Upload
armyta-agustina
View
1.106
Download
14
Embed Size (px)
Citation preview
LAPORAN AKHIR PRAKTIKUM
FARMASI FISIK
Kelompok 3
Aulia Rahman P. (11334030)
Nira Rekawati (11334041)
Anggun Estiana (11334055)
Armyta Agustina (11334102)
Dosen Pembimbing : Rahmi Hutabarat
Tanggal Praktikum : 8 September 2012
PROGRAM PERKULIAHAN KARYAWAN
PROGRAM STUDI FARMASI
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT SAINS DAN TEKNOLOGI NASIONAL
JAKARTA
2012
Kata Pengantar
Puji dan syukur kami panjatkan ke hadirat Tuhan Yang Maha Esa karena berkat
limpahan rahmat dan karunia-Nya sehingga kami dapat menyusun makalah tugas laporan
akhir ini tepat pada waktunya. Laporan ini merupakan tugas dari praktikum yang telah kami
laksanakan sebelumnya.
Dalam penyusunan Laporan Akhir Praktikum ini, kami banyak mendapat tantangan
dan hambatan akan tetapi dengan bantuan dari berbagai pihak tantangan itu bisa teratasi.
Olehnya itu, kami mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada semua pihak
yang telah membantu dalam penyusunan Laporan Akhir Praktikum ini, semoga bantuannya
mendapat balasan yang setimpal dari Tuhan Yang Maha Esa.
Kami menyadari, bahwa penulis masih banyak kekurangan dalam membuat Tugas
Laporan Praktikum ini. Oleh sebab itu, kami meminta saran kepada pembaca, bila penulis ada
kesalahan. Semoga Laporan Praktikum Farmasi Fisik ini dapat bermanfaat bagi pembaca,
walaupun masih banyak kekurangan.
Semoga makalah ini akan bermanfaat bagi kita semua agar dapat mengetahui tentang
viskositas yang akan kami bahas pada makalah ini. Terima kasih atas bimbingan dan
waktunya sampai percobaan dan makalah ini diselesaikan.
Jakarta, 23 September 2012
Penulis
Bab I
Pendahuluan
I.1 Latar Belakang
Ahli farmasi kemungkinan besar lebih sering menghadapi cairan non newton
dibanding dengan cairan biasa. Oleh karena itu mereka harus mempunyai metode yang sesuai
untuk mempelajari zat-zat kompleks ini. Non-newtonian bodies adalah zat-zat yang ada yang
tidak mengikuti persamaan aliran newton; disperse heterogen cairan dan padatan seperti
larutan koloid, emulsi, suspense cair, salep dan produk-produk serupa masuk dalam kelas ini.
Jika bahan-bahan non newton dianalisis dalam suatu viscometer putar dan hasilnya diplot
diperoleh berbagai kurva konsistensi yang menggambarkan adanya 3 kelas aliran yakni:
plastis, pseudoplastis dan dilatan.
Pada praktikum kali ini, cairan yang kita gunakan adalah emulsi dan suspense dengan
menggunakan viscometer Brookfield yang diberi kecepatan tertentu dengan menggunakan
spindle tertentu untuk mengetahui viskositas emulsi atau suspense tersebut dengan kecepatan
yang berbeda. Dari praktikum ini juga kita dapat mengetahui cairan tersebut termasuk ke
dalam aliran plastis, pseudoplastis atau dilatan.
