LAPORAN PRAKTIKUM FARMASI FISIKA Visikos

LAPORAN PRAKTIKUM FARMASI FISIKA

VISIKOSITAS DAN RHEOLOGI

Disusun oleh:

Andi Aulia Fajerin

1443050007

Mitha Kurnia

1443050014

Anita Rahayu

1443050064

Oktavianna

1443050062

FAKULTAS FARMASI, JURUSAN ILMU

FARMASI

UNIVERSITAS 17 AGUSTUS 1945

I. Tujuan

a.Menerangi arti visikositas dan rheologi

b.Membedakan cairan Newton dan non-Newton

c. Mengenal beberapa metode pengukuran visikositas dan alat yang digunakan

d.Menentukan visikositas beberapa cairan dengan viskometer Ostwald

II. Teori

Viskositas adalah suatu cara untuk menyatakan berapa daya tahan dari aliran yang diberikan oleh suatu cairan.

Kebanyakan viskometer mengukur kecepatan dari suatu cairan mengalir melalui pipa gelas (gelas kapiler), bila cairan itu

mengalir cepat maka berarti viskositas dari cairan itu rendah (misalnya air). Dan bila cairan itu mengalir lambat, maka dikatakan cairan itu viskositas tinggi. Viskositas dapat diukur dengan mengukur laju aliran cairan yang melalui tabung

silinder. Cara ini merupakan salah satu cara yang paling mudah dan dapat digunakan baik untuk cairan maupun gas. Menurut poiseulle, jumlah volume cairan yang mengalir melalui pipa per satuan waktu. (Dudgale. 1986).

Viskositas biasanya diterima sebagai “kekentalan” atau penolakan terhadap penuangan. Viskositas menggambarkan penolakan dalam fluid kepada aliran dapat dipikir sebagai cara untuk mengukur gesekan fluid. Prinsip dasar penerapan

viskositas digunakan dalama sifat alir zat cair atau rgeologi. Rheologi merupakan ilmu tentang sifat alir suatu zat. Rheologi terlibat dalam pembuatan, pengemasan atau pemakaian,

konsistensi, stabilitas dan ketersediaan hayati sediaan.

(Moechtar, 1990). Cairan mempunyai gaya gesek yang lebih besar untuk mengalir daripada gas, hingga cairan mempunyai koefisien viskositas yang lebih besar daripadagas. Viskositas gas bertambah dengan naiknya temperatur, sedang viskositas

1993). Viskositas merupakan fungsi dari waktu yang artinya dengan bertambahnya waktu viskositas semakin meningkat. Sifat ini penting diketahui sewaktu material cetak dicampur atau saat dimasukkan ke dalam mulut karena viskositas material cetak kosistensi light pada 5 menit setelah

pencampuran akan sama dengan kosistensi regular pada 3 menit. Makin tinggi viskositas maka akan semakin besar tahanannya. Bila viskositas gas meningkat dengan naiknya temperatur, maka viskositas cairan justru menurun jika temperatur dinaikkan. (Martin, 1993).

III. Alat dan Bahan  Viskometer Ostwald  Piknometer

 Stopwatch  Gelas Kimia

 Batang Pengaduk  Kompor

 Timbangan  Air

 Propilen glikol  Minyak

 Sukrosa  Amilum IV. Percobaan

A. Penyiapan Larutan Uji 1. Larutan Sukrosa

 Tara gelas kimia dengan sejumlah volume air yang dibutuhkan

 Timbang sejumlah sukrosa untuk membuat larutan sukrosa dengan konsentrasi 20, 40, 60, 80% (b/v)  Larutkan sukrosa dengan sejumlah air yang

dibutuhkan. Panaskan larutan tersebut sampai semua sukrosa larut

2. Larutan Amilum

Timbang konsentrasi amilum untuk membuat larutan amilum dengan konsentrasi 0,5; 1; 5; 10% (b/v)

Masukkan serbuk amillum kedalam gelas kimia dengan sebagian air. Aduk hingga larut. Kemudian panaskan hingga mendidih dan campuran berwarna jernih

Tambahkan sejumlah air hangat hingga volume yang diinginkan

B. Pengukuran Viskositas

1. Timbang piknometer kosong, kemudian masukkan masing- masing sampel kedalam piknometer dan tenntukan bobot jenis masing- masing sampel

2. Masukkan masing- masing sampel ke dalam viskometer Ostwald, kemudian ukur waktu yang dibutuhkan untuk melewati jarak tertentu. Tentukan viskositas masing- masing sampel. Pengukuran dilakukan duplo untuk masing- masing sampel.

