FARMASI FISIK PERC. I "PENENTUAN TEGANGAN PERMUKAAN"

LAPORAN PRAKTIKUM FARMASI FISIK II

PERCOBAAN I

PENENTUAN TEGANGAN PERMUKAAN

OLEH:

NAMA            : RIFANDI AZIS TEBA

NIM               : F1F1 12 018

KELOMPOK  : I (SATU)

KELAS            : A

ASISTEN        : WIWI ASRIANI

LABORATORIUM FARMASI

JURUSAN FARMASI

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS HALU OLEO

KENDARI

2013

PENENTUAN TEGANGAN PERMUKAAN

A. TUJUAN

Tujuan dari percobaan ini adalah untuk membiasakan diri dengan konsep dan pengukuran tegangan muka.

B. LANDASAN TEORI  

Tegangan permukaan merupakan sifat pennukaan suatu zat cair yang berperilaku layaknya selapis kulit tipis yang kenyal atau lentur akibat pengaruh tegangan. Pengaruh tegangan tersebut disebabkan oleh adanya gaya tarik-menarik antar molekul di pennukaan zat cair tersebut. Untuk mengetahui seberapa besar nilai tegangan permukaan suatu zat, maka cam sederhana yang dilakukan adalah dengan melakukan praktikum techadap beberapa zat cair dengan menggunakansusunan alat seperti Newtonmeter difungsikan untuk mengukur nilai gaya tarik maksimum pada cincin saat pengambilan data, tanpa menunjukkan peristiwa fisis yang terjadi selama proses pengukuran tegangan permukaan bedangsung. Oleh karena itu peneliti berinisiatif untuk juga mengedepankan proses fisika yang terjadi selama pengukurall tegangan pennukaan berlangsung (Indarniati, 2008).

Tegangan permukaan (γ) suatu cairan dapat didefinisikan sebagai banyaknya kerja yang dibutuhkan untuk memperluas permukaan cairan per satu satuan luas. Pada satuan cgs, γ dinyatakan dalam erg cm-1 atau dyne cm-1, sedangkan dalam satuan SI, γ dinyatakn dalam N m-1. Molekul yang ada di dalam cairan akan mengalami gaya tarik menarik (gaya van der Waals) yang sama besarnya ke segala arah. Namun, molekul pada permukaan cairan akan mengalami resultan gaya yang mengarah ke dalam cairan itu sendiri karena tidak ada lagi molekul di atas permukaan dan akibatnya luas permukaan cairan cenderung untuk menyusut (Tang, 2011).

Tegangan antar muka adalah gaya per satuan panjang yang terdapat pada antar muka dua fase cair yang tidak bercampur dan, seperti tegangan permukaan, mempunyai satuan dyne/cm. Tegangan antar muka selalu lebih kecil daripada tegangan permukaan karena gaya adhesi antar kedua fase cair yang membentuk suatu antarmuka adalah lebih besar daripada bila suatu fase cair dan suatu fase gas berada bersama-sama (Martin, 1993). 

Pengaruh waktu penyimpanan terhadap tegangan permukaan lateks pekat. Pada penelitian ini diperoleh hasil bahwa bila waktu penyimpanan semakin lama maka tegangan permukaan lateks pekat semakin turun. Keadaan ini dapat dilihat pada grafik. Dapat dijelaskan bahwa adanya distribusi bahan pemantap sabun natrium minyak inti sawit yang merata pada permukaan partikel karet. Beberapa hari kemudian distribusi tersebut mengalami gangguan akibat disimpan pada suhu kamar. Namun semakin lama waktu penyimpanan maka adsorpsi sabun natrium minyak inti sawit pada permukaan partikel karet semakin kuat dan tegangan permukaan lateks pekat menjadi turun (Muis, 2003).

Semakin kecil nilai tegangan permukaan air setelah penambahan surfaktan, maka semakin baik kemampuan surfaktan tersebut dalam menurunkan tegangan permukaan air. Surfaktan tersusun atas “ekor” nonpolar (gugus hidrofobik) dan “kepala” polar (gugus hidrofilik). Ketika menggunakan produk pembersih yang mengandung surfaktan, “ekor” nonpolar surfaktan akan menempel pada kotoran dan “kepala” polarnya menempel pada air (Siaka, 2012).

