BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

A. Larutan

Dalam kimia, larutan adalah campuran homogen yang terdiri dari dua atau

lebih zat. Zat yang jumlahnya lebih sedikit di dalam larutan disebut (zat) terlarut

atau solut, sedangkan zat yang jumlahnya lebih banyak daripada zat-zat lain

dalam larutan disebut pelarut atau solven. Komposisi zat terlarut dan pelarut

dalam larutan dinyatakan dalam konsentrasi larutan, sedangkan proses

pencampuran zat terlarut dan pelarut membentuk larutan disebut pelarutan atau

solvasi.

Contoh larutan yang umum dijumpai adalah padatan yang dilarutkan dalam

cairan, seperti garam atau gula dilarutkan dalam air. Gas juga dapat pula

dilarutkan dalam cairan, misalnya karbon dioksida atau oksigen dalam air. Selain

itu, cairan dapat pula larut dalam cairan lain, sementara gas larut dalam gas lain.

Terdapat pula larutan padat, misalnya aloi (campuran logam) dan mineral tertentu

(Martin, 1990).

B. Tipe Larutan

Tipe larutan yang paling umum kita temui adalah larutan yang terdiri atas

solut yang terlarut dalam zat cair. Larutan yang berbentuk cair dapat dibuat

dengan melarutkan zat padat dalam zat cair (contohnya NaCl dalam air),

melarutkan zat cair dalam zat cair (contohnya etilen-glikol dalam air, larutan anti

beku), atau melarutkan gas dalam zat cair (contohnya CO2 dalam air,

efferfescens).

Selain larutan cair adapula larutan gas seperti atmosfer yang mengelilingi

dunia dan larutan padat. Larutan padat antara lain “alloy” (campuran dari logam-

logam) sebagai contohnya yaitu larutan padat substitusional dan larutan padat

interstisial. Larutan padat substitusional terjadi apabila atom-atom, molekul-

molekul, atau ion-ion dari suatu zat padat mengambil tempat di antara partikel-

partikel zat padat lain di dalam kisi kristalnya. Larutan padat interstisial

3

merupakan tipe lain dan terbentuk karena atom-atom zat padat satu menempati

void-void atau “intertices” yang ada di antara atom-atom kisi zat padat lainnya

(Moechtar, 1989).

C. Konsentrasi

Konsentrasi larutan menyatakan secara kuantitatif komposisi zat terlarut dan

pelarut di dalam larutan. Konsentrasi umumnya dinyatakan dalam perbandingan

jumlah zat terlarut dengan jumlah total zat dalam larutan, atau dalam

perbandingan jumlah zat terlarut dengan jumlah pelarut. Contoh beberapa satuan

konsentrasi adalah molar, molal, dan bagian per juta (part per million, ppm).

Sementara itu, secara kualitatif, komposisi larutan dapat dinyatakan sebagai encer

(berkonsentrasi rendah) atau pekat (berkonsentrasi tinggi).

D. Jenis-Jenis Larutan

Larutan dapat diklasifikasikan misalnya berdasarkan fase zat terlarut dan

pelarutnya. Tabel berikut menunjukkan contoh-contoh larutan berdasarkan fase

komponen-komponennya.

Contoh larutanZat terlarut

Gas Cairan Padatan

Pelarut

Gas

Udara (oksigen

dan gas-gas lain

dalam nitrogen)

Uap air di udara

(kelembapan)

Bau suatu zat padat

yang timbul dari

larutnya molekul

padatan tersebut di

udara

Cairan Air terkarbonasi

(karbon dioksida

dalam air)

Etanol dalam air,

campuran berbagai

hidrokarbon (minyak

bumi)

Sukrosa (gula)

dalam air, natrium

klorida (garam

dapur) dalam air,

amalgam emas

dalam raksa

4

Padatan

Hidrogen larut

dalam logam,

misalnya platina

Air dalam arang aktif ,

uap air dalam kayu

Aloi logam seperti

baja dan duralumin

Berdasarkan kemampuannya menghantarkan listrik, larutan dapat dibedakan

sebagai larutan elektrolit dan larutan non-elektrolit. Larutan elektrolit

mengandung zat elektrolit sehingga dapat menghantarkan listrik, sementara

larutan non-elektrolit tidak dapat menghantarkan listrik.

