LAPORAN PRAKTIKUM FARMASI FISIK II

PERCOBAAN IV

PENENTUAN BERAT MOLEKUL POLIMER KITOSAN

MENGGUNAKAN VISKOMETER OSTWALD

OLEH :

NAMA : WD. INDAH WULAN H.H.

NIM : F1F1 13 058

KELOMPOK : IV (EMPAT)

KELAS : B

ASISTEN : NUR SALIMAH TAANO

JURUSAN FARMASI

FAKULTAS FARMASI

UNIVERSITAS HALU OLEO

KENDARI

2014

PENENTUAN BERAT MOLEKUL POLIMER KITOSAN

MENGGUNAKAN VISKOMETER OSTWALD

A. TUJUAN

Tujuan dari percobaan ini adalah untuk menentukan berat molekul

polimer kitosan menggunakan viskometer Ostwald.

B. LANDASAN TEORI

Polimer alam saat ini menjadi perhatian penelitiuntuk dimanfaatkan

sebagai bahan baku berbagaikeperluan industri. Kitosan adalah

polisakaridayang banyak terdapat di alam setelah selulosa.Kitosan merupakan

suatu senyawa poli (N-amino-2deoksi β-D-glukopiranosa) atau glukosamin

hasildeasetilasi kitin/poli (N-asetil-2 amino-2-deoksi β-D-glukopiranosa)

yang diproduksi dalam jumlahbesar di alam, yaitu terdapat pada limbah

udangdan kepiting yang cukup banyak terdapat diIndonesia. Pemanfaatan

limbah kulit udang sebagaikitosan selain dapat mengatasi masalah

lingkunganjuga dapat menaikan nilai tambah bagi petaniudang (Ramadhan

dkk., 2010).

Kitosan merupakan bahan yang diperoleh darideasetilasi kitin. Kitosan

banyak digunakan padaindustri kosmetika, kertas, pangan, farmasi, dan lain-

lain. Di bidang farmasi, salah satu manfaatkitosan digunakan sebagai obat

luka. Hal tersebutkarena kitosan memiliki kelebihan, seperti tidakberacun,

bioderadabel, biokompatibel, haemostatik,dan antibakteri, sehingga aman

untuk digunakansebagai obat luka (Nuryantini, 2013).

Kitosan adalah produk deasetilasi kitin yang merupakan polimer rantai

panjang glukosamin dengan bobot molekul 2,5x10-5 Dalton dan rumus kimia

poli(2-amino-2-deoksi-D-Glukosa), memiliki rumus molekul [C6H11NO4]n.

Kitosan sedikit larut dalam asam klorida, serta larut baik dalam asam lemah,

seperti asam formiat dan asam asetat. Beberapa diantara keunggulan kitosan

yakni mempunyai massa molekul besar sehingga memiliki daya absorbsi

besar dan non toksik (Pebriani dkk., 2012).

Kitosan telah banyak penggunaan dalam bidang farmasi dan

kesehatan, antaralain sebagai antidiabetes mellitus, antihiperlipidemia,

antijamur, bahan baku teknologifarmasi. Sebagai anti mikrobia khitin dan

khitosan sudah dilakukan oleh Okawa et al.,(2003) bahwa pemberian khitin,

khitosan dan N-acetyl chitohexaose dapat mencegahterjadinya infeksi pada

mencit karena infeksi jamur Candida albicans. Selain itu telahterbukti bahwa

pada tingkat in vivo khitin, khitosan dan N-acetyl chitohexaose

dapatdigunakan sebagai pencegahan infeksi akibat bakteri Pseudomonas

aeruginosa danListeria monocytogenes yang diinfeksikan pada mencit

(Darmawan, 2007).

Viskositas merupakan pernyataan tahanan untuk mengalir dari suatu

sistem di bawah stress yang digunakan, Makin kental suatu cairan, maka

semakin besar kekuatan yang diperlukan untuk digunakan supaya supaya

cairan tersebut dapat mengalir dengan laju tertentu (Martin, et al., 2008).

Viskositas suatu fluida merupakan daya hambat yang disebabkan oleh

gesekan antara molekul-molekul cairan, yang mampu menahan aliran fluida

sehingga dapat dinyatakan sebagai indikator tingkat kekentalan. Nilai

kuantitatif dari viskositas dapat dihitung dengan membandingkan gaya tekan

per satuan luas terhadap gradien kecepatan aliran dari fluida (Warsito, 2012).

Parameter fisika yang viskositas (kekentalan) danindeks bias.

