LAPORAN PRAKTIKUM FARMASI FISIK II
PERCOBAAN IV
PENENTUAN BERAT MOLEKUL POLIMER KITOSAN
MENGGUNAKAN VISKOMETER OSTWALD
OLEH :
NAMA : WD. INDAH WULAN H.H.
NIM : F1F1 13 058
KELOMPOK : IV (EMPAT)
KELAS : B
ASISTEN : NUR SALIMAH TAANO
JURUSAN FARMASI
FAKULTAS FARMASI
UNIVERSITAS HALU OLEO
KENDARI
2014
PENENTUAN BERAT MOLEKUL POLIMER KITOSAN
MENGGUNAKAN VISKOMETER OSTWALD
A. TUJUAN
Tujuan dari percobaan ini adalah untuk menentukan berat molekul
polimer kitosan menggunakan viskometer Ostwald.
B. LANDASAN TEORI
Polimer alam saat ini menjadi perhatian penelitiuntuk dimanfaatkan
sebagai bahan baku berbagaikeperluan industri. Kitosan adalah
polisakaridayang banyak terdapat di alam setelah selulosa.Kitosan merupakan
suatu senyawa poli (N-amino-2deoksi β-D-glukopiranosa) atau glukosamin
hasildeasetilasi kitin/poli (N-asetil-2 amino-2-deoksi β-D-glukopiranosa)
yang diproduksi dalam jumlahbesar di alam, yaitu terdapat pada limbah
udangdan kepiting yang cukup banyak terdapat diIndonesia. Pemanfaatan
limbah kulit udang sebagaikitosan selain dapat mengatasi masalah
lingkunganjuga dapat menaikan nilai tambah bagi petaniudang (Ramadhan
dkk., 2010).
Kitosan merupakan bahan yang diperoleh darideasetilasi kitin. Kitosan
banyak digunakan padaindustri kosmetika, kertas, pangan, farmasi, dan lain-
lain. Di bidang farmasi, salah satu manfaatkitosan digunakan sebagai obat
luka. Hal tersebutkarena kitosan memiliki kelebihan, seperti tidakberacun,
bioderadabel, biokompatibel, haemostatik,dan antibakteri, sehingga aman
untuk digunakansebagai obat luka (Nuryantini, 2013).
Kitosan adalah produk deasetilasi kitin yang merupakan polimer rantai
panjang glukosamin dengan bobot molekul 2,5x10-5 Dalton dan rumus kimia
poli(2-amino-2-deoksi-D-Glukosa), memiliki rumus molekul [C6H11NO4]n.
Kitosan sedikit larut dalam asam klorida, serta larut baik dalam asam lemah,
seperti asam formiat dan asam asetat. Beberapa diantara keunggulan kitosan
yakni mempunyai massa molekul besar sehingga memiliki daya absorbsi
besar dan non toksik (Pebriani dkk., 2012).
Kitosan telah banyak penggunaan dalam bidang farmasi dan
kesehatan, antaralain sebagai antidiabetes mellitus, antihiperlipidemia,
antijamur, bahan baku teknologifarmasi. Sebagai anti mikrobia khitin dan
khitosan sudah dilakukan oleh Okawa et al.,(2003) bahwa pemberian khitin,
khitosan dan N-acetyl chitohexaose dapat mencegahterjadinya infeksi pada
mencit karena infeksi jamur Candida albicans. Selain itu telahterbukti bahwa
pada tingkat in vivo khitin, khitosan dan N-acetyl chitohexaose
dapatdigunakan sebagai pencegahan infeksi akibat bakteri Pseudomonas
aeruginosa danListeria monocytogenes yang diinfeksikan pada mencit
(Darmawan, 2007).
Viskositas merupakan pernyataan tahanan untuk mengalir dari suatu
sistem di bawah stress yang digunakan, Makin kental suatu cairan, maka
semakin besar kekuatan yang diperlukan untuk digunakan supaya supaya
cairan tersebut dapat mengalir dengan laju tertentu (Martin, et al., 2008).
Viskositas suatu fluida merupakan daya hambat yang disebabkan oleh
gesekan antara molekul-molekul cairan, yang mampu menahan aliran fluida
sehingga dapat dinyatakan sebagai indikator tingkat kekentalan. Nilai
kuantitatif dari viskositas dapat dihitung dengan membandingkan gaya tekan
per satuan luas terhadap gradien kecepatan aliran dari fluida (Warsito, 2012).
Parameter fisika yang viskositas (kekentalan) danindeks bias.
