LAPORAN PRAKTIKUM TEGANGAN PERMUKAAN
LABORATORIUM FARMASETIK
FAKULTAS FARMASI
UNIVERSITAS MUSLIM INDONESIA
LAPORAN PRAKTIKUM
TEGANGAN PERMUKAAN
NAMA : RIZKY RAHMAWATI
STAMBUK : 15020120212
KLS/KLP : 36/1 (SATU)
ASISTEN : NIHAJAR UMAR
FAKULTAS FARMASI
UNIVERSITAS MUSLIM INDONESIA
MAKASSAR
2013
BAB I
PENDAHULUAN
I.1 Latar Belakang
Tegangan permukaan atau tegangan bidang batas adalah gaya yang terdapat pada setiap bidang batas antara dua media berusaha
memperkecil luas bidang itu, oleh karena itu permukaan zat cair kenderung kemenahan usaha perluasan permukaan dan karena itu tegangan permukaan dapat didefenisikan dengan gaya yang terdapat pada setiap bidang bahan yang menahan perluasan permukaan.
Kita sering membuat perbedaan antara tegangan permukaan dengan tegangan bidang batas, dengan tegangan permukaan dimaksudkan tegangan pada permukaan cairan yang berbatasan dengan udara, sedangkan istilah yang kedua dimaksudkan gaya bekerja pada bidang batas antara dua cairan yang tidak berbaur dan untuk memperoleh sekedar gambaran mengenai perbandingan gaya intrermolekul.
Tegangan permukaan merupakan penjelmaan dari pada interaksi gaya intermolekul yang timbul akibat molekul-molekul yang terdapat pada bidang batas itu tidak dikelilingi secara sistematik oleh molekul yang lainnya. Tidak seperti halnya dengan molekul-molekul yang terdapat ditengah-tengan fasa suatu materi.
I.2 Tujuan Praktikum
a. Menerangkan faktor-faktor yang mempengaruhi tegangan permukaan suatu zat cair
b. Menentukan tegangan permukaan zat cair
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
II.1 Teori Umum
Tegangan dalam permukaan ini adalah gaya persatuan panjang yang harus diberikan sejajar pada permukaan untuk mengimbangi tarikan ke dalam. Gaya ini tegangan permukaan mempunyai satuan dyne/cm dalam satuan cgs. Hal ini analog dengan keadaan yang terjadi bila suatu objek yang menggantung dipinggir jurang pada seutas tali ditarik ke atas oleh seseorang memegang tali tersebut dan berjalan menjauhi seutas tali. (Martin, 1990)
Pengukuran tegangan permukaan dapat dilakukan dengan beberapa metode antara lain (Kosman dkk, 2005);
a. Metode cincin de-Nouy
Dimana
F = Gaya yang diperlukan untuk melepaskan cincin
L = keliling cincin
f = faktor koreksi
Faktor koreksi diperlukan karena ada variabel-variabel tertentu yang tidak dapat diabaikan yaitu ;
– Jari-jari cincin
– Jari-jari kawat yang membentuk cincin
– Volume zat cair yang naik dari permukaan
b. Metode kenaikan kapiler
Metode ini hanya digunakan untuk menentukan tegangan suatu zat cair dan tidak dapat digunakan untuk menentukan tegangan antar permukaan dua zat cair yang tidak bercampur. Bila pipa kapiler dimasukkan ke dalam suatu zat cair, maka zat tersebut akan naik ke dalam pipa sampai gaya gesek ke atas diseimbangkan oleh gaya gravitasi ke bawah akibat berat zat cair.
– Komponen gaya ke atas akibat tegangan permukaan yaitu ;
– Keliling penampang pipa = 2 pr
– Sudut kontak antar permukaan zat dengan dinding kapiler = q maka gaya ke atas total = 2 prg cos q.
