Upload
anita-anggriani
View
1.248
Download
32
Embed Size (px)
DESCRIPTION
Laporan VISKOSITAS
Citation preview
LAPORAN PRAKTIKUM
FARMASI FISIKA
“VISKOSITAS DAN RHEOLOGI”
Diajukan untuk memenuhi salah satu tugas mata kuliah Praktikum Farmasi fisika
Oleh
Nama : Anita Anggriani
NIM : 31112060
Kelas : F II B
Kelompok : 2
PRODI S1 FARMASI
SEKOLAH TINGGI ILMU KESEHATAN
BAKTI TUNAS HUSADA
TASIKMALAYA
2014
LAPORAN FARMASI FISIKA
Hari/tanggal praktikum : Sabtu, 19 April 2014Pertemuan ke- : VIIJudul : VISKOSITAS DAN RHEOLOGITujuan :
Menerangkan arti viskositas dan rheologi Membedakan cairan newton dan non newton Menggunakan alat-alat penentuan viskositas dan rheologi Menentukan viskositas dan rheologi beberapa cairan
i. Alat dan bahan
Alat :
- Neraca analitis digital
- Bulb
- Gelas kimia 500 ml
- Pipet tetes
- Viskometer Brookfield
- Piknometer
Bahan :
- Air
- Alkohol
- Larutan gula 20%
- Larutan gula 40%
- Larutan gula 60%
- Larutan CMC 2%
- Suspensi campuran CMC 0,1% dengan veegum 2%
ii. Karakteristik
Air (H2O)
BM : 18,02
Pemerian : Cairan jernih ; tidak berwarna ; tidak berbau ; tidak mempunyai rasa
(Farmakope Indonesia ed. III : 96)
Gula (Glukosa)
RE : C6H12O6.H2O
Pemerian : Hablur tidak berwarna, serbuk hablur, atau butiran putih, tidak berbau ,
rasa manis
Kelarutan : Mudah larut dalam air ; sangat mudah larut dalam air mendidih; agak
sukar larut dalam etanol (95%) P mendidih ; sukar larut dalam etanol (95%) P
(Farmakope Indonesia ed. III : 268)
Carboxymethyl cellulose (CMC)
Pemerian : Biasanya putih, tidak berbau, tidak berasa, serbuk granul. Biasanya
higroskopis jika dikeringkan.
Kelarutan : Praktis tidak larut dalam aseton, etanol (95%), eter an toluena. Mudah
terdispersi dalam air pada temperatur tertentu, lsrutan koloidal. Kelarutan air
bervariasi dengan penggantian derajat suhu.
(Handbook of Pharmaceutical Excipients 6th Edition (1) : 120)
iii. Prosedur kerja
A. Penentuan kerapatan / bobot jenis zat cair
B. Penentuan Viskositas dengan viskometer Brookfield
Isi air sampai penuh, rendam pada es hingga
suhu kurang 2o dari suhu percobaan
Tutup piknometer, biarkan pipa kapiler
terbuka
TimbangBiarkan suhu air pada piknometer mencapai
suhu kamar
Timbang piknometer bersih
dan kering
Catat data, hitung Volume (V) dan
Massa jenis (ρ) dari masing-masing
cairan
Gunakan larutan + 300 ml pada beaker
glass
Atur alat viskometer brookfield dengan
menggunakan spindle yang sesuai dengan
larutan
Masukkan cairan dalam beaker glass pada lempeng yang
tersedia dengan spindel yang terendam sampai
Catat nilai RPM yang diperoleh
Atur kecepatan yang diinginkan
iv. Data hasil pengamatan dan perhitungan
A. Penentuan Kerapatan / bobot jenis zat cair
B. Penentuan viskositas dengan viskometer brookfield
RPM Kelompok1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
