Akademi Farmasi

8/11/2019 Akademi Farmasi

1/12

AKADEMI FARMASI

YAYASAN PUTRA INDONESIA MALANG

TUJUAN :

1. Untuk memahami sifat alir dari suatu zat

2. Untuk memahami peranan viskositas dalam pembuatan sediaan farmasi

DASAR TEORI :

Pengertian viskositas

Rheologi, istilah ini berasal dari bahasa Yunani rheo (mengalir) dan logos (ilmu

pengetahuan), digunakan oleh Bingham dan Crawford untuk memberikan aliran zat cair dan

deformasi zat padat. Rheologi erat kaitannya dengan viskositas. Viskositas adalah suatu

ungkapan untuk menyatakan tahanan yang mencegah zat cair untuk mengalir; semakin tinggi

viskositas, semakin besar tahanannya untuk mengalir. Zat cair sederhana dapat diberikan dengan

viskositas absolute, sedangkan untuk zat yang terdispersi heterogen tidak dapat langsung

dinyatakan dengan satuan tunggal. Rheologi penting untuk digunakan dalam farmasi terutama

dalam hal formulasi dan analisa bentuk sediaan farmasi tersebut, seperti emulsi, pasta,suppositoria, dan dragee/tablet bersalut. Hal ini penting dalam hal mampu menghasilkan produk

dengan konsistensi yang baik dan mampu membuat produk ulang tersebut dengan kualitas yang

sama.

Alat untuk mengukur viskositas adalah viskometer. Berikut adalah macam-macam

viskometer :

1.

Viskometer kapiler

2.Viskometer bola jatuh

3.Viskometer cup dan bup

4.viskometer cone dan plate


2/12

Apabila pemilihan alat tidak tepat, maka produk farmasi yang dihasilkan pun tidak sesuai

dengan yang dikehendaki. Selain itu, prinsip rheologi digunakan juga untuk karakterisasi produk

sediaan farmasi (dosage form) sebagai penjaminan kualitas yang sama untuk setiap batch.

Rheologi juga meliputi pencampuran aliran dari bahan, penuangan, pengeluaran dari tube, atau

pelewatan dari jarum suntik. Rheologi dari suatu zat tertentu dapat mempengaruhi penerimaan

obat bagi pasien, stabilitas fisika obat, bahkan ketersediaan hayati dalam tubuh (bioavailability).

Sehingga viskositas telah terbukti dapat mempengaruhi laju absorbsi obat dalam tubuh.

Penggolongan zat/bahan menurut tipe alir

SISTEM NEWTONIAN

Hukum alir dari Newton diilustrasikan oleh gambar berikut :

Diasumsikan gambar tersebut adalah sebuah balok cairan yang terdiri dari lapisan-lapisan

molekul paralel, bagaikan setumpuk kartu. Jika bidang cairan paling atas bergerak

dengan suatu kecepatan konstan, setiap lapisan di bawahnya akan bergerak dengan suatu

kecepatan yang berbanding lurus dengan jarak dari lapisan dasar yang tetap diam.

Pada kartu tersebut, perbandingan kecepatan, dv, dengan jarak, dr, disebut dengan kecepatan

gradien/kecepatan geser, dv/dr.

Digunakan istilah :

Rate of shear(D)dv/druntuk menyatakan perbedaan kecepatan (dv) antara dua bidang

cairan yang dipisahkan oleh jarak yang sangat kecil (dr).

Shearing stress ( atau F )F/Auntuk menyatakan gaya per satuan luas yang diperlukan

untuk menyebabkan aliran.

F/A = dv/dr

Viskositas merupakan perbandingan antara Shearing stress F/A dan Rate of shear

dv/dr. Satuan viskositas adalahpoiseatau dyne detik cm-2


3/12

Fluiditas merupakan kebalikan dari viskositas. Satuan fluiditas adalah centipoise (cps).

1cps= 0,01poise

SISTEM NON-NEWTONIAN

Ada 3 jenis tipe aliran dalam sistem Non-Newtonian, yaitu : PLASTIS, PSEUDOPLASTIS,

dan DILATAN.

1.Aliran Plastis

Kurva aliran plastis tidak melalui titik (0,0) tapi memotong sumbu shearing stress (atau

akan memotong jika bagian lurus dari kurva tersebut diekstrapolasikan ke sumbu) pada

suatu titik tertentu yang dikenal dengan sebagai harga yield (yield value). Cairan plastistidak akan mengalir sampai shearing stress dicapai sebesar yield value tersebut. Pada

harga stress di bawah hargayield value, zat bertindak sebagi bahan elastis (meregang lalu

kembali ke keadaan semula, tidak mengalir).

