LAPORAN PRAKTIKUM FARMASI FISIKA RHEOLOGI

LAPORAN PRAKTIKUM FARMASI FISIKA

PERCOBAAN 9 : RHEOLOGI

Disusun oleh,

Kelompok 5

Ashry Nurrachmah 31113007

Ina Lisnawati 31113021

Irfan Maulana 31113023

Novia Hergiani 31113035

Tia Sulistiani 31113049

PROGRAM STUDI S1 FARMASI STIKes BAKTI TUNAS HUSADA TASIKMALAYA 2015

PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Rheologi berasal dari bahasa yunani mengalir (rheo) dan logos (ilmu). Istilah digunakan ini untuk pertama kali oleh Bingham dan Croeford untuk menggunakan aliran cairan dan deformasi dari padatan.

Rheologi meliputi pencampuran dan aliran dari bahan, pemasukan kedalam wadah, pemudahan sebelum diunakan, apakah dicapai penuangan dari botol, pengeluaran dari tube, atau pelawatan dari jarum suntik. Rheologi dari produk tertentu yang dapat berkisar dalam konsentrasi dari bentuk cair kesemiloid sampai kepadatan, dapat mempengaruhi penerimaan bagi sipasien, stabilitas fisika, dan bahkan availabilitas diologis.

Sifat-sifat rheologi dari sistem farmaseutika dapat mempengaruhi pemilihan alat yang akan digunakan untuk memproses produk tersebut dalam pabriknya. Lebih-lebih lagi tidak adanya perhatian terhadap pemilihan alat ini akan berakibat diperolehnya hasil yang tidak diinginkan. Paling tidak dalam karakteristik alirannya. Aspek ini dan banyak lagi aspek-aspek rheologi yang diterapkan dibidang farmasi.

Penggolongan bahan menurut tipe aliran dan deformasi adalah sebagai berikut :sistem newtom dan sistem non Newton. Pemilihan bergantung pada sifat-sifat alirannya apakah sesuai dengan hukum aliran dari newton atau tidak. Jika karakteristik fisika masing-masing ini dirancang dan dipelajari secara objektif menurut metode analisis dari rheologi, dapat diperoleh informasi yang berharga untuk digunakan dalam mempermulasi produk-produk farmasi yang lebih baik.

B. Tujuan Percobaan

1. Untuk mengetahui dan memahami cara penentuan jenis aliran dari sampel gliserol dengan menggunakan viskometer Brookfield

2. Menentukan cara penentuan jenis aliran dari sampel gliserol dengan menggunakan viskometer Brookfield.

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

A. Dasar Teori

1. Pengertian Viskositas

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 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. (Martin, 1993)

2. Faktor- fator yang mempengaruhi viskositas adalah sebagai berikut: a. Tekanan

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

b. Temperatur

Viskositas akan turun dengan naiknya suhu, sedangkan viskositas gas naik dengan naiknya suhu. Pemanasan zat cair menyebabkan molekul-molekulnya memperoleh energi. Molekul-molekul cairan bergerak sehingga gaya interaksi antar molekul melemah. Dengan demikian viskositas cairan akan turun dengan kenaikan temperatur.

c. 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.

d. 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.

e. Berat molekul

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

Viskositas air naik denghan adanya ikatan hidrogen, viskositas CPO dengan gugus OH pada trigliseridanya naik pada keadaan yang sama. (Bird, 1987) 3. Berdasarkan hukum Newton tentang sifat alir cairan, maka tipe aliran dibedakan

menjadi 2, yaitu: a. Newtonian

Cairannya mengalir mengikuti aturan-aturan viskositas. b. Non Newtonian

diperlukan tambahan gaya atau jika perlu memecah strukturnya. (Wiroatmojo, 1988)

4. 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 membandingkannya dengan larutan murni. Untuk mengukur besarnya viskositas menggunakan alat viskometer. Berbagai tipe viskometer dikelompokkan menurut prinsip kerjanya. (Dudgale. 1986)

5. Cara Menentukan Viskositas

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

a. 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)

a. Jenis Spindle

b. Kecepatan putar Spindle c. Type Viscometer

d. Suhu sample

e. Shear Rate (bila diketahui)

f. Lama waktu pengukuran (bila jenis sample-nya Time Dependent). (Sukardjo. 1997)

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)

b. 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)

c. 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)

