BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Rheologi berasal dari bahasa yunani mengalir (rheo) dan logos (ilmu). Digunakan istilah ini untuk

pertama kali oleh Bingham dan Croeford untuk menggunakan aliran cairan dan deformasi dari padatan.

Rheologi erat kaitannya dengan viskositas. Viskositas merupakan suatu pernyataan tahanan dari suatu

cairan untuk mengalir; semakin tinggi viskositas, semakin besar tahanannya untuk mengalir. Viskositas

dinyatakan dalam symbol η.

Rheologi merupakan ilmu yang mempelajari tentang sifat zat cair atau deformasi zat padat.

Praktikum ini membahas masalah cara perhitungan Viskositas dengan menggunakan alat tertentu yang

dikenal dengan nama Viscometer.

Prinsip dasar rheologi telah digunakan dalam penyelidikan zat,tinta,berbagai adonan,bahan-

bahan untuk pembuat jalan,kosmetik,produk hasil peternakan,serta sediaan-sediaan farmasi dan

analisis produk-produk farmasi seperti emulsi, pasta, dan lotion untuk obat dan kosmetik.

Oleh karena itu dilakukan praktikum ini untuk

1.2 Tujuan

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Dasar Teori

Istilah rheologi, berasal dari bahasa Yunani rheo (mengalir) dan logos (ilmu), diusulkan oleh

Bingham dan Crawford (seperti dilaporkan oleh Fischer) untuk menggambarkan aliran-aliran cairan dan

deformasi dari padatan. Viskositas adalah suatu pernyataan tentang tahanan dari suatu pernyataan

tentang tahanan dari suatu cairan untuk mengalir, semakin tinggi viskositas, semakin besar tahanan

tersebut. Seperti akan dijelaskan berikutnya, cairan sederhana (biasa) dapat dijelaskan dalam istilah

viskositas absolute. Akan tetapi, sifat-sifat reologi dispersi heterogen lebih kompleks dan tidak dapat

dinyatakan dengan suatu nilai tunggal. Martin, Alfred dkk. 1990, Farmasi Fisika edisi ketiga, Jakarta: UI-

Press

Ada beberapa istilah dalam rheologi ini :

• Rate of shear (D) dv/dr untuk menyatakan perbedaan kecepatan (dv) antara dua bidang cairan yang

dipisahkan oleh jarak yang sangat kecil (dr).

• Shearing stress (τ atau F ) F’/A untuk menyatakan gaya per satuan luas yang diperlukan untuk

menyebabkan aliran

F’/A = η dv/dr

η = (F’/A) / (dv/dr)= F / G

Penggolongan sistem cair menurut tipe aliran dan deformasinya ada dua yaitu:

a) Sistem Newton

b) Sistem Non Newton

Pemilihan bergantung pada sifat-sifat alirannya apakah sesuai dengan hukum aliran dari newton atau

tidak.

A. Sistem Newton

Pada cairan Newton, hubungan antara shearing rate dan shearing stress adalah linear, dengan suatu

tetapan yang dikenal dengan viskositas atau koefisien viskositas. Tipe alir ini umumnya dimiliki oleh zat

cair tunggal serta larutan dengan struktur molekul sederhana dengan volume molekul kecil. Tipe aliran

yang mengikuti Sistem Newton, viskositasnya tetap pada suhu dan tekanan tertentu dan tidak

tergantung pada kecepatan geser, sehingga viskositasnya cukup ditentukan pada satu kecepatan geser.

B. Sistem Non Newton

Pada cairan non-Newton, shearing rate dan shearing stress tidak memiliki hubungan linear,

viskositasnya berubah-ubah tergantung dari besarnya tekanan yang diberikan. Tipe aliran non-Newton

terjadi pada dispersi heterogen antara cairan dengan padatan seperti pada koloid, emulsi, dan suspense

cair,salep. Ada 3 jenis tipe aliran dalam sistem Non-Newton, yaitu : PLASTIS, PSEUDOPLASTIS, dan

DILATAN.

