Bab I Pendahuluan 1.1 Latar Belakang

BAB I PENDAHULUAN 1.1

Latar Belakang Banyak fenomena-fenomena alam yang kurang kita perhatikan akan tetapi hal tersebut mempunyai hubungan dengan adanya tegangan permukaan. Sering terlihat peristiwa peristiwa alam yang tidak diperhatikan dengan teliti misalnya tetes-tetes zat cair pada keran yang bukan suatu aliran, laba laba air yang berada diatas permukaan air, mainan gelembung gelembung sabun, pisau silet yang diletakkan perlahan lahan diatas permukaan zat cair yang terapung, dan naiknya air pada pipa kapiler. Hal tersebut dapat terjadi karena adanya gaya yang bekerja pada permukaan zat cair atau pada batas antara zat cair dengan bahan lain. Tegangan permukaan adalah tegangan yang terbentuk antara fluida dengan udara dan tegangan antar muka adalah tegangan yang terbentuk antara 2 zat cair yang tidak saling bergantung.Beberapa jenis antar muka dapat terjadi,bergantung pada apakah kedua fase berdekatan adalah dalam keadaan padat, cair atau gas. Tegangan dipermukaan dipengaruhi oleh beberapa faktor, yaitu : jenis cairan, suhu, adanya zat terlarut, surfaktan dan konsentrasi zat terlarut. Metode kenaikan kapiler dan Metode tersiometer Du-Noy adalah contoh contoh metode yang digunakan untuk menetukan tegangan permukaan. Fenomena antrmuka dalam farmasi dan kedokteran adalah faktorfaktor yang berarti yang mempengaruhi adsorpsi obat pada bahan pembantu padat dalam bentuk sediaan, penetrasi (penembusan) molekul melalui membran biologis, pembentukan dan kestabilan emulsi, dan dispersi penyebarataan dari partikel yang tidak larut dalam media cair untuk

membentuk suspensi. Sifat antarmuka dari suatu zat aktif, permukaan (surface active) yang melapisi bagian dalam dari alkoli paru-paru merupakan penyebab kerja yang efisien dari organ lain. Dalam bidang farmasi,suspensi dan emulsi merupakan bentuk sediaan obat yang terdiri dari dua zat.Daalm pembuatan suspensi penggunaan surfaktan adalah sangat berguna dalam penurunan tegangan permukaan dan akan menurunkan sudut jontak dan pembasahan akan dipermudah.Sedang dalm pembuatan emulsi digunakan surfaktan untuk menurunkan tegangan antar muka dengan membentuk film. 1.2

Tujuan Percobaan 1. Mengetahui faktor-faktor yang mempengaruhi tegangan permukaan suatu zat 2. Mengetahui alat-alat penentu tegangan permukaan suatu zat 3. Mengetahui tegangan permukaan suatu zat

BAB II TINJAUAN PUSTAKA II. 1

Dasar Teori Permukaan zat cair mempunyai sifat ingin merenggang, sehingga permukaannya seolah-olah ditutupi oleh suatu lapisan yang elastis. Hal ini disebabkan adanya gaya tarik-menarik antar partikel sejenis didalam zat cair sampai ke permukaan. Di dalam cairan, tiap molekul ditarik oleh molekul lain yang sejenis di dekatnya dengan gaya yang sama ke segala arah. Akibatnya tidak terdapat sisa (resultan) gaya yang bekerja pada masing-masing molekul. Adanya gaya atau tarikan kebawah menyebabkan permukaan cairan berkontraksi dan berada dalam keadaan tegang. tegangan ini disebut dengan tegangan permukaan (Herinaldi, 2004). Tegangan permukaan terjadi karena permukaan zat cair cenderung untuk menegang, sehingga permukaannya tampak seperti selaput tipis. Hal ini dipengaruhi oleh adanya gaya kohesi antara molekul air. Pada zat cair yang adesi berlaku bahwa besar gaya kohesinya lebih kecil dari pada gaya adesinya dan pada zat yang non-adesi berlaku sebaliknya. Salah satu model peralatan yang sering digunakan untuk mengukur tegangan permukaan zat cair adalah pipa kapiler. Salah satu besaran yang berlaku pada sebuah pipa kapiler adalah sudut kontak, yaitu sudut yang dibentuk oleh permukaan zat cair yang dekat dengan dinding. Sudut kontak ini timbul akibat gaya tarik-menarik antara zat yang sama (gaya kohesi) dan gaya tarik-menarik antara molekul zat yang berbeda (adesi) (Atkins, 1994). Molekul biasanya saling tarik-menarik. Dibagian dalam cairan, setiap molekul cairan dikelilingi oleh molekul-molekul cairan di samping dan di

