LAPORAN PRAKTIKUM FARMASI FISIK IIPERCOBAAN IPENENTUAN TEGANGAN PERMUKAAN

OLEH :

NAMA: ST. RAODAH NURULJANNAHNIM: F1F1 12 041KELOMPOK: IIKELAS: AASISTEN : WIWI ASRIANI

LABORATORIUM FARMASIJURUSAN FARMASIFAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAMUNIVERSITAS HALU OLEOKENDARI2013

PENENTUAN TEGANGAN PERMUKAANA. TUJUANTujuan dari percobaan ini yaitu untuk membiasakan diri dengan konsep dan pengukuran tegangan muka.B. LANDASAN TEORITegangan permukaan (surface tension) (huruf yunani gamma) dalam lapisan didefiniskan sebagai perbandingan antara gaya tegangan permukaan F dengan dengan panjang d dimana gaya bekerja. Tegangan permukaan adalah gaya per satuan panjang. Satuannya dalam SI adalah newton per meter (N/m). Nilai terendah dari terjadi dalam gas mulia neon dan helium, dimana gaya tarik menarik antara atom atomnya sangat lemah. Umumnya tegangan permukaan suatu fluida mengalami penurunan saat terjadi kenaikan suhu (Young, 2002). 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. Kohesi merupakan gaya tarik menarik diantara molekul sejenis. Di tengah suatu wadah berisi air semua molekul megalami gaya kohesif yang sama. Alkohol mempunyai tegangan permukaan yang lebih rendah daripada air. Tegangan permukaan cairan dapat diubah dengan penambahan zat pembasah yaitu surfaktan (James dkk, 2008).Dalam cairan, setiap molekul mengalami interaksi dengan tetangganya yang dalam sekejap sama seperti keadaan dalam padatan, tetapi kejadian ini cepat berubah. Permukaan air (atau cairan apapun) yang bersentuhan dengan udara (atau gas apapun) menahan upaya meluasnya zat tersebut. Tegangan permukaan menyebabkan permukaan berperilaku seperti jangat lemah yang elastik. Efek tegangan permukaan terutama terlihat pada gravitasi nol, yaitu ketika cairan mengapung sebagai tetesan bulat. Air mempunyai tegangan permukaan lebih besar dari cairan lain pada suhu kamar, tetapi enam kali lebih kecil dibandingkan merkurium logam yang wujudnya cair (Oxtoby, 2001). Gliserin atau gliserol merupakan trihidrit alkohol mengandung radikal trivalen gliserin (C3H5). Gliserin merupakan cairan kental yang tak berwarna dengan berat molekul 92, berat jenis 1,25 gr/cm3 dan mempunyai titik didih yang tinggi serta terurai pada suhu 290oC. Gliserin merupakan senyawa yang mempunyai gugus hidroksil lebih dari dua atau merupakan tiga senyawa alkohol yang saling berkaitan dengan nama 1, 2,3-propanatriol (Aufari, 2013).Pipa kapiler umumnya mempunyai panjang 1 sampai 6 meter dengan diameter dalam 0,5 mm sampai 2 mm. Cairan refrigerant memasuki pipa kapiler dan mengalir hingga tekanannya berkurang disebabkan oleh gesekan dan percepatan refrigerant. Sejumlah cairan refrigerant berubah menjadi uap ketika mengalir pada pipa kapiler ini. Perubahan fase ini terjadi akibat adanya penurunan tekanan dan temperatur pada fluida sementara entalpinya tidak turun, bahkan cenderung bertambah karena terjadinya perpindahan kalor dari lingkungan ke fluida sebab temperatur lingkungan lebih tinggi dari pada temperatur fluida. Keuntungan menggunakan pipa kapiler adalah bahwa pipa kapiler mempuyai bentuk yang sederhana, tidak ada bagian-bagian yang yang bergerak dan tidak mahal serta pipa kapiler juga memungkinkan tekanan dalam sistim merata selama sistim tidak bekerja sehingga motor penggerak kompressor mempunyai momen gaya awal yang kecil. Sedang kerugian jika menggunakan pipa kapiler adalah bahwa pipa kapiler tidak dapat diatur terhadap beban yang berubah-ubah, mudah terganggu oleh adanya penyumbatan dan memerlukan pengisian refrigerant berada dekat batas (Basri, 2009). Aliran dalam kapiler dan media berpori dipengaruhi oleh tegangan permukaan. Dalam sistem bioproses, tegangan permukaan mempengaruhi tingkat oksigenasi air dengan mempengaruhi koefisien perpindahan massa. Tegangan permukaan juga penting dalam pemrosesan metal dan tekstil, produksi pulp dan kertas, dan formulasi farmasi (Adisalamun dkk, 2012).