10 0 cP 4 cP 4 cP 4 cP 4 cP 4 cP 532 cP 532 cP 32 cP 32 cP20 4 cP 6 cP 8 cP 8 cP 16 cP 16 cP 488 cP 488 cP 38 cP 38 cP30 6,67 cP 6,67 cP 12 cP 12 cP 21,3 cP 21,3 cP 461,3 cP 461,3 cP 45,3 cP 45,3 cP50 10,4 cP 10,4 cP 16 cP 16 cP 27,2 cP 27,2 cP 440 cP 440 cP 58,4 cP 58,4 cP60 10,7 cP 11,3 cP 18 cP 18 cP 29,3 cP 29,3 cP 423,3 cP 423,3 cP 63,3 cP 63,3 cP100 14 cP 14,8 cP 22,8 cP 22,8 cP 36 cP 36 cP 372,4 cP 372,4 cP 75,6 cP 75,6 cP
Perhitungan
Penentuan Kerapatan/ Bobot jenis zat cair
1. AirBobot air =(bobot piknometer + air) - bobot piknometer kosong
==
V air = mρ
= 0,998 g /ml
=
Kelompok
Larutan Uji Bobot Jenis
Piket Air 0,998 g/mlPiket Alkohol 0,828 g/ml
1 Larutan Glukosa 20% 1,075 g/ml2 Larutan Glukosa 20% 1,0761 g/ml3 Larutan Glukosa 40% 1,15 g/ml4 Larutan Glukosa 40% 1,215 g/ml5 Larutan Glukosa 60% 1,295 g/ml6 Larutan Glukosa 60% 1,1994 g/ml7 CMC 2% 1,022 g/ml8 CMC 2% g/ml9 CMC 0,1% dengan veegum 2% 1 g/ml
10 CMC 0,1% dengan veegum 2% 1,001 g/ml
2. Larutan glukosa 20%Bobot = (bobot piknometer + Larutan glukosa 20%) - bobot piknometer kosong)
=
=
ρ = mV
= ❑= g/ml
Lakukan percobaan yang sama pada Alkohol, Larutan Glukosa 40%, Larutan Glukosa 60%, CMC 2%, CMC 0,1% dengan veegum 2% .
C. Grafik perbandingan antara viskositas (cP) dengan putaran per menit (RPM)
0 2 4 6 8 10 12 14 160
20406080
100120
f(x) = 0.762830626182382 x + 3.04254037327206R² = 0.943126579029196
f(x) = 6.01930531880317 x − 0.917267406936809R² = 0.880337466672437
Grafik viskositas Larutan gula 20% terhadap RPM
yLinear (y)xLinear (x)
cP
RPM
0 5 10 15 20 250
20406080
100120
f(x) = xR² = 1
f(x) = 4.59841628959276 x − 16.9253393665158R² = 0.931716496807206
Grafik viskositas Larutan Gula 40% terhadap RPM
yLinear (y)xLinear (x)
cP
RPM
v. Pembahasan
Pada praktikum kali ini bertujuan untuk mengetahui viskositas suatu zat cair
yaitu larutan gula dengan varian konssentrasi diantaranya 20% , 40% dan 60% serta
larutan CMC 2% dan suspensi campuran CMC 0,1% dengan Veegum 2%. Digunakan
suatu alat untuk mengukur viskositas yaitu viskometer. Terdapat berbagai macam
0 5 10 15 20 25 30 35 400
20406080
100120
f(x) = xR² = 1
f(x) = 2.66549317910354 x − 14.4404978940089R² = 0.844986248927029
Grafik viskositas Larutan Gula 60% terhadap RPM
yLinear (y)xLinear (x)
cP
RPM
20 30 40 50 60 70 800
20406080
100120
f(x) = xR² = 1
f(x) = 1.93934603787945 x − 56.0399285735195R² = 0.960610654276739
Grafik viskositas CMC 0,1% dengan Veegum 2% terhadap RPM
yLinear (y)xLinear (x)
cP
RPM
350 400 450 500 5500
100200300400500600
f(x) = xR² = 1
f(x) = − 0.579204101305035 x + 307.08020243884R² = 0.937498675747841
Grafik viskositas larutan CMC 2% terhadap RPM
yLinear (y)xLinear (x)
cP
RPM
viskometer tetapi yang digunakan pada kesempatan kali ini adalah viskometer
brookfield yang memiliki prinsip kerja yaitu rotasi dengan mengkombinasikan setting
spindle dan kecepatan putar spindle. Semakin kuat putaran maka semakin tinggi
viskositasnya sehingga hambatannya semakin besar.