Gliserol adalah salah satu bahan kimia yang penting di dalam industri obat-obatan, bahan makanan, kosmetik, bahan peledak, dan lain-lain. Hingga saat ini Indonesia masih mendatangkan gliserol dari luar negeri untuk memenuhi kebutuhan industri di dalam negeri. Oleh karena itu perlu diadakan penelitian lebih lanjut tentang suatu proses yang dapat menghasilkan gliserol, salah satunya adalah proses hidrolisis minyak kelapa sawit (Prasadja, 2011).

C. ALAT DAN BAHAN

1.    Alat

Alat yang digunakan dalam percobaan ini yaitu :

·         Piknometer 10 ml

·         Timbangan analitik

·         Pipet tetes

·         Gelas kimia 100 ml

·         Pipa kapiler

·         Mistar

·         Gelas ukur

2.    Bahan

Bahan yang digunakan dalam percobaan ini adalah :

·         Aquades

·         Gliserol 0,01 %, 0,05%, dan 0,1,5

·         Tissue

D.    PROSEDUR KERJA

1.   Penentuan Berat Piknometer

 

-   Ditimbang dalam keadaan kosong

-   Dicatat hasilnya

    Hasil pengamatan = ...?

2.   Penentuan Densitas

	Aquades

 

 

-   Dimasukkan kedalam piknometer 10 ml hingga penuh

-   Ditutup

-   Ditimbang

-   Dicatat hasilnya

-   Ditentukan berat jenisnya

-   Diulangi prosedur diatas untuk gliserol 0,01 %; 0,05 %; dan 0,1 %

Hasil Pengamatan = ...?

3.   Penentuan Tinggi Kenaikan Cairan

 

-   Dituangkan 50 ml kedalam gelas kimia 100 ml

-   Dimasukkan pia kapiler kedalam 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 PENGAMATAN

1.    Data Pengamatan

No.	Zat Cair	Berat Piknometer + Sampel	Densitas	Tinggi Kenaikan Cairan	Tegangan Permukaan
1.	Aquades	19,03 gr	948 kg/m3	4,0 cm	0,092 N/m
2.	Gliserol 0,01%	19,19 gr	964 kg/m3	5,0 cm	0,118 N/m
3.	Gliserol 0,05%	19,19 gr	964 kg/m3	5,3 cm	0,125 N/m
4.	Gliserol 0,1%	19,32 gr	977 kg/m3	5,5 cm	0,131 N/m

2.    Data Perhitungan

a.    Densitas

Ø  Aquades

Dik     : Berat Piknometer kosong    =  9,55 gr

            Berat Piknometer + sampel = 19,03 gr

           Volume Piknometer            = 10 ml

Dit      : Densitas =…?

Peny.  : Densitas =

                        =

= 0,948 gr/ml

= 948 kg/m³

Ø  Gliserol 0,01 %

Dik     : Berat Piknometer kosong    =  9,55 gr

            Berat Piknometer + sampel = 19,19 gr

           Volume Piknometer            = 10 ml

Dit      : Densitas =…?

Peny.  : Densitas =

                        =

= 0,964 gr/ml

= 964 kg/m³

Ø  Gliserol 0,05 %

Dik     : Berat Piknometer kosong    =  9,55 gr

            Berat Piknometer + sampel = 19,19 gr

           Volume Piknometer            = 10 ml

Dit      : Densitas =…?

Peny.  : Densitas =

                        =

= 0,964 gr/ml

= 964 kg/m³

Ø  Gliserol 0,1 %

Dik     : Berat Piknometer kosong    =  9,55 gr

            Berat Piknometer + sampel = 19,32 gr

           Volume Piknometer            = 10 ml

Dit      : Densitas =…?