Para ahli reologi mengklasifikasikan zat-zat bingham tersebut, yaitu zat yang memiliki yield value

sebagai zat padat, sedangkan untuk zat yang mulai mengalir pada tekanan geser yang paling

minimum disebut sebagai zat cair. Yield value merupakan suatu sifat yang sangat penting dari

system disperse tertentu.

Angka arah dari reogram pada aliran plastik, dinamakan mobilitas, yang analog dengan fluiditas

dalam system newton dan harga resiproknya dinamakan viskositas plastik, U. Persamaan yang

memerikan aliran plastic adalah :

U = ( Ff )

G

U adalah viskositas plastis, dan f adalahyield value.


4/12

Aliran plastis berhubungan dengan adanya partikel-partikel yang tersuspensi dalam

suspensi pekat. Adanya yield value disebabkan oleh adanya kontak antara partikel-

partikel yang berdekatan (disebabkan oleh adanya gaya van der Waals), yang harus

dipecah sebelum aliran dapat terjadi. Akibatnya, yield value merupakan indikasi dari

kekuatan flokulasi. Makin banyak suspensi yang terflokulasi, makin tinggi yield value-

nya. Kekuatan friksi antar partikel juga berkontribusi dalam yield value. Ketika yield

valueterlampaui (shear stressdi atasyield value), sistem plastis akan menyerupai sistem

newton.

Aliran plastic diasosiasikan dengan adanya partikel-partikel terflokulasi dalam suspense yang

pekat. Akibatnya suatu struktur yang kontinu terjadi di seluruh system. Adanya yield value

dikarenakan bergabungnya partikel-partikel (yang disebabkan gaya Van Der Waals), yang harus

dipecahkan sebelum aliran terjadi. Jadi yield value merupakan suatu indikasi dari gaya flokulasi.

Makin banyak suspense yang terflokulasi, makin tinggi yield valuenya. Gaya-gaya friksional

(geser) antara partikel-partikel yang bergerak dapat juga mempunyai andil akan adanya yield

value. Sesuai dengan bentuk kurva, maka sekali yield value dilampaui, pemberian tekanan geser

selanjutnya (F-f) akan berbanding lurus dengan kecepatan gesernya, G. Efeknya, system aliran

plastic tersebut akan menyerupai sistem newton.

2. Aliran Pseudoplastis

Aliran pseudoplastis ditunjukkan oleh beberapa bahan farmasi yaitu gom alam

dan sisntesis seperti dispersi cair dari tragacanth, natrium alginat, metil selulosa, dan


5/12

natrium karboksimetil selulosa. Aliran pseudoplastis diperlihatkan oleh polimer-polimer

dalam larutan, hal ini berkebalikan dengan sistem plastis, yang tersusun dari partikel-

partikel tersuspensi dalam emulsi. Kurva untuk aliran pseudoplastis dimulai dari (0,0) ,

tidak adayield value, dan bukan suatu harga tunggal.

Viskositas aliran pseudoplastis berkurang dengan meningkatnya rate of shear. Rheogram

lengkung untuk bahan-bahan pseudoplastis ini disebabkan adanya aksishearingterhadap

molekul-molekul polimer (atau suatu bahan berantai panjang). Dengan meningkatnya

shearing stress, molekul-molekul yang secara normal tidak beraturan, mulai menyusun

sumbu yang panjang dalam arah aliran. Pengarahan ini mengurangi tahanan dari dalam

bahan tersebut dan mengakibatkan rate of shear yang lebih besar pada tiap shearing

stress berikutnya.

FN= G

Eksponen N meningkat pada saat aliran meningkat hingga seperti aliran newton. Jika

N=1 aliran tersebut sama dengan aliran newton.

3. Aliran Dilatan


6/12

Aliran dilatan terjadi pada suspensi yang memiliki presentase zat padat terdispersi

dengan konsentrasi tinggi. Terjadi peningkatan daya hambat untuk mengalir (viskositas)

dengan meningkatnya rate of shear. Jika stress dihilangkan, suatu sistem dilatan akan

kembali ke keadaan fluiditas aslinya.

