LARUTAN

Pengertian• Larutan: sediaan cair yang mengandung satu atau lebih zat

kimia yang terlarut. Mis : terdispersi secara molecular dalam pelarut yang sesuai

atau campuran pelarut yang saling bercampur.

memberikan jaminan keseragaman dosis dan memiliki ketelitian yang baik jika larutan diencerkan atau dicampur

• Zat pelarut disebut solvent• Zat yang terlarut disebut solute

Jenis larutan

• Larutan encer : larutan yang mengandung sejumlah kecil zat A yang terlarut.

• Larutan jenuh : larutan yang mengandung jumlah maksimum zat A yang dapat larut dalam air pada tekanan dan temperatur tertentu.

• Larutan lewat jenuh : larutan yang mengandung jumlah zat A yang terlarut melebihi batas kelarutannya di dalam air pada temperatur tertentu.

1. Pengaruh pH

• Kelarutan senyawa yang terionisasi dalam air sangat dipengaruhi oleh pH, sedangkan kelarutan senyawa non elektrolit yang tidak terionisasi dalam air hanya sedikit dipengaruhi oleh pH

• Untuk senyawa yang terionisasi (elektrolit) seperti asam karboksilat (HA) kelarutan merupakan fungsi dari pH

• Peningkatan pH dapat meningkatkan kelarutan senyawa asam lemah, dan penurunan pH dapat meningkatkan kelarutan senyawa basa lemah

• Penentuan pH optimum, untuk menjamin larutan yang jernih dan kefektifan terapi yang maksimum

• Cth: Asam salisilat, Atropin Sulfat, Tetrakain HCl, Sulfonamida, Fenobarbital Na

Faktor-faktor yang mempengaruhi Kelarutan

2. POLARITAS• Kelarutan suatu zat memenuhi aturan ”like

dissolves like” artinya solute yang polar akan larut dalam solvent yang polar, solute yang non polar akan larut dalam solvent yang bersifat non polar.• Garam-garam anorganik larut dalam air• Alkaloid basa larut dalam kloroform

3. CO-SOLVENSY• Co-solvensy merupakan suatu fenomena dimana

zat terlarut memiliki kelarutan yang lebih besar dalam campuran pelarut dibandingkan dalam satu jenis pelarut.

• Cosolvent adalah pelarut yang digunakan dalam kombinasi untuk meningkatkan kelarutan solut.

• Luminal tidak larut dalam air, tetapi larut dalam campuran air-gliserin.

• Cth Co-solven: etanol, sorbitol, gliserin, propilen glikol, dll

4. Konstanta Dielektrik

• Senyawa hidrofobik meningkat kelarutannya dalam air dengan adanya perubahan konstanta dielektrik pelarut yang dapat dilakukan dengan penambahan pelarut lain (kosolven).

• Konstanta dielektrik dari suatu sistem pelarut campur adalah merupakan jumlah hasil perkalian fraksi pelarut dengan konstanta dielektrik masing-masing pelarut dari sistem pelarut campur tersebut

5. SOLUBILISASI MISELAR

• Suatu pelarutan spontan yang terjadi pada molekul zat yang sukar larut dalam air melalui interaksi yang reversibel dengan misel dari surfaktan dalam larutan sehingga terbentuk suatu larutan yang stabil secara termodinamika

• Syarat: konsentrasi surfaktan ≥ KMK/CMC

6. KOMPLEKSASI

• Peristiwa terjadinya interaksi antara senyawa tak larut dengan zat yang larut dengan membentuk garam kompleks.

• Contoh : Iodium larut dalam KI atau NaI jenuh.KI + I2 KI3

HgI2 + 2 KI K2HgI4

7. HIDROTROPI

Peristiwa bertambahnya kelarutan suatu senyawa yang tdk larut atau sukar larut dengan penambahan senyawa lain namun bukan zat surfaktanMekanisme: salting in, kompleksasi atau kombinasi

Salting Out• Peristiwa adanya zat terlarut tertentu yang mempunyai

kelarutan besar dibanding zat utama, akan menyebabkan penurunan kelarutan zat utama atau terbentuknya endapan karena ada reaksi kimia.

• Contoh :Kelarutan minyak atsiri dalam air akan turun bila ke dalam air tersebut ditambahkan larutan NaCl jenuh. Disini kelarutan NaCl dalam air lebih besar dibanding kelarutan minyak atsiri dalam air, maka minyak atsiri akan memisah.

