TEGANGAN
PERMUKAAN
I.
Tujuan
1. Mengetahui faktor-faktor yang
mempengaruhi tegangan permukaan
2. Menggunakan alat-alat untuk penentuan
tegangan permukaan
3. Menentukan tegangan permukaan dan
tegangan antarmuka zat cair
4. Menentukan harga konsentrasi Misel
Kritik (KMK)
II.
Prinsip
Tegangan dalam permukaan ini adalah gaya persatuan
panjang yang harus diberikan sejajar pada permukaan untuk mengimbangi tarikan
ke dalam. Gaya ini tegangan permukaan mempunyai satuan dyne/cm dalam satuan
cgs. Hal ini analog dengan keadaan yang terjadi bila suatu objek yang
menggantung dipinggir jurang pada seutas tali ditarik ke atas oleh seseorang
memegang tali tersebut dan berjalan menjauhi seutas tali.
III.
Teori dasar
Tegangan
permukaan ini adalah gaya persatuan panjang yang harus diberikan sejajar pada
permukaan untuk mengimbangi tarikan ke dalam. Gaya ini tegangan permukaan
mempunyai satuan dyne/cm dalam satuan cgs (Martin, 1990).
Tegangan permukaan
zat cair di definisikan sebagai usaha yang membentuk luas permukaan baru.
Dengan sifat tersebut zat cair mampu untuk menahan benda-benda kecil di
permukaannya.
Tegangan
permukaan adalah gaya persatuan panjang yang harus dikerjakan sejajar permukaan
untuk mengimbangi gaya tarikan kedalam pada cairan. Hal tersebut terjadi karena
pada permukaan, gaya adhesi (antara cairan dan udara) lebih kecil dari pada
gaya khohesi antara molekul cairan sehingga menyebabkan terjadinya gaya kedalam
pada permukaan cairan (Giancoli, 2001).
Tegangan
antar muka adalah gaya persatuan panjang yang terdapat pada antar muka dua fase
cair yang tidak bercampur. Tegangan antar muka selalu lebih kecil dari pada
tegangan permukaan karena gaya adhesi antara dua cairan tidak bercampur lebih
besar dari pada adhesi antara cairan dan udara (Giancoli, 2001).
Tegangan permukaan dinyatakan sebagai
gaya persatuan panjang yang diperlukan untuk memperluas permukaan. Simbol yang
digunakan untuk tegangan permukaan adalah γ dan satuannya adalah dyne/cm (Sutrisno,
1992). Tegangan permukaan atau tegangan antar muka adalah suatu gaya nyata yang
efeknya tampak pada tingkat makroskopik seperti halnya pada tingkat molekuler.
Hal ini dapat dilukiskan dengan meletakkan sebuah kerangka kawat dengan batang
yang dapat bergerak dalam larutan energi per satuan luas jika kerja
yangdiperlukan untuk memindahkan batang yang bergerak dengan suatu jarak kecil.
Kebanyakan antar yang tercakup dalam sistem farmasetik berbentuk lengkung (Lachman,1994).
Pengukuran tegangan permukaan dapat dilakukan dengan beberapa metode antara
lain (Kosman,2006):
a. Metode Cincin du-Nouy
Cara ini dapat
digunakan untuk mengukur tegangan permukaan dan tegangan antar permukaan zat
cair. Prinsip kerja alat ini berdasarkan pada kenyataan bahwa gaya yang
dibutuhkan untuk melepaskan cincin yang tercelup pada zat cair yang sebanding
dengan tegangan permukaan atau tegangan antar permukaan. Gaya yang dibutuhkan
untuk melepaskan cincin dalam hal ini diberikan oleh kawat besi yang dinyatakan
dalam dyne.
b. Metode kenaikan kapiler
Metode ini hanya
dapat digunakan untuk menentukan tegangan suatu zat cair, dan tidak dapat
digunakan untuk menentukan tegangan antar permukaan dua zat cair yang tidak
bercampur. Bila pipa kapiler dimasukkan ke dalam suatu zat cair, dan tidak
dapat digunakan untuk menentukan tegangan antar permukaan dua zat cair yang
tidak bercampur. Bila pipa kapiler dimasukkan ke dalam suatu zat cair, maka zat
tersebut akan naik ke dalam pipa sampai gaya gerak ke atas diseimbangkan oleh
gaya gravitasi ke bahan akibat berat zat cair.
