Fisika Farmasi (Mikromiretik Atau Konsep Ukuran Partikel Zat)

27
FISIKA FARMASI II MIKROMIRETIK ATAU KONSEP UKURAN PARTIKEL ZAT

Transcript of Fisika Farmasi (Mikromiretik Atau Konsep Ukuran Partikel Zat)

Page 1: Fisika Farmasi (Mikromiretik Atau Konsep Ukuran Partikel Zat)

FISIKA FARMASI IIMIKROMIRETIK ATAU

KONSEP UKURAN PARTIKEL ZAT

Page 2: Fisika Farmasi (Mikromiretik Atau Konsep Ukuran Partikel Zat)

MIKROMIRETIK ADALAH ILMU TENTANG PARTIKEL KECIL.DIMENSI PARTIKEL DALAM SISTEM DISPERSI FARMASETIK ;

UKURAN SATUAN PARTIKELUKURAN /

KIRA-KIRA CONTOHMIKROMETER

( µm )

MILIMETER

( mm )

0,5 – 10 0,0005 – 0,010 MIKROSKOP OPTIK SUSPENSI, EMULSI HALUS

10 – 50 0,010 – 0,050 MIKROSKOP OPTIK PARTIKEL EMULSI, SUSPENSI KASAR

50 – 100 0,050 – 0,100 AYAKAN 325 – 140 JARAK SERBUK HALUS

150 – 1000 0,150 – 1,000 AYAKAN 100 – 18 JARAK SERBUK KASAR

1000 - 3360 1,000 – 3,360 AYAKAN 18 - 6 UKURAN GRANUL RATA-RATA

UKURAN PARTIKEL PENTING BAGI FARMASI ;1. BERHUBUNGAN DG SIFAT FISIKA, KIMIA, FARMAKOLOGI2. MEMPENGARUHI LIBERALISASI OBAT DARI BENTUKNYA3. STABILITAS OBAT DARI BENTUKNYA.4. MEMPENGARUHI SIFAT ALIRAN DAN PENCAMPURAN SERBUK DAN GRANUL.

Page 3: Fisika Farmasi (Mikromiretik Atau Konsep Ukuran Partikel Zat)

UKURAN PARTIKEL ;BILA TERDAPAT KUMPULAN PARTIKEL LEBIH DARI SATU UKURAN MAKA 2 SIFAT PENTING, YITU ;1. BENTUK DAN LUAS PERMUKAAN PARTIKEL .2. KISARAN UKURAN, BANYAKNYA ATAU BERAT PARTIKEL YG

ADA, SERTA LUAS PERMUKAAN TOTAL.

PADA DASARNYA UKURAN PARTIKEL DINYATAKAN DG GARIS TENGAH (d), MACAM-MACAM ISTILAH GARIS TENGAH ;

1. ds = GRS TENGAH BULATAN = GRS TENGAH YANG MEMPUNYAI LUAS PERMUKAAN YANG SAMA.

2. dv = GRS TENGAH BULATAN YG MEMPUNYAI VOLUM YG SAMA3. dp = GRS TENGAH YG DIPROYEKSIKAN = GRS TENGAH SUATU

BULATAN YG MEMPUNYAI LUAS PENGAMATAN YG SAMA SPT PARTIKEL BILA DIPANDANG TEGAK LRS PD BID. PLG STABIL.

4. dst = dstokes = GARIS TENGAH BULATAN YANG MENGALAMI SEDIMANTASI PADA LAJU YG SAMA SEPERTI PARTIKEL TIDAK SIMETRIS.

Page 4: Fisika Farmasi (Mikromiretik Atau Konsep Ukuran Partikel Zat)

dp = dproyeksi, TERDAPAT 3 CARA PROYEKSI, YAITU ;

1. dproyeksi DG CARA FERRET (dfer) = PROYEKSI VERTIKAL

2. dproyeksi DG CARA MARTIN (dM ) = PROYEKSI HORIZONTAL DLM 2 BAGIAN YG SAMA BESAR (A1 = A2)

3. dproyeksi DG CARA PROYEKSI PERMUKAAN (dA )

dfer dM dA

A1

A2

pf

fp

nd

nd/1

)(

)(

drata-rata EDMUNDSON

Page 5: Fisika Farmasi (Mikromiretik Atau Konsep Ukuran Partikel Zat)