permukaan cairan terdapat gaya total yang berarah ke bawah karena adanya gaya total yang arahnya ke bawah, maka cairan yang terletak di permukaan cenderung memperkecil luas permukaannya dengan menyusut sekuat mungkin. Hal ini yang menyebabkan lapisan cairan pada
permukaan seolah-olah tertutup oleh selaput elastis yang tipis. (Anief, 1993)
Istilah permukaan biasanya dipakai bila membicarakan suatu antarmuka gas/cair. Walaupun istilah ini akan dipakai dalam penentuan tegangan permukaan. Karena setiap artikel zat, apabila itu bakteri, sel, koloid, granul atau manusia, mepunyai suatu antarmuka pada batas
sekelilingnya, maka pada topik ini memang penting. Tegangan permukaan adalah gaya persatuan panjang yang terdapat antarmuka dua fase cair yang tidak bercampur, sedangkan tegangan permukaan adalah gaya persatuan panjang bias juga digambarkan dengan suatu rangka kawat tiga sisi dimana suatu bidang datar bergerak diletakkan. (M/artin, 1990)
Molekul-molekul zat aktif permukaan (surfaktan) mempunyai gugus polar dan non polar. Bila suatu zat surfaktan didispersikan dalam air pada konsentrasi yang rendah, maka molekul-molekul surfaktan akan
terabsorbsi pada permukaan membentuk suatu lapisan monomolekuler. Bagian gugus polar akan mengarah ke udara. Hal ini mengakibatkan turunnya tegangan permukaan air. Pada konsentrasi yang lebih tinggi nolekul-molekul surfaktan masuk ke dalam air membentuk agregat yang dikenal sebagai misel. Konsentrasi pada saat misel ini mulai terbentuk disebut konsentrasi misel kritik (KMK). Pada saat KMK ini dicapai maka tegangan permukaan zat cair tidak banyak lagi dipengaruhi oleh
perubahan konsentrasi misel kritik suatu surfaktan dapat ditentukan dengan metode tegangan permukaan. (Kosman, 2006)
Cara yang paling mudah dan sederhana untuk menentukan tegangan permukaan adalah dengan menggunakan kawat yang dibengkokkan berbenruk huruf U dan kawat kedua CD dengan panjang l yang dapat digerakkan sepanjang kawat U.
Permukaan Padat Cair
Pada saat setetes cairan bersentuhan dengan permukaan datar dari zat padat, keseimbangan dari tetesan bergantung pada keseimbangan daya kohesi antar molekul dari cairan pada titik dimana tetesan cairan dan zat padat bertemu berada antar 0o sampai 180o dan disebut sudut kontak.
(Lachman, 1986)
Bahan pembasah adalaha bahan yang dapat menurunkan tegangan
II.2 Uraian Bahan tidak berbau; tidak berasa.
Penyimpanan : Dalam wadah tertutup baik
Kegunaan : Sebagai fase air
2. Parafin Cair (DITJEN POM,1979: 475)
Nama resmi : PARAFFINUM LIQUIDUM
Nama lain : Parafin cair
Pemerian : Cairan kental jernih,tidak berwarna, tidak memberikan berfuoresensi, tidak berwarna, hampir tidak berbau, hampir tidak berasa.
3. Span 80 (EXIPIENTS: 281-283)
Nama resmi : SORBITAN ESTERS
Nama lain : Span 80
Pemerian : Cairan atau padatan, krang berbau dan kurang berasa.
Kelarutan : Umumnya larut dan terdispersi dalam minyak dan pelarut organik, dalam air biasanya tidak larut tetapi terdispersi
Penyimpanan : Dalam wadah tertutup baik
Kegunaan : Sebagai emulgator fase minyak
3. Tween 80 (DITJEN POM,1979 : 509)
Nama lain : Tween 80
Pemerian : Cairan kental seperti minyak ; jernih, kuning muda hingga coklat muda, bau karakteristik, rasa pahit dan hangat.
Kelarutan : Mudah larut dalam air, dalam etanol (95%) P
1. Penentuan tegangan antar permukaan dua zat cair yang tidak tercampur dengan metode pipa kapiler
a. Timbang tween dan span masing-masing 1%, 2%, 3%, 4%, 5% dan parafin cair
b. Masukkan span dan tween ke dalam masing-masing erlenmeyer
b. Tuangkan 50 ml parafin cair ke dalam span dan 50 ml air ke dalam tween
c. Homogenkan kedua larutan tersebut
d. Setelah dihomogenkan, pipet masing-masing 20 ml pada campuran larutan dengan hati-hati dan tuangkan pada cawan petri
e. Atur posisi cawan sehingga pipa kapiler berada pada antara permukaan dan tetap berada di tengah-tengah cawan
f. Tekan ujung pipa kapiler, dan ketika pada dasar cawan lepaskan tangan pada ujung pipa, sehingga larutan dapat terserap oleh pipa kapiler
g. Catat harga tegangan antar permukaan pada skala dalam dyne/cm.
h. Hitunglah tegangan antar permukaan
2. Tentukan tegangan permukaan zat-zat berikut ini dengan metode kenaikan kapiler
a. Air
b. Larutan tween 80 dengan konsentrasi 0;0,2;0,4;0,6;0,8;1;2;4;6;8 dan 10 mg/100 ml air.
d. Buat grafik antara tegangan permukaan dengan konsentrasi zat aktif permukaan yang digunakan.
