Pages

Gunakan Mozzila Firefox untuk mengakses website ini dan jangan lupa klik iklannya

Wednesday, February 13, 2013

LAPORAN RESMI PRAKTIKUM FISIKA TANAH ACARA 4 KAPILARITAS DAN SUDUT SINGGUNG


ACARA IV

KAPILARITAS DAN SUDUT SINGGUNG

A. Latar Belakang
Tanah adalah bahan alami yang menutupi bagian permukaan bumi sebagai hasil mekanis, kimia, dan biologis dari bahan induk. Untuk mengenal tanah perlu dipelajari sifat-sifatnya salah satunya adalah sifat fisika tanah yang meliputi kandungan air (kadar lengas), berat isi (bulk density), tekstur, struktur, konsistensi, porositas tanah, kestabilan agregat, permeabilitas tanah, infiltrasi, tata air dan udara, warna dan temperatur tanah. Sifat fisik ini dapat dinyatakan dengan kriteria, rendah atau jelek, sedang dan tinggi atau baik, dan dapat berubah atau dipengaruhi faktor lain.

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 dengan di tubuh air. Sudut kontak atau sudut singgung adalah sudut yang terbentuk antara meniscus permukaan dengan dinding kapiler, Yang mempengaruhi sudut kontak adalah ketidakmurnian dan jenis bahan.Tingginya kenaikan kapiler selain dipengaruhi sudut kontak juga dipengaruhi berat jenis bahan, tegangan permukaan dan gravitasi. Air yang bisa naik ke pipa kapiler disebabkan karena adanya gaya – gaya tertentu yang bekerja padanya.
Tujuan praktikum ini adalah untuk mengukur kapilaritas dan untuk menetapkan besarnya sudut singgung air pada tanah. Mudah tidaknya tanah sesuatu tanah diairi dapat dapat diketahui dengan mengetahui sudut kontak antara tanah dan air. Makin kecil sudut kontak makin mudah tanah tersebut diairi.

B. Tinjauan Pustaka
Kapilaritas adalah peristiwa naik atau turunnya zat cair ( y ) dalam pipa kapiler yang dimasukkan sebagian ke dalam zat cair karena pengaruh adhesi dan kohesi.Peristiwa kapilaritas terjadi jika jika rongga (diameter) pipa sangat kecil. Kapilaritas disebabkan oleh interaksi molekul-molekul di dalam zat cair. Di dalam zat cair molekul-molekulnya dapat mengalami gaya adhesi dan kohesi. Gaya kohesiadalah 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 (Anonim, 2011).
Watak air di dalam tanah dipengaruhi oleh ukuran dan cara zarah-zarah tanah tersusun. Pada umumnya semakin besar kandungan lempung semakin banyak air akan ditambat tanah pada tingkat pengatusan atau pengeringan tertentu, tetapi jenis mineral lempung atau sifat kation-kation yang dapat ditukarkan juga berpengaruh terhadap penambatan dan pergerakan air. Zarah-zarah tersebut mungkin tersusun secara longgar atau rapat dan oleh karena itu membentuk ruang pori yang akan ditempati air dan udara. Zarah-zarah ini membentuk matrik padatan yang bersarang (porous) yang didalamnya tertambat air,dan cara mereka tersusun seperti ini memberikan lebih banyak atau sedikit ruang pori, pori besar atau pori kecil yang jelas sama pentingnya dalam hubungannya dengan air maupun ukuran serta zarah-zarahnya. Ruang pori total cukup mudah ditetapkan namun ukuran pori telah menghadapi kesulitan dalam penetapannya (Marshall and Holmes, 1979).
Tumbuhan dapat tumbuh subur dan berkembang dengan baik dikarenakan oleh beberapa faktor, salah satu faktor yang mempengaruhinya adalah ketersediaan air yang sangat dibutuhkan oleh tumbuhan untuk memenuhi kebutuhan fisiologinya. Air yang dibutuhkan oleh tumbuhan dapat berasal dari alam berupa air hujan dan air tanah. Tetapi seringkali tumbuhan mengalami kekurangan air karena kurangnya air tersedia di sekitar tumbuhan tersebut, sehingga diperlukan suatu penambahan air yang biasanya dipenuhi melalui air irigasi (Hastuti, 1995).
Tingginya kenaikan air dalam kapiler selain dipengaruhi berat jenis bahan, tegangan permukaan, sudut kontak, dan gravitasi. Tegangan air atau kebalikan kenaikan kapiler dapat secara mudah ditunjukkan pada waktu kita mencelupkan pipa kaca yang berdiameter kecil ke dalam air. Pada saat bagian ujung bawah pipa kapiler menyentuh air, maka air akan naik kedalam pipa hingga mencapai suatu ketinggian tertentu diatas permukaan air bebas. Kenaikan ini terjadi akibat lewat gaya tarik yang ada antara molekul –molekul air dan molekul–molekul kaca dan ditahan sebagai kolom air. Permukaan air pada bagian dalam pipa kapiler membentuk suatu lengkungan yang disebut meniscus. Meniscus ini membentuk suatu sudut tertentu dengan dinding pipa dan sudut ini disebut sebagai sudut singgung (θ). Nilai dari sudut singgung ini tergantung dari jenis bahan , dari bahan apa dinding kaca tersebut dibuat serta sifat ketidakmurnian zat yang menyelubungi didinding. Bila T = tegangan muka (gr/cm) dan γ = berat jenis (BJ) air maka keadaan seimbang rumus kenaikan pipa kapiler dapat ditulis sebagai berikut (Kertonegoro, 1987) :

