< Previous12 Tabel 1. Jenis dan fungsi neraca No Jenis neraca Daya muat maksimum Kepekaan 1. Neraca teknis 1 Kg 10 – 100 mg 2. Neraca analitis 150 – 250 g 0,1 mg 3. Neraca semi mikro 50 – 100 g 0,01 mg 4. Neraca mikro 10 – 30 g 0,001 mg Daya muat maksimum suatu neraca adalah beban maksimum yang boleh ditimbang. Bila penimbangan dilakukan melebihi daya muat maksium, penimbangan akan menghasilkan penyimpangan atau kesalahan karena berubahnya kepekaan dan ketepatan neraca yang disebabkan oleh melengkungnya neraca atau rusaknya pisau-pisau. Kepekaan suatu neraca adalah berat atau perubahan berat yang terkecil yang masih dapat diamati dengan neraca tersebut. Kepekaan neraca tergantung pada letak titik berat, panjang lengan, beban berat dan ketajaman pisau-pisaunya.Neraca yang umum digunakan di laboratorium kimia adalah neraca teknis dan neraca analistik. Persyaratan neraca yang baik adalah sebagai berikut: Neraca harus mempunyai ketelitian yang baik Neraca harus stabil Neraca harus peka Syarat-syarat menimbang adalah sebagai berikut: Neraca harus diletakan secara mendatar di atas meja yang tidak dapat bergetar, tidak langsung terkena cahaya matahari, tidak dekat dengan sumber panas dan harus bebas dari bahan yang mudah menguap dan korosif. Bila neraca tidak dalam keadaan terpakai, neraca harus dalam keadaan ’terkunci’. Dalam hal ini untuk neraca sederhana, pisau-pisau akan 13 terangkat dari landasannya untuk menghindari rusaknya pisau-pisau bila terjadi perubahan secara tiba-tiba seperti penambahan beban, penggerseran neraca dan lain-lain. Penimbangan dilakukan dalam keadaan tertutup, manipulasi menimbang dilakukan melalui jendela samping. Menimbang zat sebaiknya dalam botol timbang (untuk zat yang dapat mengalami perubahan di udara), zat yang stabil dapat ditimbang di atas kaca arloji atau kertas timbang Menimbang tidak melebihi daya muat maksimum Neraca tidak terkotori saat penimbangan Jika dilakukan pengelapan neraca, penimbangan harus ditangguhkan beberapa saat untuk menghilangkan muatan listrik dan dapat menerima kembali lapisan/kulit air Bila suhu benda berbeda dengan suhu di sekitar neraca, tunda penimbangan sampai suhu sesuai Setelah selesai menimbang, kembalikan dalam keadaan nol Kegiatan 1 : 1. Berkaitan dengan materi teknik penimbangan, anda ditugasi untuk mencari informasi tentang jenis-jenis timbangan yang sering dipakai di toko/di pasar, di laboratoium, di rumah sakit, di rumah, dan lain-lain. Amati semua jenis timbangan yang digunakan dan catat nama jenis timbangan tersebut. Diskusikan hasil pengamatannya dengan teman kelompok anda, dan bandingkan dengan teman yang lain! 2. Pilihlah 5 (lima) benda di sekitar anda! Ukurlah massa benda-benda tersebut! Catatlah hasilnya! Minta teman anda untuk melakukan hal yang sama! Apakah hasilnya sama? Diskusikan hasil pengamtan tersebut dan presentasikan setiap kelompok di depan kelas! 14 b. Jenis Dan Fungsi Timbangan Timbangan adalah alat yang diperuntukan atau dipakai bagi pengukuran massa atau penimbangan (Atmojo 2011). Timbangan dapat dikelompokkan dalam beberapa kategori berdasarkan klasifikasinya. Jika dilihat dari cara kerjanya, jenis timbangan dapat dibedakan atas: Timbangan Manual, yaitu jenis timbangan yang bekerja secara mekanis dengan sistem pegas. Biasanya jenis timbangan ini menggunakan indikator berupa jarum sebagai penunjuk ukuran massa yang telah terskala. Timbangan Digital, yaitu jenis timbangan yang bekerja secara elektronik dengan tenaga listrik. Umumnya timbangan ini menggunakan arus lemah dan indikatornya berupa angka digital pada layar bacaan. Timbangan Hybrid, yaitu timbangan yang cara kerjanya merupakan perpaduan antara timbangan manual dan digital. Timbangan Hybrid ini biasa digunakan untuk lokasi penimbangan yang tidak ada aliran listrik. Timbangan Hybrid menggunakan display digital tetapi bagian paltform menggunakan plat mekanik Sedangkan berdasarkan penggunaannya, timbangan dapat dikelompokkan sebagai berikut : Timbangan Badan, yaitu timbangan yang digunakan untuk mengukur berat badan. Contoh timbangan ini adalah : timbangan bayi, timbangan badan anak dan dewasa, timbangan badan digital. Timbangan Gantung, yaitu timbangan yang diletakkan menggantung dan bekerja dengan prinsip tuas. Timbangan Lantai, yaitu timbangan yang diletakkan di permukaan lantai. Biasanya digunakan untuk mengukur benda yang bervolume besar. Timbangan Duduk, yaitu timbangan dimana benda yang ditimbang dalam keadaan duduk atau sering kita ketahui Platform Scale. 