BAB III
METODE KERJA
III.1 Alat dan Bahan
III.1.1 Alat-alat
Adapun alat-alat yang digunakan pada percobaan ini adalah batang pengaduk, botol semprot, cawan petri, cawan porselin, gelas arloji, pipa kapiler, pipet tetes, pipet volume, sudip, timbangan
Adapun bahan-bahan yang digunakan pada percobaan ini adalah aluminium foil, aquadest, parafin cair, span, tissue dan tween.
III.2 Cara Kerja
Adapun cara kerja dari percobaan ini adalah Penentuan tegangan antar permukaan dua zat cair yang tidak tercampur dengan metode pipa kapileryaitu pertama-tama timbang parafin serta span dan tween untuk 1%, 2%, 3%, 4%, dan 5% dan dimasukkan span dan tween ke dalam
masing-masing erlenmeyer, dituang 50 ml parafin cair ke dalam span dan 50 ml air ke dalam tween, dihomogenkan kedua larutan tersebut. Setelah dihomogenkan, pipet masing-masing 20 ml pada campuran larutan
dengan hati-hati dan tuangkan pada cawan petri. Atur posisi cawan
sehingga pipa kapiler berada pada antara permukaan dan tetap berada di tengah-tengah cawan, ditekan ujung pipa kapiler, dan ketika pada dasar cawan lepaskan tangan pada ujung pipa, sehingga larutan dapat terserap oleh pipa kapiler, kemudian catat harga tegangan antar permukaan pada skala dalam dyne/cm dan hitunglah tegangan antar permukaan
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
IV.1 Tabel Hasil Pengamatan
NO Nama zat Tinggi kenaikan (cm)
1 Air 1 cm
2 Paraffin cair 1 cm
5 Air + Tween 80 2% 1,6 cm 6 Air + Tween 80 3% 1 cm 7 Air + Tween 80 4% 1 cm 8 Air + Tween 80 5% 1,3 cm 9 Parafin cair + Spaan 80 1% 0,9 cm 10 Parafin cair + Spaan 80 2% 1 cm 11 Parafin cair + Spaan 80 3% 0,4 cm 12 Parafin cair + Spaan 80 4% 0,9 cm 13 Parafin cair + Spaan 80 5% 1 cm
IV.2 Perhitungan
Diketahui : p parafin = 0,89
p air = 0,997
g = 9,8 m/s2 = 980 cm/s2
D = 1,1 – 1,2 mm
D =
= 1,15 mm
r =
= 0,575 mm = 0,0575 cm
1. Air, dengan h = 1 cm
γ = .r.h.p.g
γ = x 0,0575 x 1 x 0,997 x 980
= 28,09 c.dyne
= 0,2809 dyne
2. Air + tween 1%, dengan h = 1,6 cm
γ = .r.h.p.g
=
= 44,94 c.dyne
= 0,4494 dyne
= 0,4494 dyne
3. Air + tween 2%, dengan h = 1,6 cm
γ = .r.h.p.g
γ = x 0,0575 x 1,6 x 0,997 x 980
=
= 44,94 c.dyne
= 0,4494 dyne
= 0,4494 dyne
4. Air + tween 3%, dengan h = 1,2 cm
γ = .r.h.p.g
γ = x 0,0575 x 1,2 x 0,997 x 980
=
= 33,7 c.dyne
= 0,337 dyne
5. Air + tween 4%, dengan h = 1 cm
γ = .r.h.p.g
γ = x 0,0575 x 1 x 0,997 x 980
= 28,09 c.dyne
= 0,2809 dyne
6. Air + tween 5%, dengan h = 1,3 cm
γ = .r.h.p.g
=
= 36,517 c.dyne
= 0,336517 dyne
7. Parafin cair, dengan h = 1 cm
γ = .r.h.p.g
γ = x 0,0575 x 1 x 0,89 x 980
= x 65,415
= 32,7 c.dyne
= 0,327 dyne
8. Parafin + span 1%, dengan h = 0,9 cm
γ = .r.h.p.g
γ = x 0,0575 x 0.9 x 0,89 x 980
= x 45,136
= 22,56 c.dyne
= 0,2256 dyne
8. Parafin + span 2%, dengan h = 1 cm
γ = .r.h.p.g
γ = x 0,0575 x 1 x 0,89 x 980
= x 65,415
= 32,7 c.dyne
= 0,327 dyne
9. Parafin + span 3%, dengan h = 0,4 cm
γ = x 0,0575 x 0,4 x 0,89 x 980
= x 26,166
= 13,083 c.dyne
= 0,138 dyne
10. Parafin + span 4%, dengan h = 0,9 cm
γ = .r.h.p.g
γ = x 0,0575 x 0.9 x 0,89 x 980
= x 45,136
= 22,56 c.dyne
= 0,2256 dyne
11. Parafin + span 5%, dengan h = 1 cm
γ = .r.h.p.g
γ = x 0,0575 x 1 x 0,89 x 980
= x 65,415
= 32,7 c.dyne
= 0,327 dyne
IV.3 Pembahasan
Cairan mempunyai sifat menyerupai gas dalam hal ini gerakannya yang mengikuti gerakan brown dab daya alirnya.Selain itu cairan juga
