Upload
restuan
View
37
Download
0
Embed Size (px)
DESCRIPTION
dffdd
Citation preview
BAB I
PENDAHULUAN
1. Latar belakang
Tegangan permukaan itu adalah gaya kesatuan panjang yang harus
di berikan sejajar pada permukaan untuk mengimbangi tarikan kedalam.
Tegangan permukaan adalah suatu gaya nyata yang efeknya
tampak pada tingkat makroskopis seperti halnya pada tingkat molecular.
Tengangan antarmuka adalah gaya persatuan panjang yang terdapat
pada antar muka dua fase cair yang tidak bercampur.
Tegangan permukaan zat cair merupakan kecenderungan
permukaan zat cair untuk menegang, sehingga permukaannya seperti
ditutupi oleh suatu lapisan elastic. Selain itu, tegangan permukaan juga
diartikan sebagai suatu kemampuan atau kecenderungan zat cair untuk
selalu menuju ke keadaan yang luas permukaannya lebih kecil yaitu
permukaan datar atau bulat seperti bola atau ringkasnya didefinisikan
sebagai usaha yang membentuk luas permukaan baru. Dengan sifat
tersebut zat cair mampu untuk menahan benda-benda kecil di
permukaannya. Seperti silet, berat silet menyebabkan permukaan zat cair
sedikit melengkung ke bawah tampak silet itu berada. Lengkungan itu
memperluas permukaan zat cair namun zat cair dengan tegangan
permukaannya berusaha mempertahankan luas permukaan-nya sekecil
mungkin.
Bila fase-fase berada bersama-sama , batas antara keduanya
di sebut suatu antar mukan. Sifat dari molekul-molekul yang membentuk
antarmuka tersebut sering cukup berbeda dari sifat “fase antarmuka” .
beberapa jenis antar muka dapat terjadi, bergantung pada apakah kedua
fase yang berdekatan adalah dalam keadaan padat, cair atau gas.
Penentuan tegangan permukaan dilakukan dengan metode
kenaikan pipa kapiler, yang bertujuan untuk mengenal dan membiasakan
diri dengan konsep dan pengukuran tegangan muka. Percobaan ini
dilakukan dengan pipa kapiler yang bekerja jika suatu cairan naik dalam
kapiler karena gaya tegangan mukanya bekerja pada sistem kapiler dan
sepanjang perimeter kapiler. Bahan yang digunakan adalah air, natrium
laurel sulfat, dan parafin cair. Tegangan muka dapat diketahui dengan
kerapatan cairan, dan tingginya kenaikan dalam kapiler yang sama. Hasil
yang diperoleh dari percobaan adalah semakin besar densitasnya, maka
tegangan permukaannya semakin besar dan semakin tinggi konsentrasi
larutannya, maka tegangan permukaan semakin besar. Kenaikan atau
penurunan cairan dalam kapiler disebabkan oleh adanya tegangan
permukaan yang bekerja pada permukaan cairan yang menyentuh
dinding sepanjang keliling pipa.
2. Tujuan praktikum
1. Menerangkan faktor-faktor yang mempengaruhi tegangan
permukaan suatu zat cair
2. Menetukan tegangan permukaan zat cair
3. Menentukan konsentrasi misel kritik suatu surfaktan dengan
metode tegangan permukaan .
4. Menentukan tegangan antarmuka dua zat cair yang tidak
bercampur.
5. Menggunakan alat-alat penentuan tegangan permukaan suatu zat
cair.
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
1. Dasar teori
Tegangan permukaan didefinisikan sebagai kerja yang dilakukan
dalam memperluas permukaan cairan dengan satu satuan luas. Satuan
untuk tegangan permukaan (γ) adalah (J m-1) atau dyne cm-1 atau N m-
Metode yang paling umum untuk mengukur tegangan permukaan adalah
kenaikan atau penurunan dalam pipa kapiler, yaitu:
γ = d r g l/ 2
dimana d adalah kerapatan cairan, r adalah jari-jari kapiler, l adalah
panjang cairan yang ditekan atau yang akan naik, dan g adalah konstanta
gravitasi (Dogra, 1990).