15 Timbangan Meja, yaitu imbangan yang biasanya digunakan di meja dan rata-rata timbangan meja ini adalah Timbangan Digital. Timbangan Counting, yaitu timbangan hitung yang biasa digunakan untuk menimbang barang yang berjumlah, jadi barang bisa timbangan persatuan sebagai contoh timbangan counting ini sering digunakan untuk menimbang baut, mur, Spare part mobil dan sebagainya. Timbangan Platform, yaitu timbangan yang memiliki tingkat kepricisian lebih tinggi dari timbangan lantai, timbangan Paltform merupakan solusi dalam penimbangan di berbagai industri baik industri retail maupun manufacturing. Timbangan Hewan/Ternak, yaitu jenis timbangan yang digunakan untuk menimbang hewan baik sapi, kerbau maupun kambing serta sejenisnya. Timbangan Emas, yaitu jenis timbangan yang memiliki akurasi tinggi untuk mengukur massa emas (logam mulia). Didalam menimbang perlu ada sebuah alat yang dapat mengukur berat ataupun massa benda yang ingin diukur secara teliti, apalagi untuk menimbang zat-zat yang harus tepat jumlahnya. Massa adalah banyaknya zat yang terkandung di dalam suatu benda. Satuan SI-nya adalah kilogram (kg). Sedangkan berat adalah besarnya gaya yang dialami benda akibat gaya tarik bumi pada benda tersebut. Satuan SI-nya adalah Newton (N). Untuk mengukur massa benda dapat digunakan neraca atau timbangan (Sudarmadji 2005). Standar untuk satuan massa adalah sebuah silinder platinumiridium yang disimpan di lembaga Berat dan Ukuran Internasional dan berdasarkan perjanjian Internasional disebut sebagai massa sebesar satu kilogram, yang disimpan di Sevres, Perancis. Standar sekunder dikirimkan ke laboratorium standar diberbagai negara dan massa dari benda-benda lain dapat ditentukan dengan menggunakan neraca berlengan-sama dengan ketelitian 2 bagian dalam 108. Satuan-satuan lain, misalnya: gram (g), miligram (mg), 16 dan ons untuk massa-massa yang kecil; ton (t) dan kuintal (kw) untuk massa yang besar. Turunan standar massa internasional untuk Amerika Serikat dikenal dengan Kilogram prototip No.20, ditempatkan dalam suatu kubah di Lembaga Standar Nasional, seperti terlihat pada Gambar 1. Gambar 1. Kilogram standar No.20 yang disimpan di Lembaga StandarNasional Amerika Serikat. Kilogram standar berupa silinder platinum,disimpan di bawah dua kubah kaca berbentuk lonceng. (Sumber: Serway dan Jewett, Physics for Scientists and Engineers, 6th edition, 2004) Jenis-jenis timbangan yang sering digunakan di laboratorium adalah : a) Neraca Teknis Neraca mekanik sering juga disebut neraca/timbangan teknis terdiri atas tiga batang skala. Batang pertama berskala ratusan gram, batang kedua berskala puluhan gram, dan batang ketiga berskala satuan gram. Benda yang akan ditimbang diletakkan diatas piringan, setelah beban geser diseimbangkan dengan benda, maka massa benda dapat dibaca 17 pada skala. Neraca ini berfungsi untuk mengukur massa benda atau logam dalam praktek laboratorium. Neraca analitis dua lengan berguna untuk mengukur massa benda, misalnya emas, batu, kristal dan benda lain (Irawati dan Ani 2008). Prinsip kerja neraca mekanik/teknis adalah membandingkan massa benda yang akan dikur dengan anak timbangan. Anak timbangan neraca mekanik berada pada neraca itu sendiri. Kemampuan pengukuran neraca ini dapat diubah dengan menggeser posisi anak timbangan sepanjang lengan. Anak timbangan dapat digeser menjauh atau mendekati poros neraca . Massa benda dapat diketahui dari penjumlahan masing-masing posisi anak timbangan sepanjang lengan setelah neraca dalam keadaan setimbang. Tinjauan lain tentang prinsip kerja neraca yaitu seperti prinsip kerja tuas. Ada empat macam prinsip kerja neraca, yaitu: 1. Prinsip kesetimbangan gaya gravitasi, contoh neraca sama lengan 2. Prinsip kesetimbangan momen gaya, contoh neraca dacin 3. Prinsip kesetimbangan gaya elastis, contoh neraca pegas untuk menimbang bahan-bahan baku 4. Prinsip inersia (kelembaban), contoh neraca inersia Neraca teknis biasa digunakan untuk melakukan penimbangan dengan ketelitian sedang,biasanya hanya sampai 2 desimal di belakang koma. Neraca ini biasanya dipakai untuk menimbang zat - zat atau benda yang tidak membutuhkan ketelitian yang tinggi, misalnya menimbang bahan sebagai larutan pereaksi. Neraca teknis dibagi menjadi 2 yaitu neraca analog dan neraca digital. Neraca analog adalah neraca yang biasanya masih tradisional, sedangkan neraca digital adalah neraca teknis yang sudah modern, yang sekarang sering dipakai di laboratorium untuk menimbang dan praktis, tinggal menaruh benda atau zat di atas piring neraca (Pradhika 2008). 