LAPORAN PRAKTIKUM

FARMASI FISIKA

“VISKOSITAS DAN RHEOLOGI”

Diajukan untuk memenuhi salah satu tugas mata kuliah Praktikum Farmasi fisika

Oleh

Nama : Anita Anggriani

NIM : 31112060

Kelas : F II B

Kelompok : 2

PRODI S1 FARMASI

SEKOLAH TINGGI ILMU KESEHATAN

BAKTI TUNAS HUSADA

TASIKMALAYA

2014

LAPORAN FARMASI FISIKA

Hari/tanggal praktikum : Sabtu, 19 April 2014Pertemuan ke- : VIIJudul : VISKOSITAS DAN RHEOLOGITujuan :

Menerangkan arti viskositas dan rheologi Membedakan cairan newton dan non newton Menggunakan alat-alat penentuan viskositas dan rheologi Menentukan viskositas dan rheologi beberapa cairan

i. Alat dan bahan

Alat :

- Neraca analitis digital

- Bulb

- Gelas kimia 500 ml

- Pipet tetes

- Viskometer Brookfield

- Piknometer

Bahan :

- Air

- Alkohol

- Larutan gula 20%

- Larutan gula 40%

- Larutan gula 60%

- Larutan CMC 2%

- Suspensi campuran CMC 0,1% dengan veegum 2%

ii. Karakteristik

Air (H2O)

BM : 18,02

Pemerian : Cairan jernih ; tidak berwarna ; tidak berbau ; tidak mempunyai rasa

(Farmakope Indonesia ed. III : 96)

Gula (Glukosa)

RE : C6H12O6.H2O

Pemerian : Hablur tidak berwarna, serbuk hablur, atau butiran putih, tidak berbau ,

rasa manis

Kelarutan : Mudah larut dalam air ; sangat mudah larut dalam air mendidih; agak

sukar larut dalam etanol (95%) P mendidih ; sukar larut dalam etanol (95%) P

(Farmakope Indonesia ed. III : 268)

Carboxymethyl cellulose (CMC)

Pemerian : Biasanya putih, tidak berbau, tidak berasa, serbuk granul. Biasanya

higroskopis jika dikeringkan.

Kelarutan : Praktis tidak larut dalam aseton, etanol (95%), eter an toluena. Mudah

terdispersi dalam air pada temperatur tertentu, lsrutan koloidal. Kelarutan air

bervariasi dengan penggantian derajat suhu.

(Handbook of Pharmaceutical Excipients 6th Edition (1) : 120)

iii. Prosedur kerja

A. Penentuan kerapatan / bobot jenis zat cair

B. Penentuan Viskositas dengan viskometer Brookfield

Isi air sampai penuh, rendam pada es hingga

suhu kurang 2o dari suhu percobaan

Tutup piknometer, biarkan pipa kapiler

terbuka

TimbangBiarkan suhu air pada piknometer mencapai

suhu kamar

Timbang piknometer bersih

dan kering

Catat data, hitung Volume (V) dan

Massa jenis (ρ) dari masing-masing

cairan

Gunakan larutan + 300 ml pada beaker

glass

Atur alat viskometer brookfield dengan

menggunakan spindle yang sesuai dengan

larutan

Masukkan cairan dalam beaker glass pada lempeng yang

tersedia dengan spindel yang terendam sampai

Catat nilai RPM yang diperoleh

Atur kecepatan yang diinginkan

iv. Data hasil pengamatan dan perhitungan

A. Penentuan Kerapatan / bobot jenis zat cair

B. Penentuan viskositas dengan viskometer brookfield

RPM Kelompok1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

10 0 cP 4 cP 4 cP 4 cP 4 cP 4 cP 532 cP 532 cP 32 cP 32 cP20 4 cP 6 cP 8 cP 8 cP 16 cP 16 cP 488 cP 488 cP 38 cP 38 cP30 6,67 cP 6,67 cP 12 cP 12 cP 21,3 cP 21,3 cP 461,3 cP 461,3 cP 45,3 cP 45,3 cP50 10,4 cP 10,4 cP 16 cP 16 cP 27,2 cP 27,2 cP 440 cP 440 cP 58,4 cP 58,4 cP60 10,7 cP 11,3 cP 18 cP 18 cP 29,3 cP 29,3 cP 423,3 cP 423,3 cP 63,3 cP 63,3 cP100 14 cP 14,8 cP 22,8 cP 22,8 cP 36 cP 36 cP 372,4 cP 372,4 cP 75,6 cP 75,6 cP