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 monomolekular yang disebut dengan molekul
surfaktan. Faktor-faktor yang menpengaruhi :
1.
Suhu
Tegangan permukaan
menurun dengan meningkatnya suhu, karena meningkatnya energi 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 monomolekular, maka akan menurunkan tegangan permukaan, zat tersebut
biasa disebut dengan surfaktan.
3.
Surfaktan
Surfaktan (surface
active agents), zat yang dapat mengaktifkan permukaan, karena cenderung untuk
terkonsentrasi pada permukaan atau antar muka. Surfaktan mempunyai orientasi
yang jelas sehingga cenderung pada rantai lurus. Sabun merupakan salah satu
contoh dari surfaktan (Douglas.2001).
4.
Konsentrasi zat terlarut
Konsentrasi zat terlarut
(solut) suatu larutan biner mempunyai pengaruh terhadap sifat-sifat larut
termasuk tegangan muka dan adsorbs pada permukaan larutan. Telah diamati bahwa
solute yang ditambahkan kedalam larutan akan menurunkan tegangan muka, karena
konsentrasi dipermukaan yang lebih besar dari pada didalam larutan. Sebaliknya
solut yang penambahannya kedalam larutan menaikan tegangan muka mempunyai
konsentrasi dipermukaan yang lebih kecil dari pada di dalam larutan
(Yazid,2003).
Manfaat tegangan
permukaan dalam bidang farmasi:
1.
Dalam mempengaruhi
penyerapan obat dalam bahan pembantu padat pada sediaan obat
2.
Penetrasi molekul
melalui membran biologis
3.
Pembentukan dan
kestabilan emulsi dan disperse partikel tidak larut dalam media cair untuk
membentuk sediaan suspensi (Giancoli, 2001).
Emulsi adalah
sediaan yang mengandung bahan obat cair atau larutan obat, teridspersi dalam
cairan pembawa, distabilkan dengan zat pengemulsi atau surfaktan yang cocok
(Anief, 2006 : 133). Emulsi adalah suatu sistem yang tidak stabil secara
termodinamik yang mengandung paling sedikit dua fase cair yang tidak bercampur,
dimana satu diantaranya didispersikan sebagai bola-bola dalam fase cair lain.
Sistem dibuat stabil dengan adanya suatu zat pengemulsi (Martin. 1990). Emulsi
sediaan yang mengandung dua zat yang tidak tercampur biasanya air dan minyak
dimana cairan yang satu terdispersi menjadi butir-butir kecil dalam cairan yang
lain, dan dispersi tidak stabil, butir-butir ini bergabung (koalesen) dan
membentuk dua lapisan air dan minyak yang terpisah.
Kohesi adalah
gaya Tarik menarik antar partikel sejenis (partikel-partikel suatu zat tidak
dapat bergabung dengan partikel zat lain), Adhesi adalah gaya Tarik menarik
antar partikel yang berlainan sejenis(partikel suatu zat dapat bergabung dengan
partikel zat lain) (Prasodjo, 2017: 40).
IV.
Alat dan bahan
ALAT
|
BAHAN
|
Tensiometer Du Nuoy
|
Tween 80
|
Piknometer
|
Aquadest
|
Tabung reaksi
|
Minyak
|
Pipet tetes
|
|
Spatel
|
|
Batang pengaduk
|
|
Gelas ukur
|
|
Labu ukur
|
|
Neraca digital
|
V.
