laporan teg permukaan

LAPORAN PRAKTIKUM FARMASI FISIKA(Tegangan Permukaan)

DISUSUN OLEH KELOMPOK A-510060310066 Rivan Azhar Septiana10060313028Sartika Dewi10060313030Vindia Dwi Safitri10060313031Vitananda Tiara Maharani10060313032Fairuz Rifdah P10060313033Yufi Fatihi Muthahar10060313034Firda Wiranti

Tanggal Praktikum : 14 Oktober 2014Tanggal Laporan : 21 Oktober 2014Asisten : Haniva Humanisya, S.Farm

LABORATORIUM FARMASI FISIKAPROGRAM STUDI FARMASIFAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAMUNIVERSITAS ISLAM BANDUNG

I. Tujuan Menerangkan faktor-faktor yang mempengaruhi tegangan permukaan Menggunakan alat-alat untuk penentuan tegangan permukaan Menentukan tegangan permukaan dan tegangan antarmuka zat cair Menentukan harga Konsentrasi Misel Kritik (KMK)

II. Teori DasarTegangan permukaan zat cair adalah gaya persatuan panjang yang harus diberikan sejajar dengan permukaan sehingga mengimbangi keseluruhan tarikan ke dalam. Gaya ini,mempunyai satuan dyne/cm dalam system cgs dan N/m dalam system SI. Istilah tegangan permukaan digunakan untuk tegangan cairan-uap dan tegangan padatan-uap. (Sinko, 2011: 549)Tegangan antarmuka adalah gaya persatuan panjang yang terdapat pada antarmuka dua fase cairan yang tidak dapat bercampur. Tegangan permukaan antarmuka mempunyai satuan dyne/cm. Istilah tegangan antarmuka untuk gaya antara dua cairan,antara dua padatan dan pada antarmuka cairan-padatan.Tegangan antarmuka biasanya lebih kecil daripada tegangan permukaan karena gaya adhesi antara dua fase cairan yang membentuk suatu antarmuka lebih besar daripada antara suatu cairan dan suatu gas. Selain itu,bila dua cairan bercampur dengan sempurna,tidak ada tegangan antarmuka antara kedua cairan tersebut. (Sinko, 2011 : 550)Kohesiadalah gaya tarik menarik antara partikel partikel yang sejenis. Kohesi dipengaruhi oleh kerapatan dan jarak antarpartikel dalam zat. Dengan demikian, gaya kohesi zat padat lebih besar dibandingkan dengan zat cair dan gas. Gaya ini menyebabkan antara zat yang satu dengan yang lain tidak dapat menempel karena molekulnya saling tolak menolak.Gaya kohesi mengakibatkan dua zat bila dicampurkan tidak akan saling melekat. Contoh peristiwa kohesi adalah : Tidak bercampurnya air dengan minyak, tidak melekatnya air raksa pada dinding pipa kapiler, dan air pada daun talas. Adhesiadalah gaya tarik menarik antara partikel partikel yang tidak sejenis. Gaya adhesi akan mengakibatkan dua zat akan saling melekat bila dicampurkan (Atkins,1999 : 340). Dalam keadaan cair, gaya kohesif antara molekul-molekul yang berdekatan terbentuk dengan baik. Molekul-molekul dalam bulk cairan dikelilingi oleh molekul-molekul lain dari segala arah. Molekul-molekul tersebut mempunyai daya tarik menarik yang sama. Sebaliknya, molekul-molekul pada permukaan (yaitu pada antarmuka cairan-udara) hanya dapat membentuk gaya tarik menarik kohesif dengan molekul cairan lain yang berada di bawah atau di dekat molekul-molekul tersebut. Molekul-molekul ini dapat membentuk gaya tarik menarik adhesif dengan molekul-molekul yang menyusun fase lain yang terlibat dalam antarmuka, walaupun, dalam kasus antarmuka cairan-gas, gaya tarik menarik adhesif kecil. Efek akhir dari hal ini adalah molekul-molekul pada permukaan cairan mengalami gaya ke dalam arah bulk. Gaya seperti itu menarik keseluruhan molekul-molekul antarmuka sehingga mengerutkan permukaan, hal ini menghasilkan suatu tegangan permukaan. (Sinko, 2011 : 550)Untuk mengukur tegangan permukaan dapat dilakukan beberapa metode diantaranya:a. Metode Tensiometer Du NouyMetode ini digunakan secara luas untuk mengukur tegangan permukaan dan tegangan antarmuka. Prinsip instrument ini didasarkan pada fakta bahawa gaya yang diperlukan untuk melepaskan suatu cincin platinum-iridium yang dicelupkan pada permukaan atau antarmuka sebanding dengan tegangan permukaan atau tegangan antarmuka.

