Laporan Resmi Tegangan Permukaan

(1)

laporan resmi tegangan permukaan

Leave a comment

LAPORAN PRAKTIKUM

FISIKA FARMASI

(2)

Disusun Oleh :

Nama : Yuliyant

No. Mahasiswa : 12.0254

Tgl. Praktkum : 8 Oktober 2013

Hari : Selasa

Dosen Pembimbing : Fransiska Ayuningtyas Widyastani, M.Sc.,Apt

Siska Devi, S.Farm.,Apt

LABORATORIUM FISIKA FARMASI

AKADEMI FARMASI THERESIANA

SEMARANG

(3)

PENENTUAN TEGANGAN PERMUKAAN

I. TUJUAN

Mahasiswa mampu mengenal konsep pengukuran tegangan permukaan pada air, paraffin, dan Na Lauryl Sulfat

II. DASAR TEORI

Tegangan antar muka adalah gaya persatuan panjang yang terdapat pada antarmuka dua fase cair yang tdak bercampur. Tegangan antar muka selalu lebih kecil dari pada tegangan permukaan karena gaya adhesi antara dua cairan tdak bercampur lebih besar daripada adhesi antara cairan dan udara (Hamid.2010).

Permukaan zat cair mempunyai sifat ingin merenggang, sehingga permukaannya seolah-olah ditutupi oleh suatu lapisan yang elasts. Hal ini disebabkan adanya gaya tarik-menarik antar partkel sejenis didalam zat cair sampai ke permukaan. Di dalam cairan, tap molekul ditarik oleh molekul lain yang sejenis di dekatnya dengan gaya yang sama ke segala arah. Akibatnya tdak terdapat sisa (resultan) gaya yang bekerja pada masing-masing molekul. Adanya gaya atau tarikan kebawah menyebabkan permukaan cairan berkontraksi dan berada dalam keadaan tegang. tegangan ini disebut dengan tegangan

permukaan (Herinaldi, 2004).

(4)

Metode kenaikan kapiler

Tegangan permukaan diukur dengan melihat ketnggian air/ cairan yang naik melalui suatukapiler. Metode kenaikan kapiler hanya dapat digunakan untuk mengukur teganganpermukaan tdak bisa untuk mengukur tegangan permukaan tdak bias untuk mengukurtegangan antar muka.

Metode tersiometer Du-Nouy

Metode cincin Du-Nouy bisa digunakan utnuk mengukur tegangan permukaan ataupuntegangan antar muka. Prinsip dari alat ini adalah gaya yang diperlukan untuk melepaskansuatu cincin platna iridium yang diperlukan sebanding dengan tegangan permukaan atautegangan antar muka dari cairan tersebut (Atfins. 1994).

Pada dasarnya tegangan permukaan suatu zat cair dipengaruhi oleh beberapa factor diantaranya suhu dan zat terlarut. Dimana keberadaan zat terlarut dalam suatu cairan akan mempengaruhi besarnya tegangan permukaan terutama molekul zat yang berada pada permukaan cairan berbentuk lapisan monomolekular yang disebut dengan molekul surfaktan. Faktor-faktor yang menpengaruhi :

Suhu

Tegangan permukaan menurun dengan meningkatnya suhu, karena meningkatnya energi kinetk molekul.

Zat terlarut (solute)

Keberadaan zat terlarut dalam suatu cairan akan mempengaruhi tegangan permukaan. Penambahan zat terlarut akan meningkatkan viskositas larutan, sehingga tegangan permukaan akan bertambah besar. Tetapi apabila zat yang berada dipermukaan cairan membentuk lapisan monomolekular, maka akan menurunkan tegangan permukaan, zat tersebut biasa disebut dengan surfaktan.

(5)

Surfaktan

Surfaktan (surface actve agents), zat yang dapat mengaktfkan permukaan, karena cenderung untuk terkonsentrasi pada permukaan atau antar muka. Surfaktan mempunyai orientasi yang jelas sehingga cenderung pada rantai lurus. Sabun merupakan salah satu contoh dari surfaktan (Douglas.2001).

III. ALAT DAN BAHAN

Alat : Pipa kapiler Beaker Glass Stopwatch Piknometer Termometer Mistar Bahan : Air Air Es Na Lauryl Sulfat 0,01% ; 0,05% ; 0,1% Paraffin Cair

(6)

A. Penentuan volume piknometer pada suhu percobaan

Timbang piknometer kosong yang bersih dan kering dengan saksama

Isi piknometer dengan air hingga penuh, lalu rendam dalam air es hingga suhu + 2° di bawah suhu percobaan (25°C, jadi sampai suhu 23°C).

Tutup piknometer, biarkan pipa kapiler terbuka dan suhu air naik sampai mencapai suhu percobaan (25oC) lalu tutup pipa kapiler piknometer.