Sejumlah produk cair,misalnya oli, memerlukan informasitentang viskositas,
dan viskositas itunilainya berubah oleh perubahan suhu.Sejumlah bahan cair,
misalnya minyakatsiri, dapat dicek kemurniannya denganmengukur indeks
biasnya. Parameterindeks bias bahan cair itu nilainya jugaberubah terhadap
perubahan suhu.Jelasnya, bahan cair yang samamempunyai nilai kekentalan
tertentu dannilai indeks biasnya juga tertentu.Keduanya merupakan
parameterberbeda, namun sama-sama merupakanfungsi suhu cairan.
Viskositas zat cair biasanyamenggunakan cairan bervolume besardan
pengukuran viskositas itu jugamemerlukan waktu lama, misalnyaketika
menggunakan alat ViskosimeterOstwald (Jati, 2010).
C. ALAT DAN BAHAN
1. Alat
Alat yang digunakan dari percobaan ini adalah sebagai berikut.
Corong
Viskometer Ostwald
Filler
Stopwatch
Statif dan klem
Gelas kimia 100 ml
Gelas ukur 100 ml
Pipet tetes
2. Bahan
Bahan yang digunakan dari percobaan ini adalah sebagai berikut.
Kitosan 2 gram
Kitosan 4 gram
Kitosan 6 gram
Kitosan 8 gram
Asam asetat 1%
Akuades
Tissue
D. PROSEDUR KERJA
- Dimasukkan 10 ml ke dalam
viskometer Ostwald
- Diisap menggunakan filler dan
dialirkan dari batas atas hingga batas
bawah
- Dicatat waktu alirnya
- Dilakukan triplo
- Dihitung t rata-ratanya
Hasil pengamatan…?
Asam asetat 2%
1. Waktu Alir Kitosan
- Dimasukkan 10 ml ke dalam
viskometer Ostwald
- Diisap menggunakan filler dan
dialirkan dari batas atas hingga batas
bawah
- Dicatat waktu alirnya
- Dilakukan triplo
- Dihitung rel, spes, dan red
- Diulangi untuk kitosan 4%, 6%, dan
8%
- Diplot hubungan antara konsentrasi
dan red
- Dihitung berat molekul kitosan
Hasil pengamatan…?
Kitosan 2%
E. HASIL PENGAMATAN
1. Tabel Pengamatan
No. Sampel KonsentrasiWaktu alir (detik) Rata
-rata
ηrel ηsps ηred
t1 t2 t3
1. Kitosan
2%
0,02 M 4,33 3,9
2
3,79 4,01 1,3
1
0,31 31
2. Kitosan
4%
0,04 M 6,88 6,6
0
6,47 6,65 2,1
8
1,18 118
3. Kitosan
6%
0,06 M 9,31 9,6
7
9,73 9,57 3,1
4
2,14 214
4. Kitosan
8%
0,08 M 5,11 4,9
1
5,59 5,20 1,7
0
0,7 70
5. Asam
asetat
1%
0,01 M 3,05 3,0
5
3,05 3,05 - - -
2. Data Perhitungan
a. Viskositas relatif
1. Pada kitosan 2%
ηrel=¿ t
t 0
¿
¿ 4 ,013,05
= 1,31
2. Pada kitosan 4%
ηrel=¿ t
t 0
¿
¿ 6,653,05
= 2,18
3. Pada kitosan 6%
ηrel=¿ t
t 0
¿
¿ 9,573,05
= 3,14
4. Pada kitosan 8%
ηrel=¿ t
t 0
¿
¿ 5,203,05
= 1,70
b. Viskositas spesifik
1. Pada kitosan 2%
ηsps=¿
n−no
n0
¿
ηsps=¿ ηrel−1¿
= 1,31 - 1
= 0,31
2. Pada kitosan 4%
ηsps=¿
n−no
n0
¿
ηsps=¿ ηrel−1¿
= 2,18 - 1
= 1,18
3. Pada kitosan 6%
ηsps=¿
n−no
n0
¿
ηsps=¿ ηrel−1¿
= 3,14 - 1
= 2,14
4. Pada kitosan 8%
ηsps=¿
n−no
n0
¿
ηsps=¿ ηrel−1¿
= 1,70 - 1
= 0,7
c. Viskositas reduksi
1. Pada kitosan 2%
ηred =¿
ηsps
C¿
= 0,310,01
= 31
2. Pada kitosan 4%
ηred =¿
ηsps
C¿
= 1,180,01
= 118
3. Pada kitosan 6%
ηred =¿
ηsps
C¿
= 2,140,01
= 214
4. Pada kitosan 8%
ηred =¿
ηsps
C¿
= 0,7
0,01
= 70
3. Data Grafik
Dari grafik tersebut diperoleh persamaan : y = 970x + 55
Kemudian untuk menghitung nilai M polimer maka digunakan rumus Mark-Houwink yaitu :
[η] = KMa
Dik = η = 55
K =1,46 x 10-4
a =0,83
Dit = M…?