Keterangan:= Tegangan permukaan (dyne/cm)2= Keliling cincin (cm)(Sinko, 2011 : 556)b. Metode Tetes (drop-weight method)Sebuah metode untukmenentukanteganganpermukaan sebagai fungsi antarmuka.Cairan darikonsentrasi tertentu akan dipompa ke dalam cairanyang laindan waktu yang berbeda saattetes dihasilkan diukur. (Daniels,1955 : 456)c. Metode Kenaikan KapilerMetode kenaikan pipa kapiler merupakan metode bila suatu pipa kapiler dimasukkan kedalam cairan yang membasahi dinding maka cairan akan naik kedalam kapiler karena adanya tegangan muka. Kenaikan cairan sampai pada suhu tinggi tertentu sehingga terjadi keseimbangan antara gaya keatas dan ke bawah. Bila suatu tabung kapiler dicelupkan ke dalam suatu cairan yang ada di dalam sebuah gelas piala,cairan tersebut biasanya akan naik kedalam tabung sepanjang jarak tertentu, karena gaya adhesi antara molekul-molekul cairan dan dinding kapiler lebih besar daripada gaya kohesi antarmolekul cairan (Daniels, 1955 : 456)Pada dasarnya tegangan permukaan suatu zat cair dipengaruhi oleh beberapa faktordiantaranya suhu dan zat terlarut. Dimana keberadaan zat terlarut dalam suatu cairan akanmempengaruhi besarnya tegangan permukaan terutama molekul zat yang berada padapermukaan cairan berbentuk lapisan monomolecular yang disebut dngan molekul surfaktan. Faktor-faktor yang mempengaruhi :1. SuhuTegangan permukaan menurun dengan meningkatnya suhu, karena meningkatnya energi kinetik molekul2. Zat terlarut (solute)Keberadaan zat terlarut dalam suatu cairan akan mempengaruhi tegangan permukaan.Penambahan zat terlarut akan meningkatkan viskositas larutan, sehingga teganganpermukaan akan bertambah besar. Tetapi apabila zat yang berada dipermukaan cairanmembentuk lapisan monomolecular, maka akan menurunkan tegangan permukaan, zattersebut biasa disebut dengan surfaktan.Surfaktan (surface active agents) molekul dan ion yang diadsorpsi pada antarmuka disebut bahan aktif permukaan atau surfaktan. Istilah lain adalah amphifil,yang menyatakan bahwa molekul atau ion tersebut mempunyai afinitas tertentu baik terhadap pelarut polar maupun pelarut nonpolar. Bergantung pada jumlah dan sifat dari gugus-gugus polar dan nonpolar yang dimiliki,amphifil dapat dominan hidrofilik(suka air),lipofilik(suka minyak),atau berasa di antara kedua ekstrem. Sebagai contoh alcohol rantai lurus,amina dan asam adalah amphifil yang berubah dari dominan hidrofilik menjadi lipofilik. Adanya surfaktan pada permukaan menyebabkan gaya adhesi antara zat cair dan udara meningkat, sehingga tegangan permukaannya menurun sampai Konsentrasi Misel Kritik (KMK). Sebagai pembasah (wetting agent).Surfaktan dapat betindak sebagai pembasah, karena dapat menurunkan sudut kontak antara permukaan padat dan cairan pembasah. Semakin kecil sudut kontak artinya semakin mudah dibasahi. (Sinko, 2011 : 557)Konsentrasi misel kritik adalah titik dimana peningkatan konsentrasi surfaktan tidak lagi mempengaruhi penurunan tegangan permukaan. Hal tersebut terjadi karena surfaktan tidak lagi berada di permukaan, tetapi masuk kedalam air membentuk suatu agregat yang dikenal dengan misel. Ketika misel terbentuk maka meningkatnya konsentrasi surfaktan tidak lagi akan menyebabkan penurunan tegangan permukaan. (Sinko, 2011 : 557)Ada beberapa faktor yang mempengaruhi nilai KMK, untuk deret homolog surfaktan rantai hidrokarbon, nilai KMK bertambah 2x dengan berkurangnya satu atom C dalam rantai. Gugus aromatik dalam rantai hidrokarbon akan memperbesar nilai KMK dan juga memperbesar kelarutan. Adanya garam menurunkan nilai KMK surfaktan ion. Penurunan KMK hanya bergantung pada konsentrasi ion lawan, yaitu makin besar konsentrasinya makin turun KMK-nya.(Martin, A et.al. 1993)Lipida polar bersifat ampifatik. Di dalam system cair,lipida polar secara spontan terdispersi,membentuk misel,dengan ekor hidrokarbon lipida yang tersembunyi dari lingkungan cair dan kepala hidrofilik yang bermuatan listrik terbuka pada permukaan,bersinggungan dengan medium cair. Misel dengan demikian dapat mengandung ribuan molekul lipida. Lipida cair,membentuk suatu lapisan dengan ketebalan satu molekul,yaitu lapisan tunggal. Pada system tersebut ekor hidrokarbon terbuka ke udara jadi terhidar dari air, dan kepala hidrofilik memanjang ke fase air yang bersifat polar.