Tegangan permukaan dan tegangan antarmuka, dalam keadaan
cair, gaya kohesif antara molekul-molekul yang berdekatan di
kembangkan dengan baik. Dalam duatu tetes cairan yang tersuspensi
dalam udara. Molekul-molekul dalam bulk cairan di kelilingi oleh molekul
lain dari segala arah yang mempunyai gaya tarik menarik yangb sama
(Martin,1990).
Tegangan permukaan juga merupakan sifat fisik yang berhubungan
dengan gaya antarmolekul dalam cairan dan didefinisikan sebagai
hambatan peningkatan luas permukaan cairan. Awalnya tegangan
permukaan didefinisikan pada antar muka cairan dan gas.Namun,
tegangan yang mirip juga ada pada tegangan antar muka cairan-cairan,
atau padatan dan gas.Tegangan semacam ini secara umum disebut
dengan tegangan antar muka (Douglas,2001).
Tegangan permukaan bervariasi antara berbagai cairan. Air
memiliki tegangan permukaan yang tinggi dan merupakan agen
pembasah yang buruk karena air membentuk droplet, misalnya tetesan
air hujan pada kaca depan mobil. Permukaan air membentuk suatu
lapisan yang cukup kuat sehingga beberapa serangga dapat berjalan
diatasnya (Suminar, 2001).
Tegangan yang terjadi pada air akan bertambah dengan
penambahan garam-garam anorganik atau senyawa-senyawa elektrolit,
tetapi akan berkurang dengan penambahan senyawa organik tertentu
antara lain sabun. Didalam teori ini dikatakan bahwa penambahan
emulgator akan menurunkan dan menghilangkan tegangan permukaan
yang terjadi pada bidang batas sehingga antara kedua zat cair tersebut
akan mudah bercampur (Mawarda, 2009).
Permukaan zat cair mempunyai sifat ingin merenggang, sehingga
permukaannya seolah-olah ditutupi oleh suatu lapisan yang elastis. Hal
ini disebabkan adanya gaya tarik-menarik antar partikel sejenis didalam
zat cair sampai ke permukaan. Di dalam cairan, tiap molekul ditarik oleh
molekul lain yang sejenis di dekatnya dengan gaya yang sama ke segala
arah. Akibatnya tidak terdapat sisa (resultan) gaya yang bekerja pada
masing-masing molekul. Adanya gaya atau tarikan kebawah
menyebabkan permukaan cairan berkontraksi dan berada dalam
keadaan tegang. tegangan ini disebut dengan tegangan permukaan
(Herinaldi, 2004).
Bila fase-fase berada bersama-sama, batas antara keduanya
disebut suatu antar muka. Sifat dari molekul-molekul yang membentuk
anta rmuka tersebut sering cukup berbeda dari sifat “fase anta rmuka”.
Walaupun istilah ini tidak benar dalam hal contoh fase, tetapi merupakan
suatu konsep yang berguna. Sebagai contoh, molekul-molekul pada
antarmuka cair-gas dapat berada dalam keadaan gas-dua dimensi, cair
atau padat bergantung pada keadaan temperature dan tekanan biasa
pada antarmuka (Martin, 1993).
Beberapa jenis antarmuka dapat terjadi, bergantung apakah kedua
fase yang berdekatan adalah dalam keadaan padat, cair atau gas. Istilah
permukaan biasanya dipakai bila membicarakan suatu antarmuka
gas/padat atau suatu antamuka gas/cair. Setiap partikel dari zat, baik itu
sel, bakteri, koloid, granul, atau manusia mempunyai suatu antarmuka
pada batas sekelilingnya.fenomena dalam farmasi dan kedokteran
adalah factor-faktor yang berarti yang mempengaruhi adsorbs obat pada
bahan pembantu padatdalam bentuk sediaan, penetrasi (penembusan)
molekul melalui membrane biologis, pembentukan dan kestabilan emulsi,
dan disperse (penyebar-rataan) dari partikel yang tidak larut dalam media
cair untuk membentuk suspensi. Sifat antarmuka dari suatu zat aktif-
permukaan (surface-active) yang melapisi bagian dalam dari alveoli paru-
paru merupakan penyebab kerja yang efisien dari organ ini (Martin,1993).