Perhitungan

Penentuan Kerapatan/ Bobot jenis zat cair

1. AirBobot air =(bobot piknometer + air) - bobot piknometer kosong

==

V air = mρ

= 0,998 g /ml

=

Kelompok

Larutan Uji Bobot Jenis

Piket Air 0,998 g/mlPiket Alkohol 0,828 g/ml

1 Larutan Glukosa 20% 1,075 g/ml2 Larutan Glukosa 20% 1,0761 g/ml3 Larutan Glukosa 40% 1,15 g/ml4 Larutan Glukosa 40% 1,215 g/ml5 Larutan Glukosa 60% 1,295 g/ml6 Larutan Glukosa 60% 1,1994 g/ml7 CMC 2% 1,022 g/ml8 CMC 2% g/ml9 CMC 0,1% dengan veegum 2% 1 g/ml

10 CMC 0,1% dengan veegum 2% 1,001 g/ml

2. Larutan glukosa 20%Bobot = (bobot piknometer + Larutan glukosa 20%) - bobot piknometer kosong)

=

=

ρ = mV

= ❑= g/ml

Lakukan percobaan yang sama pada Alkohol, Larutan Glukosa 40%, Larutan Glukosa 60%, CMC 2%, CMC 0,1% dengan veegum 2% .

C. Grafik perbandingan antara viskositas (cP) dengan putaran per menit (RPM)

0 2 4 6 8 10 12 14 160

20406080

100120

f(x) = 0.762830626182382 x + 3.04254037327206R² = 0.943126579029196

f(x) = 6.01930531880317 x − 0.917267406936809R² = 0.880337466672437

Grafik viskositas Larutan gula 20% terhadap RPM

yLinear (y)xLinear (x)

cP

RPM

0 5 10 15 20 250

20406080

100120

f(x) = xR² = 1

f(x) = 4.59841628959276 x − 16.9253393665158R² = 0.931716496807206

Grafik viskositas Larutan Gula 40% terhadap RPM

yLinear (y)xLinear (x)

cP

RPM

v. Pembahasan

Pada praktikum kali ini bertujuan untuk mengetahui viskositas suatu zat cair

yaitu larutan gula dengan varian konssentrasi diantaranya 20% , 40% dan 60% serta

larutan CMC 2% dan suspensi campuran CMC 0,1% dengan Veegum 2%. Digunakan

suatu alat untuk mengukur viskositas yaitu viskometer. Terdapat berbagai macam

0 5 10 15 20 25 30 35 400

20406080

100120

f(x) = xR² = 1

f(x) = 2.66549317910354 x − 14.4404978940089R² = 0.844986248927029

Grafik viskositas Larutan Gula 60% terhadap RPM

yLinear (y)xLinear (x)

cP

RPM

20 30 40 50 60 70 800

20406080

100120

f(x) = xR² = 1

f(x) = 1.93934603787945 x − 56.0399285735195R² = 0.960610654276739

Grafik viskositas CMC 0,1% dengan Veegum 2% terhadap RPM

yLinear (y)xLinear (x)

cP

RPM

350 400 450 500 5500

100200300400500600

f(x) = xR² = 1

f(x) = − 0.579204101305035 x + 307.08020243884R² = 0.937498675747841

Grafik viskositas larutan CMC 2% terhadap RPM

yLinear (y)xLinear (x)

cP

RPM

viskometer tetapi yang digunakan pada kesempatan kali ini adalah viskometer

brookfield yang memiliki prinsip kerja yaitu rotasi dengan mengkombinasikan setting

spindle dan kecepatan putar spindle. Semakin kuat putaran maka semakin tinggi

viskositasnya sehingga hambatannya semakin besar.