PERHITUNGAN GARIS TENGAH STATISTIK DARI DATA YANG DIPEROLEH DENGAN MENGGUNAKAN METODE MIKROSKOPIK

(DISTRIBUSI NORMAL)

JANGKAUAN UKURAN

(µm)

JANGKAUAN UKURAN

RATA-RATA

(µm)

JML SETIAP UKURAN DALAM

JANGKAUAN (n)

(nd) (nd2) (nd3) (nd4)

0,50 – 1,00 0,75 2 1,50 1,13 0,85 0,64

1,00 – 1,50 1,25 10 12,50 15,63 19,54 24,43

1,50 – 2,00 1,75 22 38,50 67,38 117,92 206,36

2,00 – 2,50 2,25 54 121,50 273,38 615,11 1384,00

2,50 – 3,00 2,75 17 46,75 128,56 353,54 972,24

3,00 – 3,50 3,25 8 26,00 84,50 274,63 892,55

3,50 – 4,00 3,75 5 18,75 70,31 263,66 988,73

JUMLAH …………. Σn = 118 Σnd = 265,50

Σnd2 = 640,89

Σnd3 = 1645,25

Σnd4 = 4468,95

Page 6: Fisika Farmasi (Mikromiretik Atau Konsep Ukuran Partikel Zat)
Page 7: Fisika Farmasi (Mikromiretik Atau Konsep Ukuran Partikel Zat)

DISTRIBUSI UKURAN PARTIKEL ;1. BUAT GRAFIK FREKUENSI JUMLAH ATAU BERAT PARTIKEL DG

UKURAN PARTIKEL (DISTRIBUSI NORMAL) (KURVA 1), .2. DISTRIBUSI NORMAL PADA No. 1 UMUM TDK TERDAPAT PADA

SERBUK FARMASI--- UMUMNYA ADALAH DISTRIBUSI YG TDK NORMAL, ATAU TDK SIMETRIS (KURVA 2), DAN PLOT % FREKUENSI KOMULATIF DG UKURAN PARTIKEL, DIDAPAT KURVA 3.

3. AGAR DIDPT DISTRIBUSI NORMAL MAKA GRAFIK YG DIBUAT ADALAH LOGARITMA UKURAN PARTIKEL ATAU BERAT PARTIKEL DG FREKUENSI JUMLAH (KURVA 4), SEDANGKAN % FREKUENSI KOMULATIF DG LOG UKURAN PARTIKEL, DIDAPAT KURVA 5.

BERDASARKAN KURVA INI DIDAPATKAN GARIS TENGAH RATA-RATA GEOMETRIK (dg) DG SIMPANGAN BAKU GEOMETRIK (σg)

4. DENGAN PENDEKATAN PERSAMAAN HATSH DAN CHOATE DAPAT MENGUBAH DISTRIBUSI JUMLAH DG DISTRIBUSI BERAT

DIDAPATKAN (σg1), HITUNG dln, DIDAPATKAN dg’

Page 8: Fisika Farmasi (Mikromiretik Atau Konsep Ukuran Partikel Zat)

5. BERDASARKAN PERSAMAAN HATCH-CHOATE, DIDAPATKAN JUGA dsn, dvn, dvs, DAN dwm .

6. JUMLAH PARTIKEL DAPAT DIHITUNG DENGAN RUMUS ;

N = 6/(ΠdVN3 ρ)

DIMANA ; N = JUMLAH PARTIKEL

Π = 3,14

dvn = MEAN VOLUME.

ρ = KERAPATAN SERBUK

Page 9: Fisika Farmasi (Mikromiretik Atau Konsep Ukuran Partikel Zat)
Page 10: Fisika Farmasi (Mikromiretik Atau Konsep Ukuran Partikel Zat)
Page 11: Fisika Farmasi (Mikromiretik Atau Konsep Ukuran Partikel Zat)
Page 12: Fisika Farmasi (Mikromiretik Atau Konsep Ukuran Partikel Zat)

METODE UNTUK MENENTUKAN UKURAN PARTIKEL ;

1. MIKROSKOPI OPTIK

PADA DASARNYA ADALAH MENGUKUR DIAMETER PARTIKEL.