Pada umunya oleh karena fase afinitas ditingkatkan dengan gaya
tekanan antara dua fase yang berbeda (gaya adhesi) menjadi lebih
besar dibandingkan gaya atraksi dua molekul yang sama (gaya
kohesi).jika gaya adhesi menjadi lebih besar, missel akan terbentuk dan
tegangan permukaan akan menghilang. Pembahasan ini hanya
berfokus pada system yang dibatasi oleh fase afinitas, dimana sebuah
tegangan permukaan tetap ada (Genaro,1990).
Tegangan antar muka adalah gaya persatuan panjang yang
terdapat pada antarmuka dua fase cair yang tidak bercampur. Tegangan
antar muka selalu lebih kecil dari pad tegangan permukaan karena gaya
adhesi antara dua cairan tidak bercampur lebih besar dari pada adhesi
antara cairan dan udara (Hamid.2010)
Molekul biasanya saling tarik-menarik. Dibagian dalam cairan,
setiap molekul cairan dikelilingi oleh molekul-molekul cairan di samping
dan di bawah. Di bagian atas tidak ada molekul cairan lainnya karena
molekul cairan tarik-menarik satu dengan yang lainnya, maka terdapat
gaya total yang besarnya nol pada molekul yang berada di bagian dalam
caian. Sebaliknya molekul cairan yang terletak di permukaan di tarik oleh
molekul cairan yang berada di samping dan bawahnya. Akibatnya, pada
permukaan cairan terdapat gaya total yang berarah ke bawah karena
adanya gaya total yang arahnya ke bawah, maka cairan yang terletak di
permukaan cenderung memperkecil luas permukaannya dengan
menyusut sekuat mungkin. Hal ini yang menyebabkan lapisan cairan
pada permukaan seolah-olah tertutup oleh selaput elastis yang tipis
(Atfins, 1994).
Sifat daerah antar muka dapat di lukiskan lebih lanjut dengan
menguji gaya yang bertanggung jawab untuk permukaan atau tegangan
antar muka. Dalam suatu system minyak dan air , molekul-molekul air
yang berada di pusat volume air di kelilingi dari segala arah oleh molekul-
molekul air lainnya. Gaya tarik-menarik antar molekul, ikatan hydrogen
dalam air, terdapat di antara molekul-molekul air yang berdekatan dan
menyebabkan air berada sebagai suatu cairan (Lachman,1989).
Pada dasarnya tegangan permukaan suatu zat cair dipengaruhi
oleh beberapa factor diantaranya suhu dan zat terlarut. Dimana
keberadaan zat terlarut dalam suatu cairan akan mempengaruhi
besarnya tegangan permukaan terutama molekul zat yang berada pada
permukaan cairan berbentuk lapisan monomolecular yang disebut dngan
molekul surfaktan. Faktor-faktor yang menpengaruhi (Martin, 1993):
1. Suhu
Tegangan permukaan menurun dengan meningkatnya suhu,
karena meningkatnya energy kinetik molekul
2. Zat terlarut (solute)
Keberadaan zat terlarut dalam suatu cairan akan
mempengaruhi tegangan permukaan. Penambahan zat terlarut
akan meningkatkan viskositas larutan, sehingga tegangan
permukaan akan bertambah besar. Tetapi apabila zat yang
berada dipermukaan cairan membentuk lapisan monomolecular,
maka akan menurunkan tegangan permukaan, zat tersebut
biasa disebut dengan surfaktan.
3. Surfaktan
Surfaktan (surface active agents), zat yang dapat mengaktifkan
permukaan, karena cnderung untuk terkonsentrasi pada
permukaan atau antar muka. Surfaktan mempunyai orientasi
yang jelas sehingga cenderung pada rantai lurus. Sabun
merupakan salah satu contoh dari surfaktan.
