kita masukan ke dalam wadah yang berdiameter kecil seperti tabung reaksi.

Jika kita masukkan air ke dalam tabung reaksi yang diolesi minyak, bentuk permukaan air tampak cembung. Bentuk seperti itu disebut meniskus cembung. Hal itu terjadi karena kohesi antarpartikel air lebih besar daripada adhesi antara partikel antara air dan minyak. Bentuk permukaan yang sama juga akan terlihat jika kita menuangkan raksa dalam tabung reaksi.

Jika kita menuangkan air

atau minyak ke dalam tabung reaksi , bentuk permukaannya tampak cekung. Bentuk seperti itu disebut meniskus cekung. Hal itu disebabkan adhesi antara partikel-partikel air atau minyak dan kaca lebih besar daripada kohesi antarpartikel air atau minyak. Hal itulah yang menyebabkan air dan minyak bersifat membasahi dinding.

Jika kita memasukkan pipa kapiler pada bejana yang berisi air, permukaan air pada pipa kapiler lebih tinggi daripada permukaan air pada bejana. Hal ini disebabkan adhesi lebih besar daripada kohesi. Namun, jika pipa kapiler tersebut kita masukkan pada bejana yang berisi raksa, permukaan raksa pada pipa kapiler lebih rendah daripada permukaan raksa pada bejana. Hal ini disebabkan kohesi lebih besar daripada adhesi. Gejala naik atau turunnya permukaan zat cair dalam pipa kapiler disebut kapilaritas. Makin kecil diameter pipa kapiler, makin besar permukaan atau kenaikan permukaan zat cair.

 Pada sumbu lampu atau kompor terdapat rongga-rongga (celah sempit). Rongga-rongga tersebut dapat berfungsi sebagai pipa kapiler. Itulah sebabnya, minyak tanah dapat naik sehingga sumbu dapat menyala tanpa banyak terbakar. Hal yang sama juga terjadi pada waktu kita mencelupkan sebagian kain ke dalam air dan naiknya air melalui pembuluh kayu pada tumbuhan.

Adanya kohesi antarpartikel zat cair menimbulkan suatu peristiwa yang disebut gejala permukaan. Contoh gejala permukaan adalah tetes-tetes air selalu berbentuk bulat hampir seperti bola, adanya meniskus cekung atau cembung, dan permukaan air yang seakan-akan tegang yang disebut tegangan permukaan. Adanya tegangan permukaan menyebabkan zat cair selalu menuju ke keadaan yang luas permukaannya terkecil. Luas permukaan terkecil berupa bidang datar. Itulah sebabnya, bentuk permukaan zat cair yang tenang selalu datar. Selain itu, adanya tegangan permukaan juga menyebabkan benda-benda kecil seperti jarum, pisau silet, dan serangga dapat terapung di atas air.