E. Pelarutan

Ion natrium tersolvasi oleh molekul-molekul air. Molekul komponen-

komponen larutan berinteraksi langsung dalam keadaan tercampur. Pada proses

pelarutan, tarikan antar partikel komponen murni terpecah dan tergantikan dengan

tarikan antara pelarut dengan zat terlarut. Terutama jika pelarut dan zat terlarut

sama-sama polar, akan terbentuk suatu struktur zat pelarut mengelilingi zat

terlarut. Hal ini memungkinkan interaksi antara zat terlarut dan pelarut tetap

stabil.

Bila komponen zat terlarut ditambahkan terus-menerus ke dalam pelarut,

pada suatu titik komponen yang ditambahkan tidak akan dapat larut lagi.

Misalnya, jika zat terlarutnya berupa padatan dan pelarutnya berupa cairan, pada

suatu titik padatan tersebut tidak dapat larut lagi dan terbentuklah endapan.

Jumlah zat terlarut dalam larutan tersebut adalah maksimal, dan larutannya

disebut sebagai larutan jenuh. Titik tercapainya keadaan jenuh larutan sangat

dipengaruhi oleh berbagai faktor lingkungan, seperti suhu, tekanan, dan

kontaminasi. Secara umum, kelarutan suatu zat (yaitu jumlah suatu zat yang dapat

terlarut dalam pelarut tertentu) sebanding terhadap suhu. Hal ini terutama berlaku

pada zat padat, walaupun ada perkecualian. Kelarutan zat cair dalam zat cair

lainnya secara umum kurang peka terhadap suhu daripada kelarutan padatan atau

gas dalam zat cair. Kelarutan gas dalam air umumnya berbanding terbalik

terhadap suhu.

5

F. Larutan Ideal

Bila interaksi antarmolekul komponen-komponen larutan sama besar

dengan interaksi antarmolekul komponen-komponen tersebut pada keadaan

murni, terbentuklah suatu idealisasi yang disebut larutan ideal. Larutan ideal

mematuhi hukum Raoult, yaitu bahwa tekanan uap pelarut (cair) berbanding tepat

lurus dengan fraksi mol pelarut dalam larutan. Larutan yang benar-benar ideal

tidak terdapat di alam, namun beberapa larutan memenuhi hukum Raoult sampai

batas-batas tertentu. Contoh larutan yang dapat dianggap ideal adalah campuran

benzena dan toluena.

Ciri lain larutan ideal adalah bahwa volumenya merupakan penjumlahan

tepat volume komponen-komponen penyusunnya. Pada larutan non-ideal,

penjumlahan volume zat terlarut murni dan pelarut murni tidaklah sama dengan

volume larutan (Martin, 1990).

G. Tekanan Uap Larutan

Suatu larutan terjadi, maka sifat-sifat fisiknya tidak lagi sama dengan sifat

fisik solven atau solutnya, tapi tergantung pada konsentrasi komponen-komponen

yang membentuk campuran tersebut. Satu sifatnya yaitu tekanan uap dari larutan.

Untuk suatu larutan di mana solut, yang tidak mudah menguap dan tidak

terdisosiasi, terlarut dalam solven (berarti solut sendiri mempunyai

kecenderungan sedikit sekali untuk berdisosiasi atau lepas dari larutan dan

memasuki fase gas), maka tekanan uapnya hanya ditimbulkan oleh solven larutan.

Tekanan uap tersebut diberikan oleh hukum Raoult, yang menyatakan bahwa

tekanan uap dari larutan pada temperatur tertentu sama dengan fraksi molar dari

solven dalam fase cair dikalikan dengan tekanan uap dari solven murni pada

temperatur yang sama atau

Plarutan = Xsolven P°solven

Suatu larutan yang mengandung 95 mol % air dan 5 mol % solut yang tidak

menguap seperti gula, akan mempunyai suatu tekanan uap hanya 95% dari

tekanan uap murni air. Kalau dinyatakan secara kualitatif, maka tekanan uap dari

larutan diturunkan oleh penambahan solut yang tidak mudah menguap.

6

Besarnya tekanan uap keseimbangan ditentukan oleh kecepatan penguapan

dari permukaan zat cair. Jika kecepatannya tinggi, molekul dalam konsentrasi

besar harus ada dalam uap pada keadaan setimbang sedemikian rupa hingga

kecepatan kembalinya ke dalam zat cair juga tinggi. Sebaliknya jika kecepatan

penguapan rendah, maka konsentrasi molekul juga rendah dalam fase uap. Karena

kecepatan penguapan dari larutan lebih rendah daripada solven murni. Oleh

karena itu, tekanan uap kesetimbangannya lebih rendah untuk larutan daripada

solven murni.

