SlideShare a Scribd company logo
1 of 54
Tugas Individu
FARMASI FISIKA II
RANGKUMAN MATERI
OLEH :
NISRINA MUSLIHIN
O1A114078
JURUSAN FARMASI
FAKULTAS FARMASI
UNIVERSITAS HALU OLEO
KENDARI
2015
BAB 14
1. Mendefinisikan Reaksi, Orde Reaksi, DanMolekularitas.
Reaksi kimia adalah peristiwa perubahan kimia dimana zat-zat yang bereaksi (reaktan)
berubah menjadi zat-zat hasil reaksi (produk). Pada reaksi kimia, selalu dihasilkan zat baru
dengan komposisi dan sifat-sifat yang baru, sehingga sifat yang dimiliki reaktan berbeda
dengan sifat yang dimiliki produk. Reaksi kimia dituliskan dengan persamaan reaksi kimia.
Persamaan reaksi menunjukkan dua hal, yaitu:
a. Kualitatif: persamaan reaksi menunjukkan rumus kimia peraksi dan hasil reaksi, serta
keadaan zat-zat yang beraksi.
b. Kuantitatif: persamaan reaksi menunjukkan hubungan antara pereaksi dan hasil reaksi
yang terdapat dalam jumlah dan jenis atom yang setara.
Koefisien reaksi adalah angka yang menyatakan perbandingan jumlah atom atau
molekul yang terlibat dalam reaksi kimia. Menurut hukum kekekalan massa oleh Lavoisier,
“massa zat sebelum dan sesudah reaksi adalah sama”. Atom-atom penyusun zat hanya
disusun ulang tetapi tidak hilang.
Laju reaksi adalah laju pengurangan konsentrasi salah satu pereaksi atau laju
penambahan konsentrasi salah satu hasil reaksi setiap satuan waktu.
Reaksi: A + B → C + D
Beberapa prinsip dan proses laju yang berkaitan dimasukkan dalam rantai
peristiwa berikut :
1) Kestabilan dan tak tercampurkan proses laju umumnya adalah sesuatu yang
menyebabkan ketidakaktifan obat melalui penguraian obat, atau melalui hilangnya
khasiat obat karena perubahan bentuk fisik dan kimia yang kurang diinginkan dari
obat tersebut.
2) Disolusi, di sini yang diperhatikan terutama kecapatan berubahnya obat dalam
bentuk sediaan padat menjadi bentuk larutan molekuler.
3) Proses absorpsi, distribusi, dan eliminasi, beberapa proses ini berkaitan dengan laju
absorpsi obat ke dalam tubuh, laju distribusi obat dalam tubuh, dan laju
pengeluaran obat setelah proses distribusi dengan berbagai faktor, seperti
metabolisme, penyimpanan dalam organ tubuh lemak, dan melalui jalur-jalur
pelepasan.
4) Kerja obat pada tingkat molekuler obat dapat dibuat dalam bentuk yang tetap
dengan menganggap timbulnya respons dari obat merupakan suatu proses laju
(Martin, dkk, 1993).
Orde reaksi adalah besarnya pengaruh konsentrasi pereaksi terhadap laju reaksi. Orde
reaksi dapat ditentukan berdasarkan data percobaan dengan menggunakan persamaan umum
laju reaksi. Adapun persamaan umum laju reaksi untuk reaksi p A+q B → r C+ s D adalah :
v = k[A]x[B]y;
keterangan : v = laju reaksi;
k = konstanta laju reaksi; dan
[ A ] = konsentrasi pereaksi A.
[ B ] = konsentrasi pereaksi B
x = orde reaksi terhadap A
y = orde reaksi terhadap B
x + y = orde reaksi total
Reaksi Orde Satu
Suatu reaksi dikatan berorde satu terhadapa salah satu pereaksinya jika laju reaksi
berbanding lurus dengan konsentrasi pereaksi tersebut. Jika konsentrasi pereaksi tersebut
dilipat-tigakan maka laju reaksi akan menjadi 31 atau tiga kalinya. Persamaan laju reaksi
yaitu v = k [A] .Pada reaksi prde satu, kecepatan reaksi berbanding lurus dengan konsentrasi
reaktan.
Persamaan laju reaksi orde satu dinyatakan sebagai :
-
dt
dA
= k1 [A]
-
][A
dA
= k1 dt
ln
][
]0[
A
A
= k1 (t – t0)
Bila t = 0  A = A0
ln [A] = ln [A0] - k1 t
[A] = [A0] e-k
1
t
Tetapan laju (k1) dapat dihitung dari grafik ln [A] terhadap t, dengan –k1 sebagai gradiennya.
Gambar 6.1. Grafik ln [A] terhadap t untuk reaksi orde satu
Waktu paruh (t1/2) adalah waktu yang dibutuhkan agar konsentrasi reaktan hanya tinggal
setengahnya. Pada reaksi orde satu, waktu paruh dinyatakan sebagai
k1 =
t1/2
1
ln
2/1
1
k1 =
2/1
693,0
t
Reaksi Orde Dua
Persamaan laju reaksi untuk orde dua dinyatakan sebagai :
-
dt
dA
= k2 [A]2
-
2][A
dA
= k2 t
][
1
A
-
]0[
1
A
= k2 (t – t0)
Tetapan laju (k2) dapat dihitung dari grafik 1/A terhadap t dengan k2 sebagai gradiennya.
ln [A]
ln [A]0
gradien = -k1
t
ln 1/[A]
ln 1/[A]0
gradien = -k2
Gambar 6.2. Grafik ln 1/[A] terhadap t untuk reaksi orde dua
Waktu paruh untuk reaksi orde dua dinyatakan sebagai
t1/2 =
]0[2
1
Ak
2. Memahami Dan Menerapkan Jelas Kinetika Orde-Nol Kepraktek Farmasi.
Reaksi dikatakan berorde nol terhadap salah satu satu pereaksinya apabila perubahan
konsentrasi pereaksi tersebut tidak mempengaruhi lau reaksi. Persamaan laju reaksi orde nol
dinyatakan sebagai :
-
dt
dA
= k0
A - A0 = - k0 . t
A = konsentrasi zat pada waktu t
A0 = konsentrasi zat mula – mula
Contoh reaksi orde nol ini adalah reaksi heterogen pada permukaan katalis.
3. Hitung paruh dan umur simpan produk farmasi dan obat-obatan.
Waktu paruh adalah waktu yang dibutuhkan oleh suatu obat untuk terurai
setengahnya dari konsentrasi mula-mula. Obat yang sama dapat menunjukkan orde
penguraian yang berbeda pada konsidi yang berbeda. Walaupun penguraian hidrogen
peroksida, misalnya dengan katalis ion iodine adalah sau orde pertama, telah ditemukan
bahwa penguraian larutan yang distabilkan dengan berbagai pereaksi dapat menjadi orde-
nol. Dalam hal ini, di mana reaksi tidak tergantung pada konsentrasi obat, penguraia
mungkin akibat kontak dengan dinding wadah atau berbagai faktor luar lainnya
(Martin, dkk, 1993).
Reaksi order nol terjadi bila jumlah obat A berkurang dalam suau jarak waktu yang
tetap, t, maka laju hilangnya obat A dinyatakan sebagai berikut :
dA = -K0 (1.1)
dt
Ko adalah tetapan laju reaksi order nol dan dinyatakan dalam satuan massa/waktu (misal
: mg/menit). Integrasi persamaan 1.1 menghasilkan persamaan berikut :
A = -K0 t + A0 (1.2)
A0 adalah jumlah obat A pada t = 0. Berikut adalah contoh perhitungan parameter
kinetika obat menggunakan order nol :
Seorang farmasis menimbang tepat 10 g obat dan dilarutkan dalam 100 ml air.
Larutan disimpan pada suhu kamar dan diambil cuplikan larutan itu secara berkala untuk
ditentukan kadarnya. Farmasis tersebut memperoleh data sebagai berikut :
Konsentrasi obat (mg/ml) Waktu (jam)
100 0
95 2
90 4
85 6
80 8
75 10
70 12
Berdasarkan data tersebut dibuat grafik hubungan konsentrasi obat terhadap waktu,
dan diperoleh suatu garis lurus sebagai berikut :
Gambar 3. Laju reaksi order nol.
Dengan demikian, laju penurunan konsentrasi obat (K0) adalah mengikuti reaksi order
nol. Harga waktu paruh (t1/2) suatu obat pada reaksi order nol berjalan tidak tetap, atau
sebanding dengan jumlah atau konsentrasi awal obat dan berbanding terbalik dengan
tetapan laju order nol.
T1/2 = 0,5 A0
K0
5
Tetapan laju reaksi order nol dapat diperoleh dari slop atau dengan cara substitusi yang
tepat ke dalam persamaan 1.2. Bila
A0 = 100 mg/m pada t = 0, dan
A = 90 mg/ml pada t = 4 jam, maka
90 = -K0 (4) + 100, sehingga
K0 = 2,5 mg/ml.jam
Reaksi order satu terjadi bila jumlah obat A berkurang dengan laju yang sebanding
dengan jumlah obat A tersisa, maka laju hilangnya obat A dinyatakan sebagai berikut :
dA = -KA (1.3)
dt
K adalah tetapan laju reaksi order ke satu dn dinyatkn dalam satuan waktu-1 (misal :
jam-1). Integrasi persamaan 1.3 menghasilkan persamaan berikut :
Log A = - K t + log A0 (1.4)
2,3
Berikut adalah contoh perhitungan parameter kinetika obat menggunakan order satu :
Seorang farmasis menimbang tepat 10 g obat dan dilarutkan dalam 100 ml air.
Larutan disimpan pada suhu kamar dan diambil cuplikan larutan itu secara berkala untuk
ditentukan kadarnya. Farmasis tersebut memperoleh data sebagai berikut :
Konsentrasi obat (mg/ml) Waktu (jam) Log konsentrasi
100 0 2
50 4 1,7
25 8 1,4
12,5 12 1,4
6,25 16 0,8
3,13 20 0,5
1,56 24 0,2
Berdasarkan data tersebut dibuat grafik hubungan konsentrasi obat terhadap waktu,
dan diperoleh suatu garis lurus sebagai berikut :
6
Gambar 4. Laju reaksi order satu
Harga t1/2 reaksi order satu adalah konstan, dan dapat diperoleh dari dua titik
manapun.
t1/2 = 0,693
K
Dalam contoh ini, t1/2 adalah 4 jam, maka ketetapan laju reaksi order satu dapat diperoleh
dengan cara (a) mengalikan 2,3 dengan slop atau (b) membagi 0,693 dengan t1/2.
(a) Slop = -K = log y2 – log y1
2,3 x2 – x1
-K = 2,3 (log 50 – log 100)
4 -0
-K = 0,173 jam-1
(b) –K = 0,693
t1/2
K = 0,693 = 0,173 jam-1
4
4. Memahami kinetik Michaelis-Menten (nonlinear)
Michaelis Mentendiasumsikan bahwa interaksi dari substrat, S, dengan enzim, E,
untuk menghasilkan suatu produk, P, diikuti urutan reaksi yang diberikan oleh Persamaan
Michaelis-Menten merupakan persamaan kecepatan reaksi enzimatik substrat tunggal yang
menyatakan hubungan kuantitatif kecepatan reaksi awal (Vo), kecepatan reaksi maksimum
(Vmaks), konsentrasi substrat [S], dan konstanta Michaelis-Menten [KM].
7
Kinetika Michaelis-Menten tidak hanya digunakan untuk reaksi enzim tetapi juga
untuk proses biokimia dalam tubuh melibatkan zat transportasi melintasi membran seperti
kapiler darah dan tubulus ginjal. ini diasumsikan, misalnya, bahwa l-tirosin diserap dari
rongga hidung ke dalam sirkulasi sistemik oleh operator-difasilitasi proses, dan Michaelis-
Menten kinetika diterapkan untuk ini kasus.
Dalam urutan reaksi di mana satu langkah jauh lebih lambat dibandingkan semua
langkah berikutnya yang mengarah ke produk, tingkat di yang produk terbentuk mungkin
tergantung pada tingkat semua langkah-langkah sebelumnya langkah lambat tapi tidak
tergantung pada setiap dari langkah-langkah berikut. Langkah paling lambat dalam urutan
reaksi disebut, agak menyesatkan, langkah tingkat-menentukan reaksi.
5. Menafsirkan laju peningkatan pH berdasarkan data kinetik
Solusi dari sejumlah obat menjalani dipercepat dekomposisi pada penambahan asam
atau basa. Jika solusi obat buffer, dekomposisi mungkin tidak disertai dengan perubahan
berarti dalam konsentrasi asam atau basa sehingga reaksi dapat dianggap dikatalisasi oleh
hidrogen atau ion hidroksil. Ketika hukum laju untuk sebuah dipercepat dekomposisi
ditemukan mengandung istilah yang melibatkan konsentrasi ion hidrogen atau konsentrasi
hidroksil ion, reaksi dikatakan tunduk spesifik asam-basa katalisis.
Sebagai contoh spesifik asam-basa katalisis, pertimbangkan ketergantungan pH untuk
hidrolisis ester. dalam asam solusi, kita dapat mempertimbangkan hidrolisis untuk melibatkan
awal keseimbangan antara ester dan hidrogen ion diikuti oleh reaksi tingkat-menentukan
dengan air.
peningkatan lebih lanjut dalam pH dari sekitar 3 sampai 7 hasil di linear peningkatan
tingkat, seperti yang diharapkan dari persamaan (14-134), untuk spesifik ion hidroksida
katalisis. Dekat pH 3, minimum diamati yang tidak dapat dikaitkan baik ion hidrogen atau
partisipasi ion hidroksil dalam reaksi. minimum ini merupakan indikasi dari efek katalitik
pelarut, yaitu, un-terionisasi air dapat dianggap sebagai spesies bereaksi. Karena
kemerdekaan pH reaksi ini, hukum laju adalah diberikan oleh
dP
𝑑𝑡
= Ko(S)
Kobs = Ko
6. Memahami dasar teori tahap transisi dan aplikasi untuk kinetika kimia.
Sebuah alternatif untuk teori tabrakan adalah tahap transisi. Teori atau teori tingkat
absolut, yang menurut keseimbangan dianggap ada antara reaktan yang normal molekul dan
kompleks diaktifkan dari molekul-molekul ini. Dekomposisi dari kompleks diaktifkan
mengarah ke produk. Untuk proses bimolekular , reaksi dapat ditulis sebagai
A + B → [ A ··· B] → P
molekul reaktan molekul transisi produk rekasi
Laju pembentukan produk dalam teori ini diberikan oleh
laju = v [ A ··· B]‡
di mana v adalah frekuensi yang kompleks diaktifkan pergi ke produk. Karena keseimbangan
ada antara reaktan dan molekul transisi.
[ 𝐴 ··· 𝐵] ‡
[ 𝐴 ][𝐵]
= K ‡
laju = vK‡ [ A][B]
7. Jelaskan pengaruh suhu, kekuatan ionik, pelarut, pH, dan konstanta dielektrik pada
tingkat reaksi.
1. Temperatur
Setiap partikel selalu bergerak. dengan menaikkan temperatur, energi gerak atau
energi kinetik partikel bertambah, sehingga tumbukan lebih sering terjadi. dengan
frekuensi tumbukan yang semakin besar, maka kemungkinan terjadiya tumbukan efektif
yang mampu enghasilkan reaksi juga semakin besar.
Suhu atau temperatur juga mempengaruhi energi potensial suatu zat. Zat-zat yang
energi potensialnya kecil, jika bertumbukan akan sukar menghasilkan tumbukan efektif.
Hal ini karena zat-zat tersebut tidak mampu melampui energi aktivasi. Dengan
menaikkan suhu, maka hal ini akan memperbesar energi potensial sehingga ketika
bertumbukan akan menghasilkan enrgi.(Utami, 2009)
Archenius, seorang ahli kimia Swedia mengemukakan persamaan empiriknya
pada tahun 1889 sebagai berikut:
log k = log A -
𝐸
2.303
𝑙
RT
dengan:
k = tetapan laju
A = faktor Archienius, faktor pra eksponensial = energi pengaktifan
R = tetapan gas
T = temperatur absolut
e = 2,71828
Grafik log k terhadap 1/T menghasilkan garis lurus dengan slope =- dan intersep.
(Supardi, 2008)
2. kekuatan ionik
Bronsted, Bjerrum dan other memperlihatkan bahwa laju reaksi ionik bergantung
pada kekuatan ionik dari larutan, karena kekuatan ionik dari larutan dapat dirubah
dengan penambahan garam ionic, ini dikenal sebagai efek garam primer.
Dasar teori untuk pengaruh kekuatan ionic pada konstanta laju reaksi diturunkan
sebagai berikut :
A + B X+ produk
Konstanta ketimbangan untuk reaksi ini didefinisikan dalam istilah aktivitas relatif.
Aktivitas relatif a dari suatu larutan diberikan oleh :
ca 
dimana c adalah konsentrasi dan  adalah koefisien aktivitas
Konstanta kesetimbangan K diberikan oleh :
 
   BA
X
BA
X
BA
X
aa
a
K

 

 (8.7)
Oleh karena :
    


X
BA
BAKX


(8.8)
Telah diasumsikan bahwa laju reaksi diatas hanya bergantung pada konsentrasi
komplek teraktivasi sehingga laju reaksi v ditentukan oleh
     
 Xk
dt
Bd
dt
Ad
v ' (8.9)
Substitusi persamaan 8.8 kedalam persamaan 8.9 sehingga memberikan
  


X
BA
BAKkv


' (8.1
tapi untuk reaksi ini laju v dan konstanta laju rk dihubungkan dengan
  BAkv r (8.11)
Kombinasi persamaan 8.10 dan 8.11 menghasilkan