Sejumlah produk cair,misalnya oli, memerlukan informasitentang viskositas,

dan viskositas itunilainya berubah oleh perubahan suhu.Sejumlah bahan cair,

misalnya minyakatsiri, dapat dicek kemurniannya denganmengukur indeks

biasnya. Parameterindeks bias bahan cair itu nilainya jugaberubah terhadap

perubahan suhu.Jelasnya, bahan cair yang samamempunyai nilai kekentalan

tertentu dannilai indeks biasnya juga tertentu.Keduanya merupakan

parameterberbeda, namun sama-sama merupakanfungsi suhu cairan.

Viskositas zat cair biasanyamenggunakan cairan bervolume besardan

pengukuran viskositas itu jugamemerlukan waktu lama, misalnyaketika

menggunakan alat ViskosimeterOstwald (Jati, 2010).

C. ALAT DAN BAHAN

1. Alat

Alat yang digunakan dari percobaan ini adalah sebagai berikut.

Corong

Viskometer Ostwald

Filler

Stopwatch

Statif dan klem

Gelas kimia 100 ml

Gelas ukur 100 ml

Pipet tetes

2. Bahan

Bahan yang digunakan dari percobaan ini adalah sebagai berikut.

Kitosan 2 gram

Kitosan 4 gram

Kitosan 6 gram

Kitosan 8 gram

Asam asetat 1%

Akuades

Tissue

D. PROSEDUR KERJA

- Dimasukkan 10 ml ke dalam

viskometer Ostwald

- Diisap menggunakan filler dan

dialirkan dari batas atas hingga batas

bawah

- Dicatat waktu alirnya

- Dilakukan triplo

- Dihitung t rata-ratanya

Hasil pengamatan…?

Asam asetat 2%

1. Waktu Alir Kitosan

- Dimasukkan 10 ml ke dalam

viskometer Ostwald

- Diisap menggunakan filler dan

dialirkan dari batas atas hingga batas

bawah

- Dicatat waktu alirnya

- Dilakukan triplo

- Dihitung rel, spes, dan red

- Diulangi untuk kitosan 4%, 6%, dan

8%

- Diplot hubungan antara konsentrasi

dan red

- Dihitung berat molekul kitosan

Hasil pengamatan…?

Kitosan 2%

E. HASIL PENGAMATAN

1. Tabel Pengamatan

No. Sampel KonsentrasiWaktu alir (detik) Rata

-rata

ηrel ηsps ηred

t1 t2 t3

1. Kitosan

2%

0,02 M 4,33 3,9

2

3,79 4,01 1,3

1

0,31 31

2. Kitosan

4%

0,04 M 6,88 6,6

0

6,47 6,65 2,1

8

1,18 118

3. Kitosan

6%

0,06 M 9,31 9,6

7

9,73 9,57 3,1

4

2,14 214

4. Kitosan

8%

0,08 M 5,11 4,9

1

5,59 5,20 1,7

0

0,7 70

5. Asam

asetat

1%

0,01 M 3,05 3,0

5

3,05 3,05 - - -

2. Data Perhitungan

a. Viskositas relatif

1. Pada kitosan 2%

ηrel=¿ t

t 0

¿

¿ 4 ,013,05

= 1,31

2. Pada kitosan 4%

ηrel=¿ t

t 0

¿

¿ 6,653,05

= 2,18

3. Pada kitosan 6%

ηrel=¿ t

t 0

¿

¿ 9,573,05

= 3,14

4. Pada kitosan 8%

ηrel=¿ t

t 0

¿

¿ 5,203,05

= 1,70

b. Viskositas spesifik

1. Pada kitosan 2%

ηsps=¿

n−no

n0

¿

ηsps=¿ ηrel−1¿

= 1,31 - 1

= 0,31

2. Pada kitosan 4%

ηsps=¿

n−no

n0

¿

ηsps=¿ ηrel−1¿

= 2,18 - 1

= 1,18

3. Pada kitosan 6%

ηsps=¿

n−no

n0

¿

ηsps=¿ ηrel−1¿

= 3,14 - 1

= 2,14

4. Pada kitosan 8%

ηsps=¿

n−no

n0

¿

ηsps=¿ ηrel−1¿

= 1,70 - 1

= 0,7

c. Viskositas reduksi

1. Pada kitosan 2%

ηred =¿

ηsps

C¿

= 0,310,01

= 31

2. Pada kitosan 4%

ηred =¿

ηsps

C¿

= 1,180,01

= 118

3. Pada kitosan 6%

ηred =¿

ηsps

C¿

= 2,140,01

= 214

4. Pada kitosan 8%

ηred =¿

ηsps

C¿

= 0,7

0,01

= 70

3. Data Grafik

Dari grafik tersebut diperoleh persamaan : y = 970x + 55

Kemudian untuk menghitung nilai M polimer maka digunakan rumus Mark-Houwink yaitu :

[η] = KMa

Dik = η = 55

K =1,46 x 10-4

a =0,83

Dit = M…?