V. Hasil dan Pembahasan

A. Hasil

Sampel Bobot Jenis_{(g/ mL)} Waktu tempuh (detik)

1 2 Rata- rata

Air 1 4,25 4,06 4,15

Sukrosa 20% 1,08 9,18 7,46 8,32

Sukrosa 40% 1,19 12,38 9,48 10,93

Sukrosa 60% 1,22 10,82 6,78 8,8

Sukrosa 80% 1,26 5,5 2,8 3,15

Berat Piknometer kosong = 28,6 a. Berat Piknometer + Air = 57,4

ρair = m_v = 57,4₂₅−28,6

BJ = kerapatan zat cair_{kerapatan air} = 1,15_1,15 = 1

b. Berat Piknometer + Sukrosa 20% =59,9 ρ sukrosa 20% = m_v = 59,9₂₅−28,6

= 1,25 BJ = 1,25_1,15 = 1,08

c. Berat Piknometer + Sukrosa 40% = 63,0 ρ sukrosa 20% = m_v = 63,0₂₅−28,6

= 1,37 BJ = 1,37_1,15 = 1,19

d. Berat Piknometer + Sukrosa 60% = 64,0 ρ sukrosa 60% = m_v = 64,0₂₅−28,6

= 1,41 BJ = 1,41_1,15 = 1,22

e. Berat Piknometer + Sukrosa 80% = 65,1 ρ sukrosa 80% = m_v = 65,1₂₅−28,6

= 1,46 BJ = 1,46_1,15 = 1,26

Pengukuran Visikositas

a. Sukrosa 20% = n_n1₂ = _tt1₂x ρ1_{x ρ2} = 0,194_n2 = _8,324,15_x1,08x1 n2 = 0,420

b. Sukrosa 40% = 0,194_n2 = _10,934,15_xx_1,191 n2 = 0,609

n2 = 0,501

pengukuran visikositas sukrosa 60% = 1 menit 43 detik= 0,5

d. Sukrosa 80% = 0,194_n2 = _3,154,15_x1,26x1 n2 = 0,185

pengukuran visikositas sukrosa 80% = 2 menit 27 detik = 0,5

B. Pembahasan

Viskositas adalah suatu cara untuk menyatakan berapa daya tahan dari aliran yang diberikan oleh suatu cairan.

Kebanyakan viskometer mengukur kecepatan dari suatu cairan mengalir melalui pipa gelas (gelas kapiler), bila cairan itu

mengalir cepat maka berarti viskositas dari cairan itu rendah (misalnya air). Dan bila cairan itu mengalir lambat, maka dikatakan cairan itu viskositas tinggi. Viskositas dapat diukur dengan mengukur laju aliran cairan yang melalui tabung silinder. Cara ini merupakan salah satu cara yang paling mudah dan dapat digunakan baik untuk cairan maupun gas. Menurut poiseulle, jumlah volume cairan yang mengalir melalui pipa per satuan waktu. (Dudgale. 1986). Viskositas biasanya diterima sebagai “kekentalan” atau penolakan

terhadap penuangan. Viskositas menggambarkan penolakan dalam fluid kepada aliran dapat dipikir sebagai cara untuk mengukur gesekan fluid. Prinsip dasar penerapan viskositas digunakan dalama sifat alir zat cair atau rgeologi. Rheologi merupakan ilmu tentang sifat alir suatu zat. Rheologi terlibat dalam pembuatan, pengemasan atau pemakaian, konsistensi, stabilitas dan ketersediaan hayati sediaan. (Moechtar, 1990). Cairan mempunyai gaya gesek yang lebih besar untuk