Peny.  : Densitas =

                        =

= 0,977 gr/ml

= 977 kg/m³

b.    Tegangan Permukaan

Ø  Aquades

Dik     : r       = 0,5 x 10^-3 m

            g      = 9,8 m/s²

           d       = 948 kg/m³

            h      = 4,0 cm = 0,04 m

Dit      : Ɣ      =…?

Peny.  : Ɣ      =  . r . d . g . h

                   =  . 0,5 x 10^-3 . 948 . 9,8 . 0,04

                   = 0,092 N/m

                       

Ø  Gliserol 0,01 %

Dik     : r       = 0,5 x 10^-3 m

            g      = 9,8 m/s²

           d       = 964 kg/m³

            h      = 5,0 cm = 0,05 m

Dit      : Ɣ      =…?

Peny   : Ɣ      =  . r . d . g . h

                   =  . 0,5 x 10^-3 . 964 . 9,8 . 0,05

                   = 0,118 N/m

Ø  Gliserol 0,05 %

Dik     : r       = 0,5 x 10^-3 m

            g      = 9,8 m/s²

           d       = 964 kg/m³

            h      = 5,3 cm = 0,053 m

Dit      : Ɣ      =…?

Peny.  : Ɣ      =  . r . d . g . h

                   =  . 0,5 x 10^-3 . 964 . 9,8 . 0,053

                   = 0,125 N/m

Ø  Gliserol 0,1 %

Dik     : r       = 0,5 x 10^-3 m

            g      = 9,8 m/s²

           d       = 977 kg/m³

            h      = 5,5 cm = 0,055 m

Dit      : Ɣ      =…?

Peny.  : Ɣ      =  . r . d . g . h

                   =  . 0,5 x 10^-3 . 977 . 9,8 . 0,055

                   = 0,131 N/m

3.    Grafik

F.  PEMBAHASAN

Tegangan permukaan adalah gaya atau tarikan kebawah yang menyebabkan permukaan cairan berkontraksi dengan benda dalam keadaan tegang. Hal ini disebabkan oleh gaya-gaya tarik yang tidak seimbang pada antar muka cairan. Gaya ini biasa segera diketahui pada kenaikan cairan biasa dalam pipa kapiler dan bentuk suatu tetesan kecil cairan. tegangan permukaan merupakan fenomena menarik yang terjadi pada zat cair (fluida) yang berada dalam keadaan diam (statis). Selain itu, terdapat pula tegangan antar-muka yaitu tegangan yang diukur pada bidang batas dua cairan yang tidak bisa saling bercampur.

Tegangan permukaan terjadi karena permukaan zar cair cenderung untuk menegang, sehingga permukaannya tampak seperti selaput tipis. Hal ini dipengaruhi oleh adanya gaya kohesi antara molekul air. Pada zat cair yang adesiv berlaku bahwa besar gaya kohesinya lebih kecil daripada gaya adesinya dan pada zat yang non-adesiv berlaku sebaliknya. Salah satu model peralatan tang sering digunakan untuk mengukur tegangan permukaan zar cair adalah pipa kapiler. Salah satu besaran yang berlaku pada sebuah pipa kapiler adalah sudut kontak, yaitu sudut yang dibentuk oleh permukaan zat cair yang dekat dengan dinding. Sudut kontak ini timbul akibat gaya tarik-menarik antara zat yang sama (gaya kohesi) dan gaya tarik-menarik antara molekul zat yang berbeda (adesi).

Besarnya tegangan permukaan dipengaruhi oleh beberapa faktor, yaitu pertama jenis cairan, suhu, adanya zat telarut, surfaktan, konsentrasi zat terlarut, dan kerapatan.

Ada beberapa metode penentuan tegangan muka, dalam praktikum ini digunakan metode pipa kapiler, yaitu mengukur tegangan permukaan zat cair dan sudut kelengkungannya dengan memakai pipa berdiameter. Salah satu ujung pipa dicelupkan kedalam permukaan zat cair maka zat cair tersebut permukaannya akan naik sampai ketinggian tertentu.