Kepala ekor

Ekor nonpolar

(Lehninger, 1989 : 305)Monografi 1. Air SulingNama resmi: AQUA DESTILLATANama lain: Air sulingRM/BM: H2O / 18,02Pemerian: Cairan jernih, tidak berwarna, tidak berbau, tidak mempunyai rasaPenyimpanan: Dalam wadah tertutup baikKegunaan: sebagai pelarut

2. Tween 80Nama resmi: Polysorbatum-80Nama lain: Tween 80Pemerian: Cairan kental seperti minyak, jernih, kuning, bau asam lemak, khasKelarutan: Mudah larut dalam air, dalam etanol (95%) dalam etil asetat P dalam metanol. Sukar larut dalam parafin cair P dan dalam minyak biji kapas P. Penyimpanan: Dalam wadah tertutup rapat Kegunaan : Sebagai emulgator3. Oleum Cocos Nama resmi: Oleum CocosNama lain: Minyak kelapaPemerian: Cairan jernih, tidak berwarna atau kurang atau kuning pucat, bau khas,tidak tengikKelarutan: Larut dalam 2 bagian etanol, (95%) pada suhu 60,sangat mudah larutdalam Kloroform dan dalam eter.Penyimpanan: Dalam wadah tertutup baik, terlindung dari cahaya, di tempat sejukKegunaan: Zat tambahan

III. Alat dan BahanAlat:1. Tensiometer Du Nuoy2. Piknometer3. Cawan penguap4. Labu ukur5. Batang pengaduk6. Pipet tetes7. Neraca digital8. Penangas airBahan:1. Oleum cocos2. Tween 803. Aquadest4. Air hangat

IV. Prosedur PercobaanDitentukan tegangan permukaan air dan minyak nabati (Oleum cocos) dan tegangan antarmuka air dan minyak nabati (oleum cocos) dengan Tensiometer Du Nuoy