bawah. Di bagian atas tidak ada molekul cairan lainnya karena molekul cairan tarik-menarik satu dengan yang lainnya, maka terdapat gaya total yang besarnya nol pada molekul yang berada di bagian dalam cairan. Sebaliknya molekul cairan yang terletak di permukaan di tarik oleh molekul cairan yang berada di samping dan bawahnya. Akibatnya, pada permukaan cairan terdapat gaya total yang berarah ke bawah karena adanya gaya total yang arahnya ke bawah, maka cairan yang terletak di permukaan cenderung memperkecil luas permukaannya dengan menyusut sekuat mungkin. Hal ini yang menyebabkan lapisan cairan pada permukaan seolah-olah tertutup oleh selaput elastis yang tipis (Atkins, 1994). Air mempunyai tegangan permukaan dan biasa digunakan untuk pembersihan. Molekul air yang terdapat di dalam badan air akan dikelilingi dan ditarik oleh molekul air lainnya. Akan tetapi, pada permukaan air akan ditarik oleh molekul air yang terdapat di samping dan dibawahnya. Tegangan permukaan diciptakan molekul air pada permukaan yang ditarik ke dalam badan air. Tegangan ini menyebabkan air menjadi tetesan pada permukaan sehingga

pembasahannya

menjadi

lambat

dan

menghambat

proses

pembersihan (Kartiningsih, 2006). Bila fase-fase berada bersama-sama, batas antara keduanya disebut suatu antar muka. Sifat dari molekul-molekul yang membentuk antarmuka tersebut sering cukup berbeda dari sifat “fase antarmuka”. Walaupun istilah ini tidak benar dalam hal contoh fase, tetapi merupakan suatu konsep yang berguna. Sebagai contoh, molekul-molekul pada antarmuka cair-gas dapat berada dalam keadaan gas-dua dimensi, cair atau padat bergantung pada keadaan temperature dan tekanan biasa pada antarmuka (Martin, 1993).

II. 2

Uraian Bahan 1. Aquadest (Ditjen POM, 1979) Nama Resmi

: AQUA DESTILLATA

Nama Lain

: Air suling

RM

: H2O

BM

: 18,02

Pemerian

: Cairan jernih, tidak berwarna, tidak berasa, tidak berbau

Penyimpanan

: Dalam wadah tertutup rapat

Kegunaan

: Larutan pembanding

2. Mineral zaitun (Ditjen POM, 1979) Nama Resmi

: OELUM OLIVAE

Nama Lain

: Minyak zaitun

Pemerian

: Cairan, kuning pucat, atau kuning kehijauan, bau lemah, tidak tengik, rasa khas. Pada suhu rendah sebagian atau seluruhnya membeku

Kelarutan

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

Penyimpanan

: Dalam wadah tertutup rapat, terisi penuh

Kegunaan

: Sebagai sampel

3. Parafin (Ditjen POM, 1979) Nama Resmi

: PARAFFINUM LIQUIDUM

Nama Lain

: Parafin Cair

Pemerian

: Cairan kental, transparan, tidak berfluoresensi, tidak berwarna,

hampir

mempunyai rasa.

tidak

berbau,

hampir

tidak

Kelarutan

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

Penyimpanan

: Dalam wadah tertutup baik, terlindung dari cahaya

Penggunaan

: Sebagai sampel

4. Tween 80 (Ditjen POM, 1979) Nama Resmi

: POLYOXYETHYLLENE SORBITAN MONOOLEATE

Nama Lain

: Polisorbat 80, tween

Pemerian

: Cairan kental seperti minyak, jernih kuning, bau karakteristik dari asam lemak

Kelarutan

: Mudah larut dalam air, dalam etanol 95 % P, dalam etanol P, sukar larut dalam parafin cair P dan dalam minyak biji kapas P.

Peyimpanan

: Dalam wadah tertutup baik

Kegunaan

: Sebagai sampel

BAB III PROSEDUR KERJA III. 1 Alat yang digunakan : 1. 2. 3. 4. 5.