X
BA
r Kkk


' (8.12)
0k adalah konstanta laju pada larutan encer tak berhingga (kekuatan ionik nol) bila
koefisien aktivitas sama dengan nol. Oleh karena itu dalam kondisi ini
Kkk '0 
sehingga


X
BA
r kk


0 (8.13)
Dalam bentuk logaritma










X
BA
r kk


1001010 logloglog (8.14)
Dari hukum pembatas Debye-Hiickel, koefisien aktivitas dari ion i dengan muatan
zi dihubungkan dengan kekuatan ionik I oleh
IAzii
2
10log 
dimana A adalah konstanta Debye-Hiickel dan kekuatan ionik 2
2
1 ii zcI  .
Oleh karena itu
  222
10log BABA
X
BA
ZZZZIA 


Karena muatan pada komplek adalah jumlah dari dua muatan pada ion-ion yang
bereaksi yaitu
IzAz BA
X
BA
2log10 


(8.15)
Substitusi persamaan 8.15 ke persamaan 8.14 menghasilkan
IzAzkk BAr 2loglog 01010  (8.16)
Ini dikenal sebagai hubungan Bronsted-Bjerrum dan meramalkan bahwa plot
rk10log terhadap I adalah linear dengan slope sama dengan 2AzAzB dan
intersep sama dengan 010log k . Untuk larutan encer pada 
25 c, konstanta Debye-
Hiickel 51,0A dm3/2mol-1/2.
Persamaan 8.16 dapat disusun kembali menjadi
IzAz
k
k
BA
o
r
2log10 