Sebelum melakukan penentuan viskositas dengan viskometer, praktikan

menghitung berat jenis terlebih dahulu untuk menyesuaikan dengan data viskometer

sebagai acauan. Semakin besar BJ yang dimiliki suatu zat cair maka nilai

viskositas(η) akan semakin besar karena hambatan untuk mengalir semakin tinggi.

Praktikan mendapat sampel larutan gula 20% dan diperoleh nilai BJ 1,0761 g/ml.

Alkohol memiliki BJ yang lebih kecil daripada air karena sifatnya yang volatil dengan

keberadaan gugus hidroksil pada struktur senyawanya sehingga tidak dapat digunakan

lama pada udara terbuka.

Selanjutnya penentuan dengan viskometer brookfield dengan meletakkan 300

ml sampel pada gelas beaker lalu disimpan diantara lempeng logam sampai batas pada

spindle terendam. Pada saat praktikum digunakan spindle 2 karena larutan yang akan

diuji merupakan larutan yang mengikuti hukum Newton yakni larutan gula 20% yang

viskositasnya tetap, tidak dipengaruhi oleh kecepatan geser dan ditentukan hanya

menggunakan satu titik rate atau shear saja.

Pada hukum aliran viskositas Newton menyatakan geseran dalam viskositas

(fluida) adalah konstan sehubungan dengan gesekannya. Parameter inilah yang

disebut dengan viskositas. Suatu bidang permukaan bawah yang tetap dibatasi oleh

lapisan fluida dengan tebal tertentu, sejajar dengan permukaan atas yang ringan, yang

berarti tidak memberikan beban pada lapisan fluida dibawahnya, maka tidak ada gaya

tekan yang bekerja pada lapidan fluida.

Sebuah spindle yang tlah dimasukkan ke dalam cairan lalu diputar dengan

kecepatan tertentu. Bentuk dari spindle dan kecepatan putarnya inilah yang

menentukan Shear Rate. Besaran yang dihasilkan dari viskometer brookfield adalah

centipoise (cP) dan untuk sampel praktikan memperoleh hasil pada kecepatan putar

10, 20, 30, 50, 60, 100 sebesar 4 cP ; 6 cP ; 6,67 cP ; 10,4 cP ; 11,3cP ; 14,8 cP. Untuk

sampel kelompok 7 dan 8 yaitu menggunakan larutan CMC 2% nilai viskositas yang

dihasilkan menurun dan cukup besar. Hal ini dikarenakan seharusnya untuk larutan

CMC 2% yang merupakan suspending agent digunakan spindle yang lebih besar

nominalnya karena larutan yang digunakan merupakan larutan yang kental sehingga

tidak tepat jika digunakan spindle no 2 dan sebaiknya digunakan spindle no 3. Selain

itu karena CMC 2% merupakan larutan yang mengikuti hukum non newton sehingga

diperlukan berbagai titik rate atau shear rate untuk memperoleh data yang rasional.

Membuat sebuah hasil viskositas dengan metode pengukuran rotational harus

dipenuhi beberapa hal, diantaranya:

a. Jenis Spindle

b. Kecepatan putar Spindle

c. Type Viscometer

d. Suhu sample

e. Shear Rate (bila diketahui)

f. Lama waktu pengukuran (bila jenis samplenya Time Dependent).

Viskositas atau kekentalan merupakan ukuran yang biasa jadi pengujian pada

berbagai sediaan farmasi terutama untuk bentuk sediaan liquid seperti larutan,

suspensi, emulsi dan sebagian semisolid seperti gel, krim, suppositoria, dll. Dalam

suatu keadaan biasanya terdapat disiplin ilmu tertentu yang mengatur mengenai sifat

alir suatu zat yang dikenal sebagai rheologi. Rheologi terlibat dalam pembuatan,

pengemasan atau pemakaian, konsistensi, stabilitas dan ketersediaan hayati sediaan.