cairan turun dengan naiknya temperatur. Koefisien viskositas gas pada tekanan tidak terlalu besar, tidak tergantung

tekanan, tetapi untuk cairan naik dengan naiknya tekanan (Martin, 1993). Viskositas merupakan fungsi dari waktu yang artinya dengan bertambahnya waktu viskositas semakin meningkat. Sifat ini penting diketahui sewaktu material cetak dicampur atau saat dimasukkan ke dalam mulut karena

viskositas material cetak kosistensi light pada 5 menit setelah pencampuran akan sama dengan kosistensi regular pada 3 menit. Makin tinggi viskositas maka akan semakin besar tahanannya. Bila viskositas gas meningkat dengan naiknya temperatur, maka viskositas cairan justru menurun jika temperatur dinaikkan. (Martin, 1993).

Pada mekanika dari suatu aliran viskos. Geseran dalam viskositas (fluida) adlah konstan sehubungan dengan

gesekannya. Hubungan tersebut berlaku untuk fluida

Newtonian, dimana perbandingan antara tegangan geser (s) dengan kecepatan geser (g) nya konstan. Parameter inilah yang disebut dengan viskositas. Aliran viskositas dapat

digambarkan dengan dua buah bidang tersebut. Suatu bidang permukaan bawah yang tetap dibatasi oleh lapisan fluida

setebal h, sejajar dengan permukaan atas itu ringan, yang berarti tidak memberikan beban pada lapisan fluida

dibawahnya, maka tidak ada gaya tekan yang berkerja pada lapidan fluida. (Dudgale, 1986).

Faktor- fator yang mempengaruhi viskositas adalah sebagai berikut:

1. Tekanan

Viskositas cairan naik dengan naiknya tekanan, sedangkan viskositas gas tidak dipengaruhi oleh tekanan. 2. Temperatur

Molekul-molekul cairan bergerak sehingga gaya interaksi antar molekul melemah. Dengan demikian viskositas cairan akan turun dengan kenaikan temperatur.

3. Kehadiran zat lain

Penambahan gula tebu meningkatkan viskositas air. Adanya bahan tambahan seperti bahan suspensi menaikkan viskositas air. Pada minyak ataupun gliserin adanya

penambahan air akan menyebabkan viskositas akan turun karena gliserin maupun minyak akan semakin encer, waktu alirnya semakin cepat.

4. Ukuran dan berat molekul

Viskositas naik dengan naiknya berat molekul. Misalnya laju aliran alkohol cepat, larutan minyak laju alirannya lambat dan kekentalannya tinggi seta laju aliran lambat sehingga viskositas juga tinggi.

5. Berat molekul

Viskositas akan naik jika ikatan rangkap semakin banyak. 6. Kekuatan antar molekul

Viskositas air naik denghan adanya ikatan hidrogen, viskositas CPO dengan gugus OH pada trigliseridanya naik pada keadaan yang sama. (Bird, 1987)

Macam-macam Viskositas

a. Viskositas dinamik, yaitu rasio antara shear, stress, dan shear rate.

Viskositas dinamik disebut juga koefisien viskositas. b. Viskositas kinematik, yaitu viskositas dinamik dibagi dengan densitasnya. Viskositas ini dinyatakan dalam satuan stoke (St) pada cgs dan m²/s pada SI.

c. Viskositas relatif dan spesifik, pada pengukuran viskositas suatu emulsi atau suspensi biasanya dilakukan dengan

(Dudgale. 1986)

Cara Menentukan Viskositas

Cara menentukan viskositas suatu zat menggunakan alat yang dinamakan viskometer. Ada beberapa tipe viskometer yang biasa digunakan antara lain:

1. Viskometer Brookfield

Pada viscometer ini nilai viskositas didapatkan dengan mengukur gaya puntir sebuah rotor silinder (spindle) yang dicelupkan ke dalam sample. Viskometer Brookfield

memungkinkan untuk mengukur viskositas dengan

menggunakan teknik dalam viscometry. Alat ukur kekentalan (yang juga dapat disebut viscosimeters) dapatmengukur

viskositas melalui kondisi aliran berbagai bahan sampel yang diuji. Untuk dapat mengukur viskositas sampel dalam

viskometer Brookfield, bahan harus diam didalam wadah sementara poros bergerak sambil direndam dalam cairan. (Atkins 1994).