Pipa kapiler Mistar Pipet volume Botol timbangan Timbangan

6. Beaker gelas 50 ml 7. Erlenmeyer 50 ml

III. 2 Bahan yang digunakan : 1. 2. 3. 4.

Aquadest Tween 80 Parafin cair Minyak zaitun

III. 3 Cara kerja : A. Menentukan massa zat cair 1. Ditimbang botol timbangan dalam kondisi bersih dan kering 2. Dipipet 10 ml aquadest lalu dimasukkan ke dalam botol timbang dan ditimbang kembali bobotnya. Dilakukan pengulangan 3 kali 3. Ditentukan massa aquadest 4. Dengan cara yang sama seperti diatas dilakukan terhadap cairan sample tween 80, minyak zaitun, paraffin cair. B. Menentukan tinggi kenaikan zat cair didalam pipa kapiler 1. Dicari terlebih dahulu nilai tegangan permukaan

aquadest

(pembanding) pada suhu percobaan yang telah diukur 2. Aquadest hasil prnimbangan pada prosedur A dimasukkan ke dalam baker gelas bersih dan kering 3. Dicelupkan salah satu ujung pipa kapiler ke dalam beaker gelas yang berisi aquadest hingga hampir menyentuh dasar beaker gelas 4. Dibiarkan aquadest naik didalam pipa kapiler sampai constant. Diukur tinggi kenaikan 5. Dilakukan pengulangan 3 kali 6. Dengan cara yang sama dilakukan untuk sampel tween 80, minyak zaitun dan parafin cair

7. Dihitung berapa tegangan permukaan untuk setiap sampel cairan (dyne/cm)

BAB IV HASIL PENGAMATAN III.1 No.

1.

Tabel Pengamatan Bobot Pikno Kosong

Bobot Pikno + Sampel Aquades

Volume Pikno

h

ρ

γ

16 g

25 g

10 ml

1,2 cm

0,9 g /ml

30,9015

16 g

25 g

1,5 cm

16 g

25 g

1,5 cm

Σ = 16 r

Σ = 25 g

Σ = 1,4 cm

Pikno

Minyak

Kosong

zaitun

Pikno Kosong

2.

15 g

3.

1,2 cm 10 ml

dyne/cm

0,8 g/ml

1,5 cm

15 g

23 g

15 g

23 g

Σ = 15 g Pikno

23 g Σ = 23 g Tween 80

Σ = 1,4 cm

16 g

26 g

1,1 cm

16 g

26 g

16 g

26 g

1 cm

Σ = 16 g

Σ = 26 g

Σ = 1,03 cm

24,0345 dyne/cm

1,5 cm

Kosong 10 ml

1 cm

1 g/ml

25, 260 dyne/cm

4.

Pikno

Paraffin cair

Kosong

1 cm

15g

23 g

15 g

23 g

15 g

23 g

Σ = 15 g

Σ = 23 g

10 ml

0,8 g/ml

0,9 cm 1,2 cm Σ = 1,03 cm

III. 2 Perhitungan 1. Aquades Σ pikno kosong = 16 g r = 0,05 cm Σ pikno + aquades = 25 g h = 1,4 cm Volume pikno = 10 ml g = 981 cm/s2 ( bobot pikno+aquades )−( piknokosong) ρ= volume pikno =

(25 g−16 g) 10 ml

= 0,9 g/ml

γ=

1 2

.r.h.ρ.g

=

1 2

. 0,05 cm . 1,4 cm . 0,9 . 981 cm/s2

= 30, 9015 dyne/cm 2. Minyak zaitun Σ pikno kosong = 15 g r = 0,05 cm Σ pikno + minyak zaitun = 23 g h= 1,4 cm Volume pikno = 10 ml g = 981 cm/s2 ( bobot pikno+aquades )−( pikno kosong) ρ= volume pikno

17,682 dyne/cm

=

23 g−15 g 10 ml

= 0,8 g/ml 1 γ= 2 .r.h.ρ.g =

1 2

. 0,05 cm . 1,4 cm . 0,8 . 981 cm/s2

= 24, 0345 dyne/cm 3. Tween 80 Σ pikno kosong = 16 g r = 0,05 cm Σ pikno + tween 80 = 26 g h = 1,03 cm Volume pikno = 10 ml g = 981 cm/s2 ( bobot pikno+aquades )−( piknokosong) ρ= volume pikno =

26 g−16 g 10 ml

= 1 gr/ml 1 γ= 2 .r.h.ρ.g =

1 2

. 0,05 cm . 1,03 cm . 1 . 981 cm/s2

= 25, 260 dyne/cm 4. Paraffin cair Σ pikno kosong = 15 g r = 0,05 cm Σ pikno + paraffin cair = 23 g h = 1,03 cm Volume pikno = 10 ml g = 981 cm/s2 ( bobot pikno+aquades )−( piknokosong) ρ= volume pikno =