(8.17)
Oh karena itu plot  010log kkr terhadap I adalah linear. Gambar 8.5
memperlihatkan plot ini untuk reaksi ionik dalam tabel 8.1.
Terlihat bahwa untuk reaksi antara ion muatan sama slope adalah positif. Reaksi
demikian memperlihatkan bahwa efek garam positif;yaitu laju reaksi meningkat
dengan naiknya kekuatan ionik. Untuk reaksi antara ion muatan berlawanan slope
adalah negatif. Ini sesuai dengan efek garam negatif dan laju reaksi menurun
dengan meningkatnya kekuatan ionik. Reaksi antara ion dan mulekul netral seperti
asam atau hidroliis alkalin dari estes tidak memberikan efek garam primer.
3. pelarut
pengaruh pelarut adalah pada kemampuan mensolvasi ion-ion, karbokation,
nukleofil atau basa, dan gugus-gugus pergi. dilihat dari ketetapan dielektrik
pelarut polar -> SN1
pelarut kurang polar -> SN2 dan E2
semakin tinggi tetapan dielektrik semakin tinggi kepolaran, semakin SN1 disukai.
4. pH
Enzim bekerja pada kisaran pH tertentu. Jika dilakukan pengukuran aktivitas
enzim pada beberapa macam pH yang berlainan, sebagian besar enzim di dalam tubuh
akan menunjukkan aktivitas maksimum antara pH 5,0 sampai 9,0. Kecepatan reaksi
enzimatik mencapai puncaknya pada pH optimum. Ada enzim yang mempunyai pH
optimum yang sangat rendah, seperti pepsin, yang mempunyai pH optimum 2. pada pH
yang jauh di luar pH optimum, enzim akan terdenaturasi. Selain itu pada keaadan ini baik
enzim maupun substrat dapat mengalami perubahan muatan listrik yang mengakibatkan
enzim tidak dapat berikatan dengan substrat( Hafiz Soewoto,2000) .
Sebagian besar enzim bekerja aktif dalam trayek pH yang sempit umumnya 5 - 9.
Ini adalah hasil merupakan hasilpengaruh dari pH atas kombinasi factor ( 1 ) ikatan dari
substrat ke enzim ( 2 ) aktivitas katalik dari enzim ( 3 ) ionisasi substrat dan ( 4 ) variasi
struktur protein ( biasanya signifikan hanya pada pH yang cukup tinggi ) ( M.T.
Simanjuntak, 2003).
Ada 2 alasan untuk menyelidiki pengaruh tingkat keasaman atau pH terhadap
aktivitas emzim, yaitu :
1. sebagai produk makhluk hidup secara teori selalu ada kemungkinan dari pengaruh
ph ini terhadap aktivitas biologis dari enzim ini.
2. sebagai suatu protein enzim tidak berbeda dengan protein lainnya.
Kurva hubungan antara pH dengan laju reaksi suatu enzim biasanya
menghasilkan gambaran seperti lonceng.
Kadang-kadang, seperti pada enzim amylase liur, hubungan tersebut tidak
menunjukkan suatu titik puncak, melainkan suatu garis merata (plateau setelah kurva
yang naik, untuk kemudian turun lagi sesudah plateau )
Fenomena seperti ini dapat ditafsirkan sebab adanya molekul amylase dalam
bentuk beberapa molekul protein yang berbeda (isozim). Tiap molekul isozem niscaya
bekerja pada pH yang sedikit berbeda.
Perlu diingat bahwa dalam mencari hubungan antara derajat keasaman dengan
laju reaksi maksimum ini, rentangan pH yang diselidiki biasanya berkisar dalam
rentangan yang tidak lebar dan bukan dalam rentangan antara pH 1 sampai 14. Karena
tidak ada sistem dapar masing-masing di sekitar nilai kapasitas yang maksimum dari tiap
dapar (rentangan pH di sekitar nilai pKa komponen asam tiap dapar), bukan tidak
mengkin ada interaksi yang merugikan antara enzim dan ion penyusun dapar dan bukan
karena pH yang disebabkan dapar itu sendiri.
Dalam gambar dapat dilihat adanya nilai pH tertentu, yang memungkinkan enzim
bekerja maksimum. pH tersebut dinamakan pH maksimum. Dalam lingkungan
keasaman seperti itu, protein enzim mengambil struktur 3 dimensi yang sangat tepat,
sehingga ia dapat mengikat dan mengolah substrat dengan kecepatan yang setinggi-
tingginya. Di luar nilai pH optimum tersebut, struktur 3 dimensi enzim mulai berubah,
sehingga substrat tidak dapat lagi duduk dengan tepat di bagian molekul enzim yang
mengolah substrat. Akibatnaya, proses katalisis berjalan tidak optimum. Oleh karena itu,
struktur 3 dimensi berubah akibat pH yang tidak optimum ( Mohamad Sadikin, 2002).
5. konstanta dielektrik
Konstanta dielektrik berhubungan dengan suatu zat. Zat yang memiliki konstanta
dielektrik dengan nilai yang tinggi merupakan zat yang bersifat polar. Sebaliknya, zat
yang konstanta dielektriknya rendah merupakan senyawa nonpolar.
Efek konstanta dilektrik terhadap kontanta laju reaksi ionik yang diekstrapolasikan
sampai penngenceran tidak terbatas, yang pengaruh kekuatan ionnya adalah nol, sering
menjadi informasi yang diperlukan dalam pengembangan obat baru. Untuk reaksi antar
ion dengan muatan berlawanan, efek konstanta dielektrik daari pelarut mengakibatkan
penurunan konstanta laju reaksi. Ssedangkan ion-ion dengan muatan yang sama terjadi
sebaliknya, kenaikan konstanta dilektrik mengakibatkan kenaikan laju reaksi.
Menurut Dadang (2012) Konstanta dielektrik menggambarkan tingkat kepolaran
media. Konstanta dilektrik dapat diketahui dengan mengukur kemampuan media untuk
mengahantarkan listrik. Konstanta dielektrik air paling besar karena air sangat baik
menghantarkan listrik. [2]
contohnya adalah asetosal yang pelarut dibuat dalam komposisi yang
berbeda-beda seperti pada tabel berikut.
Air Alkohol 95% Propilen glikol
60 0 40
60 20 20
60 40 0
Cairan propilien glikol memiliki sifat yang lebih kental cairannya dibandingkan air
dan alkohol. Pada saat pencampuran ketiga cairan, propilen glikol tidak bisa cepat larut,
diperlukan pengocokkan untuk menghomogenkan cairan tersebut.
Pada suatu campuran pelarut, tetapan dielektrik campuran merupakan hasil
penjumlahan tetapan dielektrik masing-masing bahan pelarut sesudah dikalikan dengan
% volume setiap kompenen pelarut. Sehingga, dari komposisi pelarut yang digunakan
dalam pelarut campur, konstanta dielektrik dari pelarut campur dapat ditentukan.
Konstanta dielektrik dari suatu sistem pelarut campur adalah merupakan jumlah
hasil perkalian fraksi pelarut dengan konstanta dielektrik masing-masing pelarut dari
sistem pelarut campur tersebut.
8. Hitung peningkatan laju konstan sebagai fungsi Suhu (Q10).
Dalam sebuah teks referensi yang sangat baik untuk apoteker, Connors dkk.
dijelaskan perhitungan sederhana yang memfasilitasi praktis
pemahaman efek suhu. Dengan menggunakan metode ini,
satu dapat memperkirakan efek dari 10
kenaikan suhu pada
stabilitas obat-obatan. Sama seperti yang dilakukan pada Contoh
14-7, ini disebut Q
10
◦
Metode bergantung pada rasio reaksi
konstanta tingkat di dua temperatur yang berbeda. Kuantitas Q
awalnya didefinisikan oleh Simonelli dan Dresback
15
sebagai
Q10 =
𝐾(𝑇 + 10)
𝐾𝑇
Q 10 adalah faktor dimana tingkat konstan meningkat untuk
10 ◦ C kenaikan suhu. Q Faktor dapat dihitung dari persamaan berikut:
Q10 = exp[−
𝐸𝑎)
R
(
1)
T + 10
−
1
T
)]
Jika energi aktivasi diketahui, maka nilai Q dapat diperoleh dari persamaan (14-83). Q
metode pendekatan berguna untuk membuat perkiraan cepat. Sebagaimana dicatat
oleh Connors et al., 1 energi aktivasi untuk dekomposisi obat biasanya jatuh di
kisaran 12 sampai 24 kkal / mol, dengan nilai-nilai khas 19-20 kkal / mol. Untuk
membuat perkiraan ketika E
tidak diketahui, adalah wajar untuk menggunakan nilai-nilai khas untuk menghitung
Q
nilai-nilai. Misalnya, menggunakan Persamaan (14-83), wehaveQ 10 10 = 2, 3, dan 4
ketika E
= 12.2, 19.4, dan masing-masing, saat suhu naik dari 20 Sebuah C ke 30 C.
perhitungan sederhana ini menunjukkan bahwa degradasi tingkat agen farmasi yang
paling akan meningkat dua sampai empat kali, dengan rata-rata tiga kali, untuk 10 ◦ C
kenaikan
suhu berkisar (dari 20 ◦ C ke 30 C) yang khas konsumen akan mengalami. Lebih maju
siswa dapat tertarik generalisasi Q 10 ◦ Pendekatan untuk memperkirakan efek
meningkatkan atau menurunkan suhu dengan variabel jumlah.
Jelaskan faktor-faktor yang memengaruhi kinetika kimia.
Sementara itu faktor-faktor yang mempengaruhi laju reaksi antara lain
1. Konsentrasi
Semakin besar konsentrasi, semakin besar laju reaksi.
Konsntrasi semakin besar maka jumlah partikel yang bertumbukan semakin banyak.
2. Suhu
Semua Laju reaksi berlangsung lebih cepat pada suhu yang lebih tinggi. Semakin besar
suhu, maka laju reaksi semakin besar (laju reaksi semakin cepat).
Kenaikan 100C, laju reaksi menjadi 2 kali lebih cepat.
Rumus :
v1 = 2q.vo
q = kelipatan 100C -> q = (T1-T0)/10
Secara Umum :
v1 = n. vo Atau 1/t1=n . 1/t0
Keterangan :
v0 = laju reaksi pada suhu T0
v1 = laju reaksi pada suhu T1
t0 = waktu pada suhu T0
t1 = waktu pada suhu T1
n = koefisien suatu reaksi (laju reaksi berlangsung n kali lebih cepat setiap
kenaikan a0C)
T0 = suhu mula-mula
T1 = suhu akhir
9. Mengidentifikasi dan menjelaskan metode untuk stabilisasi agen farmasi.
Federal Food, Drug, dan Kosmetik Act mengharuskan produsen membangun kontrol
untuk pembuatan, pengolahan, pengepakan, dan memegang produk obat untuk memastikan
mereka keselamatan, identitas, kekuatan, kualitas, dan kemurnian [§501 (a) (2) (B)].
Persyaratan untuk kontrol ini, juga dikenal sebagai yang baik saat ini praktek manufaktur,
ditetapkan dan dipantau oleh Food and Drug Administration (FDA). studi stabilitas
harus mencakup pengujian atribut-atribut dari zat obat atau produk obat yang rentan terhadap
perubahan selama penyimpanan dan cenderung dalam kualitas pengaruh, keselamatan, dan /
atau efficacy. Itu pengujian harus mencakup, sesuai, fisik, kimia, biologis, dan mikrobiologis
atribut, konten pengawet (misalnya, antioksidan, antimikroba pengawet), dan fungsi tes ality
(misalnya, untuk sistem pengiriman dosis). Sebagai bagian dari peraturan praktek manufaktur
saat ini baik, FDA mensyaratkan bahwa produk obat menanggung tanggal kedaluwarsa
ditentukan dengan pengujian stabilitas yang tepat .
Stabilitas produk obat perlu dievaluasi dari waktu ke waktu di sama kontainer-
penutupan sistem di mana produk obat dipasarkan. Dalam beberapa kasus,
Studi stabilitas dipercepat dapat digunakan untuk mendukung tentatif
tanggal kadaluwarsa dalam hal studi penuh rak-hidup adalah tidak tersedia. Ketika produsen
perubahan kemasan dari produk obat (misalnya, dari botol unit dosis), stabilitas pengujian
harus dilakukan pada produk dalam kemasan baru, dan berakhirnya kencan harus
mencerminkan hasil baru pengujian stabilitas. Studi stabilitas dipercepat dirancang untuk
meningkatkan laju degradasi kimia atau perubahan fisik dari zat obat atau produk obat
dengan menggunakan dibesar-besarkan kondisi penyimpanan sebagai bagian dari studi
stabilitas formal. Data dari studi ini, selain studi stabilitas jangka panjang,
dapat digunakan untuk menilai efek kimia jangka panjang di nonaccelerated kondisi dan
untuk mengevaluasi efek jangka pendek wisata di luar kondisi penyimpanan label seperti
kekuatan terjadi selama pengiriman. Hasil dari studi pengujian dipercepat tidak selalu
prediksi perubahan fisik. Stress testing bahan obat atau produk obat dapat membantu
mengidentifikasi degradasi produk mungkin, yang pada gilirannya dapat membantu
membangun jalur degradasi dan stabilitas intrinsik molekul dan memvalidasi kekuatan
stabilitas menunjukkan dari prosedur analisis yang digunakan. Sifat dari stress testing
akan tergantung pada zat obat individu dan jenis produk obat yang terlibat.
Metode pengujian dipercepat produk farmasi berdasarkan prinsip-prinsip kinetika
kimia ditunjukkan oleh Garrett dan Carper. Menurut teknik ini, nilai k untuk dekomposisi
obat dalam larutan di berbagai suhu yang tinggi diperoleh dengan memplot beberapa
fungsi konsentrasi terhadap waktu. Uji stabilitas dimaksudkan untuk menjamin kualitas
produk yang telah diluluskan dan beredar di pasaran. Dengan uji stabilitas dapat diketahui
pengaruh faktor lingkungan seperti suhu dan kelembapan terhadap parameter–parameter
stabilitas produk seperti kadar zat aktif, pH, berat jenis dan netto volume sehingga dapat
ditetapkan tanggal kedaluwarsa yang sebenarnya.
Berdasarkan durasinya, uji stabilitas dibagi menjadi dua, yakni:
1. Uji stabilitas jangka pendek (dipercepat)
Uji stabilitas jangka pendek dilakukan selama 6 bulan dengan kondisi ekstrim (suhu
40±20C dan Rh 75% ± 5%). Interval pengujian dilakukan pada bulan ke – 3 dan ke-6.
2. Uji stabilitas jangka panjang (real time study)
Uji stabilitas jangka panjang dilakukan sampai dengan waktu kadaluwarsa produk seperti
yang tertera pada kemasan. Pengujiannya dilakukan setiap 3 bulan sekali pada tahun pertama
dan setiap 6 bulan sekali pada tahun kedua. Pada tahun ketiga dan seterusnya, pengujian
dilakukan setahun sekali. Misalkan untuk produk yang memiliki ED hingga 3 tahun
pengujian dialkukan pada bulan ke-3, 6, 9, 12, 18, 24 dan 36. Sedangkan produk yang
memiliki ED selama 20 bulan akan diuji pada bulan ke-3, 6, 9, 12, 18 dan 20.Untuk uji
stabilitas jangka panjang, sampel disimpan pada kondisi:
 Ruangan dengan suhu 30+-20C dan Rh 75+-5% untuk menyimpan produk-produk
dengan klaim penyimpanan pada suhu kamar.
 Ruangan dengan suhu 25+-20C dan Rh 75+-5% untuk menyimpan produk-produk
dengan klaim penyimpanan pada suhu sejuk.
Ruangan untuk uji stabilitas dibagi menjadi empat bagian, yaitu:
a) Ruangan dengan suhu 40±20C dan Rh 75% ±5%
b) Ruangan dengan suhu 30±20C dan Rh 75 %±5%
c) Ruangan dengan suhu 25±20C dan Rh 40% ±5 %
d) Ruangan dengan suhu 40±20C dan Rh ≤ 35%
Climatic chamber
Climatic chamber, suhu dan kelembapan yang dapat diatur sesuai dengan yang
diinginkan. Climatic chamber ini biasa di-setting pada suhu 25±20C dan Rh 75±5%.
Uji stabilitas dilakukan terhadap produk baru atau setiap kali terjadi perubahan proses
produksi (alat baru atau metode pengolahan), perubahan formula, perubahan bahan awal dan
bahan pengemas. Sedangkan pada produk yang sudah tervalidasi namun tidak mengalami
perubahan selama proses produksi maka dilakukan post marketing stability test. Uji
ini dilakukan dengan mengambil sampel dari salah satu batch pertahun dari suatu produk,
kemudian dilakukan pengujian tiap 12 bulan sekali hingga masa kadaluwarsanya.
Pemantauan terhadap finished goods retained sample juga dilakukan. Untuk retained
sample dengan klaim penyimpanan pada suhu kamar, disimpan pada ruangan bersuhu 30 oC
dengan kelembapan yang tidak ditentukan. Retained sample diambil untuk
setiap batch dengan diambil secukupnya untuk dapat dilakukan dua kali analisis. Retained
sample yang diambil meliputi produk jadi, raw material dan bahan kemas. Finished goods
retained sample dengan klaim penyimpanan pada kondisi sejuk, disimpan di ruangan ber-
AC. Finished goods retained sample disimpan sampai satu tahun setelah kadaluwarsanya.
Memahami pengujian stabilitas obat
Dekomposisi padatan murni, sebagai kontras dengan lebih campuran kompleks bahan
dalam bentuk sediaan, telah belajar, dan sejumlah teori telah diajukan untuk menjelaskan
bentuk kurva yang diperoleh ketika dekomposisi senyawa diplot terhadap waktu.
menggambarkan dekomposisi asam benzoat padat derivatif, seperti asam aminobenzoic, yang
rusak menjadi cair, anilin, dan gas, karbon dioksida. Plot
konsentrasi obat membusuk terhadap waktu menghasilkan sebuah sigmoidal kurva. Setelah
cairan mulai terbentuk, yang dekomposisi menjadi pertama-order reaksi dalam larutan.
Sistem farmasi single-komponen tersebut dapat menurunkan baik oleh zero-order atau
pertama-order reaksi. Hal ini sering sulit untuk menentukan pola yang
sedang diikuti ketika reaksi tidak dapat dilakukan melalui
sejumlah mencukupi setengah-hidup untuk membedakan antara nol dan ketertiban pertama.
Dosis Padat Formulir Dekomposisi obat dalam bentuk sediaan padat lebih
kompleks daripada pembusukan terjadi di negara murni individu senyawa. Reaksi mungkin
nol atau fi urutan pertama, tetapi dalam beberapa kasus, seperti dengan senyawa murni, itu
adalah sulit untuk membedakan antara keduanya. Mengamati askorbat yang
asam membusuk di tablet oleh pseudo fi reaksi pertama-order.
Di tablet dan bentuk sediaan padat lainnya, kemungkinan ada interaksi padat-padat.
Carstensen dkk. Dirancang program untuk menguji kemungkinan tidak kompatibel obat
dengan eksipien hadir dalam campuran padat. Obat ini dicampur dengan berbagai bahan
pembantu di hadapan dan tidak adanya dari 5% kelembaban, disegel dalam botol, dan
disimpan selama 2 minggu Visual observasi dilakukan dan sampel yang diuji untuk interaksi
kimia dengan kromatografi lapis tipis. Itu Metode kualitatif tetapi, di preformulation industri,
menyediakan teknik skrining yang berguna untuk mengungkap kemungkinan tidak
kompatibel antara bahan aktif farmasi dan aditif sebelum memutuskan pada bentuk sediaan
yang cocok.
solid-state
karakteristik reaksi pameran sangat berbeda dari reaksi dalam keadaan cair atau gas karena
molekul dari padat di negara kristal. Kuantitatif dan teoritis pendekatan untuk mempelajari
kinetika solid-state berada pada mereka perbatasan, yang, ketika dibuka, akan mungkin
mengungkapkan baru dan daerah berbuah kimia dan ilmu obat. Para penulis
mengklasifikasikan reaksi solid-state sebagai Selain itu ketika dua padatan, A dan B,
berinteraksi untuk membentuk padat baru, AB. Sebagai contoh, asam pikrat bereaksi dengan
naftol untuk membentuk apa yang disebut sebagai pikrat. Jenis kedua reaksi solid-state
adalah proses pertukaran, di mana padat A bereaksi dengan SM solid untuk membentuk padat
AB dan melepaskan padat C. reaksi padat-gas merupakan kelas lain, yang oksidasi askorbat
padat asam dan fumagillin padat adalah contoh terkenal. Jenis lain proses solid-state
termasuk transisi polimorfik, sublimasi, dehidrasi, dan dekomposisi termal.
Ulasan eksperimental
Metode yang digunakan dalam kinetika solid-state, termasuk re spektroskopi ectance
fl, difraksi sinar-x, analisis termal, mikroskop, dilatometry, dan analisis gas tekanan-volume.
Reviewcloses mereka dengan bagian atas penanganan solid-state. Data reaksi, efek suhu,
penerapan Arrhenius ekspresi plot, kesetimbangan yang terlibat dalam degradasi solid-state,
dan penggunaan persamaan van't Hoff untuk, mengatakan, obat kuat hidrat dalam
kesetimbangan dengan bentuk dehidrasi nya.
BAB 15
1. Bedakan antara berbagai jenis interface dan menggambarkan contoh yang relevan dalam
ilmu farmasi.
2. Memahami tegangan permukaan syarat dan tegangan antar muka dan aplikasi mereka
dalam ilmu farmasi.
Tegangan permukaan adalah gaya atau tarikan kebawah yang menyebabkan
permukaan cairan berkontraksi dan benda dalam keadaan tegang. Hal ini disebabkan oleh
gaya-gaya tarik yang tidak seimbang pada antar muka cairan. Gaya ini biasa segera diketahui
pada kenaikan cairan biasa dalam pipa kapilerdan bentuk suatu tetesan kecil cairan. tegangan
permukaan merupakan fenomena menarik yang terjadi pada zat cair (fluida) yang berada
dalam keadaan diam (statis).
Besarnya tegangan permukaan diperngaruhi oleh beberapa faktor, seperti jenis
cairan, suhu, dan, tekanan, massa jenis, konsentrasi zat terlarut, dan kerapatan. Jika cairan
memiliki molekul besar seperti air, maka tegangan permukaannya juga besar. salah satu
factor yang mempengaruhi besarnya tegangan permukaan adalah massa jenis/ densitas (D),
semakin besar densitas berarti semakin rapat muatan – muatan atau partikel-partiekl dari
cairan tersebut. Kerapatan partikel ini menyebabkan makin besarnya gaya yang diperlukan
untuk memecahkan permukaan cairan tersebut. Hal ini karena partikel yang rapat mempunyai
gaya tarik menarik antar partikel yang kuat. Sebaliknya cairan yang mempunyai densitas
kecil akan mempunyai tegangan permukaan yang kecil pula.
Konsentrasi zat terlarut (solut) suatu larutan biner mempunyai pengaruh terhadap
sifat-sifat larutan termasuk tegangan muka dan adsorbsi pada permukaan larutan. Telah
diamati bahwa solut yang ditambahkan kedalam larutan akan menurunkan tegangan muka,
karena mempunyai konsentrasi dipermukaan yang lebih besar daripada di dalam larutan.