Peny = [η] = KMa
Log [η] = log K + a log M
Log 55 = log 1,46 x 10-4 + 0,83 log M
Log M = log 55−log 1,46 x10−4
0,8 3
Log M = 1,74 – (−0,65)
0,83
Log M = 2,390,83
Log M = 2,88
M = inv log 2,88
M = - 0,78 gram/mol
F. PEMBAHASAN
Viskositas merupakan ukuran kekentalan suatu fluida. Viskositas juga
dapat diartikan sebagai ketahanan suatu fluida terhadap pengaruh tekanan atau
tegangan. Salah satu faktor yang dapat mempengaruhi viskositas suatu fluida
adalah konsentrasi. Viskositas ada 3 jenis, yaitu viskositas relatif (ηrel) yang
merupakan perbandingan antara waktu alir larutan (t) dan pelarut (t0) yang
diukur pada kondisi eksperimen yang sama; viskositas spesifik (ȵsps)yaitu
keadaan dimana nilai konsentrasi ( C ) larutan mendekati nol atau larutan
sangat encer sehingga harga ηrakan mendekati satu; dan viskositas yang ketiga
adalah viskositas reduksi yaitu dari nilai viskositas tersebut dapat diketahui
berat molekul suatu sampel.
Kitosan merupakan senyawa kimia yang berasal dari bahan hayati
kitin, suatu senyawa organik yang melimpah di alam ini setelah selulosa. Kitin
ini umumnya diperoleh dari kerangka hewan invertebrata dari kelompok
Arthopoda sp, Molusca sp, Coelenterata sp, Annelida sp, Nematoda sp, dan
beberapa dari kelompok jamur. Selain dari kerangka hewan invertebrate, juga
banyak ditemukan pada bagian insang ikan, trachea, dinding usus dan pada
kulit cumi-cumi.Kitosan dengan rumus molekul (C6H11NO4)n yang dapat
diperoleh dari deasetilasi kitin. Kitosan juga dijumpai secara alamiah di
beberapa organisme.
Pada percobaan ini, dilakukan penentuan kadar polimer kitosan
dengan menggunakan viskometer Ostwald. Viskometer ini memiliki
kelebihan yaitu mudah dalam penggunaan, cepat, dan perhitungannya
sederhana. Penentuan kadar polimer kitosan dilakukan dengan menentukan
waktu alir dari sampel kitosan kemudian ditentukan nilai viskositas relatif,
viskositas spesifik, dan viskositas reduksinya. Kadar polimer kitosan dapat
diketahui melalui hubungan antara konsentrasi sampel kitosan dengan nilai
viskositas reduksinya.
Prinsip penggunaan viskometer Ostwald yaitu suatu cairan dapat
ditentukan viskositasnya dengan menghubungkan kecepatan aliran fluida di
dalam viskometer Ostwald dengan waktu yang diperlukan untuk mengalir
tersebut. Cairan yang akan diuji viskositasnya dalam hal ini yaitu kitosan
dimasukkan dalam viskometer Ostwald kemudian dinaikkan sampai melewati
garis m (garis atas).Setelah itu, gliserin diturunkan sampai melewati garis n
(garis bawah). Untuk menentukan viskositas kitosan, perlu diketahui waktu
atau lamanya kitosan turun melewati garis n mulai dari garis m. Perlakuan
tersebut dilakukan sebanyak tiga kali (triplo) untuk mengetahui rata-rata
waktu yang dibutuhkan oleh fluida untuk dapat melewati garis atas dan bawah
tersebut.
Pada percobaan ini, sampel kitosan yang digunakan mempunyai
konsentrasi yang berbeda-beda yaitu 2%, 4%, 6%, dan 8%, sedangkan pelarut
yang digunakan adalah asam asetat 1%. Hal pertama yang dilakukan yaitu,
menghitung waktu alir sampel kitosan dengan konsentrasi yang berbeda.
Sampel kitosan dimasukkan ke dalam viskometer Ostwald. Selain sampel
kitosan, asam asetat juga harus dihitung waktu alirnya di dalam viskometer
Ostwald. Kemudian dialirkan sampai melewati garis m (garis atas). Seperti
yang telah dijelaskan di awal, prinsip viskometer Ostwald yaitu mengetahui
berapa waktu yang diperlukan sampel kitosan untuk dapat mengalir dari garis
atas sampai garis bawah. Waktu alir oleh kitosan 2% adalah 4,33 detik,
kitosan 4% 6,88 detik, kitosan 3% 9,31 detik, dan kitosan 8% 5,11 detik.
Sedangkan waktu alir asam asetat yaitu 3,05 detik.