C. ALAT DAN BAHAN1. AlatAlat yang digunakan dalam percobaan ini yaitu : Piknometer 10 ml Timbangan analitik Pipet tetes Gelas kimia 100 ml Pipa kapiler Mistar Gelas ukur2. Bahan Bahan yang digunakan dalam percobaan ini yaitu : Akuades Gliserol 0,01 % Gliserol 0,05 % Gliserol 0,1 % D. PROSEDUR KERJA1. Penentuan Berat Piknometer Piknometer 10 ml

Ditimbang dalam keadaan kosong Dicatat hasilnya Hasil Pengamatan=?2. Penentuan DensitasAkuades

Dimasukkan ke dalam piknometer 10 ml hingga penuh Ditimbang Dicatat hasilnya Ditentukan berat jenisnya Diulangi prosedur diatas untuk gliserol 0,01 %; 0,05 %; dan 0,1 %Hasil Pengamatan=?

3. Penentuan Tinggi Kenaikan CairanAkuades

Dituangkan 50 ml kedalam gelas kimia 100 ml Dimasukkan pipa kapiler ke dalam gelas kimia Dibiarkan air naik ke pipa kapiler Diukur kenaikan cairan dalam pipa kapiler dengan mistar Dihitung tegangan permukaannya Diulangi prosedur diatas untuk gliserol 0,01 %; 0,05 %; dan 0,1 %

Hasil Pengamatan=?

E. HASIL PENGAMATAN1. Tabel Pengamatan

No.Zat CairBerat Piknometer + SampelDensitasTinggi Kenaikan CairanTegangan Permukaan

1.Akuades19,07 gr961 kg/m35,0 cm0,117 N/m

2.Gliserol 0,01%19,08 gr962 kg/m34,9 cm0,115 N/m

3.Gliserol 0,05%19,17 gr971 kg/m34,1 cm0,097 N/m

4.Gliserol 0,1%19,27 gr981 kg/m35,0 cm0,120 N/m

2. Data Perhitungana. Densitas AkuadesDik: Berat Piknometer kosong = 9,46 gr Berat Piknometer + sampel = 19,07 gr Volume Piknometer= 10 mlDit: Densitas =?Peny: Densitas = = = 0,961 gr/ml= 961 kg/m3 Gliserol 0,01 %Dik: Berat Piknometer kosong = 9,46 gr Berat Piknometer + sampel = 19,08 gr Volume Piknometer= 10 mlDit: Densitas =?Peny: Densitas = = = 0,962 gr/ml= 962 kg/m3 Gliserol 0,05 %Dik: Berat Piknometer kosong = 9,46 gr Berat Piknometer + sampel = 19,17 gr Volume Piknometer= 10 mlDit: Densitas =?Peny: Densitas = =

= 0,971 gr/ml= 971 kg/m3 Gliserol 0,1 %Dik: Berat Piknometer kosong = 9,46 gr Berat Piknometer + sampel = 19,27 gr Volume Piknometer= 10 mlDit: Densitas =?Peny: Densitas = = = 0,981 gr/ml= 981 kg/m3 b. Tegangan Permukaan AkuadesDik: r= 0,5 x 10-3 m g= 9,8 m/s2 d= 961 kg/m3 h= 5,0 cm = 0,05 mDit: =?Peny: = . r . d . g . h= . 0,5 x 10-3 . 961 . 9,8 . 0,05= 0,117 N/m Gliserol 0,01 %Dik: r= 0,5 x 10-3 m g= 9,8 m/s2 d= 962 kg/m3 h= 4,9 cm = 0,049 mDit: =?Peny: = . r . d . g . h= . 0,5 x 10-3 . 962 . 9,8 . 0,049= 0,115 N/m

Gliserol 0,05 %Dik: r= 0,5 x 10-3 m g= 9,8 m/s2 d= 971 kg/m3 h= 4,1 cm = 0,041 mDit: =?Peny: = . r . d . g . h= . 0,5 x 10-3 . 971 . 9,8 . 0,041= 0,097 N/m

Gliserol 0,1 %Dik: r= 0,5 x 10-3 m g= 9,8 m/s2 d= 981 kg/m3 h= 5,0 cm = 0,05 mDit: =?Peny: = . r . d . g . h= . 0,5 x 10-3 . 981 . 9,8 . 0,05= 0,120 N/m3. Data Grafik

