1. Tonisitas adalah kemampuan suatu larutan dalam memvariasikan ukuran dan bentuk sel dengan mengubah jumlah air dalam sel tersebut. 2. Ada tiga jenis larutan berdasarkan tonisitasnya: isotonik, hipertonik, dan hipotonik. 3. Metode perhitungan tonisitas meliputi penurunan titik beku, ekivalensi NaCl, dan White Vincent.

1. By:
Apt. Fajrian Aulia Putra, S. Farm, M.Farm
Universitas Fort De Kock Bukittinggi
TONISITAS LARUTAN
OBAT SUNTIK

2. • Tonisitas adalah kemampuan suatu larutan dalam
memvariasikan ukuran dan bentuk sel dengan mengubah
jumlah air dalam sel tersebut. Lerutan NaCl 0,9% (b/v)
dan glukosa 0,5% (b/v) adalah isotonik dengan cairan
plasma, oleh sebab itu sering digunakan sebagai infus
intravena, walaupun kedua laruta tersebut bukan plasma
tapi konsentrasi kedua partikel larutan tersebut identik
sama.
• Air laut cendrung hipertonis karna memiliki konsentrasi
NaCl 1 mol/L, sehingga bila diminum, air dalam sel tubuh
akan berpindah ke lambung dimana terdapat air laut,
sehingga tubuh mengalami dehidrasi. Adapun larutan teh,
jus cenderung lebih hipotonik dibandingkan cairan tubuh.
• Jenis jenis larutan berdasarkan tonisitasnya :

4. • larutan isotonis ialah larutan dimana kedua sisi yang dipisahkan membran
sel memiliki konsentrasi yang sama, tidak terjadi migrasi air ke satu arah,
kemungkinan terjadi pertukaran air saja, jumlah air dikedua larutan tetap,
bentuk sel tidak terjadi perubahan, misalkan konsentrasi larutan diluar sel
dan di dalam sel sama.
• Larutan Hipertonik ialah konsentrasi larutan diluar sel (larutan yang satu)
lebih tinggi dibanding didalam sel (larutan lainnya), sehingga air berpindah
dari dalam sel keluar sel secara osmosis, sehingga terjadi penciutan sel
(krenasi).
• Larutan Hipotonik ialah konsentrasi larutan diluar sel (larutan yang satu)
lebih rendah dibanding didalam sel (larutan lainnya), sehingga air berpindah
dari luar sel kedalam sel secara osmosis, sehingga terjadi pembengkakan sel
bahkan bisa terjadi lisis/pecah (hemolisis).

5. ISOTONIS
• Jika suatu larutan konsentrasinya sama besar dengan
konsentrasi dalam sel sehingga tidak terjadi
pertukaran cairan di antara keduanya, maka larutan
tersebut dikatakan isotoni (ekivalen dengan 0,9%
NaCl)

6. ISOOSMOTIK
• Jika suatu larutan memiliki tekanan osmosa sama
dengan tekanan osmose serum darah, maka
larutan tersebut dikatakan isoosmotik (0,9%
NaCl memiliki tekanan osmose 6,86 atm)
• Umumnya larutan isoosmotik identik dengan
larutan isotoni, artinya secara fisiologis (terutama
terhadap sel darah merah) memiliki kondisi yang
sama (ekivalen dengan 0,9% NaCl)

7. HIPOTONIS
• Jadi, bila larutan hipotonis disuntikkan (mempunyai
tekanan osmosis yang lebih kecil dari cairan tubuh),
maka air akan diserap masuk ke dalam sel tubuh dan
akan mengembang atau dapat terjadi pecah sel.

8. Hipertonis
• Jadi, bila larutan hipertonis disuntikkan, (tekanan
osmosa lebih tinggi dari cairan tubuh), maka air dari
sel akan ditarik keluar dan sel akan mengkerut.

9. • Toleransi tubuh : dapat mengimbangi penyimpangan-
penyimpangan isotonis sampai 10%. Larutan yang
hipertonis masih dapat ditolerir oleh tubuh lebih
baik.