Setelah mengetahui waktu alir sampel dan pelarut, maka dapat
diketahui nilai viskositas relatifnya (ηrel). Untuk menentukan nilai ηrel, waktu
rata-rata sampel kitosan 2%, 4%, 6%, dan 8% dibagi dengan waktu alir pelarut
yaitu asam asetat sehingga diperoleh nilai ηrel masing-masing sampel kitosan
yaitu 1,31, 2,18, 3,14, dan 1,70. Setelah diketahui nilai ηrel, maka selanjutnya
dapat diketahui nilai ȵsps. Nilai ȵspsdapat diketahui dengan mengurangi
konsentrasi sampel kitosan dengan 1, sehingga diperoleh nilai ȵsps masing-
masing sampel berturut-turut yaitu 0,31, 1,18, 2,14, dan 0,7. Setelah diketahui
nilai ȵsps, maka selanjutnya yang perlu diketahui adalah nilai ȵred. Nilai ȵred
dapat diketahui dengan membagi nilai ȵsps dengan nilai konsentrasi ( C ),
sehingga diperoleh nilai ȵred masing-masing sampel kitosan berturut-turut yaitu
31, 118, 214, dan 70. Jika telah diketahui nilai ȵred maka dapat dibuat suatu
grafik hubungan antara konsentrasi sampel dengan nilai ȵred untuk
mendapatkan suatu persamaan yang kemudian dapat diketahui berat molekul
polimer kitosan tersebut.
Berdasarkan grafik, diketahui persamaan y = 970x + 55. Untuk
mengetahui berat molekul polimer kitosan, digunakan persamaan Mark-
Houwink yaitu : [η] = KMva, dimana K merupakan ketetapan 1,46 x 10-4, Mv
merupakan berat molekul polimer, dan a merupakan tetapan dengan nilai 0,83.
Untuk nilai [η] diperoleh dari nilai intersep ( C ) pada persamaan y = 970x +
55 yaitu 2,88. Dari rumus tersebut, diperoleh hasil nilai Mv sebesar – 0,78
gr/mol. Nilai tersebut merupakan berat molekul polimer sampel kitosan.
Penentuan berat molekul polimer kitosan ini bermanfaat dalam bidang
farmasi, yaitu dalam mengetahui berat molekul polimer-polimer obat-obatan
dari suatu simplisia yang diteliti. Manfaat kitosan dalam bidang farmasi yaitu
dapat menyembuhkan luka dan bersifat tidak toksik.
G. KESIMPULAN
Dari percobaan yang telah dilakukan, dapat disimpulkan bahwa berat
molekul polimer kitosan yang diukur dengan menggunakan viskometer
Ostwaldyaitu sebesar – 0,78 gr/mol.
DAFTAR PUSTAKA
Darmawan, E., 2007, Karakteristik Khitosan yang Dihasilkan dariLimbah Kulit Udang dan Daya Hambatnya terhadapPertumbuhan Candida albicans, LOGIKA, Vol. 4, No. 2, Universitas Islam Indonesia.
Jati, Bambang Murdaka Eka, Karyono, dan Supriyatin, 2010, Penyetaraan Nilai Viskositas terhadap Indeks Biaspada Zat Cair Bening, Berkla Fisika, Vol. 13, No. 4, Universitas Gadjah Mada.
Martin, A., J. S., dan A. C., 2008, Farmasi Fisik 2, Edisi Ketiga, UI-Press, Jakarta.
Nuryantini, Ade Yeti, M. M. Munir, T. Suciati, dan Khairurrijal, 2013, Pembuatan Serat Nano PVA/Kitosan dengan Penambahan Sodium Tripolifosfat (STTP) sebagai Agen Ikatan Sambung Silang, Seminar Nasional Material, Institut Teknologi Bandung.
Pebriani, Restu Harly, Y. Rilda, dan Zulhadjri, 2012, Modifikasi Komposisi Kitosan Pada Proses Sintesis Komposit TiO2-Kitosan, Jurnal Kimia Unand, Volume 1 Nomor 1, Universitas Andalas.
Ramadhan, L. O. A. N., C. L. Radiman, dan D.Wahyuningrum, 2010, Deasetilasi Kitin secara Bertahap dan Pengaruhnya terhadap DerajatDeasetilasi serta Massa molekul Kitosan, Jurnal Kimia Indonesia, Vol. 5, No. 1, Universitas Halu Oleo.
Warsito, S. W. Suciyati, dan D. Isworo, 2012, Desain dan Analisis Pengukuran Viskositas dengan Metode Bola JatuhBerbasis SensorOptocoupler dan Sistem Akuisisinya pada Komputer, Jurnal Natur Indonesia, Vol.14, No. 3, Universitas Lampung.