Karena hanya solven yang dapat menguap, maka fraksi molekul pada

permukaan larutan yang dapat meninggalkan zat cair tergantung pada fraksi dari

semua molekul pada permukaan, yaitu molekul-molekul solven, yang merupakan

ratio dari jumlah mol dari partikel-partikel yang ada di permukaan. Ratio ini

merupakan fraksi molar dari solven. Jika larutan terdiri dari 95 mol % solven,

maka kecepatan penguapan dari larutan hanya dilakukan oleh 95% dari solven

sendiri. Karena itu tekanan uap kesetimbangan berkurang menjadi 95% dari

tekanan uap untuk solven murni. Hasil ini sama dengan jika kita peroleh dengan

menggunakan hukum Raoult (Moechtar,1989).

H. Sifat Koligatif Larutan

Sifat larutan tergantung pada jumlah partikel solutnya tetapi tidak

tergantung pada sifat kimiawi solutnya yang dinamakan solut koligatif. Sifat-sifat

koligatif saling berhubungan antara satu sama lain. Termasuk di dalamnya

penurunan tekanan uap, kenaikan titik didih, penurunan titik beku dan tekanan

osmotik. Tekanan osmotik adalah suatu sifat koligatif yang diasosiasikan dengan

kompaktibilitas fisiologik dari larutan-larutan hidung (tetes hidung), mata (tetes

mata) dan parenteral. Karena tekanan osmotik tidak mudah diukur, maka

mengukurnya sering sifat-sifat koligatif lainnya yang ditentukan selama

pembuatan sediaan obat. Dari sifat-sifat tersebut secara tidak langsung tekanan

osmotiknya dapat diperhitungkan.

7

I. Proses Larut

Suatu kelarutan zat itu pasti berbeda-beda dalam bermacam-macam solven.

Misalnya saja minyak dan air pasti tidak dapat bercampur, dan apabila untuk

menghilangkan bercak-bercak minyak dari pakaian harus digunakan solven

seperti naptha. NaCl pun akan larut dalam air tapi tidak dalam minyak tanah.

Semua hal ini terjadi karena apabila suatu zat larut dalam zat lain, maka partikel-

partikel dari solut yang berupa molekul atau ion tersebar/terbagi-bagi dalam

solven dan partikel-pertikel solut tersebut di dalam larutan menempati posisi-

posisi yang dalam keadaan normal ditempati oleh molekul-molekul solven. Dalam

suatu zat cair molekul-molekulnya tersusun sangat dekat dengan molekul

sebelahnya. Kemungkinan suatu partikel solut dapat mengganti tempat suatu

molekul solven tergantung pada gaya tarik-menarik relatif dari molekul-molekul

solven satu sama lain dan kekuatan interaksi dari solut solven. Sebagai contoh, di

dalam suatu larutan yang terbentuk benzena (C6H6) dan karbontetraklorida

(CaCl4), kedua zat tersebut bersifat non polar dan hanya mengalami gaya London

yang relatif lemah. Apabila ini terjadi, kekuatan gaya tarik-menarik antara

molekul-molekul benzena dan antara molekul-molekul karbontetraklorida

besarnya hampir sama dengan gaya tarik-menarik antara molekul benzena dan

molekul karbontetraklorida. Dengan alasan ini, molekul benzena dapat mengganti

tempat molekul CCl4 dalam larutan dengan mudah. Sebagai akibatnya kedua zat

tersebut campur sempurna atau larut dalam semua perbandingan (Moechtar,1989).

Apabila dua zat yang bersifat polar seperti etanol dan air dicampurkan,

maka gaya tarik-menarik solut-solut sebanding dengan gaya tarik-menarik solven-

solven dan di mana molekul-molekul solut dan molekul-molekul solven

berinteraksi dengan kuat satu sama lain. Dengan hal ini dapat dilihat bahwa

partikel-partikel solut dapat cepat menduduki partikel-partikel solven sehingga air

dan etanol dapat bercampur.

Apabila suatu zat padat larut dalam zat cair, beberapa faktor harus

diperhatikan. Di dalam zat padat molekul-molekul atau ion-ion tersusun dalam

pola yang sangat teratur dan gaya tarik-menariknya maksimum. Agar partikel-

partikel solut dapat masuk ke dalam larutan, gaya tarik-menarik solut-solven

8

harus cukup besar untuk dapat mengatasi gaya tarik-menarik yang menahan

partikel-partikel zat padat tetap di tempat. Di dalam kristal-kristal molekular gaya

tarik-menarik ini relatif lemah, berupa tipe dipol-pol atau tipe gaya London yang

agak mudak diatasi. Zat-zat yang kristalnya didukung oleh gaya London, akan

melarut cukup besar dalam solven yang polar dengan alasan yang sama dengan

keadaan bahwa zat cair yang non polar tidak larut dalam solven yang polar.