Salting In

• Peristiwa bertambahnya kelarutan dari suatu senyawa organik dengan penambahan suatu garam dalam larutannya.

• Contoh : riboflavin tidak larut dalam air, tetapi larut dalam larutan yang mengandung nicotinamidum karena terjadi penggaraman riboflavin + basa NH4.

7. UKURAN PARTIKEL

makin halus solute, makin kecil ukuran partikel, makin luas permukaan solute, makin luas daerah yang kontak dengan solvent, maka solute makin cepat larut.

8. Temperatur

• Zat padat pada umumnya bertambah larut bila suhunya dinaikkan, zat tersebut bersifat endoterm, karena pada proses kelarutannya membutuhkan panas.

• Zat terlarut + pelarut + panas larutan• Beberapa zat lain justru tidak larut jika suhunya dinaikkan

(bersifat eksoterm), karena pada kelarutannya menghasilkan panas.

• Zat terlarut + pelarut larutan + panas

• Contoh : K2SO4, KOH, CaHPO4, minyak atsiri, gas-gas yang larut.

SUSPENSISuspensi : suatu dispersi kasar dimana partikel zat padat yg tdk larut terdispersi dlm suatu medium cair.

Pengendapan & Pengontrolannya

Laju sedimentasi (Hukum Stokes)V = d2 (s – 0)g

180 V = kecepatan (cm/det)d = diameter partikel (cm)s = densitas (g/cm3) fase terdispersi

0 = densitas (g/cm3) fase pendispersi

g = gravitasi0 = viskositas medium pendispersi

Laju sedimentasi berkurang bila :• Ukuran partikel berkurang (partikel dijaga dlm btk terdeflokulasi)• Viskositas medium pendispersi bertambah

Viskositas terlalu tinggi tdk diinginkan krn :• Sukar mendispersi partikel yg sudah mengendap• Sulit menuangkan cairan suspensi

Efek Gerak Brown• Gerak Brown melawan pengendapan, membuat hukum Stokes

menyimpang.• Terjadi pd partikel dgn ukuran 2 – 5

1. Partikel dlm keadaan memisah.2. Kec sedimentasi lambat, krn msg2 partikel

turun terpisah & ukuran partikel minimum.3. Sedimen terbtk lambat4. Sedimen akhirnya mjd padatan keras (cake)

yg sukar atau tdk mungkin didispersi ulang.5. Penampilan suspensi bagus, supernatan

keruh,tapi pengendapan nampak

• Suspensi terdeflokulasi • Suspensi terflokulasi 1. Partikel membtk agregat

longgar.2. Kecepatan sedimentasi

tinggi, krn partikel2 mengendap sbg flok yg merup kumpulan partikel2.

3. Sedimentasi terssn longgar, partikel2 tdk terikat kuat & btk padatan keras tdk terbtk.

4. Sedimen mudah didispersi ulang.

5. Suspensi agak tdk enak dipandang krn pengendapan cpt & supernatannya jelas.

Sediaan suspensi diberikan pada rute oral, im, sc, dan mata.

Formulasi suspensi yg baik :

Partikel2 terdispersi sedemikian bsr shg tdk cpt mengendap. Bila tjd pengendapan sedimen

tdk boleh membtk cake yg keras. Hrs dpt didispersi kembali dgn pengocokan lemah

Mudah dituang.

Enak dipakai.

Tahan thd serangan mikroba.

3 masalah utama yg berhub dgn suspensi Dispersi partikel yg kurang baik dlm pembawa. Pengendapan partikel2. Caking (pengerasan) partikel2 dlm sedimen shg menghalangi redispersi.

Pendekatan alternatif utk form suspensi1. Pemakaian pembawa berstruktur utk menjaga partikel

terdeflokulasi dlm suspensi.2. Flokulasi terkontrol utk mencegah pembentukan cake.3. Kombinasi dr kedua metode diatas.

Agar partikel2 yg tdk larut tetap terdispersi maka dipakai surfaktan, alkohol, propilen glikol dan gliserin sbg pembasah. Kelebihan pembasah menyebabkan pembentukan busa & memberi bau/rasa yg tdk enak.

Pendekatan apapun yg digunakan produk hrs Mengalir dgn segera dari wadahnya. Mempunyai distribusi partikel yg merata dlm tiap dosis.

Pembawa berstruktur (berangka)Contoh pembawa berstruktur : metil sellulosa, cmc, bentonit, karbapol.Fungsi : bahan pensuspensi pemberi kekentalan & menurunkan laju sedimentasi partikel2.