KELEMAHANNYA ; DIAMETER YG DIDAPAT ADALAH DIAMETER PANJANG, DAN LEBAR, TDK UTK KETEBALAN DARI PARTIKEL

2. PENGAYAKAN

DENGAN JALAN MENGAYAK DG SERI AYAKAN STANDAR.AKAN DIDAPAT UKURAN DARI PARTIKEL, MISAL MELEWATI AYAKAN NO. 325, UKURANNYA ADALAH 44 µm. DGN JALAN DITIMBANG,

DPT DIKETAHUI JUMLAH PARTIKEL

3. SEDIMENTASI/PENGENDAPAN

UKURAN DIAMETER MENGGUNAKAN RUMUS ;

dst2 (ρs – ρ0) g 18 ή0

v = h/t = dst =

18 ή0 (ρs – ρ0)gt

Page 13: Fisika Farmasi (Mikromiretik Atau Konsep Ukuran Partikel Zat)

DiMANA v = LAJU PENGENDAPAN, h = JARAK JATUH DLM WAKTU t,

dst = DIAMETER RATA2 PARTIKEL, ρs = KERAPATAN PARTIKEL ,

ρ0 = KERAPATAN MEDIUM, g = GRAVITASI, ή0 = VISKOSITAS MEDIUMSYARAT PENGGUNAAN RUMUS ADALAH, LAMINAR ATAU STREAM LINE, TIDAK TERJADI TURBULENSI, UNTUK ITU DIGUNAKAN RUMUS

REYNOLD (Re) --- Re = (vd ρ0 )/ ή --- v = Reή/ dρ0 , HUKUM STOKES TIDAK DAPAT DIGUNAKAN BILA Re > 0,2, KARENA BILA Re > 0,2 AKAN TERJADI TURBELENSI. BILA RUMUS STOKES DIGABUNG DG REYNOLD ;

Reή d2 (ρs – ρ0) g 18 Re ή2

v = = d3 =

d ρ0 18 ή (ρs – ρ0) ρ0g CONTOH SOALBAHN SERBUK KERAPATAN 2,7, DISUSPENSIKAN PD 200C , HITUNG BESAR PARTIKEL YG MENGENDAP TANPA TURBELENSI, VISK. AIR PD 200C = 0,01 POISE (=gr/cm.det), KERAPATAN = 1,0

Page 14: Fisika Farmasi (Mikromiretik Atau Konsep Ukuran Partikel Zat)

4. PENGUKURAN VOLUME PARTIKL DG ALAT COULTER COUNTER.

PRINSIP KERJA ALAT ;

JIKA SUATU PARTIKEL DISUSPENSIKAN DALAM CAIRAN YANG MENGKONDUKSI MELALUI LUBANG KECIL YANG PADA KEDUA SISINYA TERDAPAT ELEKTRODA, AKAN TERJADI PERUBAHAN TAHANAN LISTRIK. PERUBAHAN TAHANAN BERHUBUNGAN DG VOLUME PARTIKEL, MENYEBABKAN PULSA TEGANGAN BESAR, DG ALAT PENGANALISIS TINGGI PULSA, DIKALIBRASI DALAM BENTUK UKURAN PARTIKEL.

Page 15: Fisika Farmasi (Mikromiretik Atau Konsep Ukuran Partikel Zat)

ALAT ANDERSON UNTUK MENENTUKAN UTK MENENTUKAN UKURAN PARTIKEL DGMETODE SEDIMENTASI GRAVITASI

Page 16: Fisika Farmasi (Mikromiretik Atau Konsep Ukuran Partikel Zat)

BENTUK PARTIKEL ;

LUAS PERMUKAAN MINIMUM ADALAH BENTUK BOLA = Πd2 DAN VOLUME = Πd3/6, UNTUK PARTIKEL YG TIDAK BERBENTUK BOLA DIAMETERNYA ADALAH DIAMETER YANG DIPROYEKSIKAN DARI PARTIKEL TSB dp) ;

LUAS PERMUKAAN = αSdp2 = ΠdS2

VOLUME = αVdp3 = (ΠdV3)/6

UNTUK SEBUAH BOLA ;

αs = ΠdS2/ dp2 = 3,142 DAN αV = (ΠdV

3)/6dv3 = 0,524

jika partikel bulat αs / αV = 6,0

MAKIN ASIMETRIS BENTUK PARTIKEL, MAKIN JAUH DARI HARGA MINIMUM 6,0.

Page 17: Fisika Farmasi (Mikromiretik Atau Konsep Ukuran Partikel Zat)

LUAS PERMUKAAN SPESIFIK ;

ADALAH LUAS PERMUKAAN PERSATUAN VOLUME (SV) ;

SV = (LUAS PERMUKAAN)/(VOLUME PARTIKEL)

= ήαSd2/ ήαVd3 = αS / αVd

LUAS PERMUKAAN PERSATUAN BERAT ; SW = SV/ρ.