F. PEMBAHASANTegangan permukaan merupakan gaya yang terjadi pada permukaan suatu cairan yang menghalangi ekspansi cairan tersebut. Tegangan permukaan disebabkan oleh gaya tarik menarik yang tidak seimbang pada antarmuka (interfaces) cairan. Untuk mengetahui adanya gaya ini, dapat digunakan suatu metode dimana terjadi kenaikan cairan biasa dalam suatu kapiler. Pada percobaan ini, akan dilakukan penentuan tegangan permukaan air dan gliserol. Prinsipnya yaitu mengetahui hubungan antara konsentrasi dan nilai tegangan permukaan cairan dengan menggunakan pipa kapiler. Ada beberapa metode yang dapat dilakukan untuk menentukan tegangan permukaan suatu cairan. Pada percobaan ini, metode yang digunakan adalah metode pipa kapiler. Dengan menggunakan pipa kapiler tersebut, dapat diukur tegangan permukaan suatu zat cair. Penggunaannya yaitu salah satu ujung pipa dicelupkan kedalam permukaan zat cair maka zat cair tersebut permukaannya akan naik sampai ketinggian tertentu. Metode kenaikan kapiler hanya dapat digunakan untuk mengukur tegangan permukaan tidak bisa untuk mengukur tegangan antar muka. Tegangan muka dapat diketahui dengan kerapatan cairan, dan tingginya kenaikan dalam kapiler yang sama.Besarnya tegangan permukaan diperngaruhi oleh beberapa faktor, seperti jenis cairan, suhu dan tekanan, massa jenis, konsentrasi zat terlarut, dan kerapatan. Jika cairan memiliki molekul besar seperti air, maka tegangan permukaannya juga besar. Salah satu faktor yang mempengaruhi besarnya tegangan permukaan adalah massa jenis/ densitas (D), semakin besar densitas berarti semakin rapat muatan muatan atau partikel-partiekl dari cairan tersebut. Kerapatan partikel ini menyebabkan makin besarnya gaya yang diperlukan untuk memecahkan permukaan cairan tersebut. Hal ini karena partikel yang rapat mempunyai gaya tarik menarik antar partikel yang kuat. Sebaliknya cairan yang mempunyai densitas kecil akan mempunyai tegangan permukaan yang kecil pula. Konsentrasi zat terlarut (solut) suatu larutan biner mempunyai pengaruh terhadap sifat-sifat larutan termasuk tegangan muka dan adsorbsi pada permukaan larutan. Telah diamati bahwa solut yang ditambahkan kedalam larutan akan menurunkan tegangan muka, karena mempunyai konsentrasi dipermukaan yang lebih besar daripada didalam larutan. Sebaliknya solut yang penambahannya kedalam larutan menaikkan tegangan muka mempunyai konsentrasi dipermukaan yang lebih kecil daripada didalam larutan.Jenis cairan juga dapat mempengaruhi tegangan permukaan. Pada umumnya cairan yang memiliki gaya tarik antara molekulnya besar, seperti air, maka tegangan permukaannya juga besar. Sebaliknya pada cairan seperti bensin karena gaya tarik antara molekulnya kecil, maka tegangan permukaannya juga kecil. Suhu juga mempengaruhi tegangan permukaan dimana tegangan permukaan cairan turun bila suhu naik, karena dengan bertambahnya suhu molekul- molekul cairan bergerak lebih cepat dan pengaruh interaksi antar molekul berkurang sehingga tegangan permukaannya menurun. Pada percobaan ini, akan dilakukan penentuan tegangan permukaan zat cair, yaitu air dan gliserol dengan konsentrasi yang berbeda. Gliserol yang digunakan pada percobaan ini yaitu gliserol 0,1 %, 0,05%, dan 0,01%. Perbedaan konsentrasi gliserol bertujuan agar dapat dibandingkan antara nilai tegangan permukaan dengan konsentrasi yang berbeda-beda. Sebelum menentukan tegangan permukaan air dan gliseral, terlebih dahulu harus diketahui densitas dan berapa kenaikan cairan di dalam pipa kapiler. Dalam penentuan densitas, digunakan piknometer 10 ml yang ke dalamnya dimasukkan air kemudian ditimbang. Sebelumnya, piknometer telah ditimbang kosong agar dapat ditentukan berapa berat zat yang sebenarnya. Hal yang sama juga dilakukan untuk gliserol 0,01%, 0,05%, dan 0,1%. dari penimbangan tersebut, diperoleh densitas air sebesar 961 kg/m3, gliserol 0,01% sebesar 962 kg/m3, gliserol 0,05% sebesar 971 kg/m3 , dan gliserol 0,1% sebesar 981 kg/m3. Setelah diketahui densitas masing-masing cairan, selanjutnya ditentukan kenaikan cairan dengan menggunakan pipa kapiler. Penentuan kenaikan cairan dilakukan dengan memasukkan pipa kapiler ke dalam gelas kimia yang telah berisi air sebanyak 50 ml. kemudian kenaikan air diukur dengan menggunakan mistar. Dari hasil pengamatan, diperoleh tinggi air dalam pipa kapiler adalah 5,0 cm; gliserol 0,01% adalah 4,9 cm; gliserol 0,05% adalah 4,1 cm dan gliserol 0,1% adalah 5,0 cm.Setelah diperoleh nilai dari densitas dan kenaikan cairan, maka dapat ditentukan tegangan permukaannya. Berdasarkan hasil perhitungan, diperoleh tegangan permukaan air adalah 0,117 N/m, tegangan permukaan gliserol 0.01 % adalah 0,115 N/m, gliserol 0.05 % adalah 0,097 N/m dan giserol 0,1 % adalah 0,120 N/m. Berdasarkan hasil pengamatan, dapat diketahui bahwa tegangan permukaan air dan gliserol tidak terlalu jauh perbedaannya. Secara teori, tegangan permukaan air semestinya lebih tinggi dibandingkan tegangan permukaan gliserol. Tetapi, dari hasil percobaan dapat dilihat bahwa tegangan permukaan air lebih kecil dari gliserol. Air yang mempunyai tegangan permukaan lebih besar dikarenakan molekul air memiliki daya tarik menarik (daya kohesi) yang lebih besar dibandingkan dengan gliserol. Dari hubungan antara konsentrasi dan tegangan permukaan gliserol, dapat diperoleh suatu kurva. Dari rafik tersebut, dapat diketahui bahwa semakin tinggi konsentrasi nilai tegangan permukaan tidak menentu. Secara teori, tegangan permukaan dengan konsentrasi berbanding lurus, sehingga semakin tinggi konsentrasi kenaikan cairan pada pipa kapiler juga semakin tinggi dan tegangn permukaan juga semakin tinggi. Sehingga semakin besar konsentrasi berarti semakin rapat partikel-partikel di dalam cairan tersebut. Kerapatan partikel ini menyebabkan makin besarnya gaya yang diperlukan untuk memecahkan permukaan cairan tersebut. Hal ini dikarenakan partikel yang rapat mempunyai gaya tarik menarik antar partikel yang kuat. Sebaliknya cairan yang mempunyai konsentrasi kecil akan mempunyai tegangan permukaan yang kecil pula. Tetapi, pada percobaan ini diperoleh hasil yang berbeda. Tegangan permukaan gliserol 0,05% lebih kecil daripada tegangan permukaan gliserol 0,01%. Hal ini kemungkinan dikarenakan reagen gliserol telah rusak akibat sudah terlalu lama disimpan. Jika suatuu senyawa atau cairan disimpan terlalu lama dari tanggal pembuatan maka keadaan cairan tersebut akan rusak. Kerusakan tersebut adalah penguraian senyawa gliserol yang dikarenakan jenuhnya cairan sehingga ikatan dari senyawanya menjadi lemah dan terurai. Manfaat tegangan permukaan dalam bidang farmasi yaitu dalam mempengaruhi penyerapan obat pada bahan pembantu padat pada sediaan obat, penetrasi molekul melalui membran biologis, dan bermanfaat dalam pembentukan dan kestabilan emulsi dan dispersi partikel tidak larut dalam media cair untuk membentuk sediaan suspensi.

