BAB I

BAB I

PENDAHULUAN

I.1 Latar Belakang

Dugaan bahwa tegangan permukaan disebabkan oleh pembentukan kulit pada permukaan cairan adalah tidak benar. Tegangan permukaan disebabkan oleh molekjul-molekul pada permukaan cairan mempunyai sifat-sifat khusus. Molekul pada permukaan cairan mengalami gaya resultan yang mengarah kedalam cairan begitu pula sebaliknya.

Molekul-molekul pada permukaan cairan mempunyai sifat khusus yang tidak dimiliki oleh sebahagian besar molekul-molekul dalam cairan, salah satu sifat khusus ini adalah tegangan permukaan. Apabila jarum diletakkan secara hati-hati diatas permukaan, jarum akan terapung, padahal jelas berat jenis jarum lebih besar dari berat jenis air, sehingga diharapkan jarum akan tenggelam. Terapungnya jarum disebabkan permukaan air seolah-olah diliputi oleh selaput tipis yang dapat menahan agar jarum tetap mengapung.

Fenomena lain yang berhubungan dengan tegangan permukaan adalah terbentuknya miniskus apabila cairan dimasukkan kedalam tabung reaksi. Air yang membasahi dinding pipa kapiler dan akan naik sehingga lebih tinggi dari permukaan sekitarnya, spons yang dapat menyerap air yang dapat meresap kedalam tanah permukaan, beberapa contoh yang menunjukkan adanya tegangan permukaanI.2 Maksud dan Tujuan Percobaan

I.2.1 Maksud Percobaan

Adapun maksud dari percobaan ini adalah untuk mengetahui dan memahami cara penentuan tegangan permukaan suatu zat dengan metode kenaikan kapiler.

I.2.2 Tujuan Percobaan

Tujuan dari percobaan ini adalah :

Menentukan tegangan permukaan suatu zat cair

Menentukan tegangan antar muka dua zat cair yang tidak bercampur.

Menentukan konsentrasi misel kritik suatu zat aktif permukaan dengan metode permukaan.

I.3 Prinsip Percobaan

Penentuan besarnya tegangan permukaan zat cair (sampel) melalui perhitungan dengan menggunakan metode pipa kapiler dimana pipa kapiler dimasukkan kedalam sampel kemudian diukur kenaikan sampel tersebut.

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

II.1 Teori Umum

Pengukuran tegangan permukaan dapat dilakukan dengan beberapa metode antara lain :

1. Metode cincin du-Nouy

2. Metode kenaikan kapiler

Metode cincin du-Nouy dapat digunakan untuk mengukur tegangan antar permukaan zat cair. Prinsip kerja alat ini berdasarkan pada kenyataan bahwa gaya yang dibutuhkan untuk melepaskan cincin yang tercelup pada zat cair sebanding dengan tegangan permukaan atau tegangan dari anatar muka. Gaya ini dibutuhkan untuk melepaskan cincin dalam hail ini diberikan oleh kawat torsi yang dinyatkan dalam dyne (Anonim, 2004)

Teganagan permukaan suatu cairan () suatu cairan dapat disefinisikan sebagai banyaknya kerja yang dibuhtuhkan untuk memperluas permukaan cairan sebanyak satu satuan luas. Pada satuan cgs, dinyatakan dalam Crg cm-2 atau dyne Nm-1. dalam satuan SI, dinyatakan dalam Nm-1. Kedua besaran tadi saling berhubungan berdasarkan hubungan 1 dyne cm-1 = 10 Nm-1 (Bird T. 1985).

Tegangan permukaan :

f

= x F

2 L

Dimana :

f: Gaya yang diperlukan untuk melepaskan cincin

L: Keliling caincin

F: Faktor koreksi

Faktor koreksi diperlukan karena adanya variabel tertentu yang tidak dapat diabaikan yaitu :

1. Jari-jari cincin

2. Jari-jari kawat yang membentuk cincin3. Volume zat cair yang naik dari permukaan (Bird T. 1985).

Sedangkan metode kenaikan kapiler hanya dapat digunakan untuk menentukan tegangan permukaan suatu zat cair, dan tidak dapat digunakan untuk menentukan tegangan antar permukaan dua zat cairyang tidak dapat bercampur. Bila pipa kapiler dimasukkan dalam suatu zat cair, maka zat tersebut akan naik kedalam pipa sampai gaya gerak keatas diseimbangkan oleh gaya grafitasi kebawah akibat berat zat cair (Anonim, 2004).

