kinetika kimia

1. PERHITUNGAN
STABILITAS OBAT
DRUG STABILTY

2. ⦿ Stabilitas Obat adalah derajat degradasi suatu obat
dipandang dari segi kimia).
Stabilitas dalam arti luas dapat didefinisikan
sebagai ketahanan suatu produk sesuai
dengan batas-batas tertentu selama
penyimpanan dan penggunaanya atau umur
simpan suatu produk dimana produk tersebut
masih mempunyai sifat dan karakteristik yang
sama seperti pada waktu pembuatan

3. Tanggal kadaluwarsa : adalah tanggal yang tercantum
pada wadah produk obat menunjukan bahwa sampai
dengan tanggal tersebut jika disimpan dengan benar,
produk diharapkan tetap memenuhi spesifikasi standar
mutu yang disyaratkan. Tanggal ini ditetapkan untuk tiap
bets dengan menambahkan periode masa edar pada
tanggal pembuatan.
Shelf-life (waktu simpan) : adalah periode
penggunaan dan penyimpanan yaitu waktu
dimana suatu produk tetap memenuhi
spesifikasinya juka disimpan dalam wadahnya
yang sesuai dengan kondisi penjualan dipasar.

4. Efek tidak diinginkan yang potensial dari
ketidakstabilan produk farmasi
⦿ Hilangnya zat aktif
⦿ Naiknya konsentrasi zat aktif
⦿ Bioavabilitas berubah
⦿ Hilangya keseragaman kandungan
⦿ Menurunya status mikrobiologis
⦿ Pembentukan hasil urai yang toksik
⦿ Hilangnya kekedapan kemasan

5. Jenis
Stabilitas
Stabilitas
Kimia
Stabilitas
Fisika
Stabilitas
MIkrobiologi
Stabilitas
farmakologi

6. Stabilitas
Kimia
• Identifikasi zat aktif
• Penetapan kadar
• pH
• Disolusi
Stabilitas
Fisika
• Perubahan struktur kristal
• Keseragaman sediaan
• Perubahan kondisi distribusi
• Perubahan konsisitensi atau kondisi agregat
Stabilitas
Mikrobiolog
i
• keadaan di mana tetap sediaan bebas dari
mikroorganisme atau memenuhi syarat batas
miroorganisme hingga batas waktu tertentu.
Stabilitas
Farmakolog
i
• Fase farmasetik
• Fase farmakodinamika
• Fase farmakokinetika

7. Faktor – Faktor yang
Mempengaruhi Stabilitas
Obat
⦿ Bahan aktif
⦿ Interaksi antara bahan aktif dengan
excipient
⦿ Proses pembuatan (bentuk sediaan,
kemasan, penyimpanan, penanganan)
⦿ Faktor lingkungan (temperatur, radiasi,
cahaya dan udara)
⦿ Faktor formulasi (ukuran partikel, pH,
sifat alir dan sifat pelarut)

8. Tujuan utama stabilitas

9. ⦿ Stabilitas sediaan farmasi merupakan salah
satu kriteria yang amat penting untuk suatu
hasil produksi yang baik.
⦿ Ketidakstabilan produk obat dapat
mengakibatkan terjadinya penurunan
sampai dengan hilangnya khasiat obat, obat
dapat berubah menjadi toksik atau
terjadinya perubahan penampilan sediaan
(warna, bau, rasa, konsistensi dan lain-lain)

10. ⦿ Ketidakstabilan suatu sediaan farmasi dapat
dideteksi melalui perubahan sifat fisika, kimia
serta penampilan dari suatu sediaan farmasi.
⦿ Besarnya perubahan kimia sediaan farmasi
ditentukan dari laju penguraian obat melalui
hubungan antara kadar obat dengan waktu, atau
berdasarkan derajat degradasi dari suatu obat
yang jika dipandang dari segi kimia, stabilitas
obat dapat diketahui dari ada atau tidaknya
penurunan kadar selama penyimpanan

11. ⦿ Waktu paruh suatu obat dapat memberikan
gambaran stabilitas obat, yaitu gambaran
kecepatan terurainya obat atau kecepatan
degradasi kimiawinya.
⦿ Panas, asam-asam, alkali-alkali, oksigen,
cahaya, dan faktor-faktor lain dapat
menyebabkan rusaknya obat. Mekanisme
degradasi dapat disebabkan oleh pecahnya
suatu ikatan, pergantian spesies, atau
perpindahan atom-atom dan ion-ion jika dua
molekul bertabrakan

12. Definisi
⦿ Kinetika reaksi -> cabang ilmu yang
membahas laju reaksi, faktor yang
mempengaruhi laju reaksi, dan penjelasan
hubungan terhadap mekanisme reaksi
⦿ Mekanisme reaksi adalah serangkaian
tahap reaksi yang terjadi secara berurutan
selama proses perubahan reaktan
menjadi produk
(Crys,2003).