Biarkan suhu air dalam piknometer mencapai suhu kamar. Air yang menempel diusap dengan tssue, tmbang piknometer dengan saksama.

Catat hasil penimbangan, kemudian lakukan perhitungan dengan melihat pada tabel kerapatan air pada suhu percobaan.

Cara perhitungan :

Bobot piknometer + air =A (gram)

Bobot piknometer kosong = B (gram) –

Bobot air = C (gram)

Kerapatan air pada suhu percobaan = ρair

Volume piknometer (VP) = C (gram)

(7)

B. Penentuan kerapatan zat cair

Lakukan penimbangan (paraffin cair, Na Lauryl Sulfat) dengan menggunakan piknometer yang sama sepert pada percobaan A. Misal bobot zat X = D (gram)

Bobot piknometer kosong = B (gram) Volume piknometer = Vp (ml)

Kerapatan air pada suhu percobaan (tabel) : ρ air

Kerapatan (paraffin cair, Na Lauryl Sulfat) dihitung dengan cara :

ρ= D – B (gram)

Vp (ml)

Berat jenis (paraffin cair, Na Lauryl Sulfat) dihitung dengan cara :

d= ρ (paraffin cair, Na Lauryl Sulfat)

ρ air

C. Penentuan tegangan permukaan

Tentukan kerapatan zat cair (Paraffin dan Na Lauryl Sulfat) sesuai dengan prosedur yang ada Menentukan tnggi kenaikan zat cair dalam kapiler dengan cara :

Masukkan zat cair dalam beaker glass sampai 40ml Masukkan pipa kapiler dalam beaker glass

(8)

Ukur tnggi kenaikan zat melalui pipa kapiler dengan mistar Ulangi masing – masing untuk zat cair yang berbeda

Hitung tegangan muka masing – masing zat cair dengan rumus yang ada.

V. HASIL DAN PENGOLAHAN DATA SERTA GRAFIK Penentuan volume piknometer pada suhu percobaan : Piknometer 1 :

Bobot piknometer + air = 57,97 g

Bobot piknometer kosong = 33,43 g

Bobot air = 24,54 g

Kerapatan air = 0,997 g/ml

Volume piknometer = volume air = 23,543 ml

;

(9)

Bobot piknometer + air = 58,97 g

Bobot piknometer kosong = 34,52 g

Bobot air = 24,45 g

Kerapatan air = 0,997 g/ml

Volume piknometer = volume air = 24,525 ml

;

B. Penentuan kerapatan zat cair

Suhu Percobaan 25°C

Kerapatan Paraffin cair

Bobot paraffin cair + piknometer = 54,00 gram

(10)

Bobot paraffin cair = 20,57 gram

Volume piknometer = 23,543 ml

Kerapatan air pada suhu percobaan (tabel) = 0,997 g/ml

Kerapatan paraffin cair =

Kerapatan Na Lauryl Sulfat 0,1%

Bobot Na Lauryl Sulfat 0,1% + piknometer = 58,00 gram

Bobot piknometer kosong = 33,43 gram–

Bobot Na Lauryl Sulfat 0,1% = 24,57 gram

(11)

Kerapatan Na Lauryl Sulfat 0,1% =

(12)

Kerapatan air pada suhu percobaan (tabel) = 0,997 g/ml

(13)

Tinggi cairan dalam pipa kapiler 1 No Nama Larutan Replikasi 1 Replikasi 2 Replikasi 3 1. Air Rata – rata : 2,83 cm

(14)

2,9 cm 2,8 cm 2,8 cm 2. Paraffin cair 3,0 cm 2,9 cm 2,9 cm 3.

(15)

Na Lauryl Sulfat 0,1%

2,9 cm

2,8 cm

Tinggi cairan dalam pipa kapiler 2

No

Nama Larutan

(16)

Replikasi 2 Replikasi 3 1. Air Rata – rata : 2,86 cm 3,1 cm 2,7 cm 2,8 cm 2.

(17)

Na Lauryl Sulfat 0,05% 3,1 cm 2,8 cm 2,7 cm 3. Na Lauryl Sulfat 0,01% 3 cm 2,7 cm 2,9 cm

(18)

Tegangan permukaan paraffin cair Replikasi 1 : Replikasi 2 : Replikasi 3 :

(19)

:

Tegangan permukaan Na Lauryl Sulfat 0,1%

Replikasi 1 :

(20)

Replikasi 2 :

Replikasi 3 :

(21)

Tegangan permukaan Na Lauryl Sulfat 0,05% Replikasi 1 : Replikasi 2 : Replikasi 3 :

(22)

=

Tegangan permukaan Na Lauryl Sulfat 0,01%

Replikasi 1 :

(23)

Replikasi 2 :

Replikasi 3 :

(24)

VI. PEMBAHASAN

Pada praktkum ini dilakukan penentuan tegangan permukaan pada paraffin cair, Na Lauryl Sulfat 0,1%, Na Lauryl Sulfat 0,01%, dan Na Lauryl Sulfat 0,05% dengan metode pipa kapiler. Tegangan permukaan adalah gaya atau tarikan kebawah yang menyebabkan permukaan cairan berkontraksi dengan benda dalam keadaan tegang. Hal ini disebabkan oleh gaya-gaya tarik yang tdak seimbang pada antar muka cairan. Gaya ini biasa segera diketahui pada kenaikan cairan biasa dalam pipa kapiler dalam bentuk suatu tetesan kecil cairan. Tegangan permukaan merupakan fenomena menarik yang terjadi pada zat cair (fluida) yang berada dalam keadaan diam (stats).