10. Isotonis perlu diperhatikan pada
cara-cara penyuntikan :
1. subkutan, bila tidak isotonis akan menimbulkan
sakit, sel-sel di sekitar penyuntikan dapat rusak
(nekrosis), penyerapan obat menjadi tidak baik.
2. Intra lumbal: bila terjadi perubahan dalam cairan
lumbal, dapat timbul perangsangan pada selaput
otak.

11. 3. Intra vena, bila diberikan infus, bila terlalu jauh
menyimpang dari isotonis ada kemungkinan terjadi
hemolisis. Pada volume kecil, pemberian intra vena,
isotonis tidak perlu diperhatikan, kecuali pada jumlah
yang besar.

12. Bahan Pembantu Pengatur Tonisitas
• NaCl
• Glukosa
• Sukrosa
• KNO3
• NaNO3

13. METODE PERHITUNGAN
ISOTONIS
1. Metode Penurunan Titik Beku
2. Metode Ekivalensi NaCl
3. Metode White Vincent
4. Metode Sprowls
5. Metode Grafik

14. Cara perhitungan Isoosmosa
0,52 - a
1. ∆tb. (penurunan titik beku) – W = ------------
b
∆t
2. E NaCl L = ------ (Wells)
C
L
E = 17 x ------
M
∆t
E = 1,7 x ------
W
V = W x E x 111,1
3. Faktor disosiasi Mh fa fb
h =------ x 0,28 - --------- x a + -------- x b
fh Ma Mb
4. Grafis / dan lain-lain.

15. 1. Metode Penurunan Titik Beku
• Turunnya titik beku serum darah atau cairan
lakrimal (cairan pada kelenjar mata) sebesar -
0,52oC; setara dengan larutan 0,9% NaCl yang
isotoni baik terhadap serum darah maupun air
mata.
• Makin besar konsentrasi zat terlarut makin besar
turunnya titik beku, jadi turunnya titik beku
dipengaruhi oleh jumlah molekul atau ion yang
terdapat dalam larutan.

16. • 2. Metode Penurunan Titik Beku
• Cairan tubuh yang setara 0,9% NaCl mengalami penurunan titik beku
sebesar 0,52 Celcius, oleh karena itu sediaan dikatakan isotonis apabila
mengalami penurunan titik beku 0,52 C.
• Untuk memperoleh larutan isotonis maka NaCl yang ditambah sesuai
RUMUS :
• keterangan :
• B = Jumlah zat NaCl yang harus ditambahkan agar isotonis
• Ptb1, Ptb2 ... = Penurunan titik beku zat berkhasiat seperti didalam resep
• Ptb = Penurunan titik beku zat pengisotonis (NaCl)
• C1, C2 .. = Konsentrasi zat berkhasiat didalam resep dg satuan (b/v)
% , titik titik dalam rumus maksutnya apabila ada 4 zat berkhasit, rumusnya
sama (C1xPtb1+C2...+C3...+C4xPtb4), begitu pula jika trdapat 5 atau
seterusnya.

17. CONTOH PERHITUNGAN

18. Metode L iso (untuk mencari ∆tb)
• ∆tb = L iso x Berat x 1000
BM x V
• ∆tb : penurunan titik beku
• Liso : harga tetapan;
• non elektrolit=1,86;
• elektrolit lemah = 2;
• uni univalen=3,4
• BM= berat molekul
• V = volume larutan dalam mL
• Berat = dalam g zat terlarut

19. Contoh Soal
• Berapa ∆tb dari 1% larutan Na-propionat (BM=96).
Na propionat adalah uni univalen elektrolit; L iso =
3,4

20. • Jawab :
• ∆tb = 3,4 x 1 x 1000
96 x 100
= 3,4 x 0,104
= 0,35o

21. Tabel Nilai L iso untuk beberapa tipe
ionik
Tipe L iso Contoh
Non elektrolit 1,9 Sukrosa, gliserin, urea,
campher
Elektrolit
lemah
2,0 Asam borat, kokain,
fenobarbital
Di-divalen
elektrolit
2,0 Magnesium sulfat, zink
sulfat