Aliran Plastis

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

memotong jika bagian lurus dari kurva tersebut diekstrapolasikan ke sumbu) pada suatu titik tertentu

yang dikenal dengan sebagai harga yield. Cairan plastis tidak akan mengalir sampai shearing stress

dicapai sebesar yield value tersebut.,

f adalah yield value

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.

Aliran Pseudoplastis

Aliran pseudoplastis ditunjukkan oleh beberapa bahan farmasi yaitu gom alam dan sisntesis seperti

dispersi cair dari tragacanth, natrium alginat, metil selulosa, dan 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 ada yield value, dan bukan suatu harga tunggal

Viskositas aliran pseudoplastis berkurang dengan meningkatnya rate of shear. FN = η’ G

Eksponen N meningkat pada saat aliran meningkat hingga seperti aliran newton. Jika N=1 aliran

tersebut sama dengan aliran newton.

Aliran Dilatan

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.

Viskositas (kekentalan) berasal dari perkataan Viscous. Suatu bahan apabila dipanaskan

sebelum menjadi cair terlebih dulu menjadi viscous yaitu menjadi lunak dan dapat mengalir pelan-

pelan. Viskositas dapat dianggap sebagai gerakan di bagian dalam (internal) suatu fluida. Satuan

viskositas fluida dalam sistem cgs adalah dyne det cm-2, yang biasa disebut dengan istilah poise di mana

1 poise sama dengan 1 dyne det cm-2. Viskositas dipengaruhi oleh perubahan suhu. Apabila suhu naik

maka viskositas menjadi turun atau sebaliknya (Budianto, 2008). Budianto, A. 2008. Metode Penentuan

Koefisien Kekentalan Zat Cair Dengan Menggunakan Regresi Linear Hukum Stokes. Seminar Nasional IV

SDM Teknologi Nuklir Yogyakarta.

Cara menentukan viskositas suatu zat menggunakan alat yang dinamakan viskometer. Ada beberapa

tipe viskometer yang biasa digunakan antara lain :

a. Viskometer kapiler / Ostwald

Viskositas dari cairan newton bisa ditentukan dengan mengukur waktu yang dibutuhkan bagi cairan

tersebut untuk lewat antara 2 tanda ketika ia mengalir karena gravitasi melalui viskometer Ostwald.

Waktu alir dari cairan yang diuji dibandingkan dengan waktu yang dibutuhkan bagi suatu zat yang

viskositasnya sudah diketahui ( biasanya air ) untuk lewat 2 tanda tersebut.

b. Viskometer Hoppler

Berdasrkan hukum Stokes pada kecepatan bola maksimum, terjadi keseimbangan sehingga gaya

gesek = gaya berat – gaya archimides. Prinsip kerjanya adalah menggelindingkan bola ( yang terbuat

dari kaca ) melalui tabung gelas yang hampir tikal berisi zat cair yang diselidiki. Kecepatan jatuhnya bola

merupakan fungsi dari harga resiprok sampel.

c. Viskometer Cup dan Bob

Prinsip kerjanya sample digeser dalam ruangan antara dinding luar dari bob dan dinding dalam dari

cup dimana bob masuk persis ditengah-tengah. Kelemahan viscometer ini adalah terjadinya aliran

sumbat yang disebabkan geseran yang tinggi disepanjang keliling bagian tube sehingga menyebabkan

penueunan konsentrasi. Penurunan konsentrasi ini menyebabkab bagian tengah zat yang ditekan keluar

memadat. Hal ini disebt aliran sumbat.

d. Viskometer Cone dan Plate

Cara pemakaiannya adalah sampel ditempatkan ditengah-tengah papan, kemudian dinaikkan hingga

posisi dibawah kerucut. Kerucut digerakkan oleh motor dengan bermacam kecapatan dan sampelnya

digeser didalam ruang semit antara papan yang diam dan kemudian kerucut yang berputar.

J.Sinko, Patrick. 2012, Farmasi Fisika dan Ilmu Farmasetika, Jakarta: EGC

2.2 Tinjauan Bahan