DARI KEDUA PERSAMAAN DIATAS ; SW = αS / ρ.αVdVS

JIKA PERMUKAANNYA BULAT, MAKA SW = 6 / ρ.Dvs

CONTOH SOAL ;

BERAPA LUAS PERMUKAAN SPESIFIK Sw DAN Sv, DARI PARTIKEL

YANG DIANGGAP BULAT, DIMANA ρ = 3,0 g/cm3, DAN dVS = 2,57 µm

Page 18: Fisika Farmasi (Mikromiretik Atau Konsep Ukuran Partikel Zat)

METODE MENENTUKAN LUAS PERMUKAAN.1. METODE ADSORBSI ;

BERDASARKAN RUMUS BET (BRUNAUER, EMMEN, TELLER) DIDAPAT ; p/V(p0 – p) = 1/Vm + (b-1)p/Vmbp0 DIMAN v = VOLUME GAS DALAM cm3 YG DIADSORBSI PER GRAM PADA TEKANAN p, SEDANG p0 = TEKANAN UAP JENUH DARI NITROGEN YANG DICAIRKAN, SEDANG b = KONSTANTA PERBEDAAN PANAS ADSORBSI DG PANAS PENCAIRAN

LUAS PERMUKAAN SPESIFIK ;

SW = Am.n/(M/p) x Vm = (16,2 x 10-10)(6,02 x 1023)/22,414 x 104x VmSw = 4,35 x Vm

DIMANA ; M/p = VOL.MOLAR DARI GAS = 22,414 cm2/mol PADA STP, SEDANGKAN 104 = PERUBAHAN cm2 MENJADI m2, N = BIL AVOGADRO = 6,02 x 1023, Am = LUAS PERMUKAAN NITROGEN TUNGGAL = 16,2 x 10-16 cm2 .

Page 19: Fisika Farmasi (Mikromiretik Atau Konsep Ukuran Partikel Zat)

2. METODE PERMEABILITAS. ;

METODE INI BERDASARKAN RUMUS POISEUILLE ;

V = (Πd4∆P.t)/(128 l ή)

DIMANA v = VOLUME UDARA YG MENGALIR PD KAPILER,

d = DIAMETER, l = PANJANG, t = WAKYU DETIK,

∆P = PERBEDAAN TEKANAN, ή = VISKOSITAS DLM POISE.

PERSAMAAN KOZENY-CARMAN DITURUNKAN DARI POISEUIELLE, MENJADI ;

V = (A/ήSW2 ) x (∆P.t/Kl) x ε3/(1 – ε)2

DIMANA A = LUAS PENAMPANG DARI SUMBAT, K =KONSTANTA = 5,0 +/- 0,5, ε = POROSITAS, YG LAIN SDA.

Page 20: Fisika Farmasi (Mikromiretik Atau Konsep Ukuran Partikel Zat)
Page 21: Fisika Farmasi (Mikromiretik Atau Konsep Ukuran Partikel Zat)

UKURAN PORI ;

ADSORBSI ISOTHERM ZAT BERPORI MEMPRLIHATKN HISTERESIS

YAITU DESORBSI ATAU CABANG MENURUN TERLETAK DIATAS

SEBELAH KIRI DARI KURVA ADSORBSI YANG MENAIK ; TERDPT 2

BENTUK KURVA MENURUN, TERBUKA DAN TERTUTUP. DARI

KURVA DPT DILIHAT TEKANAN RELATIF (p/po) TDPT 2 VOLUME.

Page 22: Fisika Farmasi (Mikromiretik Atau Konsep Ukuran Partikel Zat)

TEKANAN RELATIF (p/po) DPT DIHITUNG DG PERSAMAAN KELVIN

BERIKUT ; NkT ln p/po = -2Mr/ρR --- ln p/po = (-2Mr/ρR) x 1/NkT

DIMANA N = BIL. AVOGADRO = 6,02x1023 ,T= TEMPRATUR KELVIN

k= KONSTANTA BOLZMANTN = 1,381 x 10-16 ,r = TEG PERMUKAAN

(AIR) = 72,8 erg/cm2 , M = Mr GAS, ρ = KERAPATAN, R = JARI-JARI

MINISKUS

Page 23: Fisika Farmasi (Mikromiretik Atau Konsep Ukuran Partikel Zat)

SIFAT TURUNAN SERBUK ;

1. POROSITAS (ε).

ADALAH PERBANDINGAN VOLUME RONGGA(v) DG VOLUME BULK (Vb).

v = Vb – Vp Vp = VOL. SEBENANRNYA DARI PARTIKEL

ε = (Vb – Vp)/Vb

2. SUSUNAN PENGEPAKAN

PENGEPAKAN IDEAL TERDIRI DARI ;

2.1 PALING DEKAT (RHOMBOHEDRAL) = 26 %

2.2 PALING LONGGAR (MOST OPEN, LOSSEST, PENGEPAKAN)

= 48%.