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. Penurunan konsentras ini menyebabkab bagian tengah zat yang ditekan keluar memadat. Hal ini disebut aliran sumbat (Moechtar,1990)

e. 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 c. Aliran antihitksotropik

b. Aliran rhepeksi

konsentrasi larutan. Pengukuran viskositas dilakukan dengan menggunakan viskometer Ubbelohde yang termasuk jenis 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)

B. Uraian Bahan

1. Gliserol

Nama resmi : Glycerolum Nama lain : Gliserol, Gliserin

Pemerian : Cairan seperti sirop; jernih; tidak berwarna; tidak berbau; manis diikuti rasa hangat; higroskopik. Jika disimpan beberapa lama pada suhu rendah dapat mamadat membentuk massa hablutr tidak berwarna yang tidak melebur hingga mencapai suhu lebih kurang 20°.

Kelarutan :Dapat bercampur dengan air, dan dengan etanol (95%) praktis tidak larut dalam kloroform P, dalam eter P dan dalam minyak lemak.

BAB III METODE PRAKTIKUM

A. Waktu dan Tempat

Praktikum kelarutan ini berlangsung pada hari Senin tanggal 11 Mei 2015 di Laboratorium Farmakologi Farmasi STIKes BTH Tasikmlaya.

B. Alat Dan Bahan

a. Alat : b. Bahan:

 Gelas Kimia Gliserol

 Viskometer Brookfield

 Stopwatch

C. Prosedur Percobaan

 Larutan Gliserol 30 %

1 2 3

 Pasang spindel pada gantungan spindel. Lakukan viskositas a. Spindel no 2

1

 20 rpm 30 rpm

Hidupkan motor sambil menekan

tombol. Biarkan spindel

berputar dan perhatikan jarum merah pada skala.

CATAT. Hidupkan motor

sambil menekan tombol. Biarkan spindel

berputar dan perhatikan jarum merah pada skala.

 50 rpm 60 rpm

 100 rpm

b. Spindel no 3

2

 20 rpm 30 rpm

 Rpm 50 rpm 60

Hidupkan motor sambil menekan tombol. Biarkan spindel berputar dan perhatikan jarum merah pada skala.

CATAT. Hidupkan motor sambil menekan tombol. Biarkan spindel berputar dan perhatikan jarum merah pada skala.

CATAT Hidupkan motor sambil menekan tombol. Biarkan spindel berputar dan perhatikan jarum merah pada skala.

 Rpm 100

c. Spindel no 4

3

 Rpm 20 rpm 30

 Rpm 50 rpm 60

 Rpm 100

Hidupkan motor sambil menekan tombol. Biarkan spindel berputar dan perhatikan jarum merah pada skala.

CATAT Hidupkan motor sambil menekan tombol. Biarkan spindel berputar dan perhatikan jarum merah pada skala.

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

A. Data Hasil Pengamatan

a. Gliserol absolut 150 ml

Speed (rpm) Spindel

2 3 4

20 716,0 cP 0 cP 0 cP 30 700,0 cP 0 cP 0 cP 50 690,4 cP 230,0 cP 0 cP 60 546,7 cP 283,3 cP 0 cP 100 386,4 cP 378,0 cP 180,0 cP

b. Kurva

10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 0

100 200 300 400 500 600 700 800

f(x) = - 4.32x + 832.68 R² = 0.91

Grafik Antara Viskositas Gliserin dengan rpm pada Spindel 2

cP Linear (cP)

rpm

V

is

ko

si

ta

s

10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 0

50 100 150 200 250 300 350 400

f(x) = 5.14x - 89.12 R² = 0.88

cP Linear (cP)

rpm

vi

sk

os

it

as

10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 0

20 40 60 80 100 120 140 160 180 200

f(x) = 2.23x - 79.79 R² = 0.74

cP Linear (cP)

rpm

vi

sk

os

it

as

B. Pembahasan

merupakan kebalikan dari viskositas akan meningkatkan dengan makin tingginya temperatur.

Rheologi erat airannya dengan viskositas. Viskositas merupakan suatu pernyataan tahanan dari suatu cairan untuk mengalir; semakin tinggi viskositas, semakin besar tahanannya untuk mengalir. Viskositas dinyatakan dalam symbol n.