Prosedur kerja
Ditentukan tegangan antarmuka air
dan minyak nabati dengan tensiometer Du
nuoy, lalu dibuat larutan seri Tween 80 dengan konsentrasi 0.1, 0.2, 0.3,
0.4, 0.5, 1.0, 2.0, 3.0,4.0 ad air 50Ml. Dihitung BJ dari masing-masing larutan
Tween 80 menggunakan Tensiometer Du nuoy,
lalu dibuat Kurva nilai tegangan permukaan (y) terhadap nilai konsentrasi
surfaktan (% b/v). ditentukan nilai dan titik KMK dari kurva yang telah dibuat,
kemudian dijelaskan hubungan antara BJ terhadap tegangan permukaan dari larutan
seri Tween 80.
VI.
Data pengamatan
A.
Perhitungan tegangan permukaan (dyne/cm)
air
skala yang terbaca x F
72,8 = 49 x F
0,1
22 x 1,48 = 32,56 dyne/cm
0,2
25 x 1,48 = 37 dyne/cm
0,3
26 x 1,48 = 38,48 dyne/cm
0,4
26,5 x 1,48 = 39,22 dyne/cm
0,5
25 x 1,48 = 37 dyne/cm
1,0
22 x 1,48 = 32,56 dyne/cm
2,0
20 x 1,48 = 29,6 dyne/cm
3,0
22 x 1,48 = 32,56 dyne/cm
4,0
19,5 x 1,48 = 28,86 dyne/cm
B.
Perhitungan
Bobot jenis seri tween 80
Dik : W1 = Pinkometer
kosong
W2 = Pinkometer kosong
ditambahkan aquadest
W3 = Pinkometer kosong
ditambahkan larutan uji
W1 = 18,47 dan W2 =
29,8
0.1 =
=
= 0,997
0,2 =
=
= 0,995
0,3 =
=
= 0,997
0,4 =
=
= 0,998
0,5 =
=
= 0,996
1,0 =
=
= 0,999
2,0 =
=
= 1,002 dyne/cm
3,0 =
=
= 1,003
4,0 =
=
= 1,003
1.
Tabel
tegangan permukaan larutan seri tween 80
Larutan uji (% b/v
)
|
Skala yang terbuka
|
Tegangan permukaan (dyne/cm)
|
Tween 0,1
|
22
|
32,56 dyne/cm
|
Tween 0,2
|
25
|
37 dyne/cm
|
Tween 0,3
|
26
|
38,48 dyne/cm
|
Tween 0,4
|
26,5
|
39,22 dyne/cm
|
Tween 0,5
|
25
|
37 dyne/cm
|
Tween 1,0
|
22
|
32,56 dyne/cm
|
Tween 2,0
|
20
|
29,6 dyne/cm
|
Tween 3,0
|
22
|
32,56 dyne/cm
|
Tween 4,0
|
19,5
|
28,86 dyne/cm
|
2.
Tabel
bobot jenis seri tween 80
Larutan uji
|
W1
|
W2
|
W3
|
BJ
|
Tween 0,1
|
18,47
|
29,8
|
29,77
|
0,997
|
Tween 0,2
|
18,47
|
29,8
|
29,75
|
0,995
|
Tween 0,3
|
18,47
|
29,8
|
29,77
|
0,997
|
Tween 0,4
|
18,47
|
29,8
|
29,78
|
0,998
|
Tween 0,5
|
18,47
|
29,8
|
29,76
|
0,996
|
Tween 1,0
|
18,47
|
29,8
|
29,79
|
0,999
|
Tween 2,0
|
18,47
|
29,8
|
29,83
|
1,002
|
Tween 3,0
|
18,47
|
29,8
|
29,84
|
1,003
|
Tween 4,0
|
18,47
|
29,8
|
29,84
|
1,003
|
VII.