Peny = [η] = KMa

Log [η] = log K + a log M

Log 55 = log 1,46 x 10-4 + 0,83 log M

Log M = log 55−log 1,46 x10−4

0,8 3

Log M = 1,74 – (−0,65)

0,83

Log M = 2,390,83

Log M = 2,88

M = inv log 2,88

M = - 0,78 gram/mol

F. PEMBAHASAN

Viskositas merupakan ukuran kekentalan suatu fluida. Viskositas juga

dapat diartikan sebagai ketahanan suatu fluida terhadap pengaruh tekanan atau

tegangan. Salah satu faktor yang dapat mempengaruhi viskositas suatu fluida

adalah konsentrasi. Viskositas ada 3 jenis, yaitu viskositas relatif (ηrel) yang

merupakan perbandingan antara waktu alir larutan (t) dan pelarut (t0) yang

diukur pada kondisi eksperimen yang sama; viskositas spesifik (ȵsps)yaitu

keadaan dimana nilai konsentrasi ( C ) larutan mendekati nol atau larutan

sangat encer sehingga harga ηrakan mendekati satu; dan viskositas yang ketiga

adalah viskositas reduksi yaitu dari nilai viskositas tersebut dapat diketahui

berat molekul suatu sampel.

Kitosan merupakan senyawa kimia yang berasal dari bahan hayati

kitin, suatu senyawa organik yang melimpah di alam ini setelah selulosa. Kitin

ini umumnya diperoleh dari kerangka hewan invertebrata dari kelompok

Arthopoda sp, Molusca sp, Coelenterata sp, Annelida sp, Nematoda sp, dan

beberapa dari kelompok jamur. Selain dari kerangka hewan invertebrate, juga

banyak ditemukan pada bagian insang ikan, trachea, dinding usus dan pada

kulit cumi-cumi.Kitosan dengan rumus molekul (C6H11NO4)n yang dapat

diperoleh dari deasetilasi kitin. Kitosan juga dijumpai secara alamiah di

beberapa organisme.

Pada percobaan ini, dilakukan penentuan kadar polimer kitosan

dengan menggunakan viskometer Ostwald. Viskometer ini memiliki

kelebihan yaitu mudah dalam penggunaan, cepat, dan perhitungannya

sederhana. Penentuan kadar polimer kitosan dilakukan dengan menentukan

waktu alir dari sampel kitosan kemudian ditentukan nilai viskositas relatif,

viskositas spesifik, dan viskositas reduksinya. Kadar polimer kitosan dapat

diketahui melalui hubungan antara konsentrasi sampel kitosan dengan nilai

viskositas reduksinya.

Prinsip penggunaan viskometer Ostwald yaitu suatu cairan dapat

ditentukan viskositasnya dengan menghubungkan kecepatan aliran fluida di

dalam viskometer Ostwald dengan waktu yang diperlukan untuk mengalir

tersebut. Cairan yang akan diuji viskositasnya dalam hal ini yaitu kitosan

dimasukkan dalam viskometer Ostwald kemudian dinaikkan sampai melewati

garis m (garis atas).Setelah itu, gliserin diturunkan sampai melewati garis n

(garis bawah). Untuk menentukan viskositas kitosan, perlu diketahui waktu

atau lamanya kitosan turun melewati garis n mulai dari garis m. Perlakuan

tersebut dilakukan sebanyak tiga kali (triplo) untuk mengetahui rata-rata

waktu yang dibutuhkan oleh fluida untuk dapat melewati garis atas dan bawah

tersebut.

Pada percobaan ini, sampel kitosan yang digunakan mempunyai

konsentrasi yang berbeda-beda yaitu 2%, 4%, 6%, dan 8%, sedangkan pelarut

yang digunakan adalah asam asetat 1%. Hal pertama yang dilakukan yaitu,

menghitung waktu alir sampel kitosan dengan konsentrasi yang berbeda.

Sampel kitosan dimasukkan ke dalam viskometer Ostwald. Selain sampel

kitosan, asam asetat juga harus dihitung waktu alirnya di dalam viskometer

Ostwald. Kemudian dialirkan sampai melewati garis m (garis atas). Seperti

yang telah dijelaskan di awal, prinsip viskometer Ostwald yaitu mengetahui

berapa waktu yang diperlukan sampel kitosan untuk dapat mengalir dari garis

atas sampai garis bawah. Waktu alir oleh kitosan 2% adalah 4,33 detik,

kitosan 4% 6,88 detik, kitosan 3% 9,31 detik, dan kitosan 8% 5,11 detik.

Sedangkan waktu alir asam asetat yaitu 3,05 detik.