G. KESIMPULANBerdasarkan percobaan diatas, dapat disimpulkan bahwa tegangan permukaan akuades adalah 0,092 N/m, tegangan permukaan gliserol 0.01 % adalah 0,118 N/m, tegangan permukaan gliserol 0.05 % adalah 0,125 N/m dan tegangan permukaan giserol 0,1 % adalah 0,131 N/m.

DAFTAR PUSTAKAAdisalamun, Djumali Mangunwidjaja, Ani Suryani, Titi Candra Sunarti, dan Yandra Arkeman, 2012, Adsorpsi Surfaktan Nonionik Alkil Poliglikosida pada Antarmuka Fluida-Fluida, Jurnal Rekayasa Kimia dan Lingkungan, Vol. 9, No. 1, Bogor.

Aufari, M. A., Sia R., dan Renita M., 2013, Pemurnian Crude Glycerine Melalui Proses Bleaching Dengan Menggunakan Karbon Aktif, Jurnal Teknik Kimia, Vol. 2, No. 1, Universitas Sumatera Utara. Basri, 2009, Karakteristik Hidraulik Aliran Dua Fasa pada Pipa Kapiler, JIMT Vol. 6 No. 2, Universitas Tadulako.

James, Joyce, Colin Baker, dan Helen Swain, 2008, Prinsip-prinsip sains untuk keperawatan, Penerbit Erlangga, Jakarta.

Oxtoby, David W., 2001, Prinsip-prinsip Kimia Modern, Penerbit Erlangga, Jakarta.

Young, H. D. dan Freedman R. A., 2002, Fisika Universitas, Penerbit Erlangga, Jakarta