Besarnya tegangan permukaan ditentukan oleh beberapa faktor sepert : jenis cairan, suhu, tekanan, konsentrasi zat terlarut, dan kerapatan.

Pada praktkum ini diperoleh data kerapatan dan tegangan permukaan pada suhu percobaan (25°C) :

No.

Nama Zat

Kerapatan

(25)

1. Air 0,997 g/ml 72 dyne/cm 2. Paraffin Cair 0,874 g/ml 65,42 dyne/cm 3.

(26)

Na Lauryl Sulfat 0,1% 1,044 g/ml 75,64 dyne/cm 4. Na Lauryl Sulfat 0,05% 1,002 g/ml 72,29 dyne/cm 5. Na Lauryl Sulfat 0,01%

(27)

1,001 g/ml

72,22 dyne/cm

Kerapatan / densitas (D), semakin besar densitas berart semakin rapat muatan – muatan atau partkel-partkel dari cairan tersebut. Kerapatan partkel ini menyebabkan makin besarnya gaya yang diperlukan untuk memecahkan permukaan cairan tersebut. Hal ini dikarenakan partkel yang rapat mempunyai gaya tarik menarik antar partkel yang kuat. Sebaliknya cairan yang mempunyai densitas kecil akan mempunyai tegangan permukaan yang kecil pula. Kerapatan zat cair akan berbanding lurus dengan tegangan permukaan pada zat cair tersebut. Kerapatan suatu zat berbeda – beda tergantung pada jenis zat serta konsentrasi dari solute pada cairan tersebut. Pada data hasil percobaan diperoleh bahwa paraffin cair memiliki kerapatan zat yang kecil sehingga tegangan permukaan pada paraffin cair juga kecil yaitu 65,42 dyne/cm.

Konsentrasi zat terlarut (solut) suatu larutan biner mempunyai pengaruh terhadap sifat-sifat larutan termasuk tegangan muka dan adsorbsi pada permukaan larutan. Pada praktkum ini dilakukan

pengukuran tegangan permukaan Na Lauryl Sulfat dengan konsentrasi yang berbeda – beda yaitu 0,1% ; 0,05% dan 0,01%. Data yang diperoleh menunjukan bahwa larutan Na Lauryl Sulfat yang memiliki konsentrasi solute lebih besar maka akan memiliki kerapatan zat yang lebih besar sehingga tegangan permukaan zat tersebut lebih besar. Na Lauryl Sulfat merupakan golongan surfaktan dimana Na Lauryl Sulfat memiliki tegangan permukaan yang lebih besar dari air. Tegangan permukaan paraffin cair lebih kecil daripada air sehingga kedua zat tersebut tdak dapat bercampur. Penambahan Na Lauryl Sulfat yang memiliki tegangan permukaan lebih besar daripada air, maka mampu menurunkan tegangan antar muka pada air dan paraffin pada pembuatan sediaan farmasi.

Tekanan merupakan faktor yang mempengaruhi besarnya tegangan permukaan. Pada percobaan ini digunakan alat pipa kapiler untuk penentuan tegangan permukaan dikarenakan jari – jari yang kecil, sehingga akan lebih telit karena besarnya miniskus lebih kecil. Daya tekan dari udara yang menyebabkan ketnggian cairan berhent pada ketnggian tertentu lebih besar sehingga dapat diamat.

(28)

VII. KESIMPULAN

Dari percobaan yang telah dilakukan, dapat disimpulkan bahwa :

Semakin besar densitasnya, maka massa zat yang ada pada volume tertentukan semakin besar dan interaksi antar partkelnya pun makin besar sehingga tegangan permukaannya semakin besar.

Semakin tnggi konsentrasi larutannya, maka tegangan permukaan semakin besar.

VIII. DAFTAR PUSTAKA

Herinaldi.2004.Mekanika Fluida, terjemahan dari “Fundamental of Fluids Mechanic” oleh Donald F. Young. Erlangga.Jakarta.

Atkins, P. W. 1994.Kimia Fisik edisi ke-4 jilid 1.Erlangga: Jakarta.

Giancoli, Douglas C. 2001.Fisika jilid 1. Erlangga:Jakarta.

(29)

(30)