LAPORAN PRAKTIKUM LAPORAN PRAKTIKUM
FISIKA FARMASI FISIKA FARMASI
PENENTUAN VISKOSITAS LARUTAN NEWTON PENENTUAN VISKOSITAS LARUTAN NEWTON
DENGAN VISKOMETER OSTWALD DENGAN VISKOMETER OSTWALD
Disusun Oleh : Disusun Oleh : Nama
Nama : Imas Rilo Pambudi: Imas Rilo Pambudi No. Mahasiswa
No. Mahasiswa : 11.0169: 11.0169 Tgl
Tgl Praktikum Praktikum : : 7 7 November November 20122012 Hari
Hari : : JumatJumat
Dosen Pembimbing : Paulina Maya O., S.Farm., Apt.
Dosen Pembimbing : Paulina Maya O., S.Farm., Apt.
LABORATORIUM FISIKA FARMASI LABORATORIUM FISIKA FARMASI AKADEMI FARMASI THERESIANA AKADEMI FARMASI THERESIANA
SEMARANG SEMARANG
2012
2012
PENENTUAN VISKOSITAS LARUTAN NEWTON PENENTUAN VISKOSITAS LARUTAN NEWTON
DENGAN VISKOMETER OSTWALD DENGAN VISKOMETER OSTWALD
I.
I. TUJUANTUJUAN
-- Mahasiswa mampu mempelajari cara penentuan viskositas larutanMahasiswa mampu mempelajari cara penentuan viskositas larutan Newton dengan Viskometer Ostwald.
Newton dengan Viskometer Ostwald.
-- Mahasiswa mampu memahami pengaruh kadar larutan terhadapMahasiswa mampu memahami pengaruh kadar larutan terhadap viskositas larutan.
viskositas larutan.
II.
II. DASAR TEORIDASAR TEORI
Viskositas adalah suatu pernyataan
Viskositas adalah suatu pernyataan “tahanan untuk mengalir” dari“tahanan untuk mengalir” dari suatu sistem yang mendapat suatu tekanan. Makin kental suatu cairan suatu sistem yang mendapat suatu tekanan. Makin kental suatu cairan makin besar gaya yang dibutuhkan untuk membuatnya mengalir pada makin besar gaya yang dibutuhkan untuk membuatnya mengalir pada kecepatan tertentu (Moechtar, 1989).
kecepatan tertentu (Moechtar, 1989).
Rheologi berasal dari bahasa Yunani yaitu rheo dan logos. Rheo Rheologi berasal dari bahasa Yunani yaitu rheo dan logos. Rheo berarti
berarti mengalir, mengalir, dan dan logos logos berarti berarti ilmu. ilmu. Sehingga Sehingga rheologi rheologi adalah adalah ilmuilmu yang mempelajari tentang aliran zat cair dan deformasi zat padat. Rheologi yang mempelajari tentang aliran zat cair dan deformasi zat padat. Rheologi erat kaitannya dengan viskositas. Viskositas merupakan suatu pernyataan erat kaitannya dengan viskositas. Viskositas merupakan suatu pernyataan tahanan dari suatu cairan untuk mengalir; semakin tinggi viskositas, tahanan dari suatu cairan untuk mengalir; semakin tinggi viskositas, semakin besar tahanannya untuk mengalir. Viskositas dinyatakan dalam semakin besar tahanannya untuk mengalir. Viskositas dinyatakan dalam simbol η
simbol η (Martin, 1993). (Martin, 1993).
Dalam bidang farmasi, prinsip-prinsip rheologi diaplikasikan dalam Dalam bidang farmasi, prinsip-prinsip rheologi diaplikasikan dalam pembuatan krim,
pembuatan krim, suspensi, emulssuspensi, emulsi, losii, losion, pasta, on, pasta, penyalut penyalut tablet, tablet, dan laidan lain-n- lain. Selain itu, prinsip rheologi digunakan juga untuk karakterisasi produk lain. Selain itu, prinsip rheologi digunakan juga untuk karakterisasi produk sediaan farmasi (dosage form) sebagai penjaminan kualitas yang sama sediaan farmasi (dosage form) sebagai penjaminan kualitas yang sama untuk setiap batch. Rheologi juga meliputi pencampuran aliran dari bahan, untuk setiap batch. Rheologi juga meliputi pencampuran aliran dari bahan, penuangan,
penuangan, pengeluaran pengeluaran dari dari tube, tube, atau atau pelewatan pelewatan dari dari jarum jarum suntik.suntik.