Dengan mengetahui nilai viskositas dari masing-masing sampel dapat

diketahui bahwa Viskositas berbanding lurus dengan konsentrasi larutan. Suatu

larutan dengan konsentrasi tinggi akan memiliki viskositas yang tinggi pula, karena

konsentrasi larutan menyatakan banyaknya partikel zat yang terlarut tiap satuan

volume. Semakin banyak partikel yang terlarut, gesekan antar partikel semakin tinggi

dan viskositasnya semakin tinggi pula. Setiap bertambahnya konsentrasi semakin

bertambanhnya viskositas (kekentalan) sehingga grafik yang ditunjukan adalah

kenaikan dari setiap bertambahnya konsentrasi.

Faktor- fator yang mempengaruhi viskositas adalah sebagai berikut:

Tekanan

Viskositas cairan naik dengan naiknya tekanan terutama untuk aliran non newton

yang dipengaruhi suatu gaya maka viskositas akan berubah.

Temperatur

Viskositas akan turun dengan naiknya suhu, sedangkan viskositas gas naik

dengan naiknya suhu. Pemanasan zat cair menyebabkan molekul-molekulnya

memperoleh energi. Molekul-molekul cairan bergerak sehingga gaya interaksi

antar molekul melemah. Dengan demikian viskositas cairan akan turun dengan

kenaikan temperatur.

Kehadiran zat lain

Penambahan gula tebu meningkatkan viskositas air. Adanya bahan tambahan

seperti bahan suspensi menaikkan viskositas air. Seperti pada praktikum yang

dilakukan praktikan dengan konsentrasi larutan gula sebesar 20%

Berat molekul

Viskositas naik dengan naiknya berat molekul. Berdasarkan hasil praktikum dapat

dilihat bahwa aliran air dan alkohol cepat, sedangkan aliran larutan gula berbagai

konsentrasi dan juga suspensi CMC maupun campurannya memberikan nilai

viskositas yang tinggi karena laju alirannya lambat dengan banyaknya molekul

yang terdapat dalam sampel.

Kekuatan antar molekul

Viskositas air mauun alkohol naik dengan adanya ikatan hydrogen sehingga

saling berikatan satu sama lain dan laju alir yang cepat sehingga viskositasnya

kecil, berbeda dengan larutan gula dan larutan CMC maupun suspensi

campurannya.

vi. Kesimpulan

Berdasarkan hasil praktikum dapat diperoleh kesimpulan :

Viskositas merupakan suatu cara untuk menyatakan seberapa besar daya tahan

dari aliran yang diberikan oleh suatu cairan dengan disertai disiplin ilmu yang

mengatur mengenai viskositas yaitu rheologi.

Praktikum yang dilakukan menggunakan aliran newton untuk sampel air,

alkohol, larutan gula 20% ; 40% ; 60% dan aliran non newton untuk sampel

CMC 2% dan campuran CMC 0,1% dengan veegum 2%.

Viskometer brookfield digunakan dengan rotasi yang mengkombinasikan

setting spindle dan kecepatan putar spindle. Semakin kuat putaran maka

semakin tinggi viskositasnya sehingga hambatannya semakin besar.

Grafik yang dihasilkan berupa linier untuk sampel air, alkohol, larutan gula

20% ; 40% ; 60% (aliran newton) dan grafik yang menurun untuk sampel

CMC 2% tetapi grafik yang naik tapi agak melengkung untuk sampel

campuran CMC 0,1% dengan veegum 2% (aliran non newton).

vii. Daftar Pustaka

Martin, Alfred . (1990). Farmasi Fisika I. Jakarta : Penerbit Universitas Indonesia

Lachman, Leon. (1994). Teori dan Praktek farmasi Industri. Jakarta : Universitas

Indonesia

Bird, Tony. (1993). Kimia Fisik Untuk Universitas. Jakarta : PT Gramedia

Atkins, P.W. (1994). Kimia Fisika jilid I. Jakarta : Erlangga