Dibuat larutan seri Tween 80 dengan konsentrasi, sebagai berikut:(0,2 l 0,4 l 0,6 l 0,8 l 1,0 l 2,0 l 4,0 l 6,0 l 8,0) gram Tween 80

Ad. 100 mL aquadest

Dihitung BJ dari masing-masing larutan seri Tween 80 dengan Piknometer

Ditentukan tegangan permukaan aquadest dengan masing-masing larutan seri Tween 80 dengan Tensiometer Du Nuoy

Ditentukan nilai tegangan permukaan () terhadap nilai konsentrasi surfaktan (%b/v)

Ditentukan nilai dan titik KMK dari kurva yang telah dibuat

V. Hasil dan Pengolahan Data

1 Nm/m = 1 dyne/cmTegangan permukaan air pada 20c = 72,8 dyne/cm72,8 dyne/cm = (Skala yang terbaca pada air) dyne/cm x F

F = 72,8 dyne/cm= 2,5129 dyne/cm

Tegangan permukaan minyak (oleum cocos)

minyak = F x Skala yang terbaca pada minyak

= 2,51 x 20 = 50,2 dyne/cm

Tegangan antarmuka minyak + air

minyak dan air = F x Skala yang terbaca pada minyak + air

= 2,51 x 28 = 70,28 dyne/cm

1. Tegangan permukaan larutan seri tween 0,2

= F x Skala yang terbaca pada larutan tween 0,2

= 2,51 x 26 = 65,26 dyne/cm

2. = F x Skala yang terbaca pada larutan tween 0,4

= 2,51 x 26 = 65,26 dyne/cm


= 2,51 x 26 = 65,26 dyne/cm


= 2,51 x 27 = 67,77 dyne/cm


= 2,51 x 25 = 62,75 dyne/cm


= 2,51 x 25 = 62,75 dyne/cm


= 2,51 x 26 = 65,26 dyne/cm


= 2,51 x 27 = 67,77 dyne/cm


= 2,51 x 24 = 60,24 dyne/cm

Bj Larutan seri tween

W3 - W1 W2 - W1

Keterangan:W1 = Piknometer kosongW2 = Piknometer isi airW3 = Piknometer isi larutan seri tween