Sebaliknya solut yang penambahannya kedalam larutan menaikkan tegangan muka
mempunyai konsentrasi dipermukaan yang lebih kecil daripada di dalam larutan.
Ada beberapa metoda penentuan tegangan muka yaitu digunakan metoda pipa
kapiler, yaitu mengukur tegangan permukaan zat cair dan sudut kelengkungannya dengan
memakai pipa berdiameter. Salah satu ujung pipa dicelupkan kedalam permukaan zat cair
maka zat cair tersebut permukaannya akan naik sampai ketinggian tertentu.
Tegangan muka adalah besar gaya yang terdapat pada muka zat cair tiap satuan
panjang. Tegangan muka juga dapat diartikan sebagai gaya yang diakibatkan oleh suatu
benda yang bekerja pada muka zat cair sepanjang muka menyentuh benda itu. Ukuran gaya
elastis pada permukaan cairan adalah tegangan pemrukaan. Tegangan permukaan atau
surface tension suatu cairan adalah besar gaya yang bekerja tegak lurus pada satu satuan
panjang permukaan dimana tegangan permukaan ini dapat dinyatakan dalam satuan dyne per
cm dalam system CGS. Apabila F = gaya (N) dan L = panjang (m), maka tegangan muka, S
dapat ditulis sebagai S = atau dapat dinyatakan dengan satuan dyne per cm dalam cgs.
Contohnya karena karena ikatan hydrogen, air memiliki tegangan permukaan yang lebih
besar dibanding cairan lainnya.
Tegangan muka terdapat pada batas cairan dengan uap jenuh di udara dan juga
antara muka cairan dengan cairan lain yang tidak bercampur. Tegangan muka zat cair di
akibatkan karena gaya yang bekerja pada zat cair tersebut. dalam keadaan diam, muka zat
cair akan membuat gaya tarik ke segala arah kecuali ke ata. Hal itu yang menyebabkan
adanya tegangan muka.
Tegangan muka dipengaruhi oleh adanya gaya kohesi antara molekul air. Setiap
molekul cairan dikelilingi oleh molekul-molekul lain di setiap sisinya tetapi di muka cairan.
Hanya ada moleul-molekul cairan di samping dan di bawah, di bagian atas tidak ada molekul
cairan lainnya. Karena molekul cairan saling 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 dimuka ditarik oleh molekul cairan yang berada di
samping dan di 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 muka cenderung memperkecil luas mukanya.
Selain pada zat cair, tegangan juga dimiliki oleh zat padat. Tegangan pada zat
padat jauh lebih besar dari pada tegangan pada zat cair. Sesuai dengan teori partikel
menjelaskan bahwa antar partikel baik zat cair, padat dan gas memiliki gaya tarik-menarik.
Pada zat padat jarak antar partikel sangat dekat dan gaya tarik-menariknya sangat kuat,
sehingga partikel-partikelnya hanya dapat bergerak ditempatnya. Hal ini akan mengakibatkan
bentuk dan volume zat padat selalu tetap.
Pada zat cair jarak antar partikelnya renggang dan gaarik-menariknya tidak begitu
kuat, sehingga partikel-partikelnya dapat bergerak bebas tetapi gerakannya tidak dapat
menginggalkan kelompoknya. Itulah sebabnya bentuk zat cair selalu berubah-ubah sesuai
dengan tempatnya. Pada gas, jarak antar partikelnya berjauhan dan gaya tarik-menarik antar
partikelnya sangat lemah. Akibatnya gerakan partikel-partikelnya sangat bebas dan tidak
teratur. Itulah sebabnya bentuk dan volume gas selalu berubah sesuai dengan bentuk
wadahnya.
Terdapat beberapa metode penentuan tegangan muka yang banyak digunakan dan
semuanya berdasar fenomena yang berkaitan dengan tegangan muka, antara lain : tekanan
maksimum gelembung, kenaikan pipa kapiler, tetes, cincin.
Pada metode Tekanan Maksimum Gelembung dasarnya adalah bahwa tegangan
muka sama dengan tegangan maksimum dikurangi gaya yang menentukan gas keluar.
Sedangkan pada metode kenaikan pipa kapiler. Ketika pipa kapiler ujungnya dicelupkan
dalam zat cair yang membasahi dinding, maka zat cair akan naik setinggi h. Saat setimbang,
gaya ke atas akan sama dengan gaya ke bawah, sedang untuk gaya ke samping akan saling
meniadakan.
Gaya ke bawah adalah dimana h (tinggi permukaan), g (percepatan gravitasi), d
(berat jenis) dan r (jejari kapiler). Sedangkan gaya ke atas adalah dengan adalah tegangan
muka dan adalah sudut kontak. Pada kesimpulannya, gaya ke atas sama dengan gaya ke
bawah. , sehingga diambil pendekatan (karena umumnya adalah sangat kecil mendekati
nol), didapatkan
Pada metode tetes, jika cairan tepat akan menetes maka gaya tegangan permkaan
sama dengan gaya yang disebabkan oleh gaya berat itu sendiri. Harus diusahakan agar
jatuhnya tetesan hanya disebabkan oleh berat tetesannya sendiri dan bukan oleh sebab yang
lain.
Pada metode tetes, gaya berat cairan = mg, gaya tegangan muka , maka . Pada
percobaan ini,cairan juga akan ditentukan dengan membandingkan cairan yang telah
diketahui. Diambil volume tertentu yang sama dan dihitung jumlah tetesan yang terjadi.
Misalnya volume (V), berat jenis (d), massa satu tetes zat cair (m), dan jumlah tetesadalam
volume (n) maka,
Sehingga persamaannya menjadi
Sementara itu pada metode cincin, tegangan permukaan dapat ditentukan dengan
cepat dengan hanya menggunakan sedikit cairan. Alatnya dikenal dengan nama tensiometer
duitog, yang berupa cincin kawat Pt yang dipasang pada salah satu lengan timbangan. Cincin
ini dimasukkan ke dalam cairan yang akan diselidiki tegangan mukanya dengan
menggunakan kawat. Lengan lain dari timbangan diberi gaya sehingga cincin terangkat ke
permukaan cairan.Dalam percobaan kali ini hanya akan menggunakan metode tetes.
Adapun faktor yang mempengaruhi tegangan muka antara lain adalah densitas,
konsentrasi, suhu, dan viskositas.
Manfaat tegangan permukaan dalam bidang farmasi:
1. Dalam mempengaruhi penyerapan obat pada bahan pembantu padat pada sediaan obat
2. penetrasi molekul melalui membrane biologis
3. pembentukan dan kestabilan emulsi dan dispersi partikel tidak larut dalam media cair
untuk membentuk sediaan suspensi
3. Menghargai metode yang berbeda dari permukaan dan antarmuka pengukuran
ketegangan.
Macam-macam metode tegangan permukaan
Ada beberapa metode dalam melakukan tegangan permukaan :
–
a. 1. Metode kenaikan kapiler
Tegangan permukaan diukur dengan melihat ketinggian air/ cairan yang naik melalui suatu
kapiler. Metode kenaikan kapiler hanya dapat digunakan untuk mengukur tegangan
permukaan tidak bisa untuk mengukur tegangan permukaan tidak bias untuk mengukur
tegangan antar muka.
–
2. Metode tersiometer Du-Nouy
Metode cincin Du-Nouy bisa digunakan utnuk mengukur tegangan permukaan
ataupun tegangan antar muka. Prinsip dari alat ini adalah gaya yang diperlukan untuk
melepaskan suatu cincin platina iridium yang diperlukan sebanding dengan tegangan
permukaan atau tegangan antar muka dari cairan tersebut.
(Atfins. 1994)
Tegangan antar muka adalah gaya persatuan panjang yang terdapat pada antarmuka dua
fase cair yang tidak bercampus. Tegangan antar muka selalu lebih kecil dari pada
tengangan permukaan karena gaya adhesi antara dua cairan tidak bercampus lebih besar
dari pada adhesi antara cairan dan udara
4. Hitung permukaan dan antarmuka ketegangan, permukaan bebas energi,
perubahan kerja kohesi dan adhesi, dan menyebarkan koefisien untuk berbagai jenis
interface.
Tegangan permukaan (gama) merupakan didefinisikan sebagai perbandingan antara gaya
tegangan dengan panjang permukan tempat gaya tersebut bekerja. Rumus fisikanya
γ = F/d
dengan γ = tegangan permukaan (N/m atay Dyne/cm)
d = panjag permukaan (m atau cm) dimana dilai d adalah = 2l
Contoh Soal
Sebtang kawat dibengkokkan seperti huru U. Kemudian kawat kecil PQ yang bermassa 0,2
gram dipasang dalam kawat tersebut(perhatikan gambar). Kemudian kawat tersebut
dicelupkan ke dalam cairan sabun dan diangkat vertikal sehingga ada lapisan tipis sabun di
antara kawat tersebut. Ketika ditarik ke atas kawa kecil mengalami gaya tarik ke atas oleh
lapisan sabung. Agar terjadi keseimbangan, maka pada kawat kecil PQ digantungkan benda
dengan massa 0,1 gram. Jika panjang kawat PQ = 10 cm dan nilai gravitasi 9,8 m/s2, berapa
tegangan sabun tersebut?
Pembahasan:
Diketahui : Massa kawat = 0,2 gram = 2 x 10-4 kg; Panjang kawat (l) = 10 cm = 10-1
m; Massa benda = 0,1 gram = 1 x 10-4 kg; g = 9,8 m/s2
Ditanyakan : tegangan permukaan lapisan sabun (g)
Rumus
γ = F/d ( d = 2l)
F = berat kawat ditambah berat benda = 3 x 10-4 kg x 9,8 = 2,94 x 10-3 N
γ = 2,94 x 10-3/ 2x 10-1 = 1,47 x 10-2 N/m. Jadi besarnya tegangan permukaan adalah
1,47 x 10-2 N/m.
5. Memahami mekanisme adsorpsi pada cair dan interface yang solid
Adsorpsi merupakan peristiwa penyerapan suatu zat pada permukaan zat lain. Zat yang
diserap disebut fase terserap (adsorbat), sedangkan zat yang menyerap disebut adsorben. Kecuali
zat padat, adsorben dapat pula zat cair. Karena itu adsorpsi dapat terjadi antara : zat padat dan zat
cair, zat padat dan gas, zat cair dan zat cair atau gas dan zat cair.
Adsorpsi secara umum adalah proses penggumpalan substansi terlarut yang ada dalam
larutan oleh permukaan benda atau zat penyerap. Adsorpsi adalah masuknya bahan yang
mengumpul dalamsuatuzatpadat.Keduanya sering muncul bersamaan dengan suatu proses maka
ada yang menyebutnyasorpsi.Baikadsorpsi maupunabsorpsi sebagai sorpsi terjadi pada tanah liat
maupun padatan lainnya, namun unit operasinya dikenal sebagai adsorpsi.
Menurut Sukardjo bahwa molekul-molekul pada permukaan zat padat atau zat cair,
mempunyai gayatarikke arah dalam, karena tidak ada gaya-gaya yang mengimbangi. Adanya gaya-
gaya ini menyebabkan zat padat dan zat cair, mempunyai gaya adsorpsi. Adsorpsi berbeda dengan
absorpsi. Pada absorpsi zat yang diserap masuk ke dalam adsorben sedang pada adsorpsi, zat yang
diserap hanya pada permukaan.
Jenis adsorpsi
Adsorpsi ada dua jenis, yaitu adsorpsi fisika dan adsorpsi kimia. Physisorption
(adsorpsi fisika) Terjadi karena gaya Van der Walls dimana ketika gaya tarik molekul
antara larutan dan permukaan media lebih besar daripada gaya tarik substansi terlarut dan
larutan, maka substansi terlarut akan diadsorpsi oleh permukaan media. Physisorption ini
memiliki gaya tarik Van der Walls yang kekuatannya relatif kecil. Molekul terikat sangat
lemah dan energi yang dilepaskan pada adsorpsi fisika relatif rendah sekitar 20 kJ/mol.
Contoh : adsorpsi oleh arang aktif. Aktivasi arang aktif pada temperatur yang tinggi
akan menghasilkan struktur berpori dan luas permukaan adsorpsi yang besar. Semakin
besar luas permukaan, maka semakin banyak substansi terlarut yang melekat pada
permukaan media adsorpsi.
Chemisorption (adsorpsi kimia)
Chemisorption terjadi ketika terbentuknya ikatan kimia antara substansi terlarut dalam
larutan dengan molekul dalam media. Chemisorpsi terjadi diawali dengan adsorpsi fisik,
yaitu partikel-partikel adsorbat mendekat ke permukaan adsorben melalui gaya Van der
Walls atau melalui ikatan hidrogen. Dalam adsorpsi kimia partikel melekat pada
permukaan dengan membentuk ikatan kimia (biasanya ikatan kovalen), dan cenderung
mencari tempat yang memaksimumkan bilangan koordinasi dengan substrat. Contoh : Ion
exchange.
Perbedaan adsorpsi fisika dan kimia dapat dilihat pada tabel 1.
Adsorpsi fisika Adsorpsi kimia
Molekul terikat pada adsorben oleh gaya
Van der Walls
Molekul terikat pada adsorben oleh ikatan
kimia
Mempunyai entalpi reaksi -4 sampai -
40 kJ/mol
Mempunyai entalpi reaksi -40 sampai
800kJ/mol
Dapat membentuk lapisan multilayer Membentuk lapisan Monolayer
Adsorpsi hanya terjadi pada suhu
dibawah titik didih adsorbat
Adsorpsi dapat terjadi pada suhu tinggi
Jumlah adsorpsi pada permukaan
merupakan fungsi adsorbat
Jumlah adsorpsi pada permukaan
merupakan karakteristik adsorben dan
adsorbat
Tidak melibatkan energi aktivasi tertentu Melibatan energi aktivasi tertentu
Bersifat tidak spesifik Bersifat sangat spesifik
(Atkin, 1999: 437-438)
Faktor-faktor yang mempengaruhi Adsorpsi
Faktor-faktor yang mempengaruhi adsorpsi adalah sebagai berikut:
a. Waktu Kontak
Waktu kontak merupakan suatu hal yang sangat menentukan dalam proses
adsorpsi. Waktu kontak memungkinkan proses difusi dan penempelan molekul
adsorbat berlangsung lebih baik.
Ukuran partikel merupakan syarat yang penting dari suatu arang aktif untuk
digunakan sebagai adsorben. Ukuran partikel arang mempengaruhi kecepatan dimana
adsorpsi terjadi. Kecepatan adsorpsi meningkat dengan menurunnya ukuran partikel.
b. Luas Permukaan
Semakin luas permukaan adsorben, semakin banyak adsorbat yang diserap,
sehingga proses adsorpsi dapat semakin efektif. Semakin kecil ukuran diameter
adsorben maka semakin luas permukaannya. Kapasitas adsorpsi total dari suatu
adsorbat tergantung pada luas permukaan total adsorbennya.
c. Kelarutan Adsorbat
Agar adsorpsi dapat terjadi, suatu molekul harus terpisah dari larutan. Senyawa
yang mudah larut mempunyai afinitas yang kuat untuk larutannya dan karenanya lebih
sukar untuk teradsorpsi dibandingkan senyawa yang sukar larut. Akan tetapi ada
perkeculian karena banyak senyawa yang dengan kelarutan rendah sukar diadsorpsi,
sedangkan beberapa senyawa yang sangat mudah larut diadsorpsi dengan mudah.
Usaha-usaha untuk menemukan hubungan kuantitatif antara kemampuan adsorpsi
dengan kelarutan hanya sedikit yang berhasil.
d. Ukuran Molekul Adsorbat
Ukuran molekul adsorbat benar-benar penting dalam proses adsorpsi ketika
molekul masuk ke dalam mikropori suatu partikel arang untuk diserap. Adsorpsi
paling kuat ketika ukuran pori-pori adsorben cukup besar sehingga memungkinkan
molekul adsorbat untuk masuk.
e.pH
pH di mana proses adsorpsi terjadi menunjukkan pengaruh yang besar terhadap
adsorpsi itu sendiri. Hal ini dikarenakan ion hidrogen sendiri diadsorpsi dengan kuat,
sebagian karena pH mempengaruhi ionisasi dan karenanya juga mempengaruhi
adsorpsi dari beberapa senyawa. Asam organik lebih mudah diadsorpsi pada pH
rendah, sedangkan adsorpsi basa organik terjadi dengan mudah pada pH tinggi. pH
optimum untuk kebanyakan proses adsorpsi harus ditentukan dengan uji laboratorium.
f. Temperatur
Temperatur di mana proses adsorpsi terjadi akan mempengaruhi kecepatan dan
jumlah adsorpsi yang terjadi. Kecepatan adsorpsi meningkat dengan meningkatnya
temperatur, dan menurun dengan menurunnya temperatur. Namun demikian, ketika
adsorpsi merupakan proses eksoterm, derajad adsorpsi meningkat pada suhu rendah
dan akan menurun pada suhu yang lebih tinggi.
Isoterm Adsorpsi
Isoterm adsorpsi adalah adsorpsi yang menggambarkan hubungan antara zat yang
teradsorpsi oleh adsorben dengan tekanan atau konsentrasi pada keadaan kesetimbangan
dan temperatur konstan. Persamaan yang sering digunakan untuk menggambarkan data
percobaan isoterm telah dikembangkan oleh 1) Freundlich, 2) Langmuir, dan 3) Brunauer,
Emmett, dan Teller (Isoterm BET). Dalam sistem cair, isoterm adsorpsi menyatakan
variasi adsorben dan adsorbat yang terjadi pada suhu konstan. Pada kondisi kesetimbangan
terjadi distribusi larutan antara fasa cair dan fasa padat. Rasio dari distribusi tersebut
merupakan fungsi konsentrasi dan larutan. Pada umumnya jumlah material yang diserap
per satuan berat dari adsorben bertambah seiring dengan bertambahnya konsentrasi
walaupun hal itu tidak selalu berbanding lurus.
6. Klasifikasikan bahan aktif permukaan dan menghargai aplikasi mereka di apotek.
Surfaktan adalah bahan aktif permukaan, yang bekerja menurunkan tegangan
permukaan cairan, sifat aktif ini diperoleh dari sifat ganda molekulnya. Surfaktan ini
memiliki gugus hidrofilik dan gugus hidrofobik sehingga dapat mempersatukan campuran
yang terdiri dari air dan minyak. Aktifitas surfaktan diperoleh karena sifat ganda dari
molekulnya. Molekul surfaktan memiliki bagian polar yang suka akan air (hidrofilik) dan
bagian non polar yang suka akan minyak/lemak (hidrofobik). Bagian polar molekul surfaktan
dapat bermuatan positif, negatif atau netral. Sifat rangkap ini yang menyebabkan surfaktan
dapat diadsorbsi pada antar muka udara-air, minyak-air dan zat padat-air, membentuk lapisan
tunggal dimana gugus hidrofilik berada pada fase air dan rantai hidrokarbon ke udara, dalam
kontak dengan zat padat ataupun terendam dalam fase minyak. Umumnya bagian non polar
(hidrofobik) adalah merupakan rantai alkil yang panjang ”ekor”, sementara bagian yang polar
(hidrofilik) mengandung gugus hidroksil dan nampak sebagai “kepala” surfaktan.
Representasi surfaktan ditunjukan paga Gambar 1 di bawah ini.
Gambar 2. Representasi struktur surfaktan
Gugus hidrofilik pada surfaktan bersifat polar dan mudah bersenyawa dengan air,
sedangkan gugus hidrofobik bersifat non polar dan mudah bersenyawa dengan minyak. Pada
suatu molekul surfaktan, salah satu gugus harus lebih dominan jumlahnya. Molekul-molekul
surfaktan akan diadsorpsi lebih kuat oleh air dibandingkan dengan minyak apabila gugus
polarnya yang lebih dominan. Hal ini menyebabkan tegangan permukaan air menjadi lebih
rendah sehingga mudah menyebar dan menjadi fase kontinyu. Sebaliknya, apabila gugus non
polarnya lebih dominan, maka molekul-molekul surfaktan tersebut akan diadsorpsi lebih kuat
oleh minyak dibandingkan dengan air. Akibatnya tegangan permukaan minyak menjadi lebih
rendah sehingga mudah menyebar dan menjadi fase kontinyu.
Penambahan surfaktan dalam larutan akan menyebabkan turunnya tegangan
permukaan larutan. Setelah mencapai konsentrasi tertentu, tegangan permukaan akan konstan
walaupun konsentrasi surfaktan ditingkatkan. Bila surfaktan ditambahkan melebihi
konsentrasi ini maka surfaktan mengagregasi membentuk misel. Konsentrasi terbentuknya
misel ini disebut critical micelle concentration (cmc). Tegangan permukaan akan menurun
hingga cmc tercapai. Setelah cmc tercapai, tegangan permukaan akan konstan yang
menunjukkan bahwa antar muka menjadi jenuh dan terbentuk misel yang berada dalam
keseimbangan dinamis dengan monomernya.
Pada konsentrasi kritik misel terjadi penggumpalan atau agregasi dari molekul-
molekul surfaktan membentuk misel. Misel biasanya terdiri dari 50 sampai 100 molekul asam
lemak dari sabun Sifat-sifat koloid dari larutan elektrolit natrium dedosil sulfat dapat dilihat
pada Gambar 2.
Gambar 2 Sifat koloid pada natrium dodesil sulfat
Ada beberapa faktor yang mempengaruhi nilai cmc, untuk deret homolog surfaktan
rantai hidrokarbon, nilai cmc bertambah 2x dengan berkurangnya satu atom C dalam rantai.
Gugus aromatik dalam rantai hidrokarbon akan memperbesar nilai cmc dan juga
memperbesar kelarutan. Adanya garam menurunkan nilai cmc surfaktan ion. Penurunan cmc
hanya bergantung pada konsentrasi ion lawan, yaitu makin besar konsentrasinya makin turun
cmc-nya.Secara umum misel dibedakan menjadi dua, yaitu: struktur lamelar dan sterik seperti
telihat pada Gambar 3.
Gambar 3 Struktur misel (a) sterik dan (b) lamelar
Karena pada cmc terjadi penggumpalan dari molekul surfaktan, maka cara penentuan cmc
dapat menggunakan cara-cara penentuan besaran fisik yang menunjukkan perubahan dari
keadaan ideal menjadi tak ideal. Di bawah cmc larutan menjadi bersifat ideal. Sedangkan
diatasnya cmc larutan bersifat tak ideal. Besaran fisik yang dapat digunakan ialah tekanan
osmosa, titik beku larutan, hantaran jenis atau hantaran ekivalen, kelarutan solubilisasi,
indeks bias, hamburan cahaya, tegangan permukaan, dan tegangan antarmuka.
Jenis-Jenis Surfaktan
Surfaktan terdiri dari beberapa jenis tergantung pada jenis muatan yang terdapat pada
“kepala” surfaktan tersebut. Jenis-jenis surfaktan yakni:
1. Surfaktan anionik.
Surfaktan ini memiliki kepala yang bermuatan negatif. Surfaktan jenis ini banyak
digunakan pada industri laundri dan juga efektif dimanfaatkan dalam proses perbaikan
atau perawatan tanah yang tercemar minyak dan senyawa hidrofobik lainnya. Surfaktan
ini dapat bereaksi dalam air cucian dengan ion air sadah bermuatan positif seperti
kalsium dan magnesium. Reaksi ini menyebabkan deaktifasi parsial pada surfaktan.