Molekul-molekul solven yang polar saling tarik-menarik sedemikian kuat

sehingga tidak dapat diganti tempatnya oleh molekul-molekul yang hanya

mempunyai gaya tarik-menarik yang lemah. Sebagai contoh, iodin padat yang

tersusun dari molekul-molekul I2 yang non polar, larut cukup besar dalam CCl4

(memberi warna larutan violet yang bagus), tapi hanya sedikit larut dalam air (di

mana ia menghasilkan larutan kuning coklat pucat).

Di sini dapat dikatakan bahwa solut yang sangat polar dan zat padat ionik

tidak larut dalam solven yang non polar. Interaksi solut-solven yang lemah,

dibanding dengan gaya tarik-menarik antara partikel-partikel solut, tidak cukup

kuat untuk memecah kisi.

J. Panas Pelarutan

Proses larut hampir selalu terjadi baik dengan mengadsorbsi energi atau

dengan melepaskan energi. Sebagai contoh, jika kalium iodida dilarutkan dalam

air maka campurannya akan menjadi dingin yang menunjukkan bahwa proses

larutnya kalium iodida bersifat endotermik. Sebaliknya, jika litium klorida

dilarutkan dalam air maka campurannya akan menjadi panas yang menunjukkan

bahwa proses larutnya bersifat eksotermik. Jumlah energi yang diabsorbsi atau

dilepaskan apabila suat zat memasuki larutan dinamakan panas pelarutan dan

dinyatakan dengan symbol ∆Hpelarutan. Seperti halnya definisi dari panas penguapan

dan panas peleburan, panas pelarutan menyatakan suatu selisih antara energi yang

dimiliki oleh larutan sesudah dia terbentuk dengan energi dari komponen-

komponen larutan tersebut sebelum mereka dicampurkan, dinyatakan dengan

persamaan :

∆Hpelarutan = Hlarutan – Hkomponen

9

Baik Hpelarutan maupun Hkomponen tidak dapat diukur, tapi selisihnya, yaitu H

pelarutan dapat diukur. Apabila energi dilepaskan selama proses larut, maka larutan

yang dihasilkan akan mempunyai energi lebih kecil daripada komponen-

komponen pembuatnya. Selisihnya yang dinyatakan sebagai ∆Hpelarutan merupakan

bilangan negatif. Sebaliknya, proses larut endotermik (mengadsorbsi energi) akan

mempunyai Hpelarutan positif (Moechtar,1989).

K. Kelarutan

Kelarutan didefinisikan dalam besaran kuantitatif sebagai konsentrasi zat

terlarut dalam larutan jenuh pada temperatur tertentu, dan secara kualitatif

didefinisikan sebagai interaksi spontan dari dua atau lebih zat untuk membentuk

dispersi molekuler homogen.

Kelarutan suatu senyawa bergantung pada sifat fisika dan kimia zat terlarut

dan pelarut, juga bergantung pada faktor temperatur, tekanan, pH larutan dan

untuk jumlah yang lebih kecil, bergantung pada hal terbaginya zat terlarut.

Kelarutan obat dapat dinyatakan dalam beberapa cara. Menurut U.S Pharmacopeia

dan National Formulary, kelarutan obat adalah jumlah ml pelarut di mana akan

larut dalam 1 gram zat terlarut. Kelarutan dinyatakan dalam jumlah maksimum zat

terlarut yang larut dalam suatu pelarut pada kesetimbangan. Larutan hasil disebut

larutan jenuh. Zat-zat tertentu dapat larut dengan perbandingan apapun terhadap

suatu pelarut. Contohnya adalah etanol di dalam air. Pelarut umumnya merupakan

suatu cairan yang dapat berupa zat murni ataupun campuran. Zat yang terlarut,

dapat berupa gas, cairan lain, atau padat. Kelarutan bervariasi dari selalu larut

seperti etanol dalam air, hingga sulit terlarut, seperti perak klorida dalam air.

Istilah “tak larut” (insoluble) sering diterapkan pada senyawa yang sulit larut,

walaupun sebenarnya hanya ada sangat sedikit kasus yang benar-benar tidak ada

bahan yang terlarut. Dalam beberapa kondisi, titik kesetimbangan kelarutan dapat

dilampaui untuk menghasilkan suatu larutan yang disebut lewat jenuh

(supersaturated) yang menstabil (Martin,1990).