Sebelum melakukan penentuan viskositas dengan viskometer, praktikan
menghitung berat jenis terlebih dahulu untuk menyesuaikan dengan data viskometer
sebagai acauan. Semakin besar BJ yang dimiliki suatu zat cair maka nilai
viskositas(η) akan semakin besar karena hambatan untuk mengalir semakin tinggi.
Praktikan mendapat sampel larutan gula 20% dan diperoleh nilai BJ 1,0761 g/ml.
Alkohol memiliki BJ yang lebih kecil daripada air karena sifatnya yang volatil dengan
keberadaan gugus hidroksil pada struktur senyawanya sehingga tidak dapat digunakan
lama pada udara terbuka.
Selanjutnya penentuan dengan viskometer brookfield dengan meletakkan 300
ml sampel pada gelas beaker lalu disimpan diantara lempeng logam sampai batas pada
spindle terendam. Pada saat praktikum digunakan spindle 2 karena larutan yang akan
diuji merupakan larutan yang mengikuti hukum Newton yakni larutan gula 20% yang
viskositasnya tetap, tidak dipengaruhi oleh kecepatan geser dan ditentukan hanya
menggunakan satu titik rate atau shear saja.
Pada hukum aliran viskositas Newton menyatakan geseran dalam viskositas
(fluida) adalah konstan sehubungan dengan gesekannya. Parameter inilah yang
disebut dengan viskositas. Suatu bidang permukaan bawah yang tetap dibatasi oleh
lapisan fluida dengan tebal tertentu, sejajar dengan permukaan atas yang ringan, yang
berarti tidak memberikan beban pada lapisan fluida dibawahnya, maka tidak ada gaya
tekan yang bekerja pada lapidan fluida.
Sebuah spindle yang tlah dimasukkan ke dalam cairan lalu diputar dengan
kecepatan tertentu. Bentuk dari spindle dan kecepatan putarnya inilah yang
menentukan Shear Rate. Besaran yang dihasilkan dari viskometer brookfield adalah
centipoise (cP) dan untuk sampel praktikan memperoleh hasil pada kecepatan putar
10, 20, 30, 50, 60, 100 sebesar 4 cP ; 6 cP ; 6,67 cP ; 10,4 cP ; 11,3cP ; 14,8 cP. Untuk
sampel kelompok 7 dan 8 yaitu menggunakan larutan CMC 2% nilai viskositas yang
dihasilkan menurun dan cukup besar. Hal ini dikarenakan seharusnya untuk larutan
CMC 2% yang merupakan suspending agent digunakan spindle yang lebih besar
nominalnya karena larutan yang digunakan merupakan larutan yang kental sehingga
tidak tepat jika digunakan spindle no 2 dan sebaiknya digunakan spindle no 3. Selain
itu karena CMC 2% merupakan larutan yang mengikuti hukum non newton sehingga
diperlukan berbagai titik rate atau shear rate untuk memperoleh data yang rasional.
Membuat sebuah hasil viskositas dengan metode pengukuran rotational harus
dipenuhi beberapa hal, diantaranya:
a. Jenis Spindle
b. Kecepatan putar Spindle
c. Type Viscometer
d. Suhu sample
e. Shear Rate (bila diketahui)
f. Lama waktu pengukuran (bila jenis samplenya Time Dependent).