Semakin banyak ion kalsium atau magnesium di dalam air maka makin banyak pula
surfaktan anionik yang akan dideaktifasi.
Surfaktan anionik yang banyak digunakan adalah senyaw alkil sulfat, alkil etoksilat
dan sabun. Gambar 4 menunjukkan beberapa contoh surfaktan anionik.
Gambar 4 Contoh surfaktan anionik
2. Surfaktan kationik
Surfaktan jenis ini memiliki kepala yang bermuatan positif di dalam air. Terdapat
tiga kategori surfaktan kationik jika didasarkan pada spesifikasi aplikasinya, yakni:
a. Pada industri pelembut dan deterjen, surfaktan kationik menybabkan terjadinya
kelembutan. Penggunaan utamanya adalah pada produk-produk laundri sebagai
pelembut. Salah satu contoh surfaktan kationik adalah esterquat.
b. Pada laundri deterjen, surfaktan kationik (muatan positif) meningkatkan packing
molekul surfaktan anionik (muatan negatif) pada antarmuka air. Contoh surfaktan ini
adalah surfaktan dari sistem mono alkil kuartener.
c. Pada pembersih rumah dan kamar mandi, surfaktan kationik sebagai agen disinfektan.
Contoh-contoh surfaktan kationik ditampilkan pada Gambar 5.
Gambar 5 Contoh surfaktan kationik.
3. Surfaktan nonionik
Surfaktan ini tidak memiliki muatan, sehingga menjadi penghambat bagi dekativasi
kesadahan air. Kebanyakan surfaktan nonionik berasal dari ester alkohol lemak. Contoh
surfaktan ini adalah ester gliserin asam lemak dan ester sorbitan asam lemak. Gambar 6
menunjukkan representasi surfaktan nonionik.
Gambar 6 Representasi surfaktan nonionik.
4. Surfaktan amfoter/zwiterionik
Surfaktan ini memiliki muatan positif dan negatif. Ia dapat berupa anionik, kationik
atau ninionik dalam suatu larutan tergantung pada pH air yang digunakan. Surfaktan ini
bisa terdiri dari dua gugus muatan dengan tanda yang berbeda. Contoh dari surfaktan
amfoter adalah alkil betain seperti ditunjukkan pada Gambar 7.
Gambar 7 Contoh surfaktan amfoter
Mekanisme Kerja Surfaktan
Pada aplikasinya sebagai bahan pembersih untuk material kain, tanah dan sejenisnya,
surfaktan dapat bekerja melalui tiga cara yang berbeda, yakni roll up, emulsifikasi dan
solubilisasi.
a. Roll up
Pada mekanisme ini, surfaktan bekerja dengan menurunkan tegangan antarmuka antara
minyak dengan kain atau material lain yang terjadi dalam larutan berair.
b. Emulsifikasi
Pada mekanisme ini surfaktanmenurunkan tegangan antarmuka minyak-larutan dan
menyebabkan proses emulsifikasi terjadi.
c. Solubilisasi
Melalui interaksi dengan misel dari surfaktan dalam air (pelarut), senyawa secara
simultan terlarut dan membentuk larutan yang stabil dan jernih.
Mekanismenya roll up dan emulsifikasi terdapat pada Gambar 8.
Gambar 8 Mekanisme kerja surfaktan (a) roll up dan (b) emulsifikasi
Contoh Soal 1:
Sebuah surfaktan yang mempunyai harga HLB 8 akan digunakan sebagai emulsifier untuk
emulsi minyak pada lanolin. Sarankan minimal 2 campuran surfaktan yang harus digunakan
oleh seorang ahli kimia dengan minimal harus menggunakan cetyl alcohol 10%. Berikan
alasan Sdr!
Jawaban:
Sebuah surfaktan yang mempunyai harga HLB 8 akan digunakan sebagai emulsifier
untuk emulsi minyak pada lanolin. Jika dibuthkan minimal 2 campuran surfaktan yang harus
digunakan oleh seorang ahli kimia dengan minimal harus menggunakan cetyl alcohol 10%,
maka campurannya harus dihitung berdasarkan nilai HLB masing-masing surfaktan dan
fraksinya dalam campuran tersebut.
HLB merupakan singkatan dari Hydrophile-Lipophile Balance, merupakan
perbandingan bagian yang larut oleh minyak dan larut oleh air dari suatu molekul. Sistem ini
sebenarnya dikembangkan untuk prosuk teretoksilasi. Semakin tinggi nilai HLB maka akan
semakin besar kelarutannya pada air. Tabel di bawah ini menunjukkan pendekatan nilai HLB
untuk surfaktan sebagai fungsi kelarutan dalam air.
Kelarutan di Air Nilai HLB Deskripsi
Tak larut 4 - 5 Pengemulsi W/O
Terdispersi sedikit (seperti susu) 6 - 9 Agen pembasah
Tembus cahaya sampai jernih 10 - 12 Deterjen
Sangat larut 13 – 18 Pengemulsi O/W
Terdapat dua jenis utama emulsi pada sistem HLB, yakni minyak dalam air (O/W) dan air
dalam minyak (W/O). Fasa O/W merupakan fasa kontinyu. Bancroft mempostulatkan jika
terdapat campuran antara dua fasa dengan keberadaan surfaktan, maka pengemulsi
membentuk fasa ketiga sebagai film pada antarmuka diantara dua fasa yang bercampur
bersama.
Pada proses emulsifikasi dengan menggunakan kombinasi beberapa pengemulsi maka hilai
HLB dihitung menggunakan persamaan:
HLB rata-rata = X1 HLB1 + X2 HLB2
dimana X1 dan X2 merupakan fraksi berat surfaktan 1 dan 2 sementara HLB1 dan HLB2
adalah harga individu HLB surfaktan 1 dan 2.
Nilai masing-masing HLB surfaktan ditampilkan pada tabel di bawah ini:
Sehingga apabila suatu campuran surfaktan dengan nilai HLB rata-rata 8, yang harus dibuat
dengan 10% cetyl alcohol (HLB cetyl alcohol = 15), maka campuran surfaktan satunya
adalah sebagai berikut:
Jika diasmsikan fraksi total = 100%
HLB rata-rata = 8
HLB cetyl alcohol (HLB1) = 15
Fraksi cetyl alcohol (X1) = 10% sehingga farksinya = 0,1
Fraksi 2 (X2) = 90% atau 0,9
Maka dengan memasukkan ke persamaan
HLB rata-rata = X1 HLB1 + X2 HLB2
Menjadi
8 = 0,1 . 15 + 0,9 . HLB2
8 = 1,5 +0,9 HLB2
0,9 HLB2 = 6,5
HLB2 = 6,5/0,9
HLB2 = 7,2
Berdasarkan tabel diatas, surfaktan yang memiliki nilai HLB berkisar antara 7,2 adalah
Petrolatum.
Sehingga bisa disimpulkan campuran surfaktan untuk mengemulsi minyak pada lenolin
terdiri dari campuran 10% cetyl alkohol dan 90% petrolatum.
Contoh Soal 2:
(20%) Sebuah gelembung busa mengapung dalam suatu system yang mempunyai harga wSL
dan ɣL 20 erg/cm2 dan 30 erg/cm2. Hitunglah harga ΔG1, ΔG2 dan Wprakt
Jawaban:
Diketahui: WSL = 20 erg/cm2
ɣL = 30 erg/cm2
r = 0,15 cm
Ditanya: ΔG1 ……?
ΔG2…….?
Wprakt....?
Jawab:
a) ΔG1 = (ΔASL) . ɣL
= (π r2
) . ɣL
= (π (0,15)2 cm2
) . 30 erg/cm2
= 0,07065 cm2 . 30 erg/cm2
= 2,1195 erg
b) WJL = 2 (ɣS . ɣL)1/2
20 erg/cm2 = 2 (ɣS. 30 erg/cm2)1/2
10 = (ɣS . 30)1/2
100 = ɣS. 30
ɣS = 100 /3
ɣS = 3,33 erg/cm2
ɣSL = -17,88
ΔG2 = (ɣS - ɣSl - ɣL) ASL
= (3,33 – (-17,88) – 30) 0,07065
= - 0,621
c) Wprak = - WSL. ASL + ɣL. ASL
= -20 . 0,07065 + 30 . 0,07065
= -1,413 + 2,1195
= 0,7065
7. Kenali sifat listrik dari antarmuka dan Efek elektrolit.
SIFAT LISTRIK ANTAR MUKA
Bagian ini akan membicarakan beberapa prinsip yang melibatkan permukaan yang
bermuatan dalam hubungannya dengan lingkungan cairan sekelilingnya. Pembicaraan tentang
penerapan yang muncul dari fenomena ini akan dibicarakan dalam bab yang berkenaan
dengan sistem koloid dan suspensi. Partikel-partikel yang terdispersi dalam media cair bisa
menjadi bermuatan terutama dengan salah satu dari dua cara. Yang pertama melibatkan
adsorpsi selektif dari spesies ionik tertentu yang ada dalam larutan. Dalam hal ini bisa suatu
ion yang ditambahkan pada larutan tersebut atau, dalam hal air murni, dapat berupa ion
hidronium atau ion hiaroksil. Kebanyakan partikel yang terdispersi dalam air menjadi
bermuatan negatif k.arena adsorpsi yang lebih menyukai ion hidroksil. Yang kedua, muatan-
muatan pada partikel timbul dari ionisasi gugus-gugus (seperti COOH) yang mungkin
terletak pada permukaan partikel. Dalam hal ini, muatan total adalah suatu fungsi pH. Yang
ketiga, yang kurang umum (jarang), asal muatan dari suatu perrnukaan partikel dianggap
timbul bila ada suatu perbedaan konstanta dielektrik antara partikel dan medium
pendispersinya.
Lapisan Listrik Ganda.
Bayangkan suatu permukaan padat yang berhubungan dengan suatu larutan polar
yang mengandung ion-ion, misalnya, suatu larutan air dari suatu elektrolit. Lebih lanjut,
misalkan bahwa sejumlah kation diadsorbsi pada permukaan tersebut, memberikan suatu
muatan positif. Yang tertinggal dalam larutan adalah sisa kation ditambah jumlah
keseluruhan anion yang ditambahkan. Anion-anion ini ditarik ke permukaan yang bermuatan
positif oleh gaya listrik yang juga bekerja menolak pendekatan kation-kation lebih lanjut,
begitu adsorpsi permulaan sempurna. Di samping gaya listrik ini, pergerakan yang -
disebabkan oleh panas cenderung untuk menghasilkan suatu distribusi yang sama dari semua
ion dalam lanttan. Akibatnya, suatu keadaan kesetimbangan terjadi di mana sejumlah anion
yang berlebih mendekati permukaan, sedang sisanya didistribusikan dalam jumlah yang
mengecil begitu kita menjauh dari permukaan yang bermuatan tersebut. Pada suatu jarak
tertentu dari permukaan tersebut, konsentrasi anion dan kation sama, yaitu, keadaan di mana
penetralan listrik dicapai. Adalah penting untuk diingat bahwa sistem tersebut secara
keseluruhan bersifat listrik netral, walaupun ada bagian-bagian di mana distribusi dari anion dan
kation tidak sama.
BAB 16
1. Membedakan antara berbagai jenis sistem koloid dan karakteristik utama mereka.
Sistem koloid adalah suatu bentuk campuran yang keadaannya terletak antara larutan
dan suspensi (campuran kasar). Sistem koloid ini mempunyai sifat-sifat khas yang berbeda
dari sifat larutan atau suspensi. Keadaan koloid bukan ciri dari zat tertentu karena semua zat,
baik padat, cair, maupun gas, dapat dibuat dalam keadaan koloid. Sistem koloid sangat
berkaitan erat dengan hidup dan kehidupan kita sehari-hari.
Cairan tubuh, seperti darah adalah sistem koloid, bahan makanan seperti susu, keju,
nasi, dan roti adalah sistem koloid. Cat, berbagai jenis obat, bahan kosmetik, tanah pertanian
juga merupakan sistem koloid. Karena sistem koloid sangat berpengaruh bagi kehidupan
sehari-hari, kita harus mempelajarinya lebih mendalam agar kita dapat menggunakannya
dengan benar dan dapat bermanfaat untuk diri kita.
Larutan Sejati(Dispersi molekuler): Diameter partikel <10-7 cm,Homogen dan
transparan,Dispersan tidak tampak di bawah ultra,Tak dapat disaring dan Contoh: air gula,
alkohol dalam air. Koloid:Diameter partikel:10-7 - 10-5 cm,Dispersan tampak dibawah
ultra,Tidak dapat menembus membran semipermiabel mikroskop,dapat disaring dengan
kertas saring ultra,dan Contoh: susu. Suspensi: Diameter partikel >10-5 cm,Campuran
heterogen,Jika dibiarkan agak lama, dispersan akan mengendap, Tidak dapat menembus
membran.
Diatas adalah penjelas sedikit, untuk penjabaran yang lebih dalam silahkan anda baca
di bawah ini tentang 3 jenis sifat koloid :
Koloid Sol
Seperti yang telah dijelaskan, sol merupakan jenis koloid dimana fase terdispersinya
merupakan zat padat. Berdasarkan medium pendispersinya, sol dapat dibagi menjadi:
a. Sol Padat
Sol padat merupakan sol di dalam medium pendispersi padat. Contohnya adalah
paduan logam, gelas berwarna, dan intan hitam.
b. Sol Cair (Sol)
Sol cair merupakan sol di dalam medium pendispersi cair. Contohnya adalah cat,
tinta, tepung dalam air, tanah liat, dll.
c. Sol Gas (Aerosol Padat)
Sol gas merupakan sol di dalam medium pendispersi padat. Contohnya adalah debu
di udara, asap pembakaran, dll.
Sifat-Sifat Koloid SOL
a. Efek Tyndall
Sifat pengahamburan cahaya oleh koloid di temukan oleh John Tyndall, oleh karena
itu sifat ini dinamakan Tyndall. Efek dari Tyndall digunakan untuk membedakan system
koloid dari larutan sejati, contoh dalam kehidupan sehari – hari dapat diamati dari langit yang
tampak berwarna biru atau terkandang merah/oranye.
Selain itu contoh lainnya adalah pada koloid kanji dan larutan Na2Cr2O7, maka sinar
dihamburkan oleh system koloid tetapi tidak dihamburkan oleh larutan sejati hal ini dapat
dilihat terdapat berkas sinar pada larutan. Larutan koloid kanji memiliki partikel-partikel
koloid relatif besar untuk dapat menhamburkan sinar dan sebaliknya Na2Cr2O7 memiliki
partikel-partikel yang relatif kecil sehingga hamburan yang terjadi sedikit kecil dan sulit
diamati.
b. Gerak Brown
Dibawah mikroskop ultra, partikel koloid akan tampak sebagai titik cahaya. Jika
pergerakan titik cahaya atau partikel tersebut diikuti, partikel itu bergerak terus-menerus
dengan gerakan zigzag. Hal ini pertama kali diamati oleh Robert Brown (1773-1858),
seorang ahli botani inggris pada tahun 1827. Ia sedang mengamati butiran sari tumbuhan
pada permukaan air dean mikroskop. Partikel koloid dalam medium pendispersinya disebut
gerak brown.
Bagaimana gerak brown dijelaskan?
Partikel – partikel suatu zat senantiasa bergerak. Gerakan tersebut bersifat acak seperti
pada zat cair dan gas. System koloid dengan medium pendipersi zat cair atau gas, partikel-
partikel menghasilkan tumbukan. Tumbukan tersebut berlangsung dari segala arah. Partikel
koloid cukup kecil, tumbukan cenderung tidak seimbang. Dan menyebabkan perubahan arah
partikel sehingga terjadi gerak zigzag atau gerak brown.
Semakin kecil ukuran partikel koloid, semakin cepat gerak brown. Semakin besar
ukuran partikel, semakin lambat gerak brown.
Gerak Brown dipengerahui oleh suhu. Semakin tinggi suhu system, koloid, semakin
besar energi kinektik yang dimiliki partikel medium. Akibatnya, gerak Brown dari partikel
fase terdispersinya semakin cepat. Semakin rendah suhu system koloid, maka gerak Brown
semakin lambat.
c. Adsorpsi koloid
Partikel sol padat ditempatkan dalam zat cair atau gas, maka partikel zat cair atau gas
akan terakumulasi. Fenomena disebut adsorpsi. Jadi sdsorpsi terkait dengan penyerapan
partikel pada permukaan zat. Partikel koloid sol memiliki kemampuan untuk mengadsorpsi
partikel pendispersi pada permukaanya. Daya adsorpsi partikel koloid tergolong besar
Karenna partikelnya memberikan sesuatu permukaan yang luas. Sifat ini telah digunakan
dalam berbagai proses seperti penjernihan air.
d. Muatan koloid sol
Sifat koloid terpenting adalah muatan partikel koloid. Semua partikel koloid memiliki
muatan sejenis (positif dan negatif). Maka terdapat gaya tolak menolak antar partikel koloid.
Partikel koloid tidak dapat bergabung sehingga memberikan kestabilan pada sistem koloid.
Sistem koloid secara keseluruhan bersifat netral.
1. Sumber muatan koloid sol
Partikel-partikel koloid mendapat mutan listrik melalui dua cara, yaitu dengan proses
adsorpsi dan proses ionisasi gugus permukaan partikelnya.
- Proses adsorpsi
Partikel koloiddapat mengadsorpsi partikel bermuatan dari fase pendispersinya. Jenis
muatan tergantung dari jenis partikel yang bermuatan. Partikel sol Fel (OH)3
kemampuan untuk mengadsorpsi kation dari medium pendisperinya sehingga
bermuatan positif, sedangkal partikel sol As2S3 mengadsorpsi anion dari medium
pendispersinya sehingga bermuatan negatif.
Sol AgCI dalam medium pendispersi dengan kation Ag+ berlebihan akan
mengadsorpsi Ag+ sehingga bermuatan positif. Jika anion CI- berlebih, maka sol
AgCI akan mengadsorpsi ion CI- sehingga bermuatan positif.
- Proses ionisasi gugus permukaan partikel
Beberapa partikel koloid memperoleh muatan dari proses ionisasi gugus-gugus yang
ada pada permukaan partikel koloid.
 Koloid protein
Koloid protein adalah jenis koloid sol yang mempunyai gugus yang bersifat
asam (-COOH) dan biasa (-NH2). Kedua gugus ini dapat terionisasi dan memberikan
muatan pada molekul protein.
Pada ph rendah , gugus basa –NH2 akan menerima proton dan membentuk
gugus –NH3. Ph tinggi, gugus –COOH akan mendonorkan proton dan membentuk
gugus – COO-. Pada ph intermediet partikel protein bermuatan netral karena muatan –
NH3+ dan COO- saling meniadakan.
 Koloid sabun dan deterjen
Pada konsentrasi relatif pekat, molekul ini dapat bergabung membentuk partikel
berukuran koloid yang disebut misel. Zat yang molejulnya bergabung secara spontan
dalam suatu fase pendispersi dan membentuk partikel berukuran koloid disebut koloid
terasosiasi.
Sabun adalah garam karboksilat dengan rumus R-COO-Na+. Anion R-COO-
terdiri dari gugus R- yang bersifat non pola. Gugus R- atau ekor non-polar tidak larut
dalam air sehingga akan terorientasi ke pusat.
2. Kestabilan koloid
Muatan partikel koloid adalah sejenis cenderung karena sering tolak-monolak.
3. Lapisan bermutar ganda
Permukaan partikel Koloid mendapat muatan bahwa partikel-partikel. lapisan
bermuatan listrik ini selanjutnya akan menarik ion-ion dengan Bagaimana sebenarnya
struktur dari lapisan bermuatan ganda ini? Permukaan lapisan ganda ini mengikuti model
Helmoslzt. Sekarang model yang lebih akurat adalah :
Lapisan padat : koloid menarik ion-ion dengan muatan yang berlawanan.
Lapisandifusi : merupakan lapisan dimana muatan berlawanan dari medium pendispersi
difusi
4. Elektroforesis :
Partikel koloid sol bermuatan listrik, maka partikel ini akan bergerak dalm medan
listrik. Pergerakan partikel koloid dalam medan listrik disebut elektrofesis. Femonema
elektroforesis dapat digunakan untuk menentukan jenis muatan partikel koloid.
e. Koagulasi
Partikel-partikel koloid yang bersifat stabil karena memiliki muatan listrik sejenis.
Apabila muatan listrik itu hilang , maka partikel koloid tersebut akan bergabung membentuk
gumpalan. Proses penggumpalan partikel koloid dan pengendapannya disebut Koagulasi.
Penghilangan muatan listrik pada partikel koloid ini dapat dilakukan empat cara yaitu :
1. Menggunakan prinsip elektroforesis
Proses elektroforesis adaalh pergerakan partikel koloid yang bermuatan ke electrode
dengan muatan berlawanan. Ketika partikel mencapai electrode, maka partikel akan
kehilangan muatannya.
2. Penambahan koloid lain dengan muatan berlawanan
Sistem koloid bermuatan positif dicampur dengan sistem koloid lain yang bermuatan
negatif, kedua koloid tersebut akan saling mengadsorpsi menjadi netral maka terbentuk
kogulasi.
3.Penambahan elektrolit
Elektrolit ditambahkan kedalam sistem koloid maka partikel koloid yang bermuatan
negatif akan menarik ion positif dari elektrolit. Partikel koloid yang bermuatan positif
akan menarik ion negatif dari elektrolit. Menyebabkan partikel koloid tersebut dikelilingi
lapisan kedua yang memiliki muatan berlawanan.
4.Pendidihan
Kenaikan suhu sistem koloid menyebabkan jumlah tumbukan antara partikel-partikel
sol dengan molekul-molekul air bertambah banyak. Menyebabkan lepasnya elekrolit yang
teradsorpsi pada permukaan koloid.
f. Koloid pelindung
1. Sistem koloid dimana partikel terdisperesinya mempunyai daya adsorpsi yang relatif
besar disebut koloid liofil.
2. Sistem koloid dimana partikel terdisperesinya mempunyai daya adsorpsi yang relatif
kecil disebut koloid liofob.
3. Koloid lioil bersifat stabil, sedangkan koloid liofob kurang stabil. Koloid liofil yang
berfungsi sebagai koloid pelindung.
KOLOID EMULSI
Emulsi adalah suatu sistem koloid yang fase terdispersinya dapat berupa zat padat,
cair, dan gas, tapi kebanyakan adalah zat cair (contohnya: air dengan minyak). Pada
umumnya emulsi kurang mantap, kemantapan emulsi dapat terlihat pada keadaannya yang
selalu keruh seperti; susu, santan, dsb. Untuk memantapkan emulsi diperlukan zat pemantap
yang disebut emulgator.
Emulsi Gas
Emulsi gas dapat disebut juga aerosol cair yang adalah emulsi dalam medium
pendispersi gas. Pada aerosol cair, seperti; hairspray dan obat nyamuk dalam kemasan
kaleng, untuk dapat membentuk system koloid atau menghasilkan semprot aerosol yang
diperlukan, dibutuhkan bantuan bahan pendorong/ propelan aerosol, anatar lain; CFC
(klorofuorokarbon atau Freon). Aerosol cair juga memiliki sifat-sifat seperti sol liofob; efek
Tyndall, gerak Brown, dan kestabilan denganmuatan partikel. Contoh: dalam hutan yang
lebat, cahaya matahari akan disebarkan oleh partikel-partikel koloid dari sistem koloid kabut
à merupakan contoh efek Tyndall pada aerosol cair.
Emulsi Cair
Emulsi cair melibatkan dua zat cair yang tercampur, tetapi tidak dapat saling
melarutkan, dapt juga disebut zat cair polar &zat cair non-polar. Biasanya salah satu zat cair
ini adalah air (zat cair polar) dan zat lainnya; minyak (zat cair non-polar). Emulsi cair itu
sendiri dapat digolongkan menjadi 2 jenis, yaitu; emulsi minyak dalam air (cth: susu yang