10

L. Prinsip Umum

Larutan jenuh adalah suatu larutan di mana zat terlarut berada dalam

kesetimbangan dengan fase padat (zat terlarut).

Larutan tidak jenuh atau hampir jenuh  adalah suatu larutan yang

mengandung zat terlarut dalam konsentrasi di bawah konsentrasi yang

dibutuhkan untuk penjenuhan sempurna pada temperatur tertentu.

Larutan lewat jenuh adalah suatu larutan yang mengandung zat terlarut

dalam konsentrasi lebih banyak daripada yang seharusnya ada pada

temperatur tertentu, terdapat juga zat terlarut yang tidak larut.

M. Interaksi Pelarut-Zat Terlarut

Ahli farmasi mengetahui bahwa air adalah pelarut yang baik untuk garam,

gula dan senyawa sejenis, sedang minyak mineral dan benzena biasanya hanya

sedikit larut dalam air. Penemuan empiris ini disimpulkan dalam pernyataan : like

dissolves like.

PELARUT POLAR. Kelarutan obat sebagian besar disebabkan oleh

polaritas dari pelarut, yaitu oleh dipol momennya. Pelarut polar melarutkan zat

terlarut ionik dan zat polar lain. Sesuai dengan itu, air bercampur dengan alkohol

dalam segala perbandingan dan melarutkan gula dan senyawa polihidroksi yang

lain. Hilderband telah membuktikan bahwa pertimbangan tentang dipol momen

saja tidak cukup untuk menerangkan kelarutan zat polar dalam air. Kemampuan

zat terlarut membentuk ikatan hidrogen lebih merupakan faktor yang jauh lebih

berpengaruh dibandingkan dengan polaritas yang direfleksikan dalam dipol

momen yang tinggi.

Air melarutkan fenol, alkohol, aldehid, keton, amina dan senyawa lain yang

mengandung oksigen dan nitrogen, yang dapat membentuk ikatan hidrogen dalam

air. Kelarutan zat bergantung pada gambaran stuktur seperti perbandingan gugus

polar terhadap gugus nonpolar dari molekul. Apabila panjang rantai nonpolar dari

alkohol alifatik bertambah, kelarutan senyawa tersebut dalam air akan berkurang.

Rantai lurus alkohol monohidroksi, aldehida, keton dan asam yang mengandung

lebih dari 4 atau 5 karbon, tidak dapat memasuki struktur ikatan hidrogen dari air

11

dan oleh karena itu propilena glikol, gliserin, dan asam tartrat, kelarutan dalam

air naik banyak. Percabangan pada rantai mengurangi efek nonpolar dan

menyebabkan kenaikan kelarutan dalam air. Pelarut polar seperti air bertindak

sebagai pelarut menurut mekanisme di bawah ini :

Disebabkan karena tingginya tetapan dielektrik yaitu sekitar 80 untuk air,

pelarut polar mengurangi gaya tarik-menarik antara ion dalam kristal yang

bermuatan berlawanan seperti natrium klorida. Kloroform mempunyai

tetapan dielektrik 5 dan benzena sekitar 1 atau 2, oleh karena itu senyawa

ionis praktis tidak larut dalam pelarut ini.

Pelarut polar memecahkan ikatan kovalen dari elektrolit kuat dengan reaksi

asam basa karena pelarut ini amfiprotik. Sebagai contoh, air menyebabkan

ionisasi HCL sebagai berikut :

HCL + H2O H3O + Cl-

Asam organik lemah kelihatannya tidak akan terionisasi oleh air, di sini

dikenal dengan istilah kelarutan parsial, sebagai pengganti pembentukan ion

hidrogen dengan air. Tetapi fenol dan asam karboksilat mudah larut dalam

larutan basa kuat.

O

R C OH + H2O dapat diabaikan

O O

R C OH + NaOH R C O-Na

Akhirnya pelarut polar mampu mengsolvasi molekul dan ion dengan adanya

gaya interaksi dipol, terutama pembentukan ion hidrogen, yang

menyebabkan kelarutan dari senyawa tersebut. Zat terlarut harus bersifat

polar karena seringkali harus bersaing untuk mendapatkan tempat dalam

struktur pelarut apabila ikatan dalam molekul pelarut tersebut telah

berasosiasi.