Tegangan permukaan juga merupakan sifat fisik yang
berhubungan dengan gaya antarmolekul dalam cairan dan didefinisikan
sebagai hambatan peningkatan luas permukaan cairan. Awalnya
tegangan permukaan didefinisikan pada antar muka cairan dan gas.
Namun, tegangan yang mirip juga ada pada tegangan antar muka cairan-
cairan, atau padatan dan gas. Tegangan semacam ini secara umum
disebut dengan tegangan antar muka (Douglas,2001)
Permukaan zat cair mempunyai sifat ingin merenggang,
sehingga permukaannya seolah-olah ditutupi oleh suatu lapisan yang
elastis. Hal ini disebabkan adanya gaya tarik-menarik antar partikel
sejenis didalam zat cair sampai ke permukaan. Di dalam cairan, tiap
molekul ditarik oleh molekul lain yang sejenis di dekatnya dengan gaya
yang sama ke segala arah. Akibatnya tidak terdapat sisa (resultan) gaya
yang bekerja pada masing-masing molekul. Adanya gaya atau tarikan
kebawah menyebabkan permukaan cairan berkontraksi dan berada
dalam keadaan tegang. tegangan ini disebut dengan tegangan
permukaan (Herinaldi, 2004).
Tegangan yang terjadi pada air akan bertambah dengan
penambahan garam-garam anorganik atau senyawa-senyawa elektrolit,
tetapi akan berkurang dengan penambahan senyawa organik tertentu
antara lain sabun. Didalam teori ini dikatakan bahwa penambahan
emulgator akan menurunkan dan menghilangkan tegangan permukaan
yang terjadi pada bidang batas sehingga antara kedua zat cair tersebut
akan mudah bercampur (Mawarda, 2009).
Sifat daerah antar muka dapat di lukiskan lebih lanjut dengan
menguji gaya yang bertanggung jawab untuk permukaan atau tegangan
antar muka. Dalam suatu system minyak dan air , molekul-molekul air
yang berada di pusat volume air di kelilingi dari segala arah oleh molekul-
molekul air lainnya. Gaya tarik-menarik antar molekul, ikatan hydrogen
dalam air, terdapat di antara molekul-molekul air yang berdekatan dan
menyebabkan air berada sebagai suatu cairan . (Lachman,1989).
Fungsi-fungsi surfactant antar lain (Dogra, 1990).:
a. Menurunkan tegangan permukaan
Adanya surfactant pada permukaan menyebabkan gaya adhesi
antara zat cair dan udara meningkat. Sehingga tegangan
permukaannya menurun. Tetapi surfaktan menurunkan tegangan
permukaan sampai Konsentrasi Misel Kritik (KMK).
b. Meningkatkan kelarutan suatu zat
Dengan adanya surfaktan tegangan antar muka dua zat cair yang
tidak bercampur akan menurun. Akibatnya gaya adhesi antara dua
zat cair meningkat dan kelarutannya pun meningkat.
c. Sebagai pembasah (wetting agent)
Surfaktan dapat bertindak sebagai pembasah. Karena dapat
menurunkan sudut kontak antara permukaan padat dan cairan
pembasah. Semakin kecil sudut kontak artinya semakin mudah
dibasahi.
d. Sebagai emulgator
Emulgator dapat menstabilkan suatu sediaan emulsi (campuran air
dan minyak). Surfaktan membuat jembatan antara air dan minyak
sehingga air dan minyak dapat terdispersi dalam fase
pendispersinya.
e. Sebagai detergen
Surfaktan dapat berperan sebagai detergen yang berfungsi untuk
menghilangkan kotoran. Proses pembersihan oleh detergen diawali
oleh proses pembasahan kemudian pengemulsian atau pelarutan
partikel larutan.