Gaya kohesi adalah gaya intermolekul antara molekul-molekul cairan yang sejenis. Sedangkan gaya adhesi adalah gaya yang bekerja antara molekul cairan dengan gaya kohesi jauh lebih kuat dari pada gaya adhesi. Karena itu molekul-molekul air raksa mengumpul dan tidak membasahi dinding gelas (Dogran. S, 1990).

Beberapa factor yang mempengaruhi tegangan permukaan suatu zat cair adalah :

1. Temperatur

Tegangan permukaan zat cair yang berkurang secara linier dengan bertambahnya temperatur karena meningkatnya energi kineti dan molekul.

2. Zat terlarut

Tegangan permukaan suatu zat cair dipengaruhi oleh adanya zat terlarut didalam zat cair tersebut. Garam-garam organi menaikkan tegangan permukaan zat cair. Hal ini terjadi oleh karena gaya tarik-menarik antara molekul zat terlarut dengan pelarut lebih besar (Alfred Martin. 1990).

II.2Uraian Bahan

1. Minyak Ikan (Dirjen POM : 457)

Nama resmi: Oleum lecoris

Sinpnim

: Minyak ikan

Pemerian

: Cairan kuning pucat, bau khas, agak manis.

Kelarutan : Sukar larut dalam etanol (95%) P, mudah larut dalam kloroform P, dalam eter P,dan dalam eter minyak tanah P.

Penyimpanan:Dalam wadah tertutup rapat

Kegunaan:Sebagai sampel

2. Minyak Jarak (Dirjen POM : 459)

Nama resmi:Oleum cirini

Sinonim:Minyak jarak

Pemerian :Cairan kental, jernih, kuning pucat, atau hamper tidak berwarna, bau lemah, rasa manis agak pedas, memualkan.

Kelarutan:Larut dalam 2,3 bagian etanol (90%) P. mudah larut dalam etanol mutlak P, dan dalam asam asetat gliserol P.

Penyimpanan:Dalam wadah tertutup rapatKegunaan:Sebagai sampel

3. Minyak Wijan (Dirjen POM : 459)

Nama resmi:Oleum Sesami

Sinonim:Minyak wijan

Pemerian:Cairan kuning pucat, bau lemah, rasa tawar, tidak larut

pada suhu 00C.

Kelarutan:Sukar larut dalam etanol (95%) P, mudah larut dalam kloroform P, eter p dan dalam eter minyak tanah P.

Penyimpanan:Dalam wadah tertutup rapat

Kegunaan:Seabagai sampel

4. Span-80 (Dirjen POM : 509)

Nama resmi:Polysorbatum 80

Sinonim:Polisorbat 80/ Span-80

Pemerian:cairan kental seperti minyak, jernih, kuning, bau asam, lemah, khas.Kelarutan:Mudah larut dalam air, dalam etanol 95% P, dalam methanol P, sukar larut dalam protein cair dan dalam minyak biji lepas.

Penyimpanan:Dalam wadah tertutup rapat

Kegunaan:Sebagai surfaktan

5. Parafin Cair (Dirjen POM : 474)

Nama resmi: Paraffinum Liquidum

Sinonim: Parafin cair

Pemerian:Cairan kental transparan, tidak berfluoresensi, tidak berwarna, hamper tidak mempunyai rasa.

Kelarutan:Praktis tidak larut dalam air dan dalam etanol (95%)P, larut dalam kloroform P, dan dalam eter P.

Penyimpanan:Dalam wadah tertutup rapat, terlindung dari cahaya.

Kegunaan:Laksativum.

II.3Prosedur Kerja

A. Penentuan tegangan permukaan air dan bermacam-macam minyak :

1. Bersihkan cincin dengan benzene, kemudian bakar sebentar diatas nyala api.

2. Bersihkan cawan petri dengan benzena untuk menghilangkan sisa-sisa minyak, kemudian bilas dengan larutan kalium bikromat dalam asam

3. Bilas lagi dengan air suling

4 Tuangkan air atau minyak yang akan diukur kedalam cawan Petri dan letakkan pada meja sampel.

5 Atur posisi meja sedemikian rupa sehingga cicin tercelup sedalam 5 mm kedalam zat cair.6 Putar sekrup sampai petunjuk pada cermin berada tepat ditengah, lalu putar sekrub secara bersama-sama dengan hati-hati untuk menjaga agar jarum tetap, lalu putar sekrub secara bersama-sama dengan hati-hati untuk menjaga agar jarum tetap berada ditengah cermin, terus menerus sampai film pada permukaan zat cair pecah.7 Baca skala yang menunjukkan tegangan permukaan zat cair dalam dyne/cm.8 Tentukan Bj zat cair dengan piknometer9 Hitung tegangan permukaan sebenarnya dengan menggunakan factor koreksi (dilihat pada grafik).B. Penentuan tegangan natar permukaan dua zat cair yang tidak bercampur.

