LAPORAN AKHIR PRAKTIKUM

FARMASI FISIK

Kelompok 3

Aulia Rahman P. (11334030)

Nira Rekawati (11334041)

Anggun Estiana (11334055)

Armyta Agustina (11334102)

Dosen Pembimbing : Rahmi Hutabarat

Tanggal Praktikum : 8 September 2012

PROGRAM PERKULIAHAN KARYAWAN

PROGRAM STUDI FARMASI

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

INSTITUT SAINS DAN TEKNOLOGI NASIONAL

JAKARTA

2012

Kata Pengantar

Puji dan syukur kami panjatkan ke hadirat Tuhan Yang Maha Esa karena berkat

limpahan rahmat dan karunia-Nya sehingga kami dapat menyusun makalah tugas laporan

akhir ini tepat pada waktunya. Laporan ini merupakan tugas dari praktikum yang telah kami

laksanakan sebelumnya.

Dalam penyusunan Laporan Akhir Praktikum ini, kami banyak mendapat tantangan

dan hambatan akan tetapi dengan bantuan dari berbagai pihak tantangan itu bisa teratasi.

Olehnya itu, kami mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada semua pihak

yang telah membantu dalam penyusunan Laporan Akhir Praktikum ini, semoga bantuannya

mendapat balasan yang setimpal dari Tuhan Yang Maha Esa.

Kami menyadari, bahwa penulis masih banyak kekurangan dalam membuat Tugas

Laporan Praktikum ini. Oleh sebab itu, kami meminta saran kepada pembaca, bila penulis ada

kesalahan. Semoga Laporan Praktikum Farmasi Fisik ini dapat bermanfaat bagi pembaca,

walaupun masih banyak kekurangan.

Semoga makalah ini akan bermanfaat bagi kita semua agar dapat mengetahui tentang

viskositas yang akan kami bahas pada makalah ini. Terima kasih atas bimbingan dan

waktunya sampai percobaan dan makalah ini diselesaikan.

Jakarta, 23 September 2012

Penulis

Bab I

Pendahuluan

I.1 Latar Belakang

Ahli farmasi kemungkinan besar lebih sering menghadapi cairan non newton

dibanding dengan cairan biasa. Oleh karena itu mereka harus mempunyai metode yang sesuai

untuk mempelajari zat-zat kompleks ini. Non-newtonian bodies adalah zat-zat yang ada yang

tidak mengikuti persamaan aliran newton; disperse heterogen cairan dan padatan seperti

larutan koloid, emulsi, suspense cair, salep dan produk-produk serupa masuk dalam kelas ini.

Jika bahan-bahan non newton dianalisis dalam suatu viscometer putar dan hasilnya diplot

diperoleh berbagai kurva konsistensi yang menggambarkan adanya 3 kelas aliran yakni:

plastis, pseudoplastis dan dilatan.

Pada praktikum kali ini, cairan yang kita gunakan adalah emulsi dan suspense dengan

menggunakan viscometer Brookfield yang diberi kecepatan tertentu dengan menggunakan

spindle tertentu untuk mengetahui viskositas emulsi atau suspense tersebut dengan kecepatan

yang berbeda. Dari praktikum ini juga kita dapat mengetahui cairan tersebut termasuk ke

dalam aliran plastis, pseudoplastis atau dilatan.

I.2 Tujuan Percobaan

Memahami arti viskositas dan rheologi

Membedakan cairan Newton dan non Newtonian beserta cara pengukuran viskositasnya

Mampu menggunakan alat-alat pengukuran viskositas dan rheologi

Mengenal sifat cairan ( elektrolit, tegangan permukaan/viskositas, sifat aliran )

I.3 Alat dan Bahan yang Digunakan

a. Alat-alat yang digunakan :

- Viskometer

- Baeker glass

- Thermometer

b. Bahan-bahan yang digunakan:

- Propilen glycol

- Aqua dest

- Glycerin

- Hand body lotion

- NaCl 10%

Bab II

Tinjauan Pustaka

System non-newton berarti tidak mengikuti hukum newton: viskositas cairan bervariasi

menurut laju geser. Cairan ini tidak mengacu pada cairan murni, tetapi berupa system dispersi

atau koloid (emulsi, suspensi, gel). System non-newton dibagi menjadi 2 yaitu:

1.   Time independent ; aliran plastis, pseudoplastis dan dilatan

2.   Time dependent ; aliran thiksotropik, reopeksi dan aliran viskoelastik.

A. Time independent

1)      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. Pada harga stress di

bawah harga yield value, zat bertindak sebagi bahan elastis (meregang lalu kembali ke

keadaan semula, tidak mengalir).