22. Tabel Nilai L iso untuk beberapa tipe
ionik
Uni-univalen
elektrolit
3,4 NaCl, kokain HCl, Na-
fenobarbital
Uni-divalen
elektrolit
4,3 Na-sulfat, atropin
sulfat
Di-univalen
elektrolit
4,8 Zink klorida, kalsium
bromida
Uni-trivalen
elektrolit
5,2 Na-sitrat, Na-fosfat

23. Tabel Nilai L iso untuk beberapa tipe
ionik
Tri-univalen
elektrolit
6,0 Aluminium klorida,
ferri iodida
Tetraborat
elektrolit
7,6 Sodium borat, kalium
borat

24. Metode Penurunan Titik Beku (Cara
BPC)
• W = 0,52 – a
b
• W = jumlah (g) bahan pembantu isotoni dalam
100 mL larutan
• a = perkalian penurunan titik beku disebabkan
oleh 1% zat dengan kadar zat
• b = penurunan titik beku air yang dihasilkan oleh
1% b/v bahan pembantu isotoni, jika NaCl=
0,576

25. Contoh Soal
• Berapa NaCl yang dibutuhkan untuk
membuat larutan Apomorfin HCl 1%, supaya
isotonis dengan serum darah. ∆tb apomorfin
= 0,08

26. • Jawab :
• W = 0,52 – (0,08 x 1) = 0,76 g
0,576
• Jadi, supaya larutan isotoni maka :
• R/ Apomorfin 1 g
NaCl 0,76 g
Aq ad 100 mL

27. 2. Metode Ekivalensi NaCl
• Ekivalensi NaCl = E = adalah jumlah NaCl yang
mempunyai tekanan osmosa yang sama dengan 1
g zat khasiat, dengan rumus :
• E = 17 Liso
BM
• Misal : ekivalensi NaCl asam borat 0,55 berarti 1
g asam borat dalam larutan memberikan efek
osmotik yang sama dengan 0,55 g NaCl

28. Metode Ekivalensi NaCl
• Cara Menghitung :
1. Tentukan harga E NaCl untuk setiap zat yang
dilarutkan, jika perlu diperbanyak dengan
besarnya konsentrasi zat dalam larutan.
2. Jumlahkan NaCl yang dibutuhkan untuk setiap
zat terlarut.
3. Tentukan selisih jumlah NaCl diatas terhadap
jumlah NaCl isotoni (0,9%). Selisih tersebut
adalah jumlah NaCl yang harus ditambahkan
untuk mencapai isotoni.

29. 2. Metode Ekivalensi NaCl
4. Jika zat terlarut tidak tersatukan dengan ion klorida
dari NaCl maka zat seperti glukosa, KNO3, NaNO3
dapat digunakan untuk menggantikan NaCl. Jumlah
yang harus ditambahkan merupakan hasil bagi antara
jumlah NaCl yang harus ditambahkan dengan E
NaCl zat-zat tersebut.

32. Contoh Soal
1. Hitung ekivalensi NaCl dari KCl
Jawab : KCl termasuk dalam tipe 2B (uni-univalen
elektrolit). Lihat tabel, harga Liso = 3,4 BM KCl=
74,55
E = 17 . 3,4 = 0,78
74,55
Jadi 1 g KCl memberikan efek osmotik yang sama
dengan 0,78 g NaCl

33. Contoh Soal
2. Suatu larutan mengandung 1 g efedrin sulfat dalam
100 mL. Berapa jumlah NaCl yang ditambahkan agar
larutan isotonis?
Berapa jumlah dekstrosa yang ditambahkan untuk
tujuan tersebut?
Diketahui : E efedrin sulfat = 0,23
E dekstrosa = 0,16