terdiri dari lemak yang terdispersi dalam air,jadi butiran minyak di dalam air), atau emulsi air
dalam minyak (cth: margarine yang terdiri dari air yang terdispersi dalam minyak, jadi
butiran air dalam minyak).
Bagaimana air dan minyak dapat bercampur sehingga membentuk emulsi cair?
Air dan minyak dapat bercampur membentuk emulsi cair apabila suatu pengemulsi
(emulgator) ditambahkan dalam larutan tersebut. Karena kebanyakan emulsi adalah
dispersiair dalam mnyak, dan dispersiminyak dalam air, maka zat pengemulsi yang
digunakan harus dapat larut dengan baik di dalam air maupun minyak. Contoh pengemulsi
tersebut adalah senyawa organic yang memiliki gugus polar dan non-polar. Bagian non-polar
akan berinteraksi dengan minyak/ mengelilingi partikel-partikel minyak, sedangkan bagian
yang polar akan berinteraksi kuat dengan air. Apabila bagian polar ini terionisasi menjadi
bermuatan negative, maka pertikel-partikel minyak juga akan bermuatan negatif. Muatan
tersebut akan mengakibatkan pertikel-partikel minyak saling tolak-menolak dan tidak akan
bergabung, sehingga emulsi menjadi stabil. Contohnya: ada sabun yang merupakan garam
karboksilat. Molekul sabun tersusun dari “ekor” alkil yang non-polar (larut dalam minyak)
dan kepala ion karboksilat yang polar (larut dalam air). Prinsip tersebut yang menyebabkan
sabun dan deterjen memiliki daya pembersih. Ketika kita mandi atau mencuci pakaian,
“ekor” non-polar dari sabun akan menempel pada kotoran dan kepala polarnya menempel
pada air. Sehingga tegangan permukaan air akan semakin berkurang, sehingga air akan jauh
lebih mudah untuk menarik kotoran.
Beberapa sifat emulsi yang penting:
- Demulsifikasi
Kestabilan emulsi cair dapat rusak apabila terjadi pemansan, proses sentrifugasi,
pendinginan, penambahan elektrolit, dan perusakan zat pengemulsi. Krim atau creaming
atau sedimentasi dapat terbentuk pada proses ini. Pembentukan krim dapat kita jumpai
pada emulsi minyak dalam air, apabila kestabilan emulsi ini rusak,maka pertikel-partikel
minyak akan naik ke atas membentuk krim. Sedangkan sedimentasi yang terjadi pada
emulsi air dalam minyak; apabila kestabilan emulsi ini rusak, maka partikel-partikel air
akan turun ke bawah. Contoh penggunaan proses ini adalah: penggunaan proses
demulsifikasi dengan penmabahan elektrolit untukmemisahkan karet dalam lateks yang
dilakukan dengan penambahan asam format (CHOOH) atau asam asetat (CH3COOH).
- Pengenceran
Dengan menambahkan sejumlah medium pendispersinya, emulsi dapat diencerkan.
Sebaliknya, fase terdispersi yang dicampurkan akan dengan spontan membentuk lapisan
terpisah. Sifat ini dapat dimanfaatkan untuk menentukan jenis emulsi.
Emulsi Padat atau gel
Gel adalah emulsi dalam medium pendispersi zat padat, dapat juga dianggap sebagai
hasil bentukkan dari penggumpalan sebagian sol cair. Partikel-partikel sol akan bergabung
untuk membentuk suatu rantai panjang pada proses penggumpalan ini. Rantai tersebut akan
saling bertaut sehingga membentuk suatu struktur padatan di mana medium pendispersi cair
terperangkap dalam lubang-lubang struktur tersebut. Sehingga, terbentuklah suatu massa
berpori yang semi-padat dengan struktur gel. Ada dua jenis gel, yaitu:
1. Gel elastis
Karena ikatan partikel pada rantai adalah adalah gaya tarik-menarik yang relatif
tidak kuat, sehingga gel ini bersifat elastis. Maksudnya adalah gel ini dapat berubah
bentuk jika diberi gaya dan dapat kembali ke bentuk awal bila gaya tersebut ditiadakan.
Gel elastis dapat dibuat dengan mendinginkan sol iofil yang cukup pekat. Contoh gel
elastis adalah gelatin dan sabun.
2. Gel non-elastis
Karena ikatan pada rantai berupa ikatan kovalen yang cukup kuat, maka gel ini dapat
bersifat non-elastis. Maksudnya adalah gel ini tidak memiliki sifat elastis, gel ini tidak
akan berubah jika diberi suatu gaya. Salah satu contoh gel ini adalah gel silica yang dapat
dibuat dengan reaksi kia; menambahkan HCl pekat ke dalam larutan natrium silikat,
sehingga molekul-molekul asam silikat yang terbentuk akan terpolimerisasi dan
membentuk gel silika.
Beberapa sifat gel yang penting adalah:
- Hidrasi
Gel non-elastis yang terdehidrasi tidak dapat diubah kembali ke bentuk awalanya, tetapi
sebaliknya, gel elastis yang terdehidrasi dapat diubah kembali menjadi gel elastis dengan
menambahkan zat cair.
- Menggembung (swelling)
Gel elastis yang terdehidrasi sebagian akan menyerap air apabila dicelupkan ke dalam zat
cair. Sehingga volum gel akan bertambah dan menggembung.
- Sineresis
Gel anorganik akan mengerut bila dibiarkan dan diikuti penetesan pelarut, dan proses ini
disebut sineresis.
- Tiksotropi
Beberapa gel dapat diubah kembali menjadi sol cair apabila diberi agitasi atau diaduk.
Sifat ini disebut tiksotropi. Contohnya adalah gel besi oksida, perak oksida, dsb.
KOLOID BUIH
Buih adalah koolid dengan fase terdisperasi gas dan medium pendisperasi zat cair atau
zat padat. Baerdasarkan medium pendisperasinya, buih dikelompokkan menjadi dua, yaitu:
Buih cair adalah sistem koloid dengan fase terdisperasi gas dan dengan medium
pendisperasi zat cair. Fase terdisperasi gas pada umumnya berupa udara atao karbondioksida
yang terbetuk dari fermentasi. Kestabilan buih dapat diperoleh dari adanya zat pembuih
(surfaktan). Zat ini teradsorbsi ke daerah antar-fase dan mengikat gelembung-gelembung gas
sehingga diperoleh suatu kestabilan.
Ukuran kolid buih bukanlah ukuran gelembung gas seperti pada sistem kolid
umumnya, tetapi adalah ketebalan film (lapisan tipis) pada daerah antar-fase dimana zat
pembuih teradsorbsi, ukuran kolid berkisar 0,0000010 cm. Buih cair memiliki struktur yang
tidak beraturan. Strukturnya ditentukan oleh kandungan zat cairnya, bukan oleh komposisi
kimia atau ukuran buih rata-rata. Jika fraksi zat cair lebih dari 5%, gelembung gas akan
mempunyai bentuk hamper seperti bola. Jika kurang dari 5%, maka bentuk gelembung gas
adalah polihedral.
Beberapa sifat buih cair yang penting:
Struktur buih cair dapat berubah dengan waktu, karena:
1. pemisahan medium pendispersi (zat cair) atau drainase, karena kerapatan gas dan zat
cair yang jauh berbeda,
2. terjadinya difusi gelembung gas yang kecil ke gelembung gas yang besar akibat
tegangan permukaan, sehingga ukuran gelembung gas menjadi lebih besar,
3. rusaknya film antara dua gelembung gas.
Struktur buih cair dapat berubah jika diberi gaya dari luar. Bila gaya yang diberikan kecil,
maka struktur buih akan kembali ke bentuk awal setelah gaya tersebut ditiadakan. Jika gaya
yang diberikan cukup besar, maka akan terjadi deformasi.
Contoh buih cair:
- Buih hasil kocokan putih telur
Karen audara di sekitar putih telur akan teraduk dan menggunakan zat pembuih, yaitu
p[rotein dan glikoprotein yang berasal dari putih telur itu sendiri untukmembentuk buih
yang relative stabil. Sehingga putih telur yang dikocok akan mengembang.
- Buih hasil akibat pemadam kebakaran
Alat pemadam kebakaran mengandung campuran air, natrium bikarbonat, aluminium
sulfat, serta suatu zat pembuih. Karbondioksida yang dilepas akan membentuk buih
dengan bamtuam zat pembuih tersebut.
Buih Padat
Buih padat adalah sistem kolid dengan fase terdisperasi gas dan denganmedium
pendisperasi zat padat. Kestabilan buih ini dapat diperoleh dari zat pembuih juga (surfaktan).
Contoh-contoh buih padatyang mungkin kita ketahui:
- Roti
Proses peragian yang melepas gas karbondioksida terlibat dalam proses pembuatan roti.
Zat pembuih protein gluten dari tepung kemudian akan membentuk lapisan tipis
mengelilimgi gelembung-gelembung karbondioksida untuk membentuk buih padat.
- Batu apung
Dari proses solidifikasi gelas vulkanik, maka terbentuklah batu apung.
- Styrofoam
Styrofoam memiliki fase terdisperasi karbondioksida dan udara, serta medium
pendisperasi polistirena.
2. Memahami sifat optik utama koloid dan aplikasi dari sifat ini untuk analisis koloid,
Menghargai sifat kinetik utama koloid, dan Mengetahui jenis utama sistem
mikroskopis digunakan untuk analisis koloid.
Pada dasarnya sifat koloid dapat dibagi menjadi dua kelompok, yaitu sifat optik dan sifat
listrik. Yang termasuk pada Sifat-sifat optik koloid adalah efek Tyndall dan gerak
Brown. Sedangkan yang termasuk pada sifat listriknya meliputi sifat elektroforesis, adsorpsi,
koagulasi, koloid pelindung, dan dialisis.
a. Efek Tyndall
Sifat pengahamburan cahaya oleh koloid di temukan oleh John Tyndall, oleh karena itu
sifat ini dinamakan Tyndall. Efek dari Tyndall digunakan untuk membedakan system koloid
dari larutan sejati, contoh dalam kehidupan sehari – hari dapat diamati dari langit yang
tampak berwarna biru atau terkandang merah/oranye.
Selain itu contoh lainnya adalah pada koloid kanji dan larutan Na2Cr2O7, maka sinar
dihamburkan oleh system koloid tetapi tidak dihamburkan oleh larutan sejati hal ini dapat
dilihat terdapat berkas sinar pada larutan. Larutan koloid kanji memiliki partikel-partikel
koloid relatif besar untuk dapat menhamburkan sinar dan sebaliknya Na2Cr2O7 memiliki
partikel-partikel yang relatif kecil sehingga hamburan yang terjadi sedikit kecil dan sulit
diamati.
b. Gerak Brown
Dibawah mikroskop ultra, partikel koloid akan tampak sebagai titik cahaya. Jika
pergerakan titik cahaya atau partikel tersebut diikuti, partikel itu bergerak terus-menerus
dengan gerakan zigzag. Hal ini pertama kali diamati oleh Robert Brown (1773-1858),
seorang ahli botani inggris pada tahun 1827. Ia sedang mengamati butiran sari tumbuhan
pada permukaan air dean mikroskop. Partikel koloid dalam medium pendispersinya disebut
gerak brown.
Bagaimana gerak brown dijelaskan?
Partikel – partikel suatu zat senantiasa bergerak. Gerakan tersebut bersifat acak seperti
pada zat cair dan gas. System koloid dengan medium pendipersi zat cair atau gas, partikel-
partikel menghasilkan tumbukan. Tumbukan tersebut berlangsung dari segala arah. Partikel
koloid cukup kecil, tumbukan cenderung tidak seimbang. Dan menyebabkan perubahan arah
partikel sehingga terjadi gerak zigzag atau gerak brown.
Semakin kecil ukuran partikel koloid, semakin cepat gerak brown. Semakin besar
ukuran partikel, semakin lambat gerak brown.
Gerak Brown dipengerahui oleh suhu. Semakin tinggi suhu system, koloid, semakin
besar energi kinektik yang dimiliki partikel medium. Akibatnya, gerak Brown dari partikel
fase terdispersinya semakin cepat. Semakin rendah suhu system koloid, maka gerak Brown
semakin lambat.
3. Memahami sifat listrik utama koloid dan aplikasi mereka untuk stabilitas,
sensitisasi, dan pelindung tindakan koloid.
Terdapat beberapa gaya yang menentukan kestabilan koloid, yaitu sebagai berikut :
 Gaya tarik – menarik atau biasa dikenal dengan gaya London – Van der Waals.
Gaya ini menyebabkan partikel – partikel koloid berkumpul dan akhirnya mengendap.
 Gaya tolak menolak.
Gaya ini terjadi karena pertumpangtindihan lapisan ganda listrik yang bermuatan sama. Gaya
tolak – menolak tersebut akan membuat dispersi koloid menjadi stabil.
 Gaya tarik – menarik antara partikel koloid dengan medium pendispersinya.
Gaya ini dapat menyebabkan terjadinya agregasi partikel koloid dan gaya ini juga dapat
meningkatkan kestabilan sistem koloid secara keseluruhan. Salah satu faktor yang
mempengaruhi stabilitas koloid ialah muatan permukaan koloid. Besarnya muatan pada
permukaan partikel dipengaruhi oleh konsentrasi elektrolit dalam medium pendispersi.
Penambahan kation pada permukaan partikel koloid yang bermuatan negatif akan
menetralkan muatan tersebut dan menyebabkan koloid menjadi tidak stabil.
Untuk koloid yang berupa emulsi dapat digunakan emulgator yaitu zat yang dapat tertarik
pada kedua cairan yang membentuk emulsi. Contoh: sabun deterjen sebagai emulgator dari
emulsi minyak dan air.
Penggunaan koloid dalam farmasi
Didalam kehidupan banyak sistem koloid yang kita jumpai. Air kelihatan jernih terjadi
setelah didiamkan beberapa hari terjadi endapan putih/kuning. Ternyata air ini mengandung
batu kapur atau besi yang seakan-akan larut namun sebetulnay bentuknya larutan koloidal.
Didalam farmasi system koloid banyak digunakan. Beberapa senyawa misalnya : perak
koloid/argentum proteinum dugunakan membunuh mikroorganisme dalam tetes mata merah.
Kelebihan sistem koloid dalam farmasi mempunyai sifat tidak mengiritasi karena sebetulnya
tidak larut. Plasma protein merupakan protein yang dapat mengikat obat didalam darah
sehingga obat dapat aktif. Beberapa bahan alam membentuk dispersi koloid dapat digunakan
untuk membuat system bentuk sediaan obat.
Beberapa polimer dapat digunakan untuk metoda penyalutan termasuk dispersi koloid.
Tipe koloid
1. Liofilik koloid : zat dapat menyatu dengan medium atau disebut tipe koloid yang
suka kepada medium pendispersi.. liofilik dispersi dapat dibuat dengan mudah dengan jalan
seolah olah melarutkan zat ke dalam pelarut (medium pendispersi). Bila pelarut digunakan air
disebut hidrasi. Contoh : gelatin, PGA,insulin albumin, karet polisterin
2. Liofobik kolid : sistem dimana medium pendispersi tidak banyak berinteraksi
dengan medium pendispersi. Jadi seolah-olah didalam medium pendispersi tidak ada fase
terdispersi atau seolah-olah terjadi pemisahan. Contoh koloid besi pada air, perak,sulfur
3. Asosiasi koloid : micele&CMC. Koloid ini mempunyai sifat menyukai air dan
menyukai minyak ini disebut surfaktan
Sifat Optik dari Koloid
Tyndal efek bila cahaya kuat dilewatkan larutan koloid maka cahaya akan terjadi
pemantulan cahaya sehingga kekuatan cahaya tersebut akan berubah.
Dari prinsip tyndal efek ini dibuat mikroskop elektron.
Dengan mikroskop elektron dapat terlihat ukuran partikel yang tidak dapat dilihat
dengan mikroskop biasa.
Penyerapan cahaya
Akibat koloid cahaya intensitas akan menurun bila lewat larutan koloid.Ini disebabkan
kekeruhan koloid.Konsentrasi koloid dapat diukur berdasarkan cahaya yang intensitasnya
berkurang.
Gerakan Koloid
Gerakan Brown.Gerakan Brown ini dapat diamati di dalam mikroskop bila ukuran
partikel antara 5 mm.Lebih kecil saat diamati.Makin kecil makin sulit diamati.kenaikan
kekentalan medium pendispersi makin kecil gerakan Brown bahkan malah berhenti.Misal
bila air ditambah giserin.
Difusi.Partikel akan mengalami difusi berjalan dari konsentrasi tinggi ke konsentrasi
rendah.Gerakan ini berubah setelah mencapai keseimbangan konsentrasi larutan.
Sedimentasi.Pengendapan dari koloid dipengaruhi oleh kekentalan medium, bj partikel,
tekanan partikel dan konsentrasi partikel.
Pengaruh listrik (muatan listrik terhadap koloid)
Adanya muatan listrik akan pengaruhi kestabilan koloid terutama koloid yang bersifat
ionic.Dengan elektroporosis maka koloid ionic dapat diendapkan dengan proses
paengumpalan.
Hal ini dapat digunakan untuk melihat banyak zat terlarut atau logam terlarut dalam air
Stabilitas Koloid
Stabilitas dari koloid akan dipengaruhi oleh faktor adanya muatan listrik dan medium
utuk menjaga kestabilan koloid.
Penambahan pengental akan menaikan stabilitas koloid, karena akan mencegah daya
tarik menarik atau akan menghasilkan geragak Brown ini terjadi pada koloid yang bersifat
liofilik.Koloid liofobik tidak tahan / stabil pada panas.Adanya muatan listrik akan
menyebabkan daya tarik menarik partikel membentuk gumpalan.
Dengan menambah larutan yang bersifat ionic (garam-garam) maka akan mengubah
muatan maka kestabilan koloid akan berubah.Akhirnya terjadi tarik menarik dan membentuk
aglomorat.
4. Mengenali manfaat dari solubilisasi oleh koloid.
Solubilisasi (pengkarutan) adalah lewatnya molekul zat terlarut yang larut dalam air
secara spontan ke dalam larutan air dari suatu sabun atau detergent di mana di bentuk suatu
larutan yang stabil secara termodinamik
Pada konsentrasi yang masih lebih tinggi molekul-molekul surfactant dalam bulk cairan
mulai membentuk agregat-agregat yang terarah atau missel; perubahan dalam orientasi ini
terjadi agak tiba-tiba,dan konsentrasi surfaktan di mana ia membentuk misel atau di kenal
sebagai konsentrasi misel kritis (MKM) ,solubilisasi di perkirakan terjadi berdasarkan zat
terlarut yang melarut dalam atau di absorbsi pada misel tersebut .jadi kemampuan larutan
surfaktan untuk mensolubilisasi bahan –bahan yang tidak larut dalam air mulai pada
konsentrasi misel kritis tersebut ,dan meningkatkan konsentrasi misel terseut.
ABS (Alkil Benzen Sulfonat) telah digunakan dalam proses pewarnaan serat poliester
dengan zat warna dispersi. ABS berfungsi untuk membantu penyebaran zat warna pada serat
sehingga dihasilkan warna yang merata pada kain. Prinsip yang digunakan pada proses ini
adalah solubilisasi, surfaktan dapat melarutkan zat organik, pelarutan ini terjadi dalam misel,
selanjutnya misel akan teradsorpsi pada permukaan kain dan zat warna dapat berpenetrasi
pada kain.
5. Memahami manfaat-manfaat dan mengetahui jenis utama sistem pengiriman obat
koloid modern.
1. Kosmetik
Bahan – bahan kosmetika sangat banyak jenisnya, akan tetapi pada prinsipnya hampir
90% dari bahan itu dibuat dalam keadaan koloid. Hal itu disebabkan sifat koloid yang mudah
menyerap pewangi dan pewarna, lembut, mudah dibersihkan, tidak merusak kulit dan
rambutm dan sekaligus mengandung dua macam bahan yang tidak dapat saling larut. Macam
– macam bentuk bahan kosmetik sebagai berikut :
a. Bahan kosmetika yang berbentuk aerosol, misalnya parfum dan deodorant spray, hair
spray, dan penghilang bau mulut yang disemprotkan.
b. Bahan kosmetika yang berbentuk sol, misalnya susu pembersih muka dan kulit, cairan
untuk masker, dan cat kuku.
c. Bahan kosmetika yang berbentuk emulsi, misalnya susu pembersih muka dan kulit.
d. Bahan kosmetika yang berbentuk gel, misalnya deodorant stick dan minyak rambut
(jelly).
e. Bahan kosmetika yang berbentuk buih, misalnya sabun cukur dan sabun kecantikan.
f. Bahan kosmetika yang berbentuk sol padat misalnya pemerah bibir, pensil alis dan
maskara
g. Bahan kosmetika yang berbentuk pasat misalnya, pasta gigi,
h. Deodorant, mengandung aluminium klorida untuk mengkoagulasikan (emengendapkan)
protein dalam keringat. Endapan protein ini dapat menghalangi kerja kelenjar keringat
dan protein yang dihasilkan berkurang.
2. Dalam industri farmasi
a. Minyak ikan
b. Penisilin untuk suntikan
3. Dalam bidang kesehatan
Prinsip dialisis digunakan untuk membantu pasien gagal ginjal.
4. Karbon
Serbuk karbon (norit), yang dibuat dalam bentuk pil atau tablet, apabila diminum
dapat menyembuhkan sakit perut dengan cara absorpsi. Dalam usus, norit dengan air akan
membentuk sistem koloid yang mampu mengabsorpsi dan membunuh bakteri-bakteri
berbahaya yang menyebabkan sakit perut.
DAFTAR PUSTAKA
Atkins, P. W. 1994. Kimia Fisik edisi ke-4 jilid 1. Erlangga: Jakarta.
http://dunia-wahyu.blogspot.co.id/2012/03/kimia-permukaan-surfaktan.html
http://fitrirosdiana.blogspot.co.id/2010/12/enomena-antar-muka.html
https://kimia08.wordpress.com/2012/05/13/adsorpsi/.
http://maulanseptia.blogspot.co.id/2014/01/koloid-dalam-farmasi.html
http://rumushitung.com/2013/09/22/tegangan-permukaan-zat-cair/
https://yuzuran86.wordpress.com/2013/01/20/tegangan-permukaan/
Noviyantie , Anneke , 2013 , KINETIKA KIMIA, prezi, jakarta.
Putu Dona Oka Putri,2014, Tegangan Muka Kimia Fisika I, Jurusan Kimia : Udayana
Sadikin, Mohamad. 2002. Biokimia Enzim. Jakarta : Widya Medika.
Soewoto, Hafiz, dkk. 2000. Biokimia Eksperimen Laboratorium. Jakarta: Widya Medika.
Supriatna, 2012, Koloid, Jakarta : STFI.
Supardi, Kasmadi Imam dan Gatot Luhbandjono. 2008. Kimia Dasar II. Semarang: UPT
UNNES Press.
Utami, Budi, dkk. 2009. Kimia Untuk SMA/MA KELAS XI Program Ilmu Alam. Jakarta:
Pusat Perbukuan Depatemen Pendidikan Nasional.

