Difusi - Disolusi

Click here to load reader

  • date post

    09-Oct-2015
  • Category

    Documents

  • view

    1.251
  • download

    171

Embed Size (px)

Transcript of Difusi - Disolusi

DIFUSI DAN DISOLUSI

DIFUSI & DISOLUSI

Rusdiaman, S.Si.,M.Si.,Apt. Poltekkes-Farmasi Makassar DIFUSIDifusi adalah suatu proses perpindahan massa molekul suatu zat yang dibawa oleh gerakan molekular secara acak dan berhubungan dengan adanya perbedaan konsentrasi aliran molekul melalui sutau batas, misalnya suatu membran polimer, merupakan suatu cara yang mudah untuk menyelidiki proses difusi.Proses difusi merupakan hal yang sangat penting dalam bidang farmasi, khususnya untuk sediaan farmasi seperti tablet, serbuk granul, salep ataupun suppositoria. Hal ini diperlukan olehh suatu sediaan obat untuk mencapai organ target yang dinginkan.Organ tubuh memiliki lapisan semipermeabel yang memungkinkan setiap zat yang masuk dapat melewatinya. Namun hanya untuk molekul-molekul yang berukuran kecil, sehingga bagi formulator sangat dianjurkan ketelitiannya dalam memformulasikan suatu sediaan.

Ada beberapa faktor yanng mempengaruhi proses difusi suatu obat yaitu :Ukuran relatif molekul yang akan melalui membran tersebutDiameter dari pori membran yang akan dilalui Daya hancur obatViskositas dari sediaan yang dibrikanSifat kelarutan obat (hidrofilil/lopofil)Dialisis adalah suatu proses pemisahan berdasarkan kecepatan lewatnya zat terlarut dan pelarut yang tidak sama melalui membaran yang berpori-pori sangat kecil yang diangkut dengan cara kontinu.Osmosis adalah proses berpindahnya zat dari yang berkonsentrasi pekat ke zat yang bekonsentrasi encer.

Ultrafiltrasi adalah proses yag digunakan untuk memisahkan partikel koloidal dan molekul besar dengan menggunakan suatu membran.Aliran suatu zat untuk berdifusi dengan membran dapat dijelaskan melalui rumus yang dikenal dengan hukum Fick I dan II.Hukum Fick Pertama :Sejumlah M benda yang mengalir melalui satu satuan penampang melintang S dari suatu pembatas dalam satu satuan waktu t dikenal sebagai aliran dengan simbol J.

dM J = S .dt

Sebaliknya aliran berbanding lurus dengan perbedaan konsentrasi, dC/dx : dCJ = -D dxDimana :J: Aliran S: Permukaan batas (cm2)M: Jumlah benda (mmol)D: Koefisien difusi/difusan (cm2/detik)C: Konsentrasi (gram/cm3)x: Jarak (cm)t: Waktu (detik)

Jika suatu diagram memisahkan dua kompartemen dari suatu sel difusi dengan luas penampang melintang S dan dengan ketebalan h, dan jika konsentrasi dalam membran di sebelah kiri (donor) dan disebelah kanan (reseptor) adalah C1 dan C2 maka hukum Fick pertama dapat ditulis : dM C1 C2 J = = D S dt hDimana (C1 C2)/h kira-kira dC/dx dalam diafragma harus dianggap konstan untuk terjadinya keadaan (kuasi stasioner).Dari persamaan tesebut maka dapat diperoleh rumus koefisien distribusi atau koefisien partisi K : C1 C2K = = Cd CrCatatan : konsentrasi C1 dan C2 dalam membran biasanya tidak diketahui tetapi dapat diganti dengan koefisien partisi dikalikan dengan Cd pada sisi donor dan Cr pada sisi reseptor.

Oleh karena itu :dM DSK (Cd Cr)= dt hdan jika keadaan sink dalam kompartemen reseptor dipertahankan, maka Cr = 0,dM DSKCd = = PSCd dt h DKDimana : P = (cm/detik) hKeterangan :C1 : konsentrasi dalam membran disebelah kiri (donor)C2 : konsentrasi dalam membran disebelah kanan (reseptor)h : ketebalan (cm)K : koefisien distribusi/partisiCd : konsentrasi donorCr : konsentrasi reseptorP : koefisien permeabilitas (cm/detik)

Setelah diperoleh koefisien permeabilitas maka dapat ditentukan kemiringan kurva garis plot M terhadap t :M = PSCdtdengan menganggap Cd tetap konstan sepanjang waktu. Dan apabila Cd berubah dengan berubahnya waktu maka Cd = jumlah obat dalam fase donor dibagi dengan volume fase donor, sehingga dapat diperolah P dari kemiringan log Cd terhadap t : PStlog Cd = log Cd (0) 2,303 VdAliran J sebanding dengan aktifitas termodinamika lebih daripada konsentrasi, sehingga aktivitas ini dapat dibuat konstan (a = 1) pada suatu bentuk peberian yakni dengan menggunakan larutan jenuh di mana ada kelebihan obat padat dalam larutan tersebut. Lag time untuk suatu garis lurus adalah : SDKCd h2M = (t-tL) sehingga lag time-nya : tL = h 6DHukum Fick Kedua :Kecepatan perubahan konsentrasi difusan pada suatu titik dalam suatu sistem sangat berpengaruh dibandingkan dengan difusi massa melalui suatu satuan luas dari barier dalam satuan waktu.Perbedaan dalam konsentrasi adalah akibat dari perbedaan dalam input dan output. Konsentrasi difusan dalam volume unsur berubah terhadap waktu, yakni C/t, apabila aliran atau jumlah yang berdifusi berubah terhadap jarak J/x, dalam arah x atau :

C J = - t xCatatan : tanda minus (-) menunjukan arah berlawanan dari aliran tersebut.