V=(F−f )

G

U adalah viskositas plastis, dan 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. Kekuatan friksi antar

partikel juga berkontribusi dalam yield value. Ketika yield value terlampaui (shear stress di

atas yield value), sistem plastis 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 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. Rheogram

lengkung untuk bahan-bahan pseudoplastis ini disebabkan adanya aksi shearing terhadap

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 = η’ G

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

aliran tersebut sama dengan aliran newton.

3)      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.

Pada keadaaan istirahat, partikel-partikel tersebuat tersusun 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 suspense menjadi pasta yang kaku.

B. Time dependent

1)      Thiksotropik

Thiksotropik bisa di definisikan sebagai suatu pemulihan yang isotherm dan lambat pada

pendiaman suatu bahan yang kehilangan konsistensinya karena shearing. System thiksotropik

biasanya mengandung partikel-partikel asimetris yang melalui berbagai titik hubungan

menyusun kerangka tiga dimensi diseluruh sampel tersebut. Pada keadaan diam struktur ini

mengakibatkan suatu derajat kekakuan pada system tersebut dan menyerupai suatu zat.

Ketika digunakan shear dan aliran dimulai, struktur ini mulai memecah pabila titik-titik

hubungan tersebut memisah dan partikel-partikel menjadi lurus. Bahan tersebt mengalami

transformasi dari gel ke sol dan menunjukkan shear thinning. Pada saat stress di tiadakan

stuktur tersebut mulai terbentuk kembali. Proses ini tidak timbul dengan segera tapi secara

tahap demi tahap terjadi restorasi dari konsistensi pada saat partikel-partikel asimetris

berhubungan satu dengan yang lainnya oleh karena gerak brown. Karena itu rheogram yang

di dapat dari bahan thiksotropik sangat bergantung pada laju yang meningkatkan dan yang

mengurangi shear serta lamanya waktu sample tersebut mengalami rate of shear.

C. Pengukuran thiksotropik

Pendekatan pertama:

- Putaran hysteresis (terbentuk antara kurva naik dan turun)

- Koefisiensi thiksotropik (B)

B= U 1- U 2

Ln ^ t2/t1

U1,U2: viskositas plastis kedua kurva menurun

t1,t2: laju konstan setelah shearing

- Metode : mengukur jatuhnya stress terhadap wktu dan beberapa rate of shear.

Pendekatan kedua

-    Penentuan pemecahan stuktur akibat meningkatnya rate of shear ; dua putaran hysteresis

(V1,V2)

-    Koefisien thiksotropik : M (dyne.dtk/cm2)

M=2 .(U 1−U 2)

ln (V 2

V 1

)2

-    Harga M tergantung rate of shear

D. Thiksotropik dalam sediaan farmasi

-    Sifat ideal sedian farmasi

-    Konsistensi tinggi dalam wadah

-    Dapat di tuang dan terdispersi dengan mudah,

-    Tidak mengendap

-    Konsistensi mudah di peroleh dengan cepat

-    Bias di simpan dalam waktu lama → emulsi, losio, krim

2)      Rheopeksi

Yaitu gejala transformasi sol ke gel yang lebih cepat dengan pengadukan perlahan (ada

shear); terjadi keseimbangan.

3)      Viskoelastik

-     Penentuan viskositas bahan viskoelastik; semisolid, makanan, kosmetik, bahan biologis.