Pada keadaaan istirahat, partikel-partikel tersebuat tersususn rapat dengan volume antar

partikel pada keadaan minimum. Tetapi jumlah pembawa dalam suspensi ini cukup untuk

mengisi volume ini dan membentuk ikatan lalu memudahkan partikel-partikel bergerak

dari suatu tempat ke tempat lainnya pada rate of shear yang rendah. Pada saat shear

stress meningkat, bulk dari system itu mengembang atau memuai (dilate). Hal itu

menyebabkan volume antar partikel menjadi meningkat dan jumlah pembawa yang ada

tidak cukup memenuhi ruang kosong tersebut. Oleh karena itu hambatan aliran

meningkat karena partikel-partikel tersebut tidak dibasahi atau dilumasi dengan sempurna

lagi oleh pembawa. Akhirnya suspensi menjadi pasta yang kaku.

FENOMENA TIKSOTROPI, ANTI-TIKSOTROPI, dan RHEOPEKSI

Tiksotropi

Tiksotropik bisa didefinisikan sebagai suatu pemulihan yang isoterm dan lambat pada

pendiaman suatu bahan yang kehilangan konsistensinya karena sharing. Ini menunjukkan

struktur yang tidak berbentuk kembali dengan segera jika strees tersebut dihilangkan atau

dikurangi.


7/12

Tiksotropi adalah suatu sifat yang diinginkan dalam suatu farmasetis cair yang idealnya

harus mempunyai konsistensi tinggi dalam wadah, namun dapat dituang dan tersebar

mudah. Sebagai contoh, suspensi tiksotropi yang diformulasi dengan baik tidak akan

mengendap dengan segera dalam wadahnya, akan menjadi cair bila dikocok, dan akan

tinggal cukup lama selama ia digunakan. Akhirnya, suspensi tersebut akan memeperoleh

kembali konsistensinya dengan cepat sehingga partikel-partikel tetap berda dalam

keadaan tersuspensi. Dilihat dari kestabilan suspensi ada hubungan antara derajat

tiksotropi dengan laju sedimentasi. Makin tinggi tiksotropi akan makin rendah laju

pengendapannya.

Anti-Tiksotropi

Anti-tiksotropi yang menyatakan kenaikan bukan pengurangan konsistensi.pada kurva

menurun. Kenaikan dalam hal kekentalan atau hambatan mengalir dengan bertambahnya

waktu share. Anti-tiksotropi disebabkan oleh meningkatnya frekwensi tumbukan dari

partikel-partikel terdispersi, atau molekul-molekul polimer dalam suspensi. Hal ini akan

meningkatkan ikatan antar partikel dengan bertambahnya waktu. Ini mengubah keadaan asli

yang terdiri dari sejumlah besar partikel sendiri-sendiri dan gumpalan-gumpalan kecil

menjadi suatu keadaan keseimbangan yang terdiri dari sejumlah kecil gumpalan-gumpalan

yang relatif besar. Dalam keadaan diam, gumpalan-gumpalan kecil dan partikel-partikel

tersendiri.


8/12

Rheopeksi

Rheopeksi adalah suatu gejala dimana suatu sol membentuk suatu gel lebih cepat jika diaduk

perlahan-lahan atau kalau di share daripada jika dibiarkan membentuk gel tersebut tanpa

pengadukan. Dalam suatu titik reopektis, gel tersebut merupakan bentuk keseimbangan

sedangkan dalam anti-tiksotropi keadaan keseimbangan adalah sol.

Para ahli farmasi lebih sering berhubungan dengan zat-zat yang tidak menganut hukum

newton. Zat bukan newton adalah zat yang tidak mengikuti persamaan alir newton, seperti

system dispersi heterogen cair dan padat contohnya larutan koloidal, emulsi, suspensi, emulsi,

salep dan produk yang serupa. Bila bahan non newton ini dianalisa di viskometer berputar dan

dibuat grafiknya, maka akan terlihat tiga kelas aliran yang telah dikenal, yaitu : plastis,

pseudoplastis, dan dilatan.


9/12

ALAT DAN BAHAN :

Viskometer Ostwald

Visometer Brookfield

Beker glass

Termometer

Stopwatch

Piknometer

Statif

Botol Aquades

Tisu

Bola hisap Larutan gula 20 %

Larutan gula 50%

Gliserin

PROSEDUR KERJA :

1. untuk viskometer Oswald

a.