POROSITAS YG UMUM ADALAH 30 – 50% , UNTUK PARTIKEL KECIL POROSITAS < 26%, SEDANGKAN BAHAN KRISTAL POROSITASNYA BISA SAMPAI < 1%

Page 24: Fisika Farmasi (Mikromiretik Atau Konsep Ukuran Partikel Zat)

4. KERAPATAN ;

SECARA UMUM KERAPATAN ADALAH MASA/VOLUME. UNTUK BAHAN OBAT BENTUK SERBUK PERLU HATI2 MENENTUKAN VOLUME, KRN KEMUNGKINAN ADA RETAKAN, PORI, DAN UANG KAPILER

ADA 3 TIPE KERAPATAN, YAITU ;

4.1 KERAPATAN SEBENARNYA, DIUKUR TDK TERMASUK PORI/

RONGGA, UTK YG TDK LARUT DIDALAM AIR DPT DENGAN

PIKNOMETER.

4.2 KERAPATAN GRANUL.

KERAPATAN YG TDK TERMASUK RONGGA, TAPI MSH ADA

PORI, DG PIKNOMETER MENGGUNAKAN AIR RAKSA, KRN

AIR RAKSA DPT MENGISI RONGGA TAPI TDK MENUTUP

PORI.

POROSITAS PADA GRANUL ; εg = (Vg – Vp)/Vg = 1 – Vp /Vg

Page 25: Fisika Farmasi (Mikromiretik Atau Konsep Ukuran Partikel Zat)

4.3 KERAPATAN BULK.

ADALAH DG. MENGUKUR VOLUME MENGGUNAKAN GELAS

UKUR, KRN TDK MEMPERHITUNGKAN RONGGA DAN PORI.

PENGUKURAN DILAKUKAN DG AYAKAN US STANDAR No 20

DIJATUHKAN PADA KAYU KASAR SEBANYAK 3 KALI DG

KETINGGIAN SATU INCHI PD JARAK 2 DETIK.

POROSITAS RUANG ANTARA ;

εruang antara = (Vb – Vg)/Vb = 1 – Vg/Vb

5. POROSITAS TOTAL

εTOTAL = (Vb – Vp)/Vb = 1 – Vp/Vb

BILA Vp = W/ρ εTOTAL = 1 – (W/ρ)/(W/ρb = ρb/ρ

Vb = ρb

Page 26: Fisika Farmasi (Mikromiretik Atau Konsep Ukuran Partikel Zat)

6. BULKNESS.

VOLUME BULK SPESIFIK, KEBALIKAN DARI KERAPATAN BULK.

KERAPATAN BULK CaCO3 BERVARIASI 0,1 – 1,3. BULKNESS AKAN MENINGKAT DG BERKURANGNYA UKURAN PARTIKEL.

7. SIFAT ALIRAN.

SERBUK BULK ANALOG DG ALIRAN NON-NEWTON PLASTIK KADANG2 NONNEWTON DILATASI.

8. PENGOMPAKAN TABLET KOMPRESI

UNTUK TABLET DG BHN YG KAKU (NaCO3) POROSITASNYA DG KOMPAK/TEKAN > DP POROSITAS TANPA PENEKANAN ATAU DG PENGETUKAN, SIFATNYA DILATAN, ARTINYA DG KOMPAK AKAN MENYEBABKAN PENGEMBANGAN BUKAN KONTRAKSI. TAPI SEBALIKNYA UTK BAHAN YG HALUS (KAOLIN) POROSITAS DG PENEKANAN < DP PENGETUKAN

Page 27: Fisika Farmasi (Mikromiretik Atau Konsep Ukuran Partikel Zat)

PENELITIAN TABLET TERHADAP PENGARUH GAYA KOMPRESSI/KOMPAK/ PENEKANAN.