12

PELARUT NONPOLAR. Aksi pelarut dari cairan nonpolar, seperti

hidrokarbon, berbeda dengan zat polar. Pelarut nonpolar tidak dapat mengurangi

gaya tarik-menarik antara ion-ion elektrolit kuat dan lemah, karena tetapan

dielektrik pelarut yang rendah. Pelarut juga tidak dapat memecahkan ikatan

kovalen dan elektrolit yang berionisasi lemah karena pelarut non polar termasuk

dalam golongan pelarut aprotik, dan tidak dapat memnbentuk jembatan hidrogen

dengan nonelektrolit. Pelarut aprotik adalah seperti hidrokarbon, tidak menerima

juga tidak memberi proton dan dalam keadaan ini menjadi netral, sehingga

berguna untuk mempelajari reaksi asam basa yang bebas dari pengaruh pelarut.

Oleh karena itu zat terlarut ionik dan polar tidak larut atau hanya dapat larut

sedikit dalam pelarut non polar.

Tetapi senyawa nonpolar dapat melarutkan zat terlarut nonpolar dengan

tekanan dalam yang sama melalui interaksi dipol induksi. Molekul zat terlarut

tetap berada dalam larutan dengan adanya sejenis gaya Van Deer Waals - London

yang lemah. Maka, minyak dan lemak larut dalam karbon tetraklorida, benzena

dan minyak mineral. Alkaloida basa dan asam lemak larut dalam pelarut nonpolar.

PELARUT SEMIPOLAR. Pelarut semipolar seperti keton dan alkohol dapat

menginduksi suatu derajat polaritas tertentu dalam molekul pelarut nonpolar,

sehingga menjadi dapat larut dalam alkohol, contohnya benzena yang mudah

dapat dipolarisasikan. Kenyataannya, senyawa semipolar dapat bertindak sebagai

pelarut perantara yang dapat menyebabkan bercampurnya cairan polar dan

nonpolar. Sesuai dengan itu, aseton menaikkan kelarutan eter dalam air.

Peribahasa sederhana like dissolves like sekarang dapat disusun kembali

dengan menyatakan bahwa kelarutan suatu zat pada umumnya dapat diperkirakan

hanya dalam cara kualitatif, setelah mempertimbangkan hal-hal seperti polaritas,

tetapan dielektrik, asosiasi, solvasi, tekanan dalam, reaksi asam-basa, dan faktor-

faktor lainnya. Singkatnya, kelarutan bergantung pada pengaruh kimia, listrik,

stuktur yang menyebabkan interaksi timbal balik antara zat terlarut dan pelarut

(Martin,1990).

13

N. Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Kelarutan

Sifat dari solut dan solven

Solut yang polar akan larut dalam solven yang polar pula. Misalnya garam-

garam anorganik larut dalam air. Solut yang nonpolar larut dalam solven

yang nonpolar pula. Misalnya alkaloid basa (umumnya senyawa organik)

larut dalam kloroform.

Kosolvensi

Kosolvensi adalah peristiwa kenaikan kelarutan suatu zat karena adanya

penambahan pelarut lain atau modifikasi pelarut. Misalnya luminal tidak

larut dalam air, tetapi larut dalam campuran air dan gliserin atau solutio

petit.

Kelarutan

Zat yang mudah larut memerlukan sedikit pelarut, sedangkan zat yang sukar

larut memerlukan banyak pelarut. Kelarutan zat anorganik yang digunakan

dalam farmasi umumnya adalah :

Dapat larut dalam air : Semua garam klorida larut, kecuali AgCl,

PbCl2, Hg2Cl2. Semua garam nitrat larut kecuali nitrat basa. Semua

garam sulfat larut kecuali BaSO4, PbSO4, CaSO4.

Tidak larut dalam air : Semua garam karbonat tidak larut kecuali

K2CO3, Na2CO3. Semua oksida dan hidroksida tidak larut kecuali

KOH, NaOH, BaO, Ba(OH)2, semua garam fosfat tidak larut kecuali

K3PO4, Na3PO3.

Temperatur

Zat padat umumnya bertambah larut bila suhunya dinaikkan, zat padat

tersebut dikatakan bersifat endoterm, karena pada proses kelarutannya

membutuhkan panas. Beberapa zat yang lain justru kenaikan temperatur

menyebabkan tidak larut, zat tersebut dikatakan bersifat eksoterm, karena

pada proses kelarutannya menghasilkan panas.

Beberapa sediaan farmasi tidak boleh dipanaskan, misalnya :

Zat-zat yang atsiri, contohnya : etanol dan minyak atsiri.

Zat yang terurai, misalnya : natrium karbonas.

14

Saturatio

Senyawa-senyawa kalsium, misalnya : aqua calsis.

Salting Out

Salting Out adalah peristiwa adanya zat terlarut tertentu yang mempunyai

kelarutan lebih besar dibanding zat utama, akan menyebabkan penurunan

kelarutan zat utama atau terbentuknya endapan karena ada reaksi kimia.