Menentukan bobot jenis :

1.ukur suhu air menggunakan termometer (tOC)

2.timbang piknometer kosong (a)

3.isi piknometer kosong dengan air, lalu ditimbang (b)

4.hitung bobot air (b-a)

5.lakukan hal yang sama dari no. 2 sampai 4 untuk piknometer dengan cairan sampel

(lar. Gula 20 % dan lar. Gula 50%)

6.catat hasilnya


10/12

b. Menentukan viskositas :

1.masukkan cairan dalam viskometer melalui lubang berdiameter lebih besar

2.hentikan cairan bila ruang yang berbentuk labu terisi

3.tutup tabung yang berdiameter lebih kecil dengan bola hisap

4.hisap cairan dengan bola hisap hingga naik paling atas

5. lepaskan bola hisap, saat cairan tepat pada garis yang pertama lalu hidupkan

stopwatch, hitung waktu ketika caiarn tepat pada garis kedua, catat waktu alirnya.

2.

untuk viskometer Brookfield

a. siapkan statif lalu pasang viskometer, setarakan viskometer sedemikian rupa

hingga gelembung di ujung kiri atas viskometer tepat berada di tengah bulatan

b. pasang spindel pada gantungan spindel (terletak di bawah viskometer)

c. masukkan sampel pada wadah, lalu turunkan spindel hingga batas tercelup ke

dalam cairan sampel yang akan diukur viskositasnya

d. pasang stop kontak dan selanjutnya jalankan rotor dengan cara menekan tombol

yang ada di viskometere. biarkan spindel berputar dan lihatlah jarum pada skala sesuai rotor yang kita

gunakan

f. bacalah angka yang ditujukan oleh jarum tersebut (jika terbaca) untuk menghitung

viskositasnya

HASIL :

a. Viskometer Ostwald :

Zat

t (s) Bobot (g)

(p) log I II III pikno + zat

pikno

kosongbobot zat

Air 0,8 0,8 0,8 0,8 40,5297 15,2791 25,2506 0,9233 -0,0346


11/12

Lar.gula 20 % 1 1 1 1 42,3136 15,2791 27,0345 1,2357 0,0919

Lar.gula 50% 2,6 2,4 2,4 2,46 45,0130 15,2791 29,7339 3,3432 0,5241

Catatan : perhitungan terlampir

b. Viskometer Brookfield

Viskometer Brookfield Gliserin Keterangan

Rotor I 3 Terbaca

Rotor II - Tidak terbaca

Rotor III 2,2 Terbaca

PEMBAHASAN :

Berdasarkan hasil pengamatan dengan viskometer Ostwald, diperoleh hasil bahwa

pada pengukuran suhu air percobaan setelah diukur dengan termometer adalah 24OC,

memiliki air= 1,6604 g/ml dengan viskositas sebesar 0,9233 cp. Sedangkan untuk larutan

gula 20 % memiliki lar.gula 20% = 1,7777 g/ml dengan viskositas sebesar 1,2357 cp. Larutan

gula 50 % sendiri memiliki lar.gula 50% = 1,9552 g/ml dengan viskositas sebesar 3,3432 cp.

Hal ini menunjukkan bahwa makin kental suatu zat, maka makin tinggi harga

massa jenisnya, begitu pula dengan harga viskositasnya.

Sedangkan berdasarkan hasil pengamatan dengan viskometer Brookfield,

diperoleh bahwa viskositas pada gliserin dapat terbaca pada skala rotor I (3 dpass) dan

rotor III (2,2 dpass), sedangkan skala pada rotor II tidak terbaca.

KESIMPULAN :

Viskometer Ostwald digunakan untuk zat yang tidak terlalu kental, sedangkan viskometer

Brookfield untuk zat yang sangat kental. Misalnya, gliserin diukur viskositasnya menggunakan

viskometer Ostwald, maka gliserin akan sangat sulit untuk turun kembali, dan akibatnya untuk

menghitung selang waktu antara garis teratas dan garis terbawah sangat lama. Selain itu akan

mempersulit pencucian/pembersihan viskometer Ostwald.


12/12

Bentuk rotor penggerak pada viskometer Brookfield beragam, rotor I < rotor II < rotor III. Makin

besar bentuk rotor penggerak adalah untuk mengukur viskositas zat yang makin kental.

Sifat viskositas ini sangat penting diketahui dalam farmasi, formulasi maupun industri. Hal ini

dapat ditunjukkan dalam pencampuran dan aliran bahan obat, pengemasan dalam wadah serta

dalam pengambilannya.

Viskositas pun penting dalam analisa produk seperti emulsi, pasta, suppositoria, serta pemilihan

peralatan untuk processing yang digunakan dalam pembuatannya.

Akademi Farmasi

Documents

Transcript of Akademi Farmasi