Setelah mengetahui waktu alir sampel dan pelarut, maka dapat

diketahui nilai viskositas relatifnya (ηrel). Untuk menentukan nilai ηrel, waktu

rata-rata sampel kitosan 2%, 4%, 6%, dan 8% dibagi dengan waktu alir pelarut

yaitu asam asetat sehingga diperoleh nilai ηrel masing-masing sampel kitosan

yaitu 1,31, 2,18, 3,14, dan 1,70. Setelah diketahui nilai ηrel, maka selanjutnya

dapat diketahui nilai ȵsps. Nilai ȵspsdapat diketahui dengan mengurangi

konsentrasi sampel kitosan dengan 1, sehingga diperoleh nilai ȵsps masing-

masing sampel berturut-turut yaitu 0,31, 1,18, 2,14, dan 0,7. Setelah diketahui

nilai ȵsps, maka selanjutnya yang perlu diketahui adalah nilai ȵred. Nilai ȵred

dapat diketahui dengan membagi nilai ȵsps dengan nilai konsentrasi ( C ),

sehingga diperoleh nilai ȵred masing-masing sampel kitosan berturut-turut yaitu

31, 118, 214, dan 70. Jika telah diketahui nilai ȵred maka dapat dibuat suatu

grafik hubungan antara konsentrasi sampel dengan nilai ȵred untuk

mendapatkan suatu persamaan yang kemudian dapat diketahui berat molekul

polimer kitosan tersebut.

Berdasarkan grafik, diketahui persamaan y = 970x + 55. Untuk

mengetahui berat molekul polimer kitosan, digunakan persamaan Mark-

Houwink yaitu : [η] = KMva, dimana K merupakan ketetapan 1,46 x 10-4, Mv

merupakan berat molekul polimer, dan a merupakan tetapan dengan nilai 0,83.

Untuk nilai [η] diperoleh dari nilai intersep ( C ) pada persamaan y = 970x +

55 yaitu 2,88. Dari rumus tersebut, diperoleh hasil nilai Mv sebesar – 0,78

gr/mol. Nilai tersebut merupakan berat molekul polimer sampel kitosan.

Penentuan berat molekul polimer kitosan ini bermanfaat dalam bidang

farmasi, yaitu dalam mengetahui berat molekul polimer-polimer obat-obatan

dari suatu simplisia yang diteliti. Manfaat kitosan dalam bidang farmasi yaitu

dapat menyembuhkan luka dan bersifat tidak toksik.

G. KESIMPULAN

Dari percobaan yang telah dilakukan, dapat disimpulkan bahwa berat

molekul polimer kitosan yang diukur dengan menggunakan viskometer

Ostwaldyaitu sebesar – 0,78 gr/mol.

DAFTAR PUSTAKA

Darmawan, E., 2007, Karakteristik Khitosan yang Dihasilkan dariLimbah Kulit Udang dan Daya Hambatnya terhadapPertumbuhan Candida albicans, LOGIKA, Vol. 4, No. 2, Universitas Islam Indonesia.

Jati, Bambang Murdaka Eka, Karyono, dan Supriyatin, 2010, Penyetaraan Nilai Viskositas terhadap Indeks Biaspada Zat Cair Bening, Berkla Fisika, Vol. 13, No. 4, Universitas Gadjah Mada.

Martin, A., J. S., dan A. C., 2008, Farmasi Fisik 2, Edisi Ketiga, UI-Press, Jakarta.

Nuryantini, Ade Yeti, M. M. Munir, T. Suciati, dan Khairurrijal, 2013, Pembuatan Serat Nano PVA/Kitosan dengan Penambahan Sodium Tripolifosfat (STTP) sebagai Agen Ikatan Sambung Silang, Seminar Nasional Material, Institut Teknologi Bandung.

Pebriani, Restu Harly, Y. Rilda, dan Zulhadjri, 2012, Modifikasi Komposisi Kitosan Pada Proses Sintesis Komposit TiO2-Kitosan, Jurnal Kimia Unand, Volume 1 Nomor 1, Universitas Andalas.

Ramadhan, L. O. A. N., C. L. Radiman, dan D.Wahyuningrum, 2010, Deasetilasi Kitin secara Bertahap dan Pengaruhnya terhadap DerajatDeasetilasi serta Massa molekul Kitosan, Jurnal Kimia Indonesia, Vol. 5, No. 1, Universitas Halu Oleo.

Warsito, S. W. Suciyati, dan D. Isworo, 2012, Desain dan Analisis Pengukuran Viskositas dengan Metode Bola JatuhBerbasis SensorOptocoupler dan Sistem Akuisisinya pada Komputer, Jurnal Natur Indonesia, Vol.14, No. 3, Universitas Lampung.