Contohnya : kelarutan minyak atsiri dalam air akan turun bila ke dalam air

tersebut ditambahkan larutan NaCl jenuh.

Salting In

Salting in adalah adanya zat terlarut tertentu yang menyebabkan kelarutan

zat utama dalam solven menjadi lebih besar. Contohnya : riboflavin tidak

larut dalam air tetapi larut dalam larutan yang mengandung nicotinamida.

Pembentukan Kompleks

Pembentukan kompleks adalah peristiwa terjadinya interaksi antara senyawa

tak larut dengan zat yang larut dengan membentuk garam kompleks.

Contohnya : iodium larut dalam larutan KI atau NaI jenuh.

Kecepatan Kelarutan

Kecepatan kelarutan dipengaruhi oleh :

Ukuran partikel : makin halus solut, makin kecil ukuran partikel;

makin luas permukaan solut yang kontak dengan solven, solut makin

cepat larut.

Suhu : umumnya kenaikan suhu menambah kenaikan kelarutan solut.

Pengadukan (Martin, 1990).

O. Kelarutan Cairan dalam Cairan

Sering kali satu atau lebih cairan dicampurkan bersama-sama dalam

pembuatan larutan farmasetik. Sebagai contoh, alkohol ditambahkan dalam air

membentuk larutan hidroalkohol dengan berbagai konsentrasi; minyak menguap

dicampur dengan air membentuk larutan encer yang dikenal dengan air beraroma;

minyak menguap ditambahkan ke dalam alkohol untuk mendapatkan spirit dan

15

eliksir; eter dan alkohol digabungkan dalam “collodion”; dan berbagai minyak

tetap (fixed oil) dicampur menjadi lotion, spray dan minyak obat.

P. Kelarutan Zat Padat dalam Cairan

Sistem padatan dalam cairan termasuk salah satu yang paling sering ditemui

dan mungkin merupakan tipe larutan farmasetik yang paling penting. Kelarutan

padatan dalam cairan tidak dapat diramalkan dengan cara yang sangat

memuaskan, kecuali mungkin untuk larutan ideal, karena faktor-faktor rumit yang

harus dipertimbangkan. Larutan farmasetik terdiri dari berbagai variasi zat terlarut

dan pelarut (Martin,1990).

Q. Kelarutan dan Temperatur

Kelarutan suatu zat didefinisikan sebagai jumlah solut yang dibutuhkan

untuk menghasilkan suatu larutan jenuh dalam sejumlah tertentu solven. Pada

suatu temperatur tertentu suatu larutan jenuh yang bercampur dengan solut yang

tidak terlarut merupakan contoh lain dari keadaan kesetimbangan dinamik.

Partikel-partikel dari solut secara tetap bergerak melalui larutan dan pada waktu

yang bersamaan partikel-partikel solut yang telah berada dalam larutan secara

kontinu bertabrakan dengan dan melekat pada solut yang tak terlarut. Meskipun

hal ini ditunjukkan kesetimbangan tersebut unttuk zat padat yang larut dalam zat

cair, konsep yang sama dapat diterapkan pada setiap tipe larutan, kecuali gas

karena semua gas dapat bercampur sempurna.

Karena suatu larutan jenuh yang berhubungan dengan kelebihan solut

membentuk kesetimbangan dinamik, maka apabila sistem tersebut diganggu, efek

gangguan tersebut dapat diramalkan berdasarkan kaidah Le Chatelier. Perubahan

temperatur merupakan salah satu gangguan. Kita tahu bahwa kenaikan temperatur

dapat menyebabkan posisi kesetimbangan bergeser ke arah yang akan

mengadsorbsi panas. Karena, kalau solut tambahan yang ingin melarut dalam

larutan jenuh harus mengadsorbsi energi, maka kelarutan zat tersebut akan

bertambah jika temperatur dinaikkan. Sebaliknya, jika solut tambahan yang

16

dimasukkan ke dalam larutan jenuh menimbulkan proses eksotermik, maka solut

akan menjadi kurang larut jika temperatur dinaikkan.

Pada umumnya, kelarutan kebanyakan zat padat dan zat cair dalam solven

cair bertambah dengan naiknya temperatur. Untuk gas dalam zat cair, kelakuan

yang sebaliknya terjadi. Proses larut untuk gas dalam zat cair hampir selalu

bersifat eksotermik, sebab partikel-partikel solut telah terpisah satu sama lain dan

efek panas yang dominan akan timbul akibat solvasi yang terjadi apabila gas larut.