Reologi juga meliputi pencampuran aliran dari bahan penuangan, pengeluaran tube, atau pelewatan dari jarum suntik. Rheologi dari suatu zat tertentu dapat mempengaruhi penerimaan obat bagi pasien, stabilitas fisik obat, bahkan ketersediaan hayati dalam tubuh. Sehingga viskositas lebih terbukti dapat mempengaruhi laju arbsorbsi obat dalam tubuh.

Penggolongan bahan menurut tipe aliran dan deformasi ada dua yaitu system newton dan non-newton. Tipe aliran mengikuti system newton, viskositasnya tetap pada suhu dan tekanan tertentu dan tidak tergantung pada satu kecepatan geser, sehingga viskositasnya cukup ditentukan pada suatu kecepatan geser.

Pada praktikum kali ini, bertujuan untuk mengetahui viskositas dari suatu cairan. Penentuan viskositas ini ditentukan menggunakan alat viskotmeter. Viskometer yang digunakan adalah Viskometer Brookfield. Prinsip dari alat ini yaitu rotasi dengan mengkombinasikan setting spindle dan kecepatan putar spindle.

Cairan non newton memiliki viskositas yang berbeda pada variasi kecepatan geser, sehingga untuk mengukur viskositasnya dilakukan dengan mengukur pada beberapa kecepatan geser. Sediaan farmasi yang baik umumnya harus memiliki sifat aliran tiksotropik, sebab pada saat bergerak viskositasnya kecil sehingga adanya homogenitas dari dosis sediaan, sedangkan pada saat diam viskositas dari sediaan kembali meningkat. Pada percobaan ini pengukuran aliran dilakukan dengan menggunakan viskosimeter Brookfield. Pemilihan spindle tergantung pada viskositasnya cairan yang akan di uji, semakin besar viskositas dari suatu cairan uji maka spindle yang digunakan makin kecil untuk mempermudah proses pengukuran sifat aliran.

alat. Hal ini menyebabkan pengukuran menjadi kurang tepat. Kontrol kecepatan pada alat diatur mulai dari kecepatan terendah yaitu 0,3 rpm hingga 100 rpm, pengujian dilakukan sebanyak 3 kali pada masing-masing pengaturan kecepatan. Viskositas dapat diukur pada saat spindle mulai berputar, maka pada penampang alat akan terlihat harga viskositas zat dalam cP (centipoises). Harga dari viskositas akan muncul jika persentase skala yang muncul ≥ 0. Jika skala tidak menunjukkan angka atau menampilkan angka negatif berarti alat tersebut tidak mampu mengukur viskositas sampel pada kecepatan yang telah ditentukan karena viakositas terlalu besar atau kecepatan gerak spindle terlalu kecil.

Pada viskometer ini dilengkapi dengan tiga spindle yang memiliki bentuk yang berbeda-beda, ada yang berukuran kecil,sedang dan besar. Selain ukurannya yang berbeda-beda, ketiga jenis spindle ini memiliki fungsi yang berbeda. Jika sediaan yang akan diuji mempunyai karakteristik aliran Newton maka digunakan spindle 3 atau dapat juga dengan spindle 1 karena larutan yang memiliki daya alir Newton bersifat tidak terlalu kental (encer). Namun untuk mengukur viskositas larutan yang memiliki karakteristik aliran Non-Newton dapat digunakan spindle 2 yang berbentuk kecil karena pada aliran Non-Newton larutannya mempunyai kekentalan yang tinggi. Pada percobaan kali ini di gunakan sampel gliserol absolut sebagai bahan yang akan di uji kekentalannya.

Pengukuran dengan viskotester ini menggunakan spindle 2, spindle 3, dan spindle 4. Berdasarkan percobaan yang telah dilakukan pada spindle 2 pada kecepatan (rpm) 20, 30, 50, 60 dan 100 diperoleh hasil 716,0 cP; 700,0 cP ; 690,4 cP; 546,7 cP; dan 386,4 cP. Pada spindle 3 pada kecepatan (rpm) 20, 30, 50, 60 dan 100 diperoleh hasil 0 cP; 0 cP; 230,0 cP; 283,3 cP; dan 378,0 cP. Sedangkan pada spindle 4 pada kecepatan (rpm) 20,30,50,60 dan 100 diperoleh hasil 0 cP; 0 cP; 0 cP; 0 cP; dan 180,0 cP.