34. • Ingat : 1 g efedrin sulfat mempunyai efek osmotik
yang sama dengan 0,23 g NaCl
• Jawab: Efedrin sulfat 1,0 g x 0,23 =0,23 g NaCl
• NaCl yang dibutuhkan agar larutan isotonis (0,9-
0,23)=0,67 g NaCl
• Jadi NaCl yang ditambahkan agar larutan isotonis =
0,67 g

35. • E dekstrosa = 0,16
• 1 g dekstrosa mempunyai efek osmotik yang sama
dengan 0,16 g NaCl
• 1 g dekstrosa~0,16 g NaCl
• X g dekstrosa~0,67 g NaCl
• X = 0,67 x 1 g dekstrosa
0,16
= 4,1875 g dekstrosa

36. • Dari hasil diatas dapat digunakan rumus :
X = Y
E
• Dimana X= gram dari zat pengisotoni yang
diperlukan untuk meng’adjust tonisitas
• Y = penambahan jumlah NaCl agar isotonis
• E= gram dari NaCl ekivalen dengan 1 g zat
pengisotoni

37. 3. Buat 200 mL larutan isotonis thimerosal, BM =
404,84 g/mol. Konsentrasi 1:5000 atau 0,2
g/1000 mL. Liso = 3,4
• Hitung E NaCl thimerosal, jumlah NaCl yang
ditambahkan agar larutan isotonis.
• Diketahui bahwa NaCl berinteraksi dengan
merkuri pada thimerosal yaitu dapat mengurangi
stabilitas dan efektifitas sediaan.

38. • Maka diputuskan untuk mengganti NaCl dengan propilen glikol
sebagai zat pengisotoni. Diketahui : Liso propilen glikol= 1,9
BM=76,09
• Jawab : Hitung dulu E NaCl thimerosal
E = 17. Liso = 17 . 3,4 = 0,143
BM 404,84

39. • Larutan thimerosal : c=0,2 g/1000 mL
• Akan dibuat 200 mL  jadi 0,04 g/200 mL
• Berat thimerosal agar mempunyai efek osmotik yang
sama dengan 0,143 adalah=
0,04 g thimerosal x 0,143 = 0,0057 g NaCl
• Jumlah NaCl yang ditambahkan agar isotonis Y= 1,8
g NaCl – 0,0057 = 1,794 g

40. • NaCl diganti dengan propilen glikol sebagai zat
pengisotoni. Liso propilen glikol= 1,9 BM=76,09
• E = 17 . 1,9 = 0,42
76,09
• Dengan rumus X = Y = 1,794 = 4,3 g
E 0,42
• Jadi propilen glikol yang diperlukan untuk
mengadjust 200 mL larutan thimerosal agar
isotonis adalah 4,3 g

41. 3. Metode White Vincent
• Tonisitas yang diinginkan ditentukan dengan
penambahan air pada sediaan parenteral agar isotoni

42. Metode White Vincent
• V = w. E. V’
• V = Volume larutan isotoni yang ditentukan
(mL)
• w = Bobot obat (g) yang ada dalam larutan
• E = Ekivalensi NaCl
• V’ = Volume suatu larutan isotoni (mL) yang di
dalamnya mengandung 1 g NaCl (111,1 mL)

43. Contoh Soal
• Buatlah 500 mL larutan etilmorfin HCl 2%
isotoni (E= 0,15)
• V = 10 x 0,15 x 111,1 mL = 166,7 mL
• Artinya jika 10 gr etilmorfin HCl dilarutkan
dalam 166,7 mL air diperoleh larutan yang
isotoni. Sisa larutan sebanyak (500-166,7) =
333,3 mL digantikan dengan larutan NaCl
isotoni atau larutan dapar isotoni. Untuk larutan
NaCl isotoni diperlukan sebanyak 333,3/100 x
0,9 g NaCl = 2,99 g NaCl