13. Laju Reaksi
⦿ Perubahan konsentrasi pereaksi atau
hasil reaksi terhadap satuan waktu
(Sandri J, Muchtaridi, 2009).
⦿ Pada reaksi obat A 🡪 obat B
🡪 bila obat A berkurang dengan
bertambahnya waktu (reaksi searah 🡪)
🡪 bila obat B bertambah dengan
bertambahnya waktu

14. Faktor Yang Mempengaruhi Laju
Reaksi
1. Konsentrasi
⦿ semakin besar konsentrasi pereaksi, maka tumbukan yang
terjadi semakin banyak, sehingga menyebabkan laju reaksi
semakin cepat, dan sebaliknya (Keenan, dkk., 1984).
2. Suhu
⦿ apabila suhu pada suatu rekasi yang berlangsung dinaikkan,
maka menyebabkan partikel semakin aktif bergerak, sehingga
tumbukan yang terjadi semakin sering, menyebabkan laju reaksi
semakin besar, dan sebaliknya(Syukri, 1999).
3. Tekanan
⦿ reaksi yang melibatkan pereaksi dalam wujud gas dipengaruhi
juga oleh tekanan. Penambahan tekanan dengan memperkecil
volume akan memperbesar konsentrasi, dengan demikian dapat
memperbesar laju reaksi (Keenan, dkk., 1984).

15. 4. Katalis
⦿ zat yang mempercepat laju reaksi kimia pada suhu tertentu,
tanpa mengalami perubahan atau terpakai oleh reaksi itu
sendiri.
⦿ berperan dalam reaksi tapi bukan sebagai pereaksi ataupun
produk.
⦿ katalis memungkinkan reaksi berlangsung lebih cepat atau
memungkinkan reaksi pada suhu lebih rendah akibat
perubahan yang dipicunya terhadap pereaksi, dengan energi
aktivasi yang lebih rendah (Hidayat, 2008).
5. Luas permukaan sentuh
⦿ semakin besar luas permukaan bidang sentuh antar partikel,
maka tumbukan yang terjadi semakin banyak, sehingga
menyebabkan laju reaksi semakin cepat. Begitu juga, apabila
semakin kecil luas permukaan bidang sentuh, maka semakin
kecil tumbukan yang terjadi antar partikel, sehingga laju reaksi
pun semakin kecil.
Cont’d

16. LAJU (KECEPATAN) REAKSI
⦿ A → B + C
⦿ A berkurang, dan B dab C bertambah
⦿ Laju reaksi sebanding dengan berkurangnya Kons. A seiring waktu
⦿ Dan bertambahnya kons. B dan C seiring Waktu
⦿ Reaksi kimia dapat dinyatakan sebagai laju
penguraian reaktan atau laju pembentukan
produk

17. 17

18. ⦿ aA + bB + ..... → Produk
⦿ Orde reaksi adalah penjumlahan
eksponen (pangkat) a+b +..
⦿ Orde terhadap A adalah a, terhadap B
adalah b, dst.

19. 19
Orde nol : – d[A]/dt = k k = mol L -1
s -1
Orde I : – d[A]/dt = k [A] k = 1/waktu = s -1
Orde II : – d[A]/dt = k [A] 2
k = L mol -1
s -1
Orde reaksi ke n mempunyai satuan: (konsentrasi) 1-n
(waktu) -1
Tetapan
k adalah tetapan laju spesifik sehingga tiap perubahan
kondisi seperti suhu , pelarut akan mempunyai tetapan k yang
berbeda
Satuan tetapan k pada orde reaksinya.