2. Uraian Bahan
1. AIR SULING (Ditjen POM : 1979)
Nama resmi : AQUA DESTILLATA
Nama lain : Air Suling
RM / BM : H2O / 18,02 gr/mol
Bobot Jenis : 0,997 gr/mol
Rumus struktur : H – O – H
Pemerian : Cairan jernih, tidak berwarna, tidak berbau, tidak
mempunyai rasa
Penyimpanan : Dalam wadah tetutup baik
Kegunaan : Sebagai Pelarut
2. Parafin Cair ( Ditjen POM : 1979)
Nama Resmi : PARAFFINUM LIQUIDUM (FI. Ed.III hal. 474)
Nama Lain : Parafin Cair
Pemerian : Cairan kental, transparan, tidak berfluoresensi,
tidak berwarna, hampir tidak berbau, hampir tidak
mempunyai rasa.
Kelarutan : Praktis tidak larut dalam air dan dalam etanol
(95%) P, larut dalam kloroform P dan dalam eter
Penyimpanan :Dalam wadah tertutup baik, terlindung dari
cahaya
Penggunaan : sampel
3. Tween 80 (Ditjen POM, 1979)
Nama resmi : Polysorbatum-80
Pemerian : Cairan kental seperti minyak, jernih, kuning,
kuning, bau asam lemak, khas.
Kelarutan : Mudah larut dalam air, dalam etanol, dalam etil
asetat dan dalam metanol. Sukar larut dalam
parafin cair dan dalam minyak biji kapas.
Penggunaan : Sebagai emulgator
Penyimpanan : Dalam wadah tertutup rapat
3. Prosedur Kerja (Anonim,2013)
1. Disiapkan alat dan bahan yang akan digunakan
2. Dimasukkan air dan Tween 80 dengan konsentrasi (0,5 ; 1 ; 2 ; 3; 4;
5; 6; 7; 8; 9; 10) g. kedalam masing-masing erlemeyer
3. di aduk hingga tween dan air bercampur
4. dimasukkan iar dan tween 80 yang sudah bercaparur ke dalam
masing-masing cawan petri
5. Dimasukkan pipa kapiler kedalam cawan petri yg masing-masing
berisi air dan tween 80 sebagai kontrol , sambil bagian atasnya ditutup
dengan jari
6. Diukur tinggi cairan yang naik pada pipa kapiler dengan menggunakan
mistar yg dicelupkan ke dalam air dan tween 80
7. Dicatat tinggi cairan pada pipa kapiler dan dihitung bobot jenisnya
BAB III
CARA KERJA
1. Alat
Alat yang di gunakan dalam percobaan ini adalah botol semprot,
cawan petri, cawan porselin, Erlenmeyer 250 ml, gelas ukur 10 ml,
timbangan analitik, batang pengaduk, pipet skala, penggaris, pot plastik.
2. Bahan
Bahan yang digunakan pada percobaan ini adalah aquades,
aluminium foil, pipa kapiler, dan tween 80 0,5 %, minyak jarak 10 ml,
span 80 5 %.
3. Langkah percobaan
1. Siapkan alat dan bahan.
2. Timbang tween dengan konsentrasi 0,5;1;2;3;4;5;6;7;8;9;10
3. Larutkan tween dengan 100 ml aquades, kemudian ambil 10 ml
masukkan ke dalam cawan petri.