Pada percobaan ini, terlebih dahulu dilakukan pengukuran berat piknometer dalam keadaan kosong. Setelah itu dilakukan penentuan densitas tiap sampel,  densitas dari tiap-tiap larutan dihitung berdasarkan rumus yang telah diketahui dengan membandingkan berat piknometer terhadap volume piknometer. Hasil dari pengukuran tersebut yaitu densitas Air sebesar 948 kg/m³, gliserol 0,01% sebesar 964 kg/m³, gliserol 0,05% sebesar 964 kg/m³, dan gliserol 0,1% sebesar 977 kg/m³.

      Terakhir, dilakukan penentuan tegangan permukaan berdasarkan data yang telah diperoleh dari penentuan densitas sampel dengan menggunakan rumus tegangan permukaan dengan besar jari-jari kapiler, besarnya gaya gravitasi, dan tinggi naik cairan pada pipa kapiler yang sudah diketahui. Maka diperoleh tegangan permukaan air adalah 0,092 N/m, tegangan permukaan gliserol  0.01% adalah 0,118 N/m, gliserol 0.05% adalah 0,125 N/m, dan gliserol 0,1% adalah 0,131 N/m. Berdasarkan hasil percobaan yang telah dilakukan, dapat dilihat bahwa tegangan permukaan air lebih rendah dari gliserol, hal ini disebabkan oleh salah satu faktor yang mempengaruhi tegangan permukaan, yaitu densitas (). Semakin besar densitas maka semakin besar pula tegangan permukaannya karena semakin rapat muatan – muatan atau partikel-partikel dari cairan tersebut 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.

Dalam bidang farmasi, manfaat dari percobaan ini adalah pertama, mempengaruhi penyerapan obat pada bahan pembantu padat pada sediaan obat. Kedua, terlibat pada penetrasi molekul melalui membran seluler. Dan yang terakhir, membantu pembentukan dan kestabilan emulsi serta dispersi partikel tidak larut dalam media cair untuk membentuk sediaan padat.

G.   KESIMPULAN

Berdasarkan percobaan yang telah dilakukan dapat ditarik kesimpulan Tegangan permukaan adalah gaya yang bekerja pada luas pemrukaan suatu bidang cairan yang menghalangi ekspansi cairan tersebut. Berdasarkan perhitungan, nilai tegangan permukaan air adalah 0,092 N/m, tegangan permukaan gliserol  0.01% adalah 0,118 N/m, gliserol 0.05% adalah 0,125 N/m, dan gliserol 0,1% adalah 0,131 N/m.

DAFTAR PUSTAKA

Indarniati, dan Frida U. E., 2008, Perancangan Alat Ukur Tegangan Permukaan dengan Induksi Elektromagnetik, Jurnal Fisika dan Aplikasinya, Vol.4 No.1, Universitas Negeri Surabaya, Surabaya.

Martin, Alfred, dkk., 1993, Farmasi Fisik edisi kedua, Jakarta, Universitas Indonesia.

Muis, Y., 2003, Pengaruh Konsentrasi Sabun Natrium dari Minyak Inti dan Waktu Penyimpanan terhadap Tegangan Permukaan Lakets Pekat, Jurnal Sains Kimia,  Vol. 7, No.1: 4-

6, Universitas Sumatera Utara, Medan.

Prasadja, M. E., 2011, Pembuatan Gliserol Dari Minyak Kepala Sawit Dengan Proses Hidrolisis, Jurnal Kimia dan Teknologi, Vol.5 No.2 ISSN 0216-163 X, Universitas Setia Budi, Surakarta.

Siaka, I M., dkk., Optimasi Kondisi Reaksi Hidrogenasi Metil Ester dalam Peningkatan Aktivitas Surfaktan Berbasis Minyak Jelatah, Jurnal Kimia, Vol. 6 No. 2: 115-122 ISSN 1907-9850, Universitas Udayana, Bukit Jimbaran.

Tang, M., 2011, Pengaruh Penambahan Pelarut Organik Terhadap Tegangan    Permukaan Larutan Sabun, Jurnal SNIPS, Bandung.