1. Bersihkan cincin dan cawan Petri seperti diatas

2. Tuangkan zat cai yang mempunyai Bj lebih besar kedalam cawan.3. Atur posisi meja sedemikian rupasampai cincin tercelup 5-7 mm kedalam zat cair.4. Tuangkan zat cair kedua dengan hati-hati pada permukaan zat cair yang pertama dengan ketinggian kira-kira 5-10 mm.5. Atur posisi cawan sehingga cincin berada pada antara permukaan dan tetap berada ditengah-tengah cincin.6. Putar sekrub bersama-sama samapi film pecah.7. Catat harga tegangan antar permukaan pada skala dalam dyne/cm.8. Hitung tegangan antar permukaan yang sebenarnya dengan menggunakan factor koreksi.BAB III

METODE KERJA

III.1Alat dan Bahan

III.1.1 Alat yang digunakan1. Batang pengaduk

2. Mistar3. Pipet tetes4. Pipet skala5. Pipa kapiler6. Cawan porselin7. Pot plastik 100cc

III.1.2Bahan yang digunakan1. Aquadest

2. Minyak wijan 10 ml

3. Minyak ikan cod 10 ml

4. Minyak jarak 10 ml

5. Minyak mineral 10 ml

6. Span-80 10 ml

7. Span-80 5 mlIII.2 Cara Kerja

1. Disiapkan alat dan bahan yang akan digunakan

2. Diambil pipa kapiler, kemudian dimasukkan kedalam sampel

3. Diberi tanda pada pipa kapiler

4. Diukur kenaikkan normal minyak wijan pada pipa kapiler dengan menggunakan maistar.

5. Ditambahkan span-80 5 % sebanyak 0,5 ml, diaduk hingga homogen.

6. Dimasukkan lagi pipa kapiler kedalam pot plastik yang berisi minyak wijan dan spon-80 5%.

7. Diberi tanda pada pipa kapiler.

8. Diukur kenaikkan minyak wijan setelah penambahan span-80 5% pada pipa kapiler dengan menggunkan mistar.

9. Ditambahkan lagi span-80 10% sebanyak 0,5 ml diaduk hingga homogen.

10. Dimasukkan pipa kapiler kedalam pot plastic yang berisi minyak wijan dan span-80 10%.

11. Diberi tanda pada pipa kapiler

12. Diukur kenaikkan minyak wijan setelah penambahan span-80 10%

13. Dihitung tegangan permukaan dari minyak wijan dan penurunan tegangan permukaannya.BAB V

PEMBAHASAN

Tegangan permukaan adalah gaya persatuan panjang yang diperlukan memperluas permukaan. Dalam percobaan tegangan permukaan ini menggunakan metode kenaikkan kapiler. Pada metode ini digunakan untuk menentukan tegangan suatu zat cair yang tidak bercampur, sedangkan prinsipnya yaitu pada pipa kapiler dimasukkan kedalam suatu zat cair, maka zat tersebut akan naik kedalam pipa sampai gaya gerak keatas diseimbangkan oleh gaya grafitasi kebawah akibat zat cair.

Faktor yang mempengaruhi tegangan permukaan adalah :

1. Temperatur

Tegangan permukaan zat cair berkurang secara linier dengan bertambahnya temperatur, karena meningkatnya energi kinetic dari molekul. Pada temperatur tertentu yang merupakan titik kritis tegangan permukaan adalah 0.

2.Zat Terlarut

Tegangan permukaan suaatu zat cair dipengaruhi oleh adanya zat terlarut didalam zat cair tersebut. Garam-garam organic menaikkan tegangan permukaan zat cair. Hal ini terjadi gaya tarik menarik antara molekul zat terlarut dan pelarut lebih besar dari pada gaya tarik menarik antara sesama molekul pelarut sehingga konsentrasi zat terlarut dipermukaan lebih kecil dari pada konsentrasi asam organic, alcohol, ester, eter, amin, dan lain-lain.