I.2 Tujuan Percobaan
Memahami arti viskositas dan rheologi
Membedakan cairan Newton dan non Newtonian beserta cara pengukuran viskositasnya
Mampu menggunakan alat-alat pengukuran viskositas dan rheologi
Mengenal sifat cairan ( elektrolit, tegangan permukaan/viskositas, sifat aliran )
I.3 Alat dan Bahan yang Digunakan
a. Alat-alat yang digunakan :
- Viskometer
- Baeker glass
- Thermometer
b. Bahan-bahan yang digunakan:
- Propilen glycol
- Aqua dest
- Glycerin
- Hand body lotion
- NaCl 10%
Bab II
Tinjauan Pustaka
System non-newton berarti tidak mengikuti hukum newton: viskositas cairan bervariasi
menurut laju geser. Cairan ini tidak mengacu pada cairan murni, tetapi berupa system dispersi
atau koloid (emulsi, suspensi, gel). System non-newton dibagi menjadi 2 yaitu:
1. Time independent ; aliran plastis, pseudoplastis dan dilatan
2. Time dependent ; aliran thiksotropik, reopeksi dan aliran viskoelastik.
A. Time independent
1) Aliran Plastis
Kurva aliran plastis tidak melalui titik (0,0) tapi memotong sumbu shearing stress (atau
auakan memotong jika bagian lurus dari kurva tersebut diekstrapolasikan ke sumbu) pada
suatu titik tertentu yang dikenal dengan sebagai harga yield. Cairan plastis tidak akan
mengalir sampai shearing stress dicapai sebesar yield value tersebut. Pada harga stress di
bawah harga yield value, zat bertindak sebagi bahan elastis (meregang lalu kembali ke
keadaan semula, tidak mengalir).
V=(F−f )
G
U adalah viskositas plastis, dan f adalah yield value.
Aliran plastis berhubungan dengan adanya partikel-partikel yang tersuspensi dalam
suspensi pekat. Adanya yield value disebabkan oleh adanya kontak antara partikel-partikel
yang berdekatan (disebabkan oleh adanya gaya van der Waals), yang harus dipecah sebelum
aliran dapat terjadi. Akibatnya, yield value merupakan indikasi dari kekuatan flokulasi.
Makin banyak suspensi yang terflokulasi, makin tinggi yield value-nya. Kekuatan friksi antar
partikel juga berkontribusi dalam yield value. Ketika yield value terlampaui (shear stress di
atas yield value), sistem plastis akan menyerupai sistem newton.
2) Aliran Pseudoplastis
Aliran pseudoplastis ditunjukkan oleh beberapa bahan farmasi yaitu gom alam dan
sisntesis seperti dispersi cair dari tragacanth, natrium alginat, metil selulosa, dan natrium
karboksimetil selulosa. Aliran pseudoplastis diperlihatkan oleh polimer-polimer dalam
larutan, hal ini berkebalikan dengan sistem plastis, yang tersusun dari partikel-partikel
tersuspensi dalam emulsi. Kurva untuk aliran pseudoplastis dimulai dari (0,0) , tidak ada yield
value, dan bukan suatu harga tunggal.
Viskositas aliran pseudoplastis berkurang dengan meningkatnya rate of shear. Rheogram
lengkung untuk bahan-bahan pseudoplastis ini disebabkan adanya aksi shearing terhadap
molekul-molekul polimer (atau suatu bahan berantai panjang). Dengan meningkatnya
shearing stress, molekul-molekul yang secara normal tidak beraturan, mulai menyusun sumbu
yang panjang dalam arah aliran. Pengarahan ini mengurangi tahanan dari dalam bahan
tersebut dan mengakibatkan rate of shear yang lebih besar pada tiap shearing stress
berikutnya.
FN = η’ G
Eksponen N meningkat pada saat aliran meningkat hingga seperti aliran newton. Jika N=1
aliran tersebut sama dengan aliran newton.
3) Aliran Dilatan
Aliran dilatan terjadi pada suspensi yang memiliki presentase zat padat terdispersi dengan
konsentrasi tinggi. Terjadi peningkatan daya hambat untuk mengalir (viskositas) dengan
meningkatnya rate of shear. Jika stress dihilangkan, suatu sistem dilatan akan kembali ke
keadaan fluiditas aslinya.