20. ORDE NOL
Waktu paro:
Waktu yang diperlukan untuk hilangnya konsntrasi
setengahnya
Jika persamaan garis dibuat, plot antara c dengan t maka
slop adalah -ko

21. CONTOH – CONTOH :
⦿ Seorang Farmasis menimbang secara seksama 10 gram obat dan
dilarutkan pada 100 ml air. Larutan dipelihara pada t kamar dan
secara periodik diambil dan ditetapkan kadarnya. Diperoleh data
sebagai berikut :
C obat (μg/ml) t (jam)
100 0
95.4 2
86 6
74.5 10
70 12
Dari Data tersebut → Grafik C Vs t
Berapa Ko = ………….?
Berapa waktu shellf life nya?

22. Orde nol semu
⦿ Terjadi pada suspensi, dimana obat ada
yang terlarut dan ada yang tersisa
⦿ Larutan orde satu, sedangkan yang
tersisa adalah orde nol

23. 23
Aspirin is most stable at pH 2.5. At this pH the apparent
first-order rate constant is 5 x 10-7
sec-1
at 25°C. What is
the shelflife of aspirin in this solution?
Would making a suspension increase the shelf life of aspirin?
The solubility of aspirin is 0.33 g/lOOmL. At pH 2.5, what is the
apparent zero-order rate constant for an aspirin suspension?
If one dose of aspirin at 650 mg per teaspoonful is administered,
what is the shelflife of suspension?
650 mg/5 mL= 13 g/100 mL

24. ORDE I

25. ⦿ Tetapan k lebih mudah didapatkan
dengan membuat hubungan (plot) log
konsentrasi dengan waktu dengan slop
-k/2,303

26. ⦿ Seorang Farmasis menimbang secara seksama 10 gram obat dan
dilarutkan pada 100 ml air. Larutan dipelihara pada t kamar dan
secara berkala diambil sample dan ditetapkan kadarnya. Diperoleh
data sebagai berikut :
C obat (μg/ml) t (jam)
Orde 1
100 0
25 8
12,5 12
6,35 16
3,13 20
1,56 24
Berapa waktu shelf life nya

27. 27
ORDE II
A + B → P
Jika: a dan b masing-masing konsentrasi awal dari A dan B;
x adalah penurunan jumlah mol A atau B yang bereaksi dalam waktu t, maka:

28. ex
⦿ CH3COOH + NaOH CH3COONa +
C2H5OH
⦿ Konsent Awal keduanya adalah 0,01 M
⦿ Perubahan pada menit ke 20 adalah
0,00056 M
⦿ Berapa kadar setelah menit ke 10 dan
berapa t ½
⦿ Bera[a kadar setelah menit 10 dan t ½
jika kadar awal adalah 0,01 M dan 0,012
M

29. 29
PENENTUAN ORDE REAKSI
• Metode Substitusi : Hitung k pada setiap t; masukkan ke dalam
persamaan:
• Metode Grafik
t
t
t
C
Log C
Slop=-k
Slop=-k/2,303

30. 30
Orde II
Slop=k
t
• Metode Waktu Paro
Dibuat dua percobaan dengan konsentrasi awal berbeda

31. Kerjakan
t (jam) C (mg)
10 96
20 89
40 73
60 57
90 34
120 10
130 2,5
a) Apakah penurunan jumlah obat mengikuti
proses orde 0 atau order 1?
b) Berapa tetapan kecepatan (K)?
c) Berapa t ½
d) Berapa jumlah obat yang di ekstrapolasikan
pada Sb x = 0, ⇒ Co = ..?
e) Bagaimana persamaan garisnya?

32. 2. Seorang farmasis melarutkan beberapa mg anti biotika baru ke
dalam 100 ml air suling dan menyimpannya pada refrigerator (50
C).
Pada interval waktu tertentu, 10 ml Alikot di larutan tersebut diambil
dan diukur jumlah obatnya. Diperoleh data sebagai berikut :
t (jam) Antibiotik
(μg/ml)
0,5 84,5
1,0 81,2
2,0 74,5
4,0 61,0
6,0 48,0
8,0 35,0
12,0 8,7
a) Apakah penguraian antibiotik
ini mengikuti proses orde 1
atau order nol?
b) Berapa kecepatan
pengurainya?
c) Berapa banyak (mg) antibiotic
dalam larutan asal?
d) Berikan persamaan garis dari
data tersebut!