Analisis pola pergerakan air tanah melalui gerak kapilaritas air tanah dan mengetahui kondisi kelembaban pada zona perakaran tanaman yang optimum dapat meningkatkan perkembangan tanaman semaksimal mungkin dan untuk tujuan yang lebih jauh diharapkan dapat menambah informasi yang diperlukan untuk berbagai keperluan yang berkaitan dengan pergerakan air tanah (Suryanto, 1991).
Pola kapilaritas air tanah dipengaruhi oleh besarnya pengembangan tegangan dan daya hantar pori-pori dalam tanah. Nilai efek kapilaritas tidak beraturan pada setiap bagian tanah, karena ukuran pori-pori yang dilewatinya bersifat acak pula (Maas, 2001).
Tanah kedalaman tertentu selalu dijenuhi air yang disebut dengan air tanah. Air tanah dapat dibedakan menjadi dua, ialah air tanah dangkal dan air tanah dalam. Untuk bidang tanah yang mempunyai pengaruh besar terhadap proses pembentukan tanah adalah air tanah dangkal. Melalui profil kedalaman air tanah dapat diduga berdasarkan tinggi muka air tanah yang selalu mengalami periode naik turun sesuai dengan keadaan musim atau faktor lingkungan luar lainnya. Pengaruh air tanah terhadap profil diamati berdasarkan gejala hidromorfik seperti keadaan back dan gejala gleisasi. Di atas muka air tanah terdapat mintakat(zone)yang selalu jenuh air karena terjadi kenaikan kapiler. Kenaikan kapiler dapat mencapai beberapa cm sampai beberapa meter di atas muka air tanah. Apabila evapotranspirasi kurang dari presipitasi maka air tanah naik,dan begitu pula dengan sebaliknya (Sutanto, 1995).


II. METODOLOGI

Praktikum Fisika Tanah berjudul Kapilaritas dan Sudut Singgung ini dilaksanakan mulai 17 Desember 2012 dan berakhir pada tanggal 28 Desember 2012 bertempat di Laboratorium Fisika Tanah Kuningan, Jurusan Tanah, Fakultas Pertanian, Universita Gadjah Mada, Yogyakarta. Adapun alat dan bahan yang dipakai untuk percobaan kapilaritas dan sudut singgung air adalah pipa kaca kapiler dengan diameter ± 1 cm dan panjang ± 150 cm, kertas millimeter sebagai indikator ukur, bak dari alumunium dan corong yang ujungnya disambung selang untuk memasukkan tanah. Bahan yang dipakai adalah tanah kering angin ayakan diameter 2 mm, kain kasa dan karet gelang untuk menutup ujung pipa kapiler, akuades dan ethyl alkohol sebagai bahan pembasah.
Cara kerja dari kapilaritas dan sudut singgung adalah ditimbang sampel tanah kering angin sebanyak 150-200 gr, kemudian kertas millimeter dilekatkan pada bagian luar pipa kaca untuk petunjuk tinggi kenaikan kapiler. Bagian bawah pipa kapiler masing-masing dibungkus dengan dengan kain kasa dan diikat. Kemudian selang ujung corong kedalam pipa kaca lalu diisi dengan contoh tanah yang telah disiapkan, sambil batang pipa diketuk dari samping, selang ditarik perlahan–lahan sehingga didapatkan kolom tanah dalam keadaan seragam. Dicatat tinggi kolom tanah, pipa kapiler kemudian dipasang pada rak yang telah tersedia. Dasar pipa kaca terletak ± ½ cm dari bak aluminium. Setelah itu bak alumunium diisi dengan akuades sampai dasar pipa terendam ± 1 cm, Untuk menghindari penguapan bak ditutup dengan plastik. Setiap 15 detik, 30 detik, 1 menit, 4’, 9’, 16’, 25’, 36’, 49’, 64’, 81’, 100’, 121’, 144’, 24 jam, dan setiap hari sampai dengan 1 minggu dicatat kenaikan kapiler. Kemudian diulangi langkah - langkah diatas dengan menggunakan ethyl alkohol untuk sudut singgung. Setelah percobaan berakhir, pipa kaca segera dibersihkan dengan menyemprotkan air ke dalam pipa kaca, sedikit demi sedikit tanah akan keluar. Kemudian data kapilaritas dimasukkan ke dalam rumus :





No comments:

 


Loading...


Please Wait...