Pada keadaaan istirahat, partikel-partikel tersebuat tersusun rapat dengan volume antar
partikel pada keadaan minimum. Tetapi jumlah pembawa dalam suspensi ini cukup untuk
mengisi volume ini dan membentuk ikatan lalu memudahkan partikel-partikel bergerak dari
suatu tempat ke tempat lainnya pada rate of shear yang rendah. Pada saat shear stress
meningkat, bulk dari system itu mengembang atau memuai (dilate). Hal itu menyebabkan
volume antar partikel menjadi meningkat dan jumlah pembawa yang ada tidak cukup
memenuhi ruang kosong tersebut. Oleh karena itu hambatan aliran meningkat karena
partikel-partikel tersebut tidak dibasahi atau dilumasi dengan sempurna lagi oleh pembawa.
Akhirnya suspense menjadi pasta yang kaku.
B. Time dependent
1) Thiksotropik
Thiksotropik bisa di definisikan sebagai suatu pemulihan yang isotherm dan lambat pada
pendiaman suatu bahan yang kehilangan konsistensinya karena shearing. System thiksotropik
biasanya mengandung partikel-partikel asimetris yang melalui berbagai titik hubungan
menyusun kerangka tiga dimensi diseluruh sampel tersebut. Pada keadaan diam struktur ini
mengakibatkan suatu derajat kekakuan pada system tersebut dan menyerupai suatu zat.
Ketika digunakan shear dan aliran dimulai, struktur ini mulai memecah pabila titik-titik
hubungan tersebut memisah dan partikel-partikel menjadi lurus. Bahan tersebt mengalami
transformasi dari gel ke sol dan menunjukkan shear thinning. Pada saat stress di tiadakan
stuktur tersebut mulai terbentuk kembali. Proses ini tidak timbul dengan segera tapi secara
tahap demi tahap terjadi restorasi dari konsistensi pada saat partikel-partikel asimetris
berhubungan satu dengan yang lainnya oleh karena gerak brown. Karena itu rheogram yang
di dapat dari bahan thiksotropik sangat bergantung pada laju yang meningkatkan dan yang
mengurangi shear serta lamanya waktu sample tersebut mengalami rate of shear.
C. Pengukuran thiksotropik
Pendekatan pertama:
- Putaran hysteresis (terbentuk antara kurva naik dan turun)
- Koefisiensi thiksotropik (B)
B= U 1- U 2
Ln ^ t2/t1
U1,U2: viskositas plastis kedua kurva menurun
t1,t2: laju konstan setelah shearing
- Metode : mengukur jatuhnya stress terhadap wktu dan beberapa rate of shear.
Pendekatan kedua
- Penentuan pemecahan stuktur akibat meningkatnya rate of shear ; dua putaran hysteresis
(V1,V2)
- Koefisien thiksotropik : M (dyne.dtk/cm2)
M=2 .(U 1−U 2)
ln (V 2
V 1
)2
- Harga M tergantung rate of shear
D. Thiksotropik dalam sediaan farmasi
- Sifat ideal sedian farmasi
- Konsistensi tinggi dalam wadah
- Dapat di tuang dan terdispersi dengan mudah,
- Tidak mengendap
- Konsistensi mudah di peroleh dengan cepat
- Bias di simpan dalam waktu lama → emulsi, losio, krim
2) Rheopeksi
Yaitu gejala transformasi sol ke gel yang lebih cepat dengan pengadukan perlahan (ada
shear); terjadi keseimbangan.
3) Viskoelastik
- Penentuan viskositas bahan viskoelastik; semisolid, makanan, kosmetik, bahan biologis.
- Analisis di rancang untuk tidak merusak stuktur; memeberikan informasi gaya antar
molekul / antar partikel
- Pengukuran berdasarkan sifat mekanis bahan ; memperlihatkan sifat kekentalan cairan dan
elastic padatan.