More Related Content

What's hot

laporan praktikum uji anion dan kation
laporan praktikum uji anion dan kationlaporan praktikum uji anion dan kation
laporan praktikum uji anion dan kation
wd_amaliah
 
Laporan Praktikum Pembuatan Tablet Vitamin-C
Laporan Praktikum Pembuatan Tablet Vitamin-CLaporan Praktikum Pembuatan Tablet Vitamin-C
Laporan Praktikum Pembuatan Tablet Vitamin-C
Novi Fachrunnisa
 
Pendahuluan analisis kimia II
Pendahuluan analisis kimia IIPendahuluan analisis kimia II
Pendahuluan analisis kimia II
Klara Tri Meiyana
 

What's hot (20)

nitrimetri
nitrimetrinitrimetri
nitrimetri
 
Redoks Bromometri
Redoks BromometriRedoks Bromometri
Redoks Bromometri
 
Pembahasan dan kesimpulan percobaan 1
Pembahasan dan kesimpulan percobaan 1Pembahasan dan kesimpulan percobaan 1
Pembahasan dan kesimpulan percobaan 1
 
Titrasi Bebas Air
Titrasi Bebas AirTitrasi Bebas Air
Titrasi Bebas Air
 
Analisis Kadar Abu
Analisis Kadar AbuAnalisis Kadar Abu
Analisis Kadar Abu
 
Analisis senyawa sulfonamida
Analisis senyawa sulfonamidaAnalisis senyawa sulfonamida
Analisis senyawa sulfonamida
 
Kolom HPLC
Kolom HPLCKolom HPLC
Kolom HPLC
 
BCS kelas 1
BCS kelas 1BCS kelas 1
BCS kelas 1
 
Laporan alkalimetri bu yuni
Laporan alkalimetri bu yuniLaporan alkalimetri bu yuni
Laporan alkalimetri bu yuni
 
Metode Analisis Gravimetri
Metode Analisis Gravimetri Metode Analisis Gravimetri
Metode Analisis Gravimetri
 
Laporan praktikum asidialkalimetri
Laporan praktikum asidialkalimetri Laporan praktikum asidialkalimetri
Laporan praktikum asidialkalimetri
 
Fenomena Distribusi
Fenomena DistribusiFenomena Distribusi
Fenomena Distribusi
 
Laporan farmasi fisika stabilitas
Laporan farmasi fisika stabilitasLaporan farmasi fisika stabilitas
Laporan farmasi fisika stabilitas
 
laporan praktikum uji anion dan kation
laporan praktikum uji anion dan kationlaporan praktikum uji anion dan kation
laporan praktikum uji anion dan kation
 
Laporan praktikum nitrobenzen
Laporan praktikum nitrobenzen Laporan praktikum nitrobenzen
Laporan praktikum nitrobenzen
 
Praktkum ii fenol
Praktkum ii fenolPraktkum ii fenol
Praktkum ii fenol
 
Laporan Praktikum Pembuatan Tablet Vitamin-C
Laporan Praktikum Pembuatan Tablet Vitamin-CLaporan Praktikum Pembuatan Tablet Vitamin-C
Laporan Praktikum Pembuatan Tablet Vitamin-C
 
identifikasi senyawa golongan alkohol ,fenol dan asam karboksilat
identifikasi senyawa golongan alkohol ,fenol dan asam karboksilatidentifikasi senyawa golongan alkohol ,fenol dan asam karboksilat
identifikasi senyawa golongan alkohol ,fenol dan asam karboksilat
 
Jenis Reaksi Kimia
Jenis Reaksi KimiaJenis Reaksi Kimia
Jenis Reaksi Kimia
 
Pendahuluan analisis kimia II
Pendahuluan analisis kimia IIPendahuluan analisis kimia II
Pendahuluan analisis kimia II
 

Viewers also liked (10)

4. visco tegangan-sudut
4. visco tegangan-sudut4. visco tegangan-sudut
4. visco tegangan-sudut
 
Makalah fisika farmasi kompleksasi dan ikatan protein
Makalah fisika farmasi kompleksasi dan ikatan proteinMakalah fisika farmasi kompleksasi dan ikatan protein
Makalah fisika farmasi kompleksasi dan ikatan protein
 
Ciri ciri pembelajaran aktif
Ciri ciri pembelajaran aktifCiri ciri pembelajaran aktif
Ciri ciri pembelajaran aktif
 
Contoh Soal CPNS Tkb obat dan farmasi
Contoh Soal CPNS Tkb obat dan farmasiContoh Soal CPNS Tkb obat dan farmasi
Contoh Soal CPNS Tkb obat dan farmasi
 
Metode pembuatan emulsi
Metode pembuatan emulsi Metode pembuatan emulsi
Metode pembuatan emulsi
 
Stabilitas Obat
Stabilitas ObatStabilitas Obat
Stabilitas Obat
 
Difusi dan difusi massa tunak
Difusi dan difusi massa tunakDifusi dan difusi massa tunak
Difusi dan difusi massa tunak
 
Emulsi Farmasi
Emulsi FarmasiEmulsi Farmasi
Emulsi Farmasi
 
Kinkat --bank-soal-dan-penyelesaian1
Kinkat --bank-soal-dan-penyelesaian1Kinkat --bank-soal-dan-penyelesaian1
Kinkat --bank-soal-dan-penyelesaian1
 
Tegangan permukaan
Tegangan permukaanTegangan permukaan
Tegangan permukaan
 

Similar to Nisrina muslihin farmasi

3-Uji stabilitas dan penentuan shelf life.pdf
3-Uji stabilitas dan penentuan shelf life.pdf3-Uji stabilitas dan penentuan shelf life.pdf
3-Uji stabilitas dan penentuan shelf life.pdf
nolifepeopl3
 
Penentuan laju reaksi dan tetapan laju reaksi
Penentuan laju reaksi dan tetapan laju reaksiPenentuan laju reaksi dan tetapan laju reaksi
Penentuan laju reaksi dan tetapan laju reaksi
Dian Mustikasari
 
Jurnal Percobaan IV_ Kelompok 3(1) (1).docx
Jurnal Percobaan IV_ Kelompok 3(1) (1).docxJurnal Percobaan IV_ Kelompok 3(1) (1).docx
Jurnal Percobaan IV_ Kelompok 3(1) (1).docx
AzkaKamilah
 

Similar to Nisrina muslihin farmasi (20)

KULIAH 12-KINETIKA REAKSI.pptx
KULIAH 12-KINETIKA REAKSI.pptxKULIAH 12-KINETIKA REAKSI.pptx
KULIAH 12-KINETIKA REAKSI.pptx
 
Kd meeting 13 14
Kd meeting 13 14Kd meeting 13 14
Kd meeting 13 14
 
52418228 isi-makalah-laju-reaksi
52418228 isi-makalah-laju-reaksi52418228 isi-makalah-laju-reaksi
52418228 isi-makalah-laju-reaksi
 
3-Uji stabilitas dan penentuan shelf life.pdf
3-Uji stabilitas dan penentuan shelf life.pdf3-Uji stabilitas dan penentuan shelf life.pdf
3-Uji stabilitas dan penentuan shelf life.pdf
 
Resti
RestiResti
Resti
 
Jurnal Laju Reaksi
Jurnal Laju ReaksiJurnal Laju Reaksi
Jurnal Laju Reaksi
 
Laporan Kimia Dasar
Laporan Kimia DasarLaporan Kimia Dasar
Laporan Kimia Dasar
 
Laju Reaksi XI
Laju Reaksi XILaju Reaksi XI
Laju Reaksi XI
 
LAJU REAKSI.ppt
LAJU REAKSI.pptLAJU REAKSI.ppt
LAJU REAKSI.ppt
 
Laju Reaksi ppt
Laju Reaksi ppt Laju Reaksi ppt
Laju Reaksi ppt
 
lajur_kim2_5.pdf
lajur_kim2_5.pdflajur_kim2_5.pdf
lajur_kim2_5.pdf
 
Promosi
Promosi Promosi
Promosi
 
20130301220342 unit 10
20130301220342 unit 1020130301220342 unit 10
20130301220342 unit 10
 
Penentuan laju reaksi dan tetapan laju reaksi
Penentuan laju reaksi dan tetapan laju reaksiPenentuan laju reaksi dan tetapan laju reaksi
Penentuan laju reaksi dan tetapan laju reaksi
 
Tugas Kimia - Laju Reaksi - Enisa Dkk.ppt
Tugas Kimia - Laju Reaksi - Enisa Dkk.pptTugas Kimia - Laju Reaksi - Enisa Dkk.ppt
Tugas Kimia - Laju Reaksi - Enisa Dkk.ppt
 
laju_reaksi_ppt.ppt
laju_reaksi_ppt.pptlaju_reaksi_ppt.ppt
laju_reaksi_ppt.ppt
 
Kinetika reduksi me o
Kinetika reduksi me oKinetika reduksi me o
Kinetika reduksi me o
 
mengenal laju reaksi kimia.pptx
mengenal laju reaksi kimia.pptxmengenal laju reaksi kimia.pptx
mengenal laju reaksi kimia.pptx
 
Laporan kinetika reaksi
Laporan kinetika reaksiLaporan kinetika reaksi
Laporan kinetika reaksi
 
Jurnal Percobaan IV_ Kelompok 3(1) (1).docx
Jurnal Percobaan IV_ Kelompok 3(1) (1).docxJurnal Percobaan IV_ Kelompok 3(1) (1).docx
Jurnal Percobaan IV_ Kelompok 3(1) (1).docx
 

Recently uploaded

Presentation3 kelas ibu hamil p tm pertama.pptx
Presentation3 kelas ibu hamil p tm pertama.pptxPresentation3 kelas ibu hamil p tm pertama.pptx
Presentation3 kelas ibu hamil p tm pertama.pptx
YesicaAprilliaPutriA
 
distribusi obat farmasi manfar rumah sakit
distribusi obat farmasi manfar rumah sakitdistribusi obat farmasi manfar rumah sakit
distribusi obat farmasi manfar rumah sakit
PutriKemala3
 
Jual Obat Cytotec Asli 085225524732 Obat Penggugur Kandungan
Jual Obat Cytotec Asli 085225524732 Obat Penggugur KandunganJual Obat Cytotec Asli 085225524732 Obat Penggugur Kandungan
Jual Obat Cytotec Asli 085225524732 Obat Penggugur Kandungan
Jual Cytotec Asli 085225524732 Obat Penggugur Kandungan
 
Presentasi Hasil MCU 2023 - RSMU (1).pptx
Presentasi Hasil MCU 2023 - RSMU (1).pptxPresentasi Hasil MCU 2023 - RSMU (1).pptx
Presentasi Hasil MCU 2023 - RSMU (1).pptx
PeniMSaptoargo2
 
Obat Aborsi Bandung 081901 222272 Obat Penggugur Kandungan Bandung
Obat Aborsi Bandung 081901 222272 Obat Penggugur Kandungan BandungObat Aborsi Bandung 081901 222272 Obat Penggugur Kandungan Bandung
Obat Aborsi Bandung 081901 222272 Obat Penggugur Kandungan Bandung
Halo Docter
 