Rheologi dari suatu zat tertentu dapat mempengaruhi penerimaan obat bagi Rheologi dari suatu zat tertentu dapat mempengaruhi penerimaan obat bagi pasien,
pasien, stabilitas stabilitas fisika fisika obat, obat, bahkan bahkan ketersediaan ketersediaan hayati hayati dalam dalam tubuhtubuh
(bioavailability). Sehingga viskositas telah terbukti dapat mempengaruhi laju absorbsi obat dalam tubuh (Martin, 1993).
Sifat reologi dari sistem farmasi dapat mempengaruhi pemilihan peralatan untuk prosessing yang digunakan dalam pembutannya. Pemilihan alat yang tidak tepat dapat menghasilkan produk yang tidak dikehendaki,setidak tidaknya yang menyangkut sifat alirnya.
Diklasifikasikan menurut tipe alir dan deformasinya pada umumnya zat dibagi menjadi 2 kategori yaitu sistem Newton dan sistem bukan Newton di antaranya “Time independent” pseudoplastik, plastik dan dilatan. “Time Dependent” tiksotropi, reopeksi, anti tiksotropi dan anti reopeksi.
Pemilihannya tergantung pada sifat alir yang sesuai dengan hukum alir Newton atau tidak (Moectar, 1989).
Pada cairan Newton hubungan antara “shearing rate” dan “shearing stress” memiliki hubungan linier, dengan suatu tetapan yang dikenal dengan viskositas atau koefisien viskositas. Namun demikian pada cairan newton kedua besaran tersebut tidak mempunyai hubungan linier, dengan perkataan lain viskositasnya akan berubah-ubah tergantung dari besar tekanan yang diberikan. Disamping itu beberapa tipe zat cair jika tekanan tersebut dihentikan viskositas cairan tidak segera kembali ke keadaan semula. Dalam hal yang demikian, maka penetuan viskositas kurang sekali mnfaatnya, sedangkan penentuan sifat alir justru banyak bermanfaat (Martin, 1993).
Penggolongan bahan menurut tipe alirnya dan deformasi yaitu sistem Newton dan Non Newton. Pemilihan tergantung pada sifat alirnya, apakah sesuai dengan hukum aliran dari Newton atau tidak. Newton adalah orang yang pertama mempelajari sifat-sifat aliran dari cairan secara kualitatif. Dia menemukan bahwa semakin besar viskositasnya suatu cairan akan makin besar pula gaya per satuan luas (shearing stress).
a. Sistem Newton (kekentalan ideal)
Kekentalan ideal memiliki suatu koefisien viskositas konstan yang tidak tergantung dari jumlah absolut tegangan geser.
b. Sistem Non Newton (kekentalan struktur)
Kekentalan struktur tergantung pada tegangan geser. Sistem aliran ini meliputidispersi heterogen cairan pada padatan seperti koloid, emulsi, suspensi cair, salep, dan produk serupa. Jika bahan Non Newton dianalisis dalam suatu viskometer putar dan hasilnya diplot, diperoleh berbagai kurva konsistensi yang menggambarkan adanya 3 kelas
cairan yaitu plastis, pseudoplastis dan dilatan.
Suatu cgs viskositas adalah poise, gaya gesek yang diperlukan untuk mendapat hasil kecepatan 1 cm/detik antara 2 bidang paralel dari zat cair yang luas 1 cm2 dan dipisahkan oleh jarak 1 cm (Moechtar, 1990).
Hukum aliran newton diasumsikan sebagai sebuah balok cairan yang terdiri dari lapisan-lapisan molekul paralel bagaikan setumpuk kayu.