1. Bj Larutan seri tween80 0,2

42,43 17,86 24,27= = 0,9742,86 17,86 25

2. Larutan seri tween80 0,4

42,52 17,86 24,66= = 0,9842,86 17,86 25


42,62 17,86 24,26= = 0,9942,86 17,86 25


42,86 17,86 25= = 142,86 17,86 25


42,89 17,86 25,03= = 1,001042,86 17,86 25


42,90 17,86 25,04= = 1,001642,86 17,86 25


43,05 17,86 25,19= = 1,007642,86 17,86 25


43,12 17,86 25,26= = 1,010442,86 17,86 25


43,23 17,86 25,37= = 1,014842,86 17,86 25

Grafik

Keterangan: Tidak dapat ditentukan titik Konsentrasi Misel Kritik

VI. Pembahasan

Tegangan permukaan zat cair merupakan gaya per satuan panjang yang harus diberikan sejajar dengan permukaan sehingga mengimbangi gaya kohesi antar molekul zat cair dari gaya terhadap zat lain di permukaan. (Sinko, 2011 : 550). Pada percobaan ini ditentukan tegangan permukaan air, tegangan permukaan minyak (Oleum Cocos), tegangan antarmuka air dan minyak, dan tegangan permukaan larutan tween 80 dengan konsentrasi yang bervariasi menggunakan metode Tensiometer Du Nouy. Prinsip dari Tensiometer DuNouy didasarkan pada fakta bahwa gaya yang diperlukan untuk melepaskan suatu cincin platinum-iridium yang dicelupkan pada permukaan atau antarmuka sebanding dengan tegangan permukaan atau tegangan antarmuka (Sinko, 2011 : 556). Alat ini digunakan untuk mengukur bobot cairan yang meninggalkan bidang antarmuka tepat sebelum cincin tersebut terlepas. Tegangan permukaan air adalah 72,8 dyne/cm. Hal ini menunjukkan bahwa gaya yang harus diberikan sejajar permukaan zat cair untuk mengimbangi gaya kohesi antara molekul air di bagian dalam sebesar 72,8 dyne/cm. Tegangan permukaan air ini digunakan untuk menentukan faktor koreksi Sedangkan tegangan permukaan minyak (Oleum Cocos) adalah 50,2 dyne/cm.Hal ini menunjukkan bahwa gaya yang harus diberikan sejajar permukaan minyak untuk mengimbangi gaya kohesi antara molekul minyak di bagian dalam sebesar 50,2 dyne/cm.Gaya kohesi adalah gaya tarik menarik yang timbul diantara molekul suatu benda yang sejenis sedangkan gaya adhesi adalah gaya tarik menarik yang timbul di antara molekul-molekul yang berbeda.(Atkins,1999 : 340) Gaya kohesi lebih besar dari gaya adhesi karena gaya tarik menarik antara air dan gaya tarik menarik antara minyak lebih kuat daripada gaya tarik menarik air dengan udara. Tegangan antarmuka merupakan gaya per satuan panjang yang terdapat pada antarmuka dua fase cairan yang tidak dapat bercampur. Pada percobaan ini dihitung tegangan antarmuka minyak (Oleum Cocos) dan air. Minyak dan air tidak bisa bercampur karena air berifat polar sementara minyak bersifat non polar. Berdasarkan prinsip like dissolve like senyawa polar hanya akan larut pada pelarut polar dan senyawa non polar akan larut pada pelarut non polar (Lehninger, 1982 : 341). Pada saat minyak (Oleum Cocos) dicampurkan dengan air, air berada di bagian bawah dan minyak berada di bagian atas. Hal ini terjadi karena BJ minyak (Oleum Cocos) lebih kecil yaitu 0,845-0,905 (Direktorat Jendral Kesehatan, 1979 : 456) daripada BJ aquadest yaitu 18,02 (Direktorat Jendral Kesehatan, 1979 : 96). Pada percobaan ini diperoleh hasil tegangan permukaan air adalah 72,8 dyne/cm, tegangan permukaan minyak (Oleum Cocos) adalah 50,2 dyne/cm, dan tegangan antarmuka minyak (Oleum Cocos) dengan air adalah 70,28 dyne/cm. Dari percobaan ini dapat dilihat bahwa tegangan antarmuka minyak dan air lebih kecil daripada tegangan permukaan air tapi lebih tinggi dari tegangan permukaan minyak (Oleum Cocos), seharusnya tegangan antarmuka lebih kecil daripada tegangan permukaan. Hal ini disebabkan karena gaya adhesi antara dua fase cairan yang membentuk suatu antarmuka lebih besar daripada antara suatu cairan dan suatu gas/udara (Sinko, 2011 : 550). Pada percobaan ini digunakan larutan seri tween 80 dengan komposisi yang bervariasi yaitu 0,2 ; 0,4 ; 0,6 ; 0,8 ; 1,0 ; 2,0 ; 4,0 ; 6,0 ; 8,0 gram/100 mL. Data yang diperoleh pada percobaan perhitungan tegangan permukaan larutan seri Tween adalah sebagai berikut: tegangan permukaan Tween 80 (0,2 gram) adalah 65,26 dyne/cm, tegangan permukaan Tween 80 (0,4 gram) adalah 65,26 dyne/cm, tegangan permukaan Tween 80 (0,6 gram) adalah 65,26 dyne/cm, tegangan permukaan Tween 80 (0,8 gram) adalah 67,77 dyne/cm, tegangan permukaan Tween 80 (1,0 gram) adalah 62,75 dyne/cm, tegangan permukaan Tween 80 (2,0 gram) adalah 62,75 dyne/cm, tegangan permukan Tween 80 (4,0 gram) adalah 65,26 dyne/cm, tegangan permukaan Tween 80 (6,0 gram) adalah 67,77 dyne/cm, tegangan permukaan Tween 80 (8,0 gram) adalah 60,24 dyne/cm.Dapat dilihat pada data di atas awalnya tegangan permukaan Tween 80 konstan kemudian terjadi kenaikan dan penurunan nilai tegangan permukaan. Hal ini tidak sesuai dengan literatur karena seharusnya pada konsentrasi rendah dalam suatu larutan surfaktan akan berada di permukaan/antarmuka larutan dan memberikan efek penurunan tegangan permukaan (Sinko, 2011 : 550). Dengan semakin besarnya konsentrasi surfaktan maka akan semakin banyak surfaktan yang berada di dalam permukaan. Surfaktan merupakan molekul ampifilik dan memiliki gugus polar dan non polar sehingga menyebabkan surfaktan dapat diabsorpsi pada antarmuka.Pada permukaan air bagian nonpolar dari molekul surfaktan akan mengarah ke udara dan bagian polarnya akan mengahadap ke air dan menyebabkan menurunnya tegangan permukaan akibat meningkatnya gaya adhesi antara molekul air dan udara.Ketika larutan telah jenuh dengan surfaktan, maka surfaktan akan masuk ke dalam air dan membentuk agregat yang disebut dengan misel (Titik KMK).