Viskositas atau kekentalan merupakan ukuran yang biasa jadi pengujian pada
berbagai sediaan farmasi terutama untuk bentuk sediaan liquid seperti larutan,
suspensi, emulsi dan sebagian semisolid seperti gel, krim, suppositoria, dll. Dalam
suatu keadaan biasanya terdapat disiplin ilmu tertentu yang mengatur mengenai sifat
alir suatu zat yang dikenal sebagai rheologi. Rheologi terlibat dalam pembuatan,
pengemasan atau pemakaian, konsistensi, stabilitas dan ketersediaan hayati sediaan.
Dengan mengetahui nilai viskositas dari masing-masing sampel dapat
diketahui bahwa Viskositas berbanding lurus dengan konsentrasi larutan. Suatu
larutan dengan konsentrasi tinggi akan memiliki viskositas yang tinggi pula, karena
konsentrasi larutan menyatakan banyaknya partikel zat yang terlarut tiap satuan
volume. Semakin banyak partikel yang terlarut, gesekan antar partikel semakin tinggi
dan viskositasnya semakin tinggi pula. Setiap bertambahnya konsentrasi semakin
bertambanhnya viskositas (kekentalan) sehingga grafik yang ditunjukan adalah
kenaikan dari setiap bertambahnya konsentrasi.
Faktor- fator yang mempengaruhi viskositas adalah sebagai berikut:
Tekanan
Viskositas cairan naik dengan naiknya tekanan terutama untuk aliran non newton
yang dipengaruhi suatu gaya maka viskositas akan berubah.
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.
Kehadiran zat lain
Penambahan gula tebu meningkatkan viskositas air. Adanya bahan tambahan
seperti bahan suspensi menaikkan viskositas air. Seperti pada praktikum yang
dilakukan praktikan dengan konsentrasi larutan gula sebesar 20%
Berat molekul
Viskositas naik dengan naiknya berat molekul. Berdasarkan hasil praktikum dapat
dilihat bahwa aliran air dan alkohol cepat, sedangkan aliran larutan gula berbagai
konsentrasi dan juga suspensi CMC maupun campurannya memberikan nilai
viskositas yang tinggi karena laju alirannya lambat dengan banyaknya molekul
yang terdapat dalam sampel.
Kekuatan antar molekul
Viskositas air mauun alkohol naik dengan adanya ikatan hydrogen sehingga
saling berikatan satu sama lain dan laju alir yang cepat sehingga viskositasnya
kecil, berbeda dengan larutan gula dan larutan CMC maupun suspensi
campurannya.
vi. Kesimpulan
Berdasarkan hasil praktikum dapat diperoleh kesimpulan :
Viskositas merupakan suatu cara untuk menyatakan seberapa besar daya tahan
dari aliran yang diberikan oleh suatu cairan dengan disertai disiplin ilmu yang
mengatur mengenai viskositas yaitu rheologi.
Praktikum yang dilakukan menggunakan aliran newton untuk sampel air,
alkohol, larutan gula 20% ; 40% ; 60% dan aliran non newton untuk sampel
CMC 2% dan campuran CMC 0,1% dengan veegum 2%.
Viskometer brookfield digunakan dengan rotasi yang mengkombinasikan
setting spindle dan kecepatan putar spindle. Semakin kuat putaran maka
semakin tinggi viskositasnya sehingga hambatannya semakin besar.
Grafik yang dihasilkan berupa linier untuk sampel air, alkohol, larutan gula
20% ; 40% ; 60% (aliran newton) dan grafik yang menurun untuk sampel
CMC 2% tetapi grafik yang naik tapi agak melengkung untuk sampel
campuran CMC 0,1% dengan veegum 2% (aliran non newton).
vii. Daftar Pustaka
Martin, Alfred . (1990). Farmasi Fisika I. Jakarta : Penerbit Universitas Indonesia
Lachman, Leon. (1994). Teori dan Praktek farmasi Industri. Jakarta : Universitas
Indonesia
Bird, Tony. (1993). Kimia Fisik Untuk Universitas. Jakarta : PT Gramedia
Atkins, P.W. (1994). Kimia Fisika jilid I. Jakarta : Erlangga