Bab III
Metode Kerja dan Hasil Pengamatan
a. Pengamatan Viskositas
1. Ambil cairan dibawah ini sejumlah volume sesuai petunjuk ( untuk viscometer
Oswald = secukupnya, Brookfield = 600 ml )
Bahan Uji Nama Bahan Viskositas
(Teoritis)
Air Aqua dest 0.89
Alkohol Glycerin 515
Minyak Nabati Propilen Glycol 110-230
Krim Lotion 10000
2. Catat suhu lingkungan 29,5°C dan cairan 29˚C
3. Ukur Viskositas cairan dengan viscometer Ostwald
4. Ukur Viskositas cairan dengan viscometer Brookfield
5. Hitung Viskositas dari cairan yang ada
Bahan Uji Spindel
& RPM
Faktor&Suhu
(˚C)
Pembacaan
Skala
Viskositas/
Bahan
Aqua dest 1/5 20/29 0,5 10
Glycerin 1/10 10/29 37 370
Propilen Glycol 2/50 8/25 14,5 116
Lotion 4/10 200/29 39 7800
b. Pengamatan Pengaruh Elektrolit Terhadap Viskositas
1. Ambil lotion yang disediakan ( untuk Viskometer Oswald = secukupnya, Brookfield
= 600 ml )
2. Masing-masing tambahkan NaCl 10, 20, dan 30 gram
3. Catat suhu lingkungan 29,5 ˚C dan suhu cairan 29˚C
Spindel No. 3 Faktor = 100
4. Ukur viskositas cairan dengan viscometer Brookfield
5. Ukur viskositas cairan dengan viscometer Ostwald
6. Hitung viskositas dari cairan yang ada
Penambahan
Elektrolit
Visko
(Ostwald)
Broolfied
Pembacaan Skala Viskositas
10 (Pembanding) - 74 7400 Cps
20 (+ NaCl 1%) - 44 4400 Cps
30 (+ NaCl 2%) - 29 2900 Cps
Grafik antara Viskositas dan Konsentrasi Bahan
10 (Pembanding) 20 (+ Nacl 1%) 30 (+Nacl 3%)0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
7000
8000
Grafik Viskositas dan Konsentrasi Bahan
Grafik Viskositas dan Konsen-trasi Bahan
c. Pengamatan Sifat Aliran Cairan Newton
1. Ambil Glycerin 600 ml.
2. Catat suhu lingkungan 29.5 ˚C dan cairan 29˚C
3. Ukur Viskositas cairan dengan viscometer Brookfield pada RPM
1; 2; 2,5; 4; 5; 4; 2,5; 2; 1 Spidel nomer 1
4. Hitung Viskositas dari cairan yang ada
Gaya (F) = Viskositas x Faktor Viskometer
Faktor Viskometer = 1,182
RPM Faktor Skala Viskositas Gaya (F)
1 100 3,5 350 413,7
2 50 7,0 350 413,7
2.5 40 9,0 360 425.52
4 25 13,5 337,5 398,93
5 20 16,5 330 390,06
4 25 13,5 337,5 398,93
2.5 40 9,0 360 425,52
2 50 7,0 350 413,7
1 100 3,5 350 413,7
Buat grafik antara RPM dengan Gaya (F)
1 2 2.5 4 5370
380
390
400
410
420
430
Grafik antara RPM dengan Gaya
Grafik antara RPM dengan Gaya
d. Pengamatan Sifat Aliran Cairan Non Newton
1. Ambil lotion yang disediakan
2. Catat suhu lingkungan 29,5˚C dan suhu cairan 29˚C
3. Ukur Viskositas cairan dengan viscometer Brookfield pada RPM
1; 2; 2,5; 4; 5; 4; 2,5; 2;1 Spidel nomer 4
4. Hitung viskositas dan cairan yang ada
Gaya (F) = Viskositas x Faktor Viskometer
Faktor Viskometer = 1,182
RPM Faktor Skala Viskositas Gaya (F)
1 2000 17,5 35000 41370
2 1000 20,5 20500 24231
2.5 800 21 16800 19857,4
4 400 23 11500 13593
5 500 24 9600 11347,2
4 400 23 11500 13593
2.5 800 21 16800 19857,4
2 1000 20,5 20500 24231
1 2000 17,5 35000 41370
BAB IV
Pembahasan
Viskositas adalah suatu resistensi zat cair untuk dapat mengalir karena makin besar
resistensi zat cair maka viskositasnya juga semakin meningkat. System non-newton berarti
tidak mengikuti hukum newton. Pada praktikum kali ini untuk menguji cairan non-newton
kita menggunakan alat viscometer Brookfield dengan memberikan kecepatan (rpm) berbeda,
di antaranya : 2 rpm, 4 rpm, 10rpm, 20 rpm, kemudian kembali lagi ke 10 rpm, 4 rpm dan 2
rpm, dengan menggunakan spindle nomor 3. Dial reading yang kita hitung mulai dari putaran
ke-6 hingga ke-8. Semakin tinggi kecepatannya, maka dial readingnya akan semakin besar.