Flokulasi terkontrolDengan adanya penambahan pemflokulasi Elektrolit Polimer Surfaktan

Elektrolit Mengurangi tenaga elektris tolak menolak

antar partikel membentuk flok longgar. Contoh : Suspensi sulfamerazin dgn

pemflokulasi AlCl3

Polimer Membentuk jembatan (bridge) antara

partikel2 shg tjd flokulasi

EMULSI• Sistem dispersi mengandung sekurang2nya dua fase • cairan yg tdk bisa bercampur.• Fase terdispersi 0,1 m – 10 m.• Tdk stabil sec termodinamika, droplet yg terdispersi • cenderung bergabung bersama.• Emulsi yg stabil sekurang2nya mengandung 3 • komponen : - fase terdispersi• - medium pendispersi• - bahan pengemulsi• Pd emulsi dimana minyak adalah fase terdispersi • disebut emulsi o/w sebaliknya pd emulsi dimana air• sbg fase terdispersi disebut emulsi w/o.

TIPE EMULSI DAN ALAT DETEKSI

1. Uji pengenceran- emulsi o/w dpt diencerkan dgn air.- emulsi w/o dpt diencerkan dgn minyak.

2. Uji konduktivitasEmulsi o/w dpt dialiri listrik

3. Uji kelarutan zat warna- Zat warna larut air akan larut dlm fase air.- Zat warna larut minyak akan larut dlm fase minyak.

Pembentukan dan pemecahan droplet cairan terdispersi

I II

Cairan bulk mula-mula Droplet (tetes-tetes = globul)

Proses I : Menaikkan energi bebas permukaanProses II : Mengurangi energi bebas permukaanProses ini adalah konstan dan terus sampai fase

bulk terbentuk kembali.

Energi Bebas Permukaan

EmulsiPemecahan suatu cairan menjadi partikel2 kecil akan menaikkan energi bebas permukaan/kerja input.

F = 6 . V

d F = kenaikan energi bebas permukaan = tegangan antarmuka minyak-air

V = vol fase terdispers (ml) d = diameter partikel

Kenaikan energi bebas permukaan menyebabkan partikel2 tdk stabil sec termodinamika, artinya partikel akan berenergi tinggi dan cenderung utk mengelompok sedemikian rupa utk mengurangi luas permukaan total dan memperkecil energi bebas permukaan.

Penggabungan (Coalescence) droplet

Dispersi Flokulasi Coalescence

Bahan Pengemulsi (Emulsifying agent)

Guna : mengurangi proses coalescenceSifat-sifat bahan pengemulsi yg diinginkan :• Aktif permukaan• Cepat diadsorpsi disekeliling droplet• Memberi droplet potensial listrik secukupnya• Menambah viskositas emulsi• Efektif pada konsentrasi rendahPengurangan tegangan antarmuka mengurangienergi bebas permukaan

Contoh :Untuk mendispersi 100 ml minyak sebagai droplet 1 m (10-4 cm) dlm air apabila ow = 50 dyne/cm membutuhkan input energi :

F = 6 V d = 6 x 50 x 100 = 30 x 107 erg 1 x 10-4

= 30 joule = 30/4,184 = 7,2 cal

Penambahan bahan pengemulsi yg dapat mengurangi dari 50 menjadi 5 dyne/cm akan mengurangi energi bebas permukaan dari 7,2 cal menjadi 0,7 cal

Pembentukan lapisan

Pengemulsi harus dapat membentuk lapisandisekeliling droplet.Tipe lapisan/lapisan dapat merupakan :• Lap monomlkl/Ekalapis (monolayer)• Lap multimlkl/Multilapis (multilayer)• Lap partikel padat/Kumpulan partikel kecil yg

diadsorpsi pd antarmuka

Klasifikasi Bahan Pengemulsi

1. Sintetisa. Anionikb. Kationik tipe lap monomolekulc. Nonionik

2. Alama. Akasiab. Gelatin tipe lap multimolekulc. Lesitind. Kolesterol tipe lap monomolekul

3. Padatan terbagi halusa. Bentonitb. Veegum tipe lap partikel padatc. Mg hidroksida

4. Bahan pengemulsi pembantuMembantu menstabilkan emulsi dgn menambah kekentalan emulsi thd senyawa-senyawa yg tdk mampu membtk emulsi stabilCth : Metil sellulosa, Na alginat, Na cmc

Mekanisme kerja emulgator

• membentuk lapisan monomolekuler ; surfaktan yang dapat menstabilkan emulsi bekerja dengan membentuk sebuah lapisan tunggal yang diabsorbsi molekul atau ion pada permukaan antara minyak/air. Menurut hukum Gibbs kehadiran kelebihan pertemuan penting mengurangi tegangan permukaan. Ini menghasilkan emulsi yang lebih stabil karena pengurangan sejumlah energi bebas permukaan secara nyata adalah fakta bahwa tetesan dikelilingi oleh sebuah lapisan tunggal koheren yang mencegah penggabungan tetesan yang mendekat.