Lapisan dasar dianggap menempel pada tempatnya. Jika bidang cairan paling atas bergerak dengan suatu kecepatan konstan, setiap lapisan bawahnya akan bergerak dengan suatu kecepatan konstan, setiap lapisan bawahnya akan bergerak dengan suatu kecepatan yang berbanding lurus dengan jarak dari lapisan dasar yang diam Perbedaan kecepatan (dv) antara dua bidang cairan dipisahkan oleh suatu jarak yang kecil sekali (dr) adalah
“perbedaan kece patan” atau rate of shear, dv/dr. Gaya per satuan luas F’/A
diperlukan untuk menyebabkan aliran, ini yang disebut dengan shearing stress. Newton adalah orang pertama yang mempelajari sifat-sifat aliran dari cairan secara kuantitatif. Dia menemukan bahwa makin besar viskositas suatu cairan, maka makin besar pula gaya per satuan luas (shearing stress) yang diperlukan untuk menghasilkan suatu rate of shear tertentu (Martin, 1993).
Menentukan viskositas cairan Newton dapat digunakan semua alat pengukur viskotitas, misalnya viscometer Oswald, Viscometer Hoppler, Viscometer Brookfield, dan Viscometer Stomer. Dasar penentuan viskositas dengan Viscometr Brookfield adalah “cone and plate” yaitu menggunakan intrumen yang terdiri dari rotating cone dengan sudut tumpul dan flat plate yang lebih rendah dan tidak bergerak. Lempeng dinaikkan sampai puncak
kerucut benar-benar menyentuh permukaan. Cairan diisikan melalui celah segitiga antara cone and plate. Tegangan permukaan mencegahnya dari penyebaran pada plate. Plate dipertahankan sampai temperatur konstan dengan membentuk sirkulasi air. Cone diatur dengan kecepatan yang teratur.
Tarikan kental pada putaran cone mendesak tenaga putaran pada dinamometer dengan gaya gesekan. Sudut yang dibentuk oleh cone and plate biasanya 30dan rata-rata kedalaman celah 2 mm (Martin, 1993).
1. Viskometer Kapiler atau Viskometer Ostwald
Alat ini hanya dapat diguanakan untuk menentukan viskositas cairan Newton, dengan cara mengukur waktu yang dibutuhkan cairan tersebut melintas antara dua tanda, pada waktu ia mengalir karena gravitasi melalui pipa kapiler vertikal. Maka dapat dirumuskan sebagai berikut :
1 1 x t1 1
= , Nilai = = re
2 2 x t2 2
Dimana :
1 = viskositas zat cair 1
2 = viskositas zat cair 2
1 = kerapatan zat cair 1
2 = kerapatan zat cair 2t1 = suhu zat cair 1 (dalam0K) t2 = suhu zat cair 2 (dalam 0K)
re = viskositas relatif dari zat cair yang diselidiki 2. Viskometer Cup and Bob atau Viskometer StormerAlat ini dapat digunakan untuk menentukan viskositas cairan Newton dan cairan Non-Newton. Viskometer ini hendaknya jangan digunakan untuk sistem-sistem yang mempunyai viskositas di bawah 20 cps. Kelemahan dari viskometer ini adalah adanya bermacam-macam
tekanan geser dalam ruang antara bob dan cup. Yang dapat dirumuskan sebagai berikut :
= Kv w v Dimana :
= viskositas zat cairKv = suatu tetapan untuk alat w = beban (gram)
v = kecepatan putaran per menit (rpm) 3. Viskometer Bola Jatuh atau Viskometer Hoeppler
Alat ini juga hanya dapat digunakan untuk menentukan viskositas cairan Newton saja. Dalam viskometer ini, bola gelas atau baja menggelinding melalui tabung gelas yang hampir vertikal berisi zat cair yang diselidiki pada temperatur konstan yang diketahui. Maka dapat dirumuskan sebagai berikut :
= t (Sb – Sf) B Dimana :
= viskositas zat cairt = interval waktu dalam detik untuk bola yang jatuh antara 2 titik
Sb = bobot jenis bola Sf = bobot jenis zat cair
B = suatu tetapan untuk bola tertentu, yang disediakan oleh pabrik pembuatnya.