44. • R/ Phenacaine HCl 0,06 g
Asam borat 0,30 g
Ad pengisotoni ad 100 mL
• Maka V =
{(0,06 x 0,20) + (0,3x0,5)}x 111,1 mL
= 18 mL
• Jadi obat dicampur dengan air sampai 18 mL, lalu
ditambah dengan pelarut isotonis sampai 100 mL

47. Metode Sprowls
• Merupakan metode yang dimodifikasi dari metode
White Vincent, dimana W dibuat tetap 0,3 g, jadi :
• V = E x 33,3 mL

48. Metode Grafik
• Perbandingan antara konsentrasi bahan obat
(g/kg) vs penurunan titik beku. Pada grafik yang
sama digambarkan pula kurva penurunan titik
beku dan pengisotonisan jumlah NaCl yang
dibutuhkan.
• Tentukan sebuah titik pada ordinat yang sesuai
dengan konsentrasi zat (misal 20 g/kg). Tarik
garis sejajar dari titik tersebut terhadap absis
sampai tepat memotong kurva zat yang
bersangkutan.

49. Metode Grafik
• Dari titik potong ini buat lagi garis sejajar
ordinat, maka titik potong dengan absis
menyatakan turunnya titik beku larutan yang
disebabkan zat tersebut (misal 0,18oC).
• Dari titik potong antara garis yang sejajar ordinat
dengan kurva NaCl, ditarik garis sejajar absis
sehingga memotong ordinat. Titik potong ini
menyatakan jumlah NaCl yang dibutuhkan untuk
membuat larutan isotoni (misalnya 5,6 g/kg).
• Untuk 500 mL dibutuhkan 2,8 g NaCl.

50. Metode Grafik

51. Metode Grafik

52. Exercise
1. Using the sodium chloride method, calculate
the grams of sodium chloride needed to make
30 mL of a 2% isotonic physostigmine
salycilate solution! E fisostigmin salisilat : 0,16
2. A new drug having a molecular weight of 300
g/mole produced a freezing point depression
of 0.52oC in a 0.145 M solution. What are
calculated Liso value, the E value and the V
value for this drug?

53. Exercise
3. A 1 fluid ounce (29.573 mL) solution contain 4.5 grains (291.6
mg) of silver nitrat. How much sodium nitrat must be added to
this solution to make it isotonic with nasal fluid?. Assume that
nasal fluid has an isotonicity value of 0.9% NaCl. E AgNO3 =
0,33; E NaNO3 = 0,68
4. Using the sodium chloride equivalent method, make the
following solutions isotonic with respect to the mucous lining
of the eye (ocular membrane). E tetracain HCl = 0,14
- Tetracaine hydrochloride 10 grams
- NaCl x grams
- Sterilize distilled water, enough to make 1000 mL

54. • Hitung tonisitas dibawah ini dengan ekivalensi NaCl :
R/ Asam borat 8
Atropin sulfat 2
mf isotonis1000 mL

55. • Hitung dengan metode White Vincent
R/ Antipirin 4%
Efedrin 1%
mf isotonis pH 6,5 100 mL

56. • Buatlah larutan Metadon HCl 1% 100 mL
isotoni dengan NaCl. Diketahui ∆tb Metadon
HCl = 0,101 dan ∆tb NaCl : 0,576
• Buatlah 100 mL larutan Pilokarpin HCl 2%
isotoni dengan NaCl. Diketahui ∆tb Pilokarpin
HCl 0,13.
• Kumpulkan kamis, 21/10/10 dikerjakan di
kertas folio bergaris

57. PUSTAKA
• Kenneth E.Avis, Lieberman, Leon Lachman.,
Pharmaceutical Dosage Forms : Parenteral
Medication Vol 1, 2,3.
• Salvatore Turco, Robert E. King, Sterile Dosage Forms.
• Benny Logawa & Sundani Nurono, Repetitorium
Teknologi Formulasi Sediaan Steril.
• Wayne P Olsen, et al., Aseptic Pharmaceutical
Manufacturing Technology for the 1990s.
• Frederick J Carleton, James P. Agalloco, Validation of
Aseptic Pharmaceutical Process.