• Membentuk lapisan multimolekuler ; koloid liofolik membentuk lapisan multimolekuler disekitar tetesan dari dispersi minyak. Sementara koloid hidrofilik diabsorbsi pada pertemuan, mereka tidak menyebabkan penurunan tegangan permukaan. Keefektivitasnya tergantung pada kemampuan membentuk lapisan kuat, lapisan multimolekuler yang koheren.

• Pembentukan kristal partikel-partikel padat ; mereka menunjukkan pembiasan ganda yang kuat dan dapat dilihat secara mikroskopik polarisasi. Sifat-sifat optis yang sesuai dengan kristal mengarahkan kepada penandaan ‘Kristal Cair”. Jika lebih banyak dikenal melalui struktur spesialnya mesifase yang khas, yang banyak dibentuk dalam ketergantungannya dari struktur kimia tensid/air, suhu dan seni dan cara penyiapan emulsi. Daerah strukturisasi kristal cair yang berbeda dapat karena pengaruh terhadap distribusi fase emulsi.

Pembuatan emulsi

• Pemilihan bahan pengemulsi- sist HLB : HLB 4 – 6 emulsi w/o

HLB 8 – 18 emulsi o/w- campuran bahan pengemulsi utk mendptkan HLB yg diinginkan Utk mendptkan stabilitas antarmuka Utk mempengaruhi konsistensi & rasa produk

• Pembuatan skala kecilMortir & stamfer selalu dipakai utk emulsi yg distabilkan dgn multimolekul (akasia,tragakan,agar) pd antarmuka

Ada 2 metode• The wet gum method (English method)

Pd met gom basah, bahan pengemulsi dimskkan kedlm mortir & didispersikan dlm air utk membtk mucilago. Minyak ditambahkan dlm jlh yg sdkt dgn penggerusan kontiniu, setiap bgn minyak diemulsikan sblm penambahan selanjutnya.

• The dry gum method (Continentl method)Pd met gom kering, gom ditambahkan kedlm minyak utk membtk emulsi primer, kmdn diencerkan dgn fase kontiniu.

Metode lain. Utk bahan-bahan pengemulsi sintetik terutama tipe ionik. Komponen dipisahkan dlm 2 fase yi yg larut dlm minyak & yg larut dlm air. Msg2 dipanaskan 70 – 75 C. Apabila lar sdh sempurna, 2 fase dicampur & diaduk sampai dingin.

Stabilitas emulsi

Tiga fenomena yg berhub dgn stabilitas emulsi :1. Creaming & sedimentasi

Creaming : Pergerakan keatas dr fase terdispersi.Sedimentasi : Pergerakan ke bawah dr fase terdispersi.

2. Agregasi dan kemungkinan koalesensi dr droplet terdispersi utk membtk kembali fase bulk.

3. Inversi. Emulsi o/w berubah jadi w/o atau sebaliknya.Creaming : jika fase terdispersi densitasnya fase kontiniu, sering

tjd pd emulsi o/wSedimentasi : jika fase terdispersi densitasnya fase kontiniu,

droplet akan mengendap, srg tjd pd emulsi w/o.

Laju creaming & sedimentasi dpt dikurangi dgn :1. Viskositas fase luar ditingkatkan2. Ukuran partikel dr bola-bola dikurangi3. Mengurangi perbedaan densitas antara fase terdispersi dgn

fase kontiniu.Creaming dan sedimentasi, tdk menyebabkan pemecahan emulsi.

Droplet dpt didispersikan dgn pengocokan ringan.Agregasi (flokulasi) : droplet terdispersi bergabung bersama tapi tdk

melebur.Koalesensi : Peleburan (fusi) sempurna dr droplet, menyebabkan

berkurang jumlah droplet dan akibatnya pemisahan 2 fase yg tdk bercampur.

Sistem emulsi ganda

• Emulsi ganda :w/o/wo/w/o

• MikroemulsiDiameter droplet kira-kira 10 – 200 nm.