Kaidah Le Chatelier meramalkan bahwa kenaikan temperatur akan

mengakibatkan perubahan endotermik, yang untuk gas terjadi apabila ia

meninggalkan larutan. Oleh karena itu, gas-gas menjadi kurang larut jika

temperatur zat cair di mana gas dilarutkan menjadi lebih tinggi. Sebagai contoh,

mendidihkan air. Gelembung-gelembung kecil tampak pada permukaan panci

sebelum pendidihan terjadi. Gelembung-gelembung tersebut mengandung udara

yang diusir dari larutan jika air menjadi panas. Kita juga menggunakan kelakuan

kelarutan gas yang umum ini apabila kita menyimpan botol yang berisi minuman

yang menahan CO2 yang terlarut lebih lama apabila tetap dijaga tetap dingin,

sebab CO2 lebih larut pada temperatur-temperatur rendah. lain contoh dari

phenomenon ini adalah gas-gas yang terlarut dalam air mengalir dalam telaga-

telaga dan dalam sungai-sungai. Kadar oksigen yang terlarut, yang merupakan

keharusan bagi kehidupan marine, berkurang dalam bulan-bulan di musim panas,

dibanding dengan kadar oksigen selama musim dingin (Moechtar,1989).

R. Pengaruh Tekanan Pada Kelarutan

Pada umumnya, tekanan mempunyai efek sangat kecil terhadap kelarutan

zat cair atau zat padat dalam solven zat cair. Tapi, kelarutan gas selalu bertambah

dengan bertambahnya tekanan. Minuman yang diberi CO2 (effefescens) misalnya,

ia dimasukkan ke dalam botol di bawah tekanan untuk meyakinkan adanya CO2

dalam konsentrasi yang tinggi. Sekali botol dibuka, minuman tersebut dengan

cepat akan kehilangan gas-gas CO2nya, kecuali kalau ditutup kembali.

Bayangkan apabila suatu zat cair dijenuhi dengan solut dan larutan yang

berhubungan dengan gas pada beberapa tekanan tertentu. Di sini didapatkan

17

kesetimbangan di mana molekul-molekul solut meninggalkan larutan dan

memasuki fase uap dengan kecepatan yang sama dengan kecepatan molekul gas

yang memasuki larutan. Kecepatan molekul memasuki larutan tergantung dari

jumlah tabrakan per detik yang dialami gas dengan permukaan zat cair dan

demikian pula kecepatan molekul solut yang meninggalkan larutan tergantung

dari konsentrasinya. Apabila kita tambah tekanan gasnya, molekul-molekulnya

akan lebih didekatkan satu sama lain dalam jumlah tabrakan per detik antara

molekul-molekul gas dengan permukaan zat cair lebih besar. Jika hal ini terjadi,

kecepatan molekul solut (gas) memasuki larutan juga menjadi lebih besar, tidak

sebanding dengan kecepatannya meninggalkan air. sebagai hasilnya konsentrasi

dari molekul solut dalam larutan naik sampai kecepatannya memasuki larutan.

Hubungan kelarutan gas dengan tekanan juga dapat diterangkan dengan

menggunakan kaidah Le Chatelier. Kita dapat menyatakan kesetimbangannya

dengan persamaan sebagai berikut :

Solut (g) + solven (c) larutan (c)

Menurut kaidah Le Chatelier, suatu kenaikan tekanan pada sistem tersebut

pada keadaan kesetimbangannya menyebabkan posisi kesetimbangannya

menggeser ke arah yang menyebabkan penurunan tekanan. Jika reaksi

berlangsung kanan maka lebih banyak solut gas yang larut, jumlah solut dalam

fase gas akan berkurang. Suatu pengurangan jumlah mol gas yang menyebabkan

penurunan tekanan. Jadi suatu penambahan tekanan dari luar akan menyebabkan

kenaikan kelarutan gas, dan proses inilah yang menyebabkan tekanan turun ke

arah harga semula.

Secara kuantitatif, pengaruh tekanan pada kelarutan gas diberikan oleh

hukum Henry, yang menyatakan bahwa konsentrasi solut (gas) dalam larutan Cg,

adalah berbanding lurus dengan tekanan parsiil dari gas yang berada di atas

larutan, yaitu :

Cg = KgPg

Dimana Kg adalah tetapan hukum Henry. Hubungan ini memungkinkan kita

menghitung kelarutan gas pada tekanan tertentu, asal kita tahu kelarutannya

beberapa pada tekanan lain (Moechtar,1989).

18