Spindle yang dipakai tidak boleh menempel pada beaker glass karena akan mempengaruhi
dial reading.
Dan didapatkan hasil seperti tabel diatas, bahwa semakin besar kecepatan (rpm) yang
diberikan, maka semakin besar pula kecepatan geser dan tekanan geser, serta semakin kecil
viskositasnya. Tetapi jika kecepatan (rpm) dikembalikan seperti semula, maka viskositasnya
semakin meningkat. Hal ini disebabkan karena viskositas tidak hanya dipengaruhi oleh suhu,
tetapi juga dipengaruhi oleh shear stress yang sama dengan gaya yang diberikan berbanding
terbalik dengan luas permukaan. Jadi, jika ditarik kesimpulan viskositas dipengaruhi oleh :
- Deformasi (perubahan susunan)
- Gaya dan tekanan
- Waktu
Kekentalan dari setiap sediaan cairan non-Newton itu bervariasi pada setiap kecepatan
geser sehingga untuk melihat sifat alirannya dilakukan pengukuran pada berbagai kecepatan
geser. Thiksotropi dalam sediaan farmasi :
- Sifat ideal sediaan cair
- Konsistensi tinggi dalam wadah
- Dapat dituang dan terdispersi dengan mudah
- Tidak mengendap
- Konsistensi mudah diperoleh dengan cepat
- Bias disimpan dalam waktu lama
Perlu diketahui bahwa suatu sediaan farmasi yang baik harus mempunyai sifat
Pseudoplastis-thiksotropi.
BAB V
Penutup
a. Kesimpulan
Pada umumnya viskositas newton dipengaruhi oleh suhu, karena dengan
meningkatnya suhu kekentalan gas akan bertambah. Sedangkan viskositas non-Newton
dipengaruhi oleh shear stress yang berbanding terbalik dengan luas permukaan. Jadi,
dapat disimpulkan bahwa kekentalan dipengaruhi oleh : deformasi, gaya dan tekanan,
serta waktu.
Dari praktikum yang telah dilakukan, dapat disimpulkan bahwa semakin besar
kecepatan (rpm) yang diberikan, maka semakin besar pula kecepatan geser dan tekanan
geser, dan semakin kecil viskositasnya. Tetapi jika kecepatan (rpm) dikembalikan seperi
semula, maka viskositasnya akan semakin meningkat.
b. Saran
Sebaiknya percobaan ini dilakukan dengan metode lain agar diperoleh perbandingan
yang lebih jelas antara metode satu dengan lainnya.
Daftar pustaka
http://www.brookfieldenginee ring.com
Lecture Note “Rheologi ” by Dr. rer.nat. Sundani Nurono Soewandhi, School of
Pharmacy ITB
Martin, A.N., J. Swarbrick, A. Cammarata. 2006. Physical Pharmacy, 5th ed. Philadelphia :
Lea & Febiger.