23 r −15 g 10 ml

= 0,8 g/ml 1 γ= 2 .r.h.ρ.g

=

1 . 2 2 0,05 cm . 1,03 cm . 0,8 . 981 cm/s

= 17, 682 dyne/cm

BAB V PEMBAHASAN Pada praktikum kali ini, kami melakukan percobaan tegangan permukaan yang dimana bertujuan untuk mempelajari dan menentukan tegangan permukaan dari berbagai cairan. Dari metode yang digunakan adalah kenaikan kapilerdengan menggunakan alat piknometer , gelas kimia , dan pipa kapiler. Pipa kapiler digunakan untuk mengetahui tinggi kenaikan kapiler suatu zat. Dan zat yang diuji dimasukkan ke dalam gelas kimia 100 ml sebanyak 100 ml, kemudian selanjutnya pipa kapiler dimasukkan ke dalam cairan tersebut dan ditunggu sampai cairan tersebut tidak naik lagi (konstan), lalu dihitung berapa kenaikannya. Gaya tegangan permukaan mempunyai satuan dyne/cm (Martin ,1993). Dari percobaan tersebut diperoleh hasil kecepatan air= 30.9015 dyne/cm, minyak zaitun = 24.0345 dyne/cm , paraffin cair = 17.682 dyne/cm , dan tween 80 = 2.260 dyne/cm, paraffin cair mempunyai berat paling kecil karena berat jenis paraffin cair lebih kecil dari air. Paraffin cair mempunyaiikatan antar molekul lemah , sehingga walaupun konsentrasi paraffin cair lebih kental akan tetapi kerapatannya yang paling kecil dan tegangan permukaan paraffin cair juga yang paling kecil dibandingkan dengan cara lainnya yang digunakan dalam percobaan. Hasil dapat diketahui yaitu semakin besar atau tinggi konsentrasi suatu zat , maka kerapatannya juga semakin kecil (Moechtar, 1990). Berdasarkan tegangan muka larutan tween 80 dan paraffin cair merupakan surfaktan karena tegangan permukaannya lebih kecil daripada tegangan muka aquadest. Begitu pula dengan minyak zaitun yang memiliki nilai tegangan muka lebh rendah dari aquadest. Aquadest yang digunakan berfungsi sebagai pembanding sehingga kerapatan dan tegangan mukanya dapat dilihat langsung dalam table pengamatan. Perbedaan kenaikan volume zat cair dalam pipa kapiler disebabkan oleh

kekuatan adhesi antara molekul- molekul cairan, sehingga cairan itu membasahi dinding kapiler, menyebar dan meninggi dalam pipa. Dengan mengukur kenaikan ini dalam pipa kapiler dapat menentukan tegangan permukaan cairan yang dimaksud tetapi tidak diketahui tegangan antar muka (Parrot, 1977).

BAB VI PENUTUP VI.I

Kesimpulan Berdasarkan percobaan yang dilakukan kali ini dapat disimpulkan bahwa semakin besar atau tinggi konsentrasi suatu zat maka kerapatannya justru semakin kecil, dan nilai kerapatan air lebih tinggi dari minyak zaitun, tween 80, dan paraffin cair.

VI.II Saran Sebaiknya alat dan bahan pada laboratorium dilengkapi agar praktikum dapat berjalan dengan lancar.

DAFTAR PUSTAKA Atkins, PW., 1994. Kimia Fisik edisi ke-4 Jilid 1. Erlangga : Jakarta. Ditjen POM.,1979. Farmakope Indonesia Edisi 3. Departemen Republik Indonesia : Jakarta. Herinaldi, 2004. Mekanika Fluida, diterjemahan oleh Donald F. Young pada “Fundamental of Fluids Mechanic”. Erlangga : Jakarta. Kartiningsih, dan Rahmat D., 2006. Formulasi Sediaan Sabun Mandi Cair dari Jus Lidah Buaya (Aloe barbadensis Mill). Jurnal Ilmu Kefarmasian Indonesia. Martin, 1993. Farmasi Fisika Edisi ll Jilid 3. UI Press : Jakarta. Moechtar, 1990. Farmasi Fisik . UGM Press : Yogyakarta. Parrot, 1977. Pharmaceutical Tehnology Fundamental Pharmaceutics. Burgess Publishing : USA.