Pembahasan
Tegangan
permukaan ini adalah gaya persatuan panjang yang harus diberikan sejajar pada
permukaan untuk mengimbangi tarikan ke dalam. Tegangan permukaan mempunyai
satuan dyne/cm dalam satuan cgs. Besarnya tegangan permukaan dipengaruhi oleh
beberapa factor yaitu suhu, zat terlarut, konsentrasi zat terlarut dan
surfaktan. Pada percobaan kali ini pengamatan tegangan permukaan menggunakan
tensiometer Du Nuoy.
Metode
Tensiometer Du Nuoy menggunakan cincin
Du Nuoy bisa digunakan untuk mengukur
tegangan permukaan ataupun tegangan antar muka. Prinsip dari alat ini adalah
gaya yang diperlukan untuk melepaskan suatu cincin platina iridium yang
dicelupkan pada permukaan sebanding dengan tegangan permukaan atau tegangan
antar muka dari cairan tersebut. Untuk penentuan tegangan permukaan saja dapat
menggunakan metode kenaikan kapiler. Tween 80 merupakan surfaktan yang dapat
menurunkan tegangan antarmuka antara obat dan medium sekaligus membentuk misel
sehingga molekul obat akan terbawa oleh misel larut ke dalam medium (Martinet
al., 1993).
Surfaktan adalah
suatu zat yang mampu menurunkan tegangan permukaan suatu medium, surfaktan
dengan konsentrasi yang lebih tinggi molekul-molekul nya dapat masuk kedalam
air membentuk misel, konsentrasi pada saat misel mulai tebentuk disebut
konsentrasi misel kritik (KMK).
Bobot jenis
adalah rasio bobot suatu zat terhadap bobot zat baku yang volumenya sama pada
suhu yang sama dan dinyatakan dalam desimal (Ansel, 2006 : 210). Zat yang
memiliki bobot jenis lebih kecil dari pada (1,00) maka lebih ringan dari pada
air. prinsip uji bobot jenis pada saat dicampurkan antara air dan tween 80
dengan konsentrasi yang berbeda-beda menunjukan semakin besar konsentrasi zat
terlarut suatu larutan semakin besar pula bobot jenis larutan tersebut.
Penggunaan tween
80 dalam beberapa konsentrasi sebagai pembanding karena makin besar
konsentrasinya makin turun nilai KMK nya. Pada hasil pengamatan percobaan
tegangan permukaan didapat nilai titik KMK pada Tween dengan konsentrasi antara
0,4 : 0,5 : 1 : 2.
Manfaat tegangan
permukaan dalam dunia farmasi adalah supaya ketika pembuatan obat dapat
mempengaruhi penyerapan obat, juga mampu mempenetrasi obat melalui membran
biologis, dan dapat membentuk obat yang stabil, khususnya pada saat pembuatan
emulsi dan suspense.
Hasil dari bobot
jenis pada pengamatan percobaan cenderung mendekati nilai 1,00 sesuai dengan
literatur dan bobot jenis air dan peristiwa ini mencapai tegangan permukaan
tertinggi.
VIII.
Kesimpulan
1.
Hasil yang didapat diketahui bahwa semakin
besar atau tinggi konsentrasi suatu zat maka kerapatannya justru semakin kecil
2. Alat yang
digunakan untuk menentukan tegangan permukaan adalah piknometer
3. Faktor-faktor yang mempengaruhi tegangan
permukaan adalah suhu, zat terlarut (solute), surfaktan.
DAFTAR PUSTAKA
Martin,
A dkk. 1990. Farmasi Fisik Edisi Ketiga
Jilid I. UI-Press. Jakarta.
Budi
Prasodjo, dkk. op.cit., Fisika.2007.
Giancoli,
Douglas C., 2001, Fisika Jilid 1 (Terjemahan), Jakarta: Penerbit Erlangga.
Howard
C. Ansel, Shelly J. Prinec.2006. Kalkulasi Farmasetik. Penerbit Buku Kedokteran
: EGC : Jakarta
Parrot, L.E. (1970). Pharmaceutical Technology. Mineneapolis:Burgess
Publishing Company.
Comments
Post a Comment