Setelah dilakukan pengukuran kemudian dibuat grafik antara viskositas gliserin dan rpm pada masing masing spindle. Pada grafik spindle No 2, terlihat bahwa bentuk kurva yang sedikit linear dan menurun dengan nilai linearitas sebesar 0.9087. Kemudian pada grafik spindle No. 3 bentuk kurva yang menaik dan agak sedikit linear dengan nilai linearitas sebesar 0.8756. Sedangkan pada grafik spindle No. 4 menghasilkan bentuk kurva menaik dan sedikit agak linear dengan nilai linearitas sebesar 0.7423. Pada kurva spindle no 2 dan 3 nilai linearitasnya tidak memenuhi, karena ada beberapa nilai viskositas yang tidak terdeteksi pada kecepatan (rpm) tertentu. Hal ini disebabkan karena adanya kesalahan ketika melakukan pengukuran viskositas.

Adapun faktor kesalahan dalam percobaan ini yaitu karena kurang teliti dalam mengukur sampel, kurang sterilnya alat yang digunakan, penggunaan spindle yang tidak sesuai dengan tingkat viskositas sampel.

Dalam bidang farmasi, prinsip-prinsip rheologi daplikasikan dalam pembuatan krim , suspens, emulsi, lotion, pasta, penyalut tablet dan lain-lain. Selain itu, prinsip rheologi juga untuk karakterisasi produk sediaan farmasi (dosage form) sebagai penjaminan kualitas yang sama untuk setiap batch.

BAB V PENUTUP

1. Gliserin tipe aliran newton dan non-newton

2. Sifat viskositas sangat penting diketahui dalam farmasi, formulasi maupun industri. Hal ini dapat ditunjukkan dalam pencampuran dan aliran bahan obat, pengemasan dalam wadah serta dalam pengambilannya.

3. Viskositas pun penting dalam analisa produk seperti emulsi, pasta, suppositoria, serta pemilihan peralatan untuk processing yang digunakan dalam pembuatannya. 4. Faktor-faktor yang mempengaruhi sifat alir cairan adalah konsentrasi,

suhu,kerapatan, viskositas, dan beban.

5. Berdasarkan sifat alirnya, tipe aliran dibagi menjadi dua yaitu Newtoniandan non-Newtonian. Non-Newtonian berupa plastis, pseudoplastis, dan dilatan.

B. Saran

Sebaiknya selama praktikum, praktikan harus menjaga kebersihan laboratorium. Diharapkan untuk praktikum selanjutnya, lebih mengefektifkan waktu dengan membagi beberapa praktikum kepada masing-masing kelompok. Alat-alat laboratorium agar segera dilengkapi untuk menunjang jalannya praktikum.

DAFTAR PUSTAKA

Ditjen POM . 1979. Farmakope Indonesia Edisi III. Jakarta : Departemen Kesehatan RI,.

Roth, Hermann, J . 1988 . Analisis Farmasi . Yogyakarta : UGM-Press

Martin, A., J. Swarbrick, dan A. Cammarata. 2008. Farmasi Fisika 2 Edisi Ketiga . Jakarta : UI Press.

Basri, S.2003. “Kamus Lengkap Kimia”. Jakarta: Rineka Cipta.

Bird, T. 1994. Kimia Fisik untuk Universitas”. Jakarta : Gramedia Pustaka Utama.. Daintith, J.1994.” Kamus Lengkap Kimia”. Edisi Baru. Alih Bahasa : Suminar

Achmadi, Ph.D. Jakarta : Erlangga..

Amir, Syarif.dr, dkk.2007. Farmakologi dan Terapi. Edisi kelima. Jakarta : Gaya Baru. Shargel, Leon, dan Andrew B.C.Y.U. 1988. Biofarmasi dan Farmakokinetika Terapan.

Edisi II. Penerjemah Dr. Fasich, Apt. dan Dra. Siti Sjamsiah, Apt. Surabaya : Airlangga University Press..

Voigt, 1995. Buku Pelajaran Teknologi Farmasi. Yogyakarta : Universitas Gadjah Mada Press. .

Gennaro, A. R., et all., 1990, Remingto’s Pharmaceutical Sciensces, Edisi 18th_{, Marck}

Publishing Company, Easton, Pensylvania

Ansel., 1989., “Pengantar Bentuk Sediaan Farmasi”., UI Press., Jakarta. Atkins., 1997., “Kimia Fisika”., Erlangga., Jakarta.