Pada metode ini sebuah spindle dicelupkan ke dalam cairan yang akan diukur viskositasnya. Gaya gesek antara permukaan spindle dengan cairan akan menentukan tingkat viskositas cairan. Sebuah spindle dimasukkan ke dalam cairan dan diputar dengan kecepatan tertentu. Bentuk dari spindle dan kecepatan putarnya inilah yang menentukan Shear Rate. Oleh karena itu untuk membuat sebuah hasil viskositas dengan methode pengukuran Rotational harus dipenuhi beberapa hal sebagai berikut:

a. Jenis Spindle

b. Kecepatan putar Spindle c. Type Viscometer

d. Suhu sample

e. Shear Rate (bila diketahui)

Viskometer Brookfield merupakan salah satu viscometer yang menggunakan gasing atau kumparan yang dicelupkan kedalam zat uji dan mengukur tahanan gerak dari bagian yang berputar. Tersedia kumparan yang berbeda untuk rentang kekentalan tertentu, dan umumnya dilengkapi dengan

kecepatan rotasi. (FI IV,1038). Prinsip kerja dari viscometer Brookfield ini adalah semakin kuat putaran semakin tinggi viskositasnya sehingga hambatannya semakin besar.

(Moechtar,1990).

2. Viskometer Oswald

Pada viscometer ini yang diukur adalah waktu yang dibutuhkan oleh sejumlah cairan tertentu untuk mengalir melalui pipa kapiler dengan gaya yang disebabkan oleh berat cairan itu sendiri. Didalam percobaan diukur waktu aliran untuk volume V (antara tanda a dan b) melalui pipa kapiler yang vertical. Jumlah tekanan (P) dalam hokum Poiseuille adalah perbedaan tekanan antara permukaan cairan, dan berbanding lurus dengan r. (Moechtar,1990).

3. Viskometer Hoppler

Yang diukur adalah waktu yang diperlukan oleh sebuah bola untuk melewati cairan pada jarak atau tinggi tertentu. Karena adanya gravitasi benda yang jatuh melalui medium yang berviskositas dengan kecepatan yang semakin besar sampai mencapai kecepatan maksimum. Kecepatan maksimum akan dicapai jika gaya gravitasi (g) sama dengan gaya tahan medium (f) besarnya gaya tahan (frictional resistance) untuk benda yang berbentuk bola stokes. (Moechtar,1990).

4. Viskometer Cup dan Bob

Prinsip kerjanya sample digeser dalam ruangan antaradinding luar dari bob dan dinding dalam dari cup dimana bob masuk persis ditengah-tengah. Kelemahan viscometer ini adalah terjadinya aliran sumbat yang

disebabkan geseran yang tinggi di sepanjangkeliling bagian tube sehingga menyebabkan penurunan konsentrasi.

yang ditekan keluar memadat. Hal ini disebut aliran sumbat (Moechtar,1990).

5. Viskometer Cone dan Plate

Cara pemakaiannya adalah sampel ditempatkan ditengah-tengah papan, kemudian dinaikkan hingga posisi di bawah kerucut. Kerucut digerakkan oleh motor dengan bermacam kecepatan dan sampelnya digeser di dalam ruang

semitransparan yang diam dan kemudian kerucut yang berputar (Moechtar,1990).