Jika diinginkan konsentrasi difusan dalam tiga dimensi, maka hukum Fick kedua dapat ditulis sebagai berikut :C 2C 2C 2C = D + + t x2 y2 z2Laju berubahnya konsentrasi dC/dt akan sama dengan nol, maka hukum kedua akan berubah :dC d2C = D = 0dt dx2

Membran

Kompartemen Aliran masuk Aliran keluar reseptor

Kompartemen donor Aliran pelarut untuk menjaga kondisi sinkContoh soal I : Suatu steroid yang baru disintesis dibiarkan melalui suatu membran siloksan dengan luas penampang melintang 10,36 cm2 dan ketebalan 0,085 cm, dalam suatu sel difusi pada 25 o C. dari intersep horizontal dari plot Q = M/S terhadap t, diperoleh lag time (tL), sebesar 47,5 menit. Konsentrasi mula-mula Co = 0,003 mol/cm3. jumlah steroid yang melalui membran dalam 4,0 jam adalah 3,65 x 10 -3 mmol.a). Hitunglah parameter, DK, dan permeabilitasnyab). Hitunglah koefisien difusi dengan menggunakan lag timec). Hitunglah koefisien partisiPenyelesaian :Diketahui : M = 3,65 x 10 -3 S = 10,36 cm 2 h = 0,085 cm tL = 47,5 menit Co = 0,003 mol/cm3 t = 4,0 jama). Parameter, DK dan Permeabilitas dM dQ DCsPerlu diketahui bahwa = = S.dt dt h dM dQSehingga : = dQ x S. dt = dM x dt S. dt dt dM . dt dM dQ = dQ = S. dt S

3,65 x 10-3 mmol Q = = 0,35 x 10-3 mmol/cm2 10,36 cm2 0,00 mmol/cm3 47,5 = DK = 0,4 jam - jam 0,085 cm 60 DK = 0,0031 cm2/jam = 8,6 x 107 cm2/detikP = DK/h = (8,6 x 107 cm2/detik)/0,085 cm = 1,01 x 10-5 cm/detikb). Koefisien difusi h2 h2 (0,085)2 cm tL = D = = 6D 6tL 6 x 47,5 menit = 25,4 x10-6 cm2/menit = 4,23 x 10-7 cm2/detik c). Koefisien Partisi Ph (1,0 x 10-5 cm/detik) (0,085 cm) K = = = 2,03 D 4,23 x 10-7 cm2/detik

Contoh soal II :Difusi fluosinolon asetonid terjadi dari suatau larutan 30% propilenglikol-air melalui suatu penampang membran bundar polietilen dalam suatu suatu sel gelas dua kompartemen. Tebal membran adalah 0,076 cm dan diameternya 2,21 cm. koefisien partisi dari obat antara membran dan larutan adalah 1,28 pada suhu 25o C dan dan kelarutan obat dalam membran adalah 0,o25 g/100 cm3. Plot jumlah obat (dalam g) yang mempenetrasi terhadap waktu (dalam jam) menghasilkan suatu garis lurus (sesudah tercapai steady state) dengan lag time 25,0 jam. a). Hitung koefisien difusi dengan mengetahui h dan tLb). Hitung dQ/dt dalam g/cm2 jam dengan menggunakan persamaan dQ/dt = DKCv/h.Penyelesaian :Diketahui : h = 0,075 cmK = 1,28Cv = 0,25 g/100 cm3tL = 25,0 jama). tL = h2/6D (0,076)2cm 5,776 x 10-3 D = h2/6tL = = = 3,85 x 10-5 cm2/jam 6 (25,0 jam) 150 jam

b). dQ/dt = DKCv/h

3,85 x 10-5 cm2/jam x 1,28 x 0,025 g/100 cm3 = 0,075 cm

12, 32 x 10-7 g/cm2 jam = 7,6 x 10-1 cm = 1,62 x 10-6 g/cm2 jam = 0,162 g/cm2 jam

Koefisien difusi dari senyawa-senyawa berbagai media

DifusiVolume MolarParsial (cm3/mol)D x 106(cm2/detik)Medium ataun batas (dan Temperatur, o C)Etanoln-Pentanol FormamidGlisinNa. Lauryl sulfatGlukosaHeksanaHeksadekanMetanolAsam asetat dimerMetann-PentanNeopentan40,989,52642,92351161032652564

22,4--12,48,817,210,66,26,815,07,826,114,2

1,456,90,002

Air (25o)Air (25o)Air (25o)Air (25o)Air (25o)Air (25o)Kloroform (25o)Kloroform (25o)Kloroform (25o)Kloroform (25o)

Karet alami (40o)Karet silikon (50o)Etilselulosa (50o)

Koefisien Difusi dan Koefisien Permeabilitas Obat

ObatKoefisien DifusiMembran (cm2/detik)Koefisien Permeabilitas (cm/detik)Dengan jalanTemperatur (o C)AcuanAsam borat Butil p-aminobenzoatKloramfenikol

Etin odiol diasetat

EstronFluocin