menunjukkan adanya tegangan yang merupkan salah satu sifat penting lainnya dari cairan.Bila dua fase dicampurkan maka batas-batas fase tersebut dinamakan antar permukaan.Batas antara zt cair aatu zat padat dengan udara biasanya disebut permukaan saja.Sedangkan batas antara zat cair dengan zat cair lainnya yang tidak bercampur atau antarazat padat dengan zat cair
Tegangan permukaan adalah gaya persatuan panjang yang harus
dikerjakan sejajar permukaan untuk mengimbangi gaya tarikan kedalam pada cairan. Hal tersebut terjadi karena pada permukaan, gaya adhesi (antara cairan dan udara) lebih kecil dari pada gaya kohesi antara molekul cairan sehingga menyebabkan terjadinya gaya kedalam pada permukaan cairan.
Tegangan permukaan merupakan fenomena menarik yang terjadi pada zat cair (fuida) yang berada pada keadaan diam (statis). Tegangan permukaan didefinisikan sebagai gaya F persatuan panjang L yang bekerja tegak lurus pada setiap garis di permukaan fuida.
zat cair dn dapat digunakan untuk bercampur.Smapel yang dignakan adalah minyak wijen, minyak ikan, minyak jarak dan minyak
mineral.Semua sampel memiliki kerapatan jenis yang berbeda-beda sehingga data yang diperoleh untuk menurunkan tegangan permukaan pada sampel.
Adapun cara kerja dari percobaan ini adalah Penentuan tegangan antar permukaan dua zat cair yang tidak tercampur dengan metode pipa kapileryaitu pertama-tama timbang span dan tween masing-masing 1%, 2%, 3%, 4%, 5% dan parafin cair, dimasukkan span dan tween ke dalam masing-masing erlenmeyer, dituang 50 ml parafin cair ke dalam span dan 50 ml air ke dalam tween, dihomogenkan kedua larutan tersebut. Setelah dihomogenkan, pipet masing-masing 20 ml pada campuran larutan
dengan hati-hati dan tuangkan pada cawan petri. Atur posisi cawan
sehingga pipa kapiler berada pada antara permukaan dan tetap berada di tengah-tengah cawan, ditekan ujung pipa kapiler, dan ketika pada dasar cawan lepaskan tangan pada ujung pipa, sehingga larutan dapat terserap oleh pipa kapiler, kemudian catat harga tegangan antar permukaan pada skala dalam dyne/cm dan hitunglah tegangan antar permukaan
Dalam percobaan ini digunakan fase air (air dan Tween 80) dan fase minyak (parafin cair dan span 80), digunakan air karena air cocok untuk melarutkan cairan tween yang dimana tween cairan kental seperti minyak, tetapi cenderung mudah larut dalam pelarut air, sedangkan digunakan parafin cair karena parafin dapat melarutkan span yang umumnya larut dan terdispersi dalam minyak dan pelarut organik, dalam air biasanya tidak larut tetapi terdispersi dan merupakan cairan kental yang tidak dapat larut dalam air
Dari hasil percobaan diperoleh kenaikan tinggi pada air 1 cm dan
tegangan permukaannya adalah 2,8090 dyne/cm, parafin cair 1 cm dan tegangan permukaannya 0,25075 dyne/cm, tween 80 0,5 % dengan tinggi 1,2 cm dan tegangan permukaannya 3,6514 dyne/cm, tween 80 1%
dengan tinggi 1 cm dan tegangan permukaannya 6,08 dyne/cm, tween 80 2% dengan tinggi 1,2 cm dan tegangan permukaannya 36,5148 dyne/cm, tween 80 3% dengan tinggi 1,5 cm dan tegangan permukaannya 45,6435 dyne/cm, tween 80 4% dengan tinggi 1,4 cm dan tegangan permukaannya 42,60 dyne/cm, tween 80 5% dengan tinggi 1,3 cm dan tegangan
permukaannya 39,55 dyne/cm, tween 80 6% dengan tinggi 1,1 cm dan tegangan permukaannya 33,47 dyne/cm, tween 80 7% dengan tinggi 1,2 cm dan tegangan permukaannya 36,5148 dyne/cm, tween 80 8% dengan tinggi 1 cm dan tegangan permukaannya 3,0429 dyne/cm, tween 80 9% dengan tinggi 1,3 cm dan tegangan permukaannya 39,95 dyne/cm, dan tween 80 10% dengan tinggi 1,2 cm dan tegangan
permukaannya 36,51 dyne/cm.