Bermacam-macam bola gelas dan bola baja dengan diameter yang berbeda-beda, maka alat ini dapat digunakan meliputi jarak viskositas 0,5 sampai 200.000 poise. Agar dapat diperoleh hasil yang baik, bola hendaknya digunakan sedemikian hingga dan tidak kurang dari
30 detik.
4. Viskometer Cone and Plate atau Viskometer Brookfield
Alat ini juga dapat digunakan untuk menentukan viskositas dari cairan Newton dan cairan Non-Newton. Viskometer ini mempunyai beberapa keuntungan, antara lain kecepatan gesernya konstan di semua bagian dari sampel yang mengalami tekanan geser, terjadinya aliran sumbat dapat dihindarkan, dan tidak tergantung lagi pada jari-jari kerucut. Sudut kerucut pada umumnya berkisar antara 0,30 sampai 40, sudut-sudut kecil lebih disukai. Keuntungan yang lain adalah menghemat waktu dalam membersihkan dan mengisinya, dan selama percobaan, temperatur stabil. Dapat ditentukan dengan rumus :
= C T v Dimana :
= viskositas zat cairC = suatu tetapan untuk alat T = pembacaan putaran
v = kecepatan putaran per menit (rpm) (Moechtar, 1990).
III. ALAT DAN BAHAN Alat :
- Bekerglass“Pyrex”
- Gelas Ukur “Pyrex”
- Pipet Volume 5 ml “Pyrex”
- Pipet Filler “Pyrex”
- Piknometer “BrandDuran Germany”
- Batang Pengaduk - Viskometer Ostwald - Klem, Statip
- Neraca Digital “Kern EMB 200-2”
praktikum hanya dilakukan 2 kadar yang berbeda, yakni larutan gula 5% dan 10%. Oleh karena itu, sebagai pembanding diberikan data fiktif yang sesuai dengan yang dibutuhkan. Sehingga dari hasil perhitungan kadar larutan gula dengan regresi linear didapatkan hasil bahwa kadar gula X% sesuai percobaan adalah 3,16 %, padahal sesungguhnya kadar gula X % adalah 7.5 %.
Penyimpangan kadar ini dapat terjadi karena beberapa factor, antara lain dikarenakan kemurnian suatu zat, pengaruh suhu, pengaruh kerapatan zat . Dalam pembuatan larutan gula, ada kemungkinan gula yang digunakan kemurniannya rendah, sehingga tidak dapat dihasilkan larutan gula dengan kadar yang tepat sesuai dengan perhitungan yang dilakukan.
VII. KESIMPULAN
a. Dari hasil praktikum penentuan viskositas larutan Newton dapat diketahui data viskositas larutan sebagai berikut :
No
Nama Larutan
Replikasi ηkelompok : Rata-rata
1 2 3 η
1 Air 0,8904 0,8904 0,8904 0,8904
2 Larutan Gula X% 0,988 1,091 1,130 1,070 3 Larutan Gula 5 % (2) - 1,045 - 1,045 4 Larutan Gula 10 %(3) - - 1,2115 1,2115
5 Alkohol 70% (1) - -
b. Pada perhitungan kadar larutan gula X% dengan menggunakan bantuan data fiktif secara regresi linear didapatkan kadar larutan gula
X% adalah 3,16 %, padahal sesungguhnya kadar gula X % adalah 7.5
%.
c. Hubungan konsentrasi atau kadar suatu larutan dengan viskositas larutan adalah semakin tinggi konsentrasi suatu larutan maka kerapatan jenisnya semakin tinggi dan semakin tinggi pula viskositasnya dan
sebaliknya.
VIII. DAFTAR PUSTAKA
Anonim.1995. Farmakope Indonesia Edisi IV .Jakarta : Departemen Kesehatan Republik Indonesia.
Martin, A. 1993. Farmasi Fisik Edisi III . Jakarta : UI Press
Moechtar. 1990. Farmasi Fisika : Bagian Larutan dan Sistem Dispersi. Jogjakarta : Gajah Mada University Press.
Semarang, 14 Desmber 2012
Dosen Pengampu Praktikan
Paulina Maya O., S.Farm., Apt Imas Rilo Pambudi