33. 3. Suatu larutan obat yang dibuat segar pada
konsentrasi 350 mg/ml. setelah 30 hari pada T =
250
C, konsentrasi obat di dalam larutan menjadi
75 mg/ml
○ Jika diasumsikan orde 1, kapan obat akan berkurang
menjadi setengah dari konsentrasi asal
○ Pertanyaan yang sama dengan a, tetapi diasumsikan
prosesnya orde nol
4. Apabila t ½ penguraian obat adalah 4 jam, berapa
lama waktu yang diperlukan untuk menguraikan
30% dari 125 mg obat (Asumsi orde 1)

34. ⦿ 300 mg obat dilarutkan ke dalam sejumlah volume yang tidak
diketahui dari air suling setelah disolusi sempurna, 1 ml sample
diambil dan ditetapkan kadarnya. Data sebagai berikut:
t (j) C (μg/ml)
0,5 0,45
2,0 0,3
Jika obat terurai dari proses orde otoritatif, berapa volume awal
air dimana obat terlarut?

35. 35
FAKTOR YANG BERPENGARUH TERHADAP LAJU REAKSI
• SUHU Persamaan Arrhenius
A: faktor Arrhenius (faktor frekuensi); Ea
: energi aktivasi.
Untuk dua suhu berbeda:
Pada T1
:
Pada T2
:

36. 36
Tetapan laju suatu zat pada suhu 120o
C (393o
K) = 1,173 jam-1
atau
3,258 x 10-4
sek-1
, sedangkan pada suhu 1400
C (4130
K) tetapan laju =
4,860 jam-1
. Hitung energi aktivasi Ea
kkal/mol dan faktor frekuensi A
dalam detik (sekon).

37. ⦿ R = 1,987 kal/ derajat mol

38. UJI STABILITAS
❑ Fisika
❖ Pemerian sediaan
❖ Keseragaman sediaan (volume / bobot)
❖ Kejernihan sediaan (sediaan cair)
❖ Kemasan (kebocoran wadah)
❑ Kimia
❖ Identifikasi zat aktif
❖ Penetapan kadar
❖ pH
❖ Disolusi
❑ Biologi
❖ Sterilitas
❖ Endotoksin

39. 39
ANALISIS STABILITAS DIPERCEPAT
1. Tentukan orde reaksi
2. Harga k pada setiap suhu dihitung dari gradien.
3. Harga k dapat diplotkan pada suhu yang dikehendaki
4. Waktu simpan produk dihitung dari tetapan laju sesuai
dengan derajat penguraian (orde reaksi)

40. 40
Q1o
Calculations
Simonelli and
Dresback
Q
10
is the factor by which the rate constant increases for a 10°C
temperature increase.
The Q
10
factor can be calculated from the following equation:
The Q
10
approach to estimate the effect of increasing or decreasing the
temperature by variable amounts.

41. 41
Calculate the factors by which rate constants may change
for (a) a 25° C to 50° C temperature change and
(b) a 25° C to 0° C temperature change.

42. Soal
⦿ Hitung perubahan t ½ metil paraben
dari suhu 70 o
C menjadi 25 o
C
menggunakan Q 10, diketahui k 70o
C 🡪
1,6 x 10-8
/detik

43. Metode estimasi
kadaluarsa
⦿ Suhu kamar 🡪 jika si pendingin
bagaimana?
⦿ Suhu dingin 🡪 jika suhu kamar?
⦿ Suhu kamar🡪 jika ada pemanasan,
bagaimana prosentasenya?
⦿ Suhu dingin 🡪 disimpan beberapa lama
suhu kamar, 🡪 korelasi ED?

44. t90 (T2) = a / k (T1+∆T)
t90 (T2) = a / kT1 . Q10 (∆T/10)
t90 (T1) = a / kT1
t90 (T2) = t90(T1) / Q10 (∆T/10)

45. Contoh soal
⦿ Masa kadaluarsa supensi rekonstitusi
adalah 18 jam pada suhu kamar. Berapa
lama jika disimpan pada suhun dingin

46. Contoh soal
⦿ Suatu produk diberi label bisa stabil 24
jam pada suhu dingin. Berapa estimasi
waktu jika pada suhu kamar?