Cairan yang mengikuti hukum Newton, viskositasnya tetap, tidak dipengaruhi oleh kecepatan geser. Sehingga untuk

menentukan viskositas cairan Newton dapat ditentukan hanya menggunakan satu titik rate og shear saja. Cairan non Newton ini dibagi ke dalam ke dalam dua kelompok, yaitu:

1. Cairan yang sifat alirannya tidak dipengaruhi waktu, diantaranya:

a. Aliran plastis

b. Aliran pseudoplastis c. Aliran dilatan

2. Cairan yang sifat alirannya dipengaruhi waktu, diantaranya:

a. Aliran thisotropik b. Aliran rhepeksi c. Aliran antihitksotropik

Viskositas cairan non Newton bervariasi pada setiap rate of shear, sehingga untuk mengetahui sifat alirannya harus dilakukan pengamatan pada berbagi rate of shear. Nilai

viskositas dinyatakan dalam viskositas spesifik, kinematik dan instrinsik. Viskositas spesifik ditentukan dengan

membandingkansecara langsung kecepatan aluran suatu larutan dengan pelarutnya. Viskositas kinematik diperoleh dengan memperhitungkan densitas larutan. Baik viskositas spesifik maupun kinematik dipengaruhi oleh konsentrasi larutan. Pengukuran viskositas dilakukan dengan

viskometer kapiler. Untuk penentuan viskometer larutan primer, viskometer kapiler yang paling tepat adalah

viskometer Ubbelohde. (Wiroatmojo, 1988).

Nilai viskositas dinyatakan dalam viskositas spesifik, kinematik dan intrinsik. Viskositas spesifik ditentukan dengan membandingkan secara langsung kecepatan aliran suatu

larutan dengan pelarutnya. Viskositas kinematik diperoleh dengan memperhitungkan densitas larutan. Baik viskositas spesifik maupun kinematik dipengaruhi oleh konsentrasi larutan. Pengukuran viskositas dilakukan dengan

menggunakan viskometer Ubbelohde yang termasuk jenis viskometer kapiler. Untuk penentuan viskometer larutan polimer, viskometer kapiler yang paling tepat adalah viskometer Ubbelohde. (Wiroatmojo, 1988).

Istilah rheologi, berasal dari bahasa Yunani rheo (mengalir) dan logos (ilmu), diusulkan oleh Bingham dan Crawford (seperti dilaporkan oleh Fischer) untuk

menggambarkan aliran-aliran cairan dan deformasi dari

padatan. Viskositas adalah suatu pernyataan tentang tahanan dari suatu pernyataan tentang tahanan dari suatu cairan untuk Smengalir, semakin tinggi viskositas, semakin besar tahanan tersebut. Seperti akan dijelaskan berikutnya, cairan sederhana (biasa) dapat dijelaskan dalam istilah viskositas absolute. Akan tetapi, sifat-sifat reologi dispersi heterogen lebih kompleks dan tidak dapat dinyatakan dengan suatu nilai tunggal. (Martin, farmasi fisika dan ilmu farmasetika, edisi 5,hal 706 )hukum aliran viskositas Newton menyatakan hubungan antara gaya-gaya.

Viskositas adalah ukuran resistensi zat cair untuk mengalir. Viskositas dapat berpengaruh pada formulasi sediaan-sediaan farmasi, misalnya pada sediaan suspensi, tidak boleh terlalu kental (viskositas tinggi) sehingga menyebabkan suspensi sulit dituangkan.

Pada praktikum ini, dilakukan percobaan mengenai viskositas

Viskositas adalah ukuran resistensi zat cair untuk mengalir. Viskositas dapat berpengaruh pada formulasi sediaan-sediaan farmasi, misalnya pada sediaan suspensi, tidak boleh terlalu kental (viskositas tinggi) sehingga menyebabkan suspensi sulit dituangkan.

VII. Daftar Pustaka

Atkins, P.W. 1994. Kimia Fisika jilid 1. Jakarta: Erlangga Bird, Tony. 1993. Kimia Fisik Untuk Universitas. Jakarta : PT Gramedia

Dudgle. 1986. Mekanika Fluida Edisi 3. Jakarta : Erlangga Martin, A. 1993. Farmasi Fisika, edisi II, Jilid 3. Jakarta: UI Press

Martin, Alfred dkk. 1990, Farmasi Fisika edisi kelima, Jakarta: UI-Press

Moechtar. 1990. Farmasi Fisik. Yogyakarta: UGM-Press Retno, D. Dan Teddy H. 2012 Pengolahan Limbah Pabrik Sabun Dari Gliserin Menjadi Triasetin. Jurnal Ilmiah Teknik Lingkungan Vol. 2, No. 2.