-  Analisis di rancang untuk tidak merusak stuktur; memeberikan informasi gaya antar

molekul / antar partikel

-  Pengukuran berdasarkan sifat mekanis bahan ; memperlihatkan sifat kekentalan cairan dan

elastic padatan.

Bab III

Metode Kerja dan Hasil Pengamatan

a. Pengamatan Viskositas

1. Ambil cairan dibawah ini sejumlah volume sesuai petunjuk ( untuk viscometer

Oswald = secukupnya, Brookfield = 600 ml )

Bahan Uji Nama Bahan Viskositas

(Teoritis)

Air Aqua dest 0.89

Alkohol Glycerin 515

Minyak Nabati Propilen Glycol 110-230

Krim Lotion 10000

2. Catat suhu lingkungan 29,5°C dan cairan 29˚C

3. Ukur Viskositas cairan dengan viscometer Ostwald

4. Ukur Viskositas cairan dengan viscometer Brookfield

5. Hitung Viskositas dari cairan yang ada

Bahan Uji Spindel

& RPM

Faktor&Suhu

(˚C)

Pembacaan

Skala

Viskositas/

Bahan

Aqua dest 1/5 20/29 0,5 10

Glycerin 1/10 10/29 37 370

Propilen Glycol 2/50 8/25 14,5 116

Lotion 4/10 200/29 39 7800

b. Pengamatan Pengaruh Elektrolit Terhadap Viskositas

1. Ambil lotion yang disediakan ( untuk Viskometer Oswald = secukupnya, Brookfield

= 600 ml )

2. Masing-masing tambahkan NaCl 10, 20, dan 30 gram

3. Catat suhu lingkungan 29,5 ˚C dan suhu cairan 29˚C

Spindel No. 3 Faktor = 100

4. Ukur viskositas cairan dengan viscometer Brookfield

5. Ukur viskositas cairan dengan viscometer Ostwald

6. Hitung viskositas dari cairan yang ada

Penambahan

Elektrolit

Visko

(Ostwald)

Broolfied

Pembacaan Skala Viskositas

10 (Pembanding) - 74 7400 Cps

20 (+ NaCl 1%) - 44 4400 Cps

30 (+ NaCl 2%) - 29 2900 Cps

Grafik antara Viskositas dan Konsentrasi Bahan

10 (Pembanding) 20 (+ Nacl 1%) 30 (+Nacl 3%)0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

Grafik Viskositas dan Konsentrasi Bahan

Grafik Viskositas dan Konsen-trasi Bahan

c. Pengamatan Sifat Aliran Cairan Newton

1. Ambil Glycerin 600 ml.

2. Catat suhu lingkungan 29.5 ˚C dan cairan 29˚C

3. Ukur Viskositas cairan dengan viscometer Brookfield pada RPM

1; 2; 2,5; 4; 5; 4; 2,5; 2; 1 Spidel nomer 1

4. Hitung Viskositas dari cairan yang ada

Gaya (F) = Viskositas x Faktor Viskometer

Faktor Viskometer = 1,182

RPM Faktor Skala Viskositas Gaya (F)

1 100 3,5 350 413,7

2 50 7,0 350 413,7

2.5 40 9,0 360 425.52

4 25 13,5 337,5 398,93

5 20 16,5 330 390,06

4 25 13,5 337,5 398,93

2.5 40 9,0 360 425,52

2 50 7,0 350 413,7

1 100 3,5 350 413,7

Buat grafik antara RPM dengan Gaya (F)

1 2 2.5 4 5370

380

390

400

410

420

430

Grafik antara RPM dengan Gaya

Grafik antara RPM dengan Gaya

d. Pengamatan Sifat Aliran Cairan Non Newton

1. Ambil lotion yang disediakan

2. Catat suhu lingkungan 29,5˚C dan suhu cairan 29˚C

3. Ukur Viskositas cairan dengan viscometer Brookfield pada RPM

1; 2; 2,5; 4; 5; 4; 2,5; 2;1 Spidel nomer 4

4. Hitung viskositas dan cairan yang ada

Gaya (F) = Viskositas x Faktor Viskometer

Faktor Viskometer = 1,182

RPM Faktor Skala Viskositas Gaya (F)