VII. Kesimpulan Faktor-faktor yang mempengaruhi tegangan permukaan adalah berat jenis, suhu, dan zat terlarut (surfaktan) Pada percobaan ini digunakan Metode Tensiometer Du Nouy Tegangan permukaan air adalah 72,8 dyne/cm, tegangan permukaan minyak (Oleum Cocos) adalah 50,2 dyne/cm, tegangan antarmuka minyak dan air adalah 70,28 dyne/cm, tegangan permukaan Tween 80 (0,2 gram) adalah 65,26 dyne/cm, tegangan permukaan Tween 80 (0,4 gram) adalah 65,26 dyne/cm, tegangan permukaan Tween 80 (0,6 gram) adalah 65,26 dyne/cm, tegangan permukaan Tween 80 (0,8 gram) adalah 67,77 dyne/cm, tegangan permukaan Tween 80 (1,0 gram) adalah 62,75 dyne/cm, tegangan permukaan Tween 80 (2,0 gram) adalah 62,75 dyne/cm, tegangan permukan Tween 80 (4,0 gram) adalah 65,26 dyne/cm, tegangan permukaan Tween 80 (6,0 gram) adalah 67,77 dyne/cm, tegangan permukaan Tween 80 (8,0 gram) adalah 60,24 dyne/cm Pada percobaan ini tidak dapat ditentukan titik Konsentrasi Misel Kritik Semakin tinggi konsentrasi surfaktan maka akan semakin kecil tegangan permukaan nya hingga mencapai titik KMK (Konsentrasi Misel Kritik). Setelah mencapai titik KMK maka tegangan permukaan nya akan konstan.

VIII. Daftar Pustaka

Atkins, P. W. 1999.Kimia Fisik edisi ke-4 jilid 1.Erlangga: Jakarta Direktorat Jenderal Kesehatan. 1979. Farmakope Indonesia Edisi III. Jakarta : Departemen Kesehatan Republik Indonesia Lehninger, Albert. 1989. Dasar-dasar Biokimia. Jakarta : Erlangga Martin, A et.al. 1993. Farmasi Fisika. Jakarta: Universitas Indonesia Press. Sinko, Patrick. 2011. Martin Farmasi Fisika dan Ilmu Farmasetika. Jakarta : EGC

laporan teg permukaan

Documents