Perlakuan yang terdapat pada tegangan permukaan yaitu khususnya pada metode kenaikan pipa kapiler harus menggunakan perlakuan secara tepat, misalnya pada waktu pengukuran pipa kapiler harus diteliti secara baik dan benar jangan sampai ada kesalahan.

Molekul zat aktif permukaan (surfaktan) mempunyai gugus polar dan nonpolar. Bila suatu zat surfaktan didispersikan pada air dalam konsentrasi yang rendah, maka molekul-molekul surfaktan akan terabsorbsi pada permukaan membentuk suatu lapisan monomolukular. Bagian gugus polar akan mengarah keudara, hal ini mengakibatkan turunnya tegangan permukaan air. Pada konsentrasi yang lebih tinggi molekul-molekul surfaktan masuk kedalam air membentuk agregat yang dikenal sebagai misel. Konsentrasi pada saat misel ini mulai terbentuk disebut konsentrasi misel kritik (KMK). Pada saat KMK ini tercapai maka tegangan permukaan zat cair tidak banyak lagi dipengaruhi oleh penambahan konsentrasi misel kritik suatu surfaktan dapat ditentukan dengan metode tegangan permukaan.

Dari percobaan yang dilakukan diperoleh data bahwa tegangan permukaan minyak wijan sebelum ditambahkan span-80 (normal) adalah 20,197 dyne/cm, setelah ditambahkan 0,5 ml span-80 adalah sebesar 17,953 dyne/cm, kemudian setelah ditambahkan 1 ml span-80 adalah 15,709. hal ini memperlihatkan bahwa penurunan tegangan permukaan minyak wijan ditambah 0,5 ml span-80 adalah 2,488 dan penurunan tegangan permukaan minyak wijan ditambah 1 ml span-80 adalah 4,488.

Tegangan permukaan minyak jarak sebelum ditambahkan span-80 (normal) adalah 21,023 dyne/cm, setelah ditambahkan 0,3 ml span-80 adalah 16,343 dyne/cm, dan ditambah lagi 1 ml span-80 yaitu 11,674. Hal ini menunjukkan setelah ditambahkan 0,5 ml span-80 terjadi penurunan sebesar 4,67 dan setelah ditambahkan 1 ml span-80 terjadi penurunantegangan permukaan yaitu 9,339.

Teganagan permukaan minyak mineral sebelum ditambahkan span-80 (normal) yaitu 25,578 dyne/cm, tegangan permukaan minyak mineral setelah ditambahkan dengan 0,5 ml span-80 adalah 23,446 dyne/cm, dan dengan ditambah dengan 1 ml span-80 adalah 21,315 dyne/cm. ini memperlihatkan bahwa penurunan tegangan permukaan minyak mineral setelah ditambah 0,5 ml span-80 adalah 2,131 dan setelah ditambahkan 1 ml span-80 yaitu 4,263.

Tegangan permukaan pada minyak ikan cod sebelum ditambah span-80 (normal) adalah 26,959 dyne/cm, setelah ditambah 0,5 ml span-80 yaitu 24,713 dyne/cm, dan setelah ditambahkan 1 ml span-80 yaitu 22, 466 dyne/cm, hal ini berarti setelah ditambahkan 0,5 ml span-80 terjadi penurunan yaitu 2,246, dan setelah ditambahkan 1 ml span-80 terjadi penurunan sebesar 4,493.

Teganagan permukaan dalam pengaplikasiannya dalam bidang farmasi yaitu faktor-faktor yang mempengaruhi obsorbsi obat pada bahan padat dalam bentuk sediaan, pembentukan dan kestabilan emulsi, dispersi (penyebarataan) dari pertikel yang tidak larut dalam media cair untuk membentuk suspensi atau penentuan tegangan permukaan dari suatu zat cair sangat dibutuhkan terutama dalam memformulasikan suatu sediaan obat semi padat maupun semi cair, seorang farmasi dituntut untuk dapat menguasai metode-metodenya agar dapat menghasilkan suatu formula yang berkualitas tinggi.

Faktor-faktor kesalahan dalam percobaan tegangan permukaan yaitu mungkin kurangnya ketelitian atau kebersihan dalam penggunaan alat yang dipakai, dan kurangnya ketelitian dalam mengukur ketinggian cairan dalam pipa kapiler, sehingga hasil yang didapatkan tidak akurat dan kurang baik.