1 2000 17,5 35000 41370

2 1000 20,5 20500 24231

2.5 800 21 16800 19857,4

4 400 23 11500 13593

5 500 24 9600 11347,2

4 400 23 11500 13593

2.5 800 21 16800 19857,4

2 1000 20,5 20500 24231

1 2000 17,5 35000 41370

BAB IV

Pembahasan

Viskositas adalah suatu resistensi zat cair untuk dapat mengalir karena makin besar

resistensi zat cair maka viskositasnya juga semakin meningkat. System non-newton berarti

tidak mengikuti hukum newton. Pada praktikum kali ini untuk menguji cairan non-newton

kita menggunakan alat viscometer Brookfield dengan memberikan kecepatan (rpm) berbeda,

di antaranya : 2 rpm, 4 rpm, 10rpm, 20 rpm, kemudian kembali lagi ke 10 rpm, 4 rpm dan 2

rpm, dengan menggunakan spindle nomor 3. Dial reading yang kita hitung mulai dari putaran

ke-6 hingga ke-8. Semakin tinggi kecepatannya, maka dial readingnya akan semakin besar.

Spindle yang dipakai tidak boleh menempel pada beaker glass karena akan mempengaruhi

dial reading.

Dan didapatkan hasil seperti tabel diatas, bahwa semakin besar kecepatan (rpm) yang

diberikan, maka semakin besar pula kecepatan geser dan tekanan geser, serta semakin kecil

viskositasnya. Tetapi jika kecepatan (rpm) dikembalikan seperti semula, maka viskositasnya

semakin meningkat. Hal ini disebabkan karena viskositas tidak hanya dipengaruhi oleh suhu,

tetapi juga dipengaruhi oleh shear stress yang sama dengan gaya yang diberikan berbanding

terbalik dengan luas permukaan. Jadi, jika ditarik kesimpulan viskositas dipengaruhi oleh :

-          Deformasi (perubahan susunan)

-          Gaya dan tekanan

-          Waktu

Kekentalan dari setiap sediaan cairan non-Newton itu bervariasi pada setiap kecepatan

geser sehingga untuk melihat sifat alirannya dilakukan pengukuran pada berbagai kecepatan

geser. Thiksotropi dalam sediaan farmasi :

-          Sifat ideal sediaan cair

-          Konsistensi tinggi dalam wadah

-          Dapat dituang dan terdispersi dengan mudah

-          Tidak mengendap

-          Konsistensi mudah diperoleh dengan cepat

-          Bias disimpan dalam waktu lama

Perlu diketahui bahwa suatu sediaan farmasi yang baik harus mempunyai sifat

Pseudoplastis-thiksotropi.

BAB V

Penutup

a. Kesimpulan

Pada umumnya viskositas newton dipengaruhi oleh suhu, karena dengan

meningkatnya suhu kekentalan gas akan bertambah. Sedangkan viskositas non-Newton

dipengaruhi oleh shear stress yang berbanding terbalik dengan luas permukaan. Jadi,

dapat disimpulkan bahwa kekentalan dipengaruhi oleh : deformasi, gaya dan tekanan,

serta waktu.

Dari praktikum yang telah dilakukan, dapat disimpulkan bahwa semakin besar

kecepatan (rpm) yang diberikan, maka semakin besar pula kecepatan geser dan tekanan

geser, dan semakin kecil viskositasnya. Tetapi jika kecepatan (rpm) dikembalikan seperi

semula, maka viskositasnya akan semakin meningkat.

b. Saran

Sebaiknya percobaan ini dilakukan dengan metode lain agar diperoleh perbandingan

yang lebih jelas antara metode satu dengan lainnya.

Daftar pustaka

    http://www.brookfieldenginee ring.com

    Lecture Note “Rheologi ” by Dr. rer.nat. Sundani Nurono Soewandhi, School of

Pharmacy ITB

    Martin, A.N., J. Swarbrick, A. Cammarata. 2006. Physical Pharmacy, 5th ed. Philadelphia :

Lea & Febiger.