tergantung pada konsentrasi span maupun tween, karena nilai dari tegangan permukaan tidak menentu naik atau turun
Faktor-faktor kesalahan yang mungkin sehingga mempengaruhi hasil yang diperoleh yaitu :
1. Ketidaktepatan jumlah dari medium air maupun minyak
2. Kekeliruan praktikan dalam menentukan kenaikan tinggi dari campuaran tween dan air maupun span dan parafin
3. Ketidaktepatan dalam menentukan tegangan permukaan
BAB V
PENUTUP
V.1 Kesimpulan
Dari percobaan diperoleh hasil, bahwa:
1. Kenaikan tinggi untuk air yaitu 1 cm, sedangkan parafin 1 cm
2. Untuk campuran air dan tween 80 (fase air), kenaikan tingginya adalah dimana pada air + tween 1% 1,6 cm, air + tween 2% 1,6cm, air + tween 3% 1 cm, air + tween 4% 1cm, dan air + tween 5% 1,3 cm
3. Untuk campuran span 80 dan parafin (fase minyak), kenaikan tingginya adalah dimana pada parafin + span1% 0,9 cm, parafin + span 2% 1 cm, parafin + span 3% 0,4 cm, parafin + span 4% 0,9 cm, dan air + tween 5% 1 cm
4. Pada pengukuran tegangan permukaan pada fase air, fase minyak, span 80 + parafin serta tween 80 + air, maka diperoleh nilai tegangan permukaan dari air yaitu 0,2809 dyne, air + tween 1% yaitu 0,4494 dyne, air + tween 2% yaitu 0,4494 dyne, air + tween 3% yaitu 0,337 dyne, air + tween 4% yaitu 0,2809 dyne, dan air + tween 5% yaitu 0,36517 dyne
parafin + span 3% yaitu 0,1308 dyne, parafin + span 4% yaitu 0,2256 dyne, dan parafin + span 5% yaitu 0,327 dyne
V.2 Saran
Untuk Lab : Diharapkan alat-alat di laboratorium dilengkapi, khususnya timbangan, agar praktikum berjalan sesuai jadwal dan mengefesiensikan waktu agar tidak terbuang sia-sia.
Untuk Asisten : Diharapkan asisten tetap semangat dalam membimbing praktikannya
Untuk Praktikan : Sebaiknya praktikan harus memahami prosedur kerja terlebih dahulu sebelum praktikum agar tidak banyak waktu yang sia-sia.
DAFTAR PUSTAKA
Anief, Moh., (1993), “Ilmu Meracik Obat”, UGM Press, Yogyakarta, 129,130.
Anonim. 2013.”Penuntun Farmasi Fisika”. Universitas Muslim Indonesia. Makassar.
Ansel, Howard C., (1985), “Pengantar Bentuk Sediaan Farmasi”, UI Press, Jakarta
Ditjen POM, 1975.”Farmakope Indonesia edisi III”. Departemen Kesehatan RI. Jakarta
Gennaro, A.R. 1990. “Pengetahuan Farmasi Fisika”. Mack Publishing Company, Easton, Pennsylvania.
Kosman, R. dkk. 2006. “Bahan Ajar Farmasi Fisika”. Universitas Muslim Indonesia. Makassar
Lachman, L. dkk. 1986. “Teori Praktis Farmasi Fisika”. Third Edition, Lea and Febiger. Washington Square Philadelphia. USA.