18 Neraca Tiga Lengan memiliki nilai skala sampai ketelitian 0.1 gram. Neraca ini memiliki tiga lengan, yakni sebagai berikut: Lengan depan, memiliki anting yang dapat digeser dengan skala 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10gram. Masing-masing terdiri 10 skala tiap skala 1 gram. Lengan tengah, memiliki anting yang dapat digeser dengan skala 0, 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 100 gram. Lengan belakang, memiliki anting yang dapat digeser dengan skala 0, 100, 200, 300, 400, 500 gram. Berikut ini Gambar 2. Neraca Satu Piring - Tiga Lengan. Gambar 2. Neraca Satu Piring - Tiga Lengan Sumber: http://www.easthighscale.com Bagian-bagian Neraca Satu Piring – Tiga Lengan sebagai berikut: Tempat beban yang digunakan untuk menempatkan benda yang akan diukur. 19 Tombol kalibrasi yang digunakan untuk mengkalibrasi neraca ketika neraca tidak dapat digunakan untuk mengukur. Pemberat (anting) yang diletakkan pada masing-masing lengan yang dapat digeser-geser dan sebagai penunjuk hasil pengukuran. Titik 0 atau garis kesetimbangan, yang digunakan untuk menentukan titik kesetimbangan. Kegiatan 2 Jika pada penimbangan dengan menggunakan neraca tiga lengan, diperoleh hasil seperti pada Gambar 2. berikut ini. Gambar 2. Hasil Penimbangan Amati angka-angka yang ada dalam gambar tersebut di atas, dan tuliskan angka berapa yang ditunjukkan pada setiap lengan! Bandingkan hasil pengamatannya dengan kelompok lain! Diskusikan dengan teman anda, berapakah hasil penimbangan tersebut? Cara membaca hasil penimbangan adalah sebagai berikut: a) Amati skala yang ditunjuk pada posisi lengan depan, lengan tengah, dan lengan belakang. 20 b) Jumlahkan skala yang ditunjuk pada posisi lengan depan, lengan tengah, dan lengan belakang. c) Hasil penjumlahan yang diperoleh merupakan hasil penimbangan. Contoh pembacaan hasil penimbangan: skala tengah = 300 gram skala belakang = 80 gram skala depan = 2,4 gram + Hasil penimbangan 382,4 gram Ketelitian sebuah neraca ditentukan oleh skala terkecil yang ada pada neraca tersebut. Misalnya pada neraca tiga lengan, skala terkecil adalah 0.1 gram, maka ketelitian neraca tersebut adalah 0.1 gram. Setiap alat ukur mempunyai nilai ketidakpastian pengukuran. Nilai ketidakpastian tersebut dirumuskan sebagai berikut. Gambar 3. Bagian-bagian Timbangan Sumber: Ariwibawa 2012 21 Ketidakpastian = ½ x skala terkecil Sehingga pada neraca tiga lengan yang mempunyai skala terkecil 0.1 gram, maka ketidakpastian tersebut adalah ½ x 0.1 gram (0.05 gram). b) Neraca Analitik Neraca analitik merupakan suatu alat yang sering digunakan di laboratorium yang berfungsi untuk menimbang bahan/zat yang akan digunakan sebelum melakukan suatu percobaan yang membutuhkan suatu penimbangan. Bahan yang ditimbang biasanya berbentuk padatan, namun tidak menutup kemungkinan untuk menimbang suatu bahan yang berbentuk cairan. Selain itu neraca analitik merupakan salah satu neraca yang memiliki tingkat ketelitian tinggi dan bermutu tingg, sehingga dapat ditempatkan di ruang bebas serta terhindar dari gangguan akibat aliran udara. Neraca ini melakukan kalibrasi internal, tetapi untuk pemeriksaan ulang, neraca ini harus diperiksa dengan anak-anak timbangan yang sudah di identifikasi. Neraca analitik ini hanya di gunakan untuk penimbangan tingkat analitik (Day dan Underwood 2002). Neraca analitik mempunyai ketelitian yang tinggi, karena sampai 4 desimal di belakang koma (contoh: 1,7869 gram), biasanya digunakan untuk menimbang benda atau zat yang membutuhkan ketelitian yang tinggi (Pradhika 2008). Neraca analitik yang digunakan di laboratorium merupakan instrumen yang akurat yang mempunyai kemampuan mendeteksi bobot pada kisaran 100 gram sampai dengan ± 0,0001 gram (Day dan Underwood 2002). Neraca analitik sederhana yang sering digunakan di laboratorium untuk menimbang antara lain: Next >