4. masukkan pipa kapiler ke dalam cawan petri yang berisi tween
5. Diukur tegangan permukaan.
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
1. Data pengamatan
No Nama Zat Tinggi Cairan (cm) Bobot Jenis
(g/ml)
Tegangan
Permukaan
(dyne/ml)
1 Air 1 0,997 28,09
2 Parafin 1 0,890 25,07
3 Tween 0,5
%
1,2 1,08 36,51
4 Tween 1 % 1 1,08 30,4
5 Tween 2 % 1,2 1,08 36,51
6 Tween 3 % 1,5 1,08 45,64
7 Tween 4 % 1,4 1,08 42,60
8 Tween 5 % 1,3 1,08 39,55
9 Tween 6 % 1,1 1,08 33,47
10 Tween 7 % 1,2 1,08 36,51
11 Tween 8 % 1 1,08 30,42
12 Tween 9 % 1,3 1,08 39,55
13 Tween 10 % 1,2 1,08 36,51
2. Perhitungan
Diameter = 1,1+1,22
= 1,5 mm
Jari-jari (r) = Diameter
2 = 1,52
= 0,575 mm 0,0575 cm
ρ Parafin = 0,890 g/ml g = 980 cm/s2
ρ Air = 0,977 g/ml
ρ Tween = 1,08 g/ml
Air = 12
x r x ρ x g x h
= 12
x 0,0575 x 0,997 x 980 x 1
= 28, 09
Parafin = 12
x r x ρ x g x h
= 12
x 0,0575 x 0,890 x 980 x 1
= 25,07
Tween 0,5 % = 12
x r x ρ x g x h
= 12
x 0,0575 x 1,08 x 980 x 1,2
= 36,51
Tween 1 % = 12
x r x ρ x g x h
= 12
x 0,0575 x 1,08 x 980 x 1
= 30,4
Tween 2 % = 12
x r x ρ x g x h
= 12
x 0,0575 x 1,08 x 980 x 1,2
= 36,61
Tween 3 % = 12
x r x ρ x g x h
= 12
x 0,0575 x 1,08 x 980 x 1,5
= 45,64
Tween 4 % = 12
x r x ρ x g x h
= 12
x 0,0575 x 1,08 x 980 x 1,4
= 42,60
Tween 5 % = 12
x r x ρ x g x h
= 12
x 0,0575 x 1,08 x 980 x 1,3
= 39,55
Tween 6 % = 12
x r x ρ x g x h
= 12
x 0,0575 x 1,08 x 980 x 1,1
= 33,47
Tween 7 % = 12
x r x ρ x g x h
= 12
x 0,0575 x 1,08 x 980 x 1,2
= 36,51
Tween 8 % = 12
x r x ρ x g x h
= 12
x 0,0575 x 1,08 x 980 x 1
= 30,42
Tween 9 % = 12
x r x ρ x g x h
= 12
x 0,0575 x 1,08 x 980 x 1,3
= 39,55
Tween 10 % = 12
x r x ρ x g x h
= 12
x 0,0575 x 1,08 x 980 x 1,2
= 36,51
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
1. Kesimpulan
Dari percobaan yang telah dilakukan diperoleh kesimpulan bahawa:
Tegangan permukaan air adalah 28,090, paraffin cair 25,055 dan tween
80 0,5 % 36,6518.
2. Saran
Sebaiknya para praktikan mempersiapkan segala sesuatu yang
berhubungan dengan praktikum (alat, bahan, dan atribut) dengan baik,
sebaiknya lab harus melengkapi alat-alat yang di gunakan dalam
praktikum agar praktikum berjalan dengan lancar, di harapkan asisten
datang tepat waktu dan membimbing praktikan dengan baik.
DAFTAR PUSTAKA
Anonim, 2013, “ Penuntun Praktikum Farmasi Fisika II ” Universitas Muslim Indonesia, Makassar.
Atkins, P. W. 1994. Kimia Fisik edisi ke-4 jilid 1. Erlangga: Jakarta.
Dirjen POM, 1979. “ Farmakope Indinesia Edisi III ” , Departemen Kesehatan RI, Jakarta.
Dogra, SK dan S. Dogra. 1990. Kimia Fisik dan Soal-soal. Universitas Indonesia. Jakarta.
Gennaro, A. R., et all., 1990. Remingto’s Pharmaceutical Sciensces Edisi 18 th . Pensylvania : Marck Publishing Company, Easton,
Giancoli, Douglas C. 2001. Fisika jilid 1. Erlangga: Jakarta.
Hamid, Rimba. 2010. Penuntun Kimia Fisik. Universitas Hauoleo: Kendari.
Herinaldi.2004.Mekanika Fluida, terjemahan dari “Fundamental of Fluids Mechanic” oleh Donald F. Young. Erlangga.Jakarta.
Lachman, leon, 1989.”Teori dan Praktek Farmasi Industri, Edisi I”. UI Press: Jakarta
Mawarda. 2009. Tegangan Permukaan dan Kapasitas. PT Gramedia Pustaka Utama.Jakarta.
Suminar.2001. Prinsip-Prinsip Kimia Modern, tejemaham dari “Principles of Modern Chemistry” oleh David Oxtoby. Erlangga.Jakarta.