47. Contoh soal
⦿ Kadaluarsa produk disimpan pada suhu
dingin adalah 1 tahun. Jika disimpan
pada suhu kamar selama 1 bulan,
berapa kadaluarsa yang baru

48. Contoh soal
⦿ Jika ampisilin dinyatakan stabil pada
suhu dingin selama 14 hari, dan Ea = 21
kkal/mol

49. Catatan
⦿ Ada dua faktor yang tidak diperhatikan
adalah :
1. pH 🡪 akan mempengaruhi nilai Ea
2. Perubahan kelarutan 🡪 mempengaruhi
tetapan laju orde nol.

50. 50
REAKSI KOMPLEKS
Laju dekomposisi reaktan :
❑ REAKSI BOLAK BALIK

51. 51
Dalam suatu larutan terjadi kesetimbangan distribusi yang
mengandung 32% A dan 68% B. Kemiringan (gradien, slope) garis=
0,010 min-1
. Tentukan kr
dan kf
.
Berapa waktu yang diperlukan ketika obat tersisa 65 %

52. 52
❑ REAKSI PARALEL
-d[X]/dt =(k1
+k2
)[X]=kexp
[X]
R=[A]/[B] = k1
/k2
; karena k1
+k2
=kexp
maka kexp
= k1
+ k1
/R; sehingga
R= 79,38/20,62= 3,85 ⇒ kH
= 6,96X102
(3,85/4,85) = 5,48X102
l mol-1
h-1
.
kE
=1,44X102
l mol-1
h-1
.
Pilokarpin mengalami hidrolisis dan epimerisasi yang simultan. Tetapan
Laju experimental =6,96X102 l mol-1
h-1
. hasil analisis menunjukkan
persen bentuk epimerisasi =20,62%. Hitung tetapan laju hidrolisis, kH
dan
epimerisasi, kE
.

53. ⦿ A = k1/k Xo (1 – e –kt
)
⦿ B = k2 / k Xo (1- e-kt
)
1. Untuk mengetahui jumlah A atau N yang terbentuk pada t waktu :
2.
3. A = k1
P0
(1 – e–kt
) N = k2
P0
(1 – e–kt
)
4. k k

54. 54
❑ REAKSI BERDERET (SERI)
Laju peruraian A: -d[A]/dt = k1
[A] integrasi: [A] = [A0
]e-k
1
t
Laju perubahan konsentrasi B: d[B]/dt = k1
[A] – k2
[B]
= k1
[A0
]e- k
1
t
– k2
[B] ⇒
Untuk C : d[C]/dt = k2 [B]
Karena setiap saat [A0
] = [A] +[B] +[C]; maka [C] = [A0
] – [A] – [B]

55. Prentice-Hall © 2002 General Chemistry: Chapter 15
Slide 55 of
55
Enzyme Catalysis
E + S 🡪 ES
k1
k-1
ES → E + P
k2

56. 56
PENDEKATAN STATUS TUNAK (STEADY STATE)
Persamaan
Michaelis-Menten

57. Enzim Kinetik
Michaelis–Menten
E + S (E.S) P
k1
k2
k3
dP = k3
(E.S)
dt
d(E.S) = k1
(E) (S) – (k2
+K3
) (E.S)
dt
Dalam kondisi kesetimbangan (steady state) : d (E. S) = 0 🡪 (E.S)ss
= k1
(E) (S)
dt k2
+ k3
Konsentrasi E0
adalah : E0
= E + (E.S)ss
(E.S)ss
= k1
(E0
) (S)
(k2
+k3
) + k1
S
Km
= k2
+ k3
k1
maka : dP = k3
E0
S
dt Km
+ S
V
Vm
Persamaan menjadi : V = Vm
S
Km
+ S

58. Persamaan lineweaver
-burk
Kecepatan maksimum , jika S sangat
besar maka E berada pada E.S
sehingga

59. 59
KATALISIS
• KatalisisAsam-
basa Spesifik

60. 60
Suasana Basa S + OH-
→ P
Secara
Umum:

61. 61
• Katalisis Asam Basa Umum
Katalisis oleh
komponen dapar
Suatu sampel glukosa terurai pada suhu 1400
C dalam larutan yang
mengandung 0,030 M HCl. Tetapan laju k = 0,0080 jam-1
. Jika tetapan
laju spontan k0
= 0,0010, hitung koefisien katalitik kH
. Katalisis yang
disebabkan oleh ion hidroksil dianggap tidak ada.