Tren dan Issue dalam keperawatan gawat darurat. EBP.pptx
Tren dan Issue dalam keperawatan gawat darurat. EBP.pptxTren dan Issue dalam keperawatan gawat darurat. EBP.pptx
Tren dan Issue dalam keperawatan gawat darurat. EBP.pptx
cheatingw995
 
materi skrining epidemiologi epidemiologi
materi skrining epidemiologi epidemiologimateri skrining epidemiologi epidemiologi
materi skrining epidemiologi epidemiologi
ZulAzhri
 
Nama : obat penggugur kandungan wa " 087776558899
Nama : obat penggugur kandungan wa " 087776558899Nama : obat penggugur kandungan wa " 087776558899
Nama : obat penggugur kandungan wa " 087776558899
Cara Menggugurkan Kandungan 087776558899
 
Manasik Kesehatan Haji Rosi BIMTEK TKH 2023
Manasik Kesehatan Haji Rosi BIMTEK TKH 2023Manasik Kesehatan Haji Rosi BIMTEK TKH 2023
Manasik Kesehatan Haji Rosi BIMTEK TKH 2023
AthoinNashir
 

Recently uploaded (20)

Prosedur FFR & Instalasi FFR di Ruang Cathlab.pptx
Prosedur FFR & Instalasi FFR di Ruang Cathlab.pptxProsedur FFR & Instalasi FFR di Ruang Cathlab.pptx
Prosedur FFR & Instalasi FFR di Ruang Cathlab.pptx
 
Presentation3 kelas ibu hamil p tm pertama.pptx
Presentation3 kelas ibu hamil p tm pertama.pptxPresentation3 kelas ibu hamil p tm pertama.pptx
Presentation3 kelas ibu hamil p tm pertama.pptx
 
distribusi obat farmasi manfar rumah sakit
distribusi obat farmasi manfar rumah sakitdistribusi obat farmasi manfar rumah sakit
distribusi obat farmasi manfar rumah sakit
 
KEBUTUHAN ISTIRAHAT TIDUR KEPERAWATAN D3
KEBUTUHAN ISTIRAHAT TIDUR KEPERAWATAN D3KEBUTUHAN ISTIRAHAT TIDUR KEPERAWATAN D3
KEBUTUHAN ISTIRAHAT TIDUR KEPERAWATAN D3
 
Jual Obat Cytotec Asli 085225524732 Obat Penggugur Kandungan
Jual Obat Cytotec Asli 085225524732 Obat Penggugur KandunganJual Obat Cytotec Asli 085225524732 Obat Penggugur Kandungan
Jual Obat Cytotec Asli 085225524732 Obat Penggugur Kandungan
 
Tata laksana batuk disesuaikan dengan penyakit dasar.pptx
Tata laksana batuk disesuaikan dengan penyakit dasar.pptxTata laksana batuk disesuaikan dengan penyakit dasar.pptx
Tata laksana batuk disesuaikan dengan penyakit dasar.pptx
 
PPT PENYULUHAN GIZI SEIMBANG BALITA.pptx
PPT PENYULUHAN GIZI SEIMBANG BALITA.pptxPPT PENYULUHAN GIZI SEIMBANG BALITA.pptx
PPT PENYULUHAN GIZI SEIMBANG BALITA.pptx
 
Movi Tri Wulandari - Portofolio Perawat
Movi Tri Wulandari -  Portofolio PerawatMovi Tri Wulandari -  Portofolio Perawat
Movi Tri Wulandari - Portofolio Perawat
 
Presentasi Hasil MCU 2023 - RSMU (1).pptx
Presentasi Hasil MCU 2023 - RSMU (1).pptxPresentasi Hasil MCU 2023 - RSMU (1).pptx
Presentasi Hasil MCU 2023 - RSMU (1).pptx
 
Penyuluhan kesehatan Diabetes melitus .pptx
Penyuluhan kesehatan Diabetes melitus .pptxPenyuluhan kesehatan Diabetes melitus .pptx
Penyuluhan kesehatan Diabetes melitus .pptx
 
Obat Aborsi Bandung 081901 222272 Obat Penggugur Kandungan Bandung
Obat Aborsi Bandung 081901 222272 Obat Penggugur Kandungan BandungObat Aborsi Bandung 081901 222272 Obat Penggugur Kandungan Bandung
Obat Aborsi Bandung 081901 222272 Obat Penggugur Kandungan Bandung
 
Konsep Pastien Savety dalam pelayanan kesehatan
Konsep Pastien Savety dalam pelayanan kesehatanKonsep Pastien Savety dalam pelayanan kesehatan
Konsep Pastien Savety dalam pelayanan kesehatan
 
Tren dan Issue dalam keperawatan gawat darurat. EBP.pptx
Tren dan Issue dalam keperawatan gawat darurat. EBP.pptxTren dan Issue dalam keperawatan gawat darurat. EBP.pptx
Tren dan Issue dalam keperawatan gawat darurat. EBP.pptx
 
Sistemm Klasifikasi Virus Baltimore.docx
Sistemm Klasifikasi Virus Baltimore.docxSistemm Klasifikasi Virus Baltimore.docx
Sistemm Klasifikasi Virus Baltimore.docx
 
materi skrining epidemiologi epidemiologi
materi skrining epidemiologi epidemiologimateri skrining epidemiologi epidemiologi
materi skrining epidemiologi epidemiologi
 
Nama : obat penggugur kandungan wa " 087776558899
Nama : obat penggugur kandungan wa " 087776558899Nama : obat penggugur kandungan wa " 087776558899
Nama : obat penggugur kandungan wa " 087776558899
 
Manasik Kesehatan Haji Rosi BIMTEK TKH 2023
Manasik Kesehatan Haji Rosi BIMTEK TKH 2023Manasik Kesehatan Haji Rosi BIMTEK TKH 2023
Manasik Kesehatan Haji Rosi BIMTEK TKH 2023
 
Asuhan Keperawatan Gagal ginjal akut & kronik.pptx
Asuhan Keperawatan Gagal ginjal akut & kronik.pptxAsuhan Keperawatan Gagal ginjal akut & kronik.pptx
Asuhan Keperawatan Gagal ginjal akut & kronik.pptx
 
Contoh Proposal - Relokasi Puskesmas.docx
Contoh Proposal - Relokasi Puskesmas.docxContoh Proposal - Relokasi Puskesmas.docx
Contoh Proposal - Relokasi Puskesmas.docx
 
CRS OBG - AUB e.c Hiperplasia endometrium.pptx
CRS OBG - AUB e.c Hiperplasia endometrium.pptxCRS OBG - AUB e.c Hiperplasia endometrium.pptx
CRS OBG - AUB e.c Hiperplasia endometrium.pptx
 

Nisrina muslihin farmasi

  • 1. Tugas Individu FARMASI FISIKA II RANGKUMAN MATERI OLEH : NISRINA MUSLIHIN O1A114078 JURUSAN FARMASI FAKULTAS FARMASI UNIVERSITAS HALU OLEO KENDARI 2015
  • 2. BAB 14 1. Mendefinisikan Reaksi, Orde Reaksi, DanMolekularitas. Reaksi kimia adalah peristiwa perubahan kimia dimana zat-zat yang bereaksi (reaktan) berubah menjadi zat-zat hasil reaksi (produk). Pada reaksi kimia, selalu dihasilkan zat baru dengan komposisi dan sifat-sifat yang baru, sehingga sifat yang dimiliki reaktan berbeda dengan sifat yang dimiliki produk. Reaksi kimia dituliskan dengan persamaan reaksi kimia. Persamaan reaksi menunjukkan dua hal, yaitu: a. Kualitatif: persamaan reaksi menunjukkan rumus kimia peraksi dan hasil reaksi, serta keadaan zat-zat yang beraksi. b. Kuantitatif: persamaan reaksi menunjukkan hubungan antara pereaksi dan hasil reaksi yang terdapat dalam jumlah dan jenis atom yang setara. Koefisien reaksi adalah angka yang menyatakan perbandingan jumlah atom atau molekul yang terlibat dalam reaksi kimia. Menurut hukum kekekalan massa oleh Lavoisier, “massa zat sebelum dan sesudah reaksi adalah sama”. Atom-atom penyusun zat hanya disusun ulang tetapi tidak hilang. Laju reaksi adalah laju pengurangan konsentrasi salah satu pereaksi atau laju penambahan konsentrasi salah satu hasil reaksi setiap satuan waktu. Reaksi: A + B → C + D Beberapa prinsip dan proses laju yang berkaitan dimasukkan dalam rantai peristiwa berikut : 1) Kestabilan dan tak tercampurkan proses laju umumnya adalah sesuatu yang menyebabkan ketidakaktifan obat melalui penguraian obat, atau melalui hilangnya khasiat obat karena perubahan bentuk fisik dan kimia yang kurang diinginkan dari obat tersebut. 2) Disolusi, di sini yang diperhatikan terutama kecapatan berubahnya obat dalam bentuk sediaan padat menjadi bentuk larutan molekuler. 3) Proses absorpsi, distribusi, dan eliminasi, beberapa proses ini berkaitan dengan laju absorpsi obat ke dalam tubuh, laju distribusi obat dalam tubuh, dan laju
  • 3. pengeluaran obat setelah proses distribusi dengan berbagai faktor, seperti metabolisme, penyimpanan dalam organ tubuh lemak, dan melalui jalur-jalur pelepasan. 4) Kerja obat pada tingkat molekuler obat dapat dibuat dalam bentuk yang tetap dengan menganggap timbulnya respons dari obat merupakan suatu proses laju (Martin, dkk, 1993). Orde reaksi adalah besarnya pengaruh konsentrasi pereaksi terhadap laju reaksi. Orde reaksi dapat ditentukan berdasarkan data percobaan dengan menggunakan persamaan umum laju reaksi. Adapun persamaan umum laju reaksi untuk reaksi p A+q B → r C+ s D adalah : v = k[A]x[B]y; keterangan : v = laju reaksi; k = konstanta laju reaksi; dan [ A ] = konsentrasi pereaksi A. [ B ] = konsentrasi pereaksi B x = orde reaksi terhadap A y = orde reaksi terhadap B x + y = orde reaksi total Reaksi Orde Satu Suatu reaksi dikatan berorde satu terhadapa salah satu pereaksinya jika laju reaksi berbanding lurus dengan konsentrasi pereaksi tersebut. Jika konsentrasi pereaksi tersebut dilipat-tigakan maka laju reaksi akan menjadi 31 atau tiga kalinya. Persamaan laju reaksi yaitu v = k [A] .Pada reaksi prde satu, kecepatan reaksi berbanding lurus dengan konsentrasi reaktan. Persamaan laju reaksi orde satu dinyatakan sebagai : - dt dA = k1 [A] - ][A dA = k1 dt ln ][ ]0[ A A = k1 (t – t0) Bila t = 0  A = A0 ln [A] = ln [A0] - k1 t
  • 4. [A] = [A0] e-k 1 t Tetapan laju (k1) dapat dihitung dari grafik ln [A] terhadap t, dengan –k1 sebagai gradiennya. Gambar 6.1. Grafik ln [A] terhadap t untuk reaksi orde satu Waktu paruh (t1/2) adalah waktu yang dibutuhkan agar konsentrasi reaktan hanya tinggal setengahnya. Pada reaksi orde satu, waktu paruh dinyatakan sebagai k1 = t1/2 1 ln 2/1 1 k1 = 2/1 693,0 t Reaksi Orde Dua Persamaan laju reaksi untuk orde dua dinyatakan sebagai : - dt dA = k2 [A]2 - 2][A dA = k2 t ][ 1 A - ]0[ 1 A = k2 (t – t0) Tetapan laju (k2) dapat dihitung dari grafik 1/A terhadap t dengan k2 sebagai gradiennya. ln [A] ln [A]0 gradien = -k1 t ln 1/[A] ln 1/[A]0 gradien = -k2
  • 5. Gambar 6.2. Grafik ln 1/[A] terhadap t untuk reaksi orde dua Waktu paruh untuk reaksi orde dua dinyatakan sebagai t1/2 = ]0[2 1 Ak 2. Memahami Dan Menerapkan Jelas Kinetika Orde-Nol Kepraktek Farmasi. Reaksi dikatakan berorde nol terhadap salah satu satu pereaksinya apabila perubahan konsentrasi pereaksi tersebut tidak mempengaruhi lau reaksi. Persamaan laju reaksi orde nol dinyatakan sebagai : - dt dA = k0 A - A0 = - k0 . t A = konsentrasi zat pada waktu t A0 = konsentrasi zat mula – mula Contoh reaksi orde nol ini adalah reaksi heterogen pada permukaan katalis. 3. Hitung paruh dan umur simpan produk farmasi dan obat-obatan. Waktu paruh adalah waktu yang dibutuhkan oleh suatu obat untuk terurai setengahnya dari konsentrasi mula-mula. Obat yang sama dapat menunjukkan orde penguraian yang berbeda pada konsidi yang berbeda. Walaupun penguraian hidrogen peroksida, misalnya dengan katalis ion iodine adalah sau orde pertama, telah ditemukan bahwa penguraian larutan yang distabilkan dengan berbagai pereaksi dapat menjadi orde- nol. Dalam hal ini, di mana reaksi tidak tergantung pada konsentrasi obat, penguraia mungkin akibat kontak dengan dinding wadah atau berbagai faktor luar lainnya (Martin, dkk, 1993). Reaksi order nol terjadi bila jumlah obat A berkurang dalam suau jarak waktu yang tetap, t, maka laju hilangnya obat A dinyatakan sebagai berikut : dA = -K0 (1.1)
  • 6. dt Ko adalah tetapan laju reaksi order nol dan dinyatakan dalam satuan massa/waktu (misal : mg/menit). Integrasi persamaan 1.1 menghasilkan persamaan berikut : A = -K0 t + A0 (1.2) A0 adalah jumlah obat A pada t = 0. Berikut adalah contoh perhitungan parameter kinetika obat menggunakan order nol : Seorang farmasis menimbang tepat 10 g obat dan dilarutkan dalam 100 ml air. Larutan disimpan pada suhu kamar dan diambil cuplikan larutan itu secara berkala untuk ditentukan kadarnya. Farmasis tersebut memperoleh data sebagai berikut : Konsentrasi obat (mg/ml) Waktu (jam) 100 0 95 2 90 4 85 6 80 8 75 10 70 12 Berdasarkan data tersebut dibuat grafik hubungan konsentrasi obat terhadap waktu, dan diperoleh suatu garis lurus sebagai berikut : Gambar 3. Laju reaksi order nol. Dengan demikian, laju penurunan konsentrasi obat (K0) adalah mengikuti reaksi order nol. Harga waktu paruh (t1/2) suatu obat pada reaksi order nol berjalan tidak tetap, atau sebanding dengan jumlah atau konsentrasi awal obat dan berbanding terbalik dengan tetapan laju order nol. T1/2 = 0,5 A0 K0 5
  • 7. Tetapan laju reaksi order nol dapat diperoleh dari slop atau dengan cara substitusi yang tepat ke dalam persamaan 1.2. Bila A0 = 100 mg/m pada t = 0, dan A = 90 mg/ml pada t = 4 jam, maka 90 = -K0 (4) + 100, sehingga K0 = 2,5 mg/ml.jam Reaksi order satu terjadi bila jumlah obat A berkurang dengan laju yang sebanding dengan jumlah obat A tersisa, maka laju hilangnya obat A dinyatakan sebagai berikut : dA = -KA (1.3) dt K adalah tetapan laju reaksi order ke satu dn dinyatkn dalam satuan waktu-1 (misal : jam-1). Integrasi persamaan 1.3 menghasilkan persamaan berikut : Log A = - K t + log A0 (1.4) 2,3 Berikut adalah contoh perhitungan parameter kinetika obat menggunakan order satu : Seorang farmasis menimbang tepat 10 g obat dan dilarutkan dalam 100 ml air. Larutan disimpan pada suhu kamar dan diambil cuplikan larutan itu secara berkala untuk ditentukan kadarnya. Farmasis tersebut memperoleh data sebagai berikut : Konsentrasi obat (mg/ml) Waktu (jam) Log konsentrasi 100 0 2 50 4 1,7 25 8 1,4 12,5 12 1,4 6,25 16 0,8 3,13 20 0,5 1,56 24 0,2 Berdasarkan data tersebut dibuat grafik hubungan konsentrasi obat terhadap waktu, dan diperoleh suatu garis lurus sebagai berikut : 6
  • 8. Gambar 4. Laju reaksi order satu Harga t1/2 reaksi order satu adalah konstan, dan dapat diperoleh dari dua titik manapun. t1/2 = 0,693 K Dalam contoh ini, t1/2 adalah 4 jam, maka ketetapan laju reaksi order satu dapat diperoleh dengan cara (a) mengalikan 2,3 dengan slop atau (b) membagi 0,693 dengan t1/2. (a) Slop = -K = log y2 – log y1 2,3 x2 – x1 -K = 2,3 (log 50 – log 100) 4 -0 -K = 0,173 jam-1 (b) –K = 0,693 t1/2 K = 0,693 = 0,173 jam-1 4 4. Memahami kinetik Michaelis-Menten (nonlinear) Michaelis Mentendiasumsikan bahwa interaksi dari substrat, S, dengan enzim, E, untuk menghasilkan suatu produk, P, diikuti urutan reaksi yang diberikan oleh Persamaan Michaelis-Menten merupakan persamaan kecepatan reaksi enzimatik substrat tunggal yang menyatakan hubungan kuantitatif kecepatan reaksi awal (Vo), kecepatan reaksi maksimum (Vmaks), konsentrasi substrat [S], dan konstanta Michaelis-Menten [KM]. 7
  • 9. Kinetika Michaelis-Menten tidak hanya digunakan untuk reaksi enzim tetapi juga untuk proses biokimia dalam tubuh melibatkan zat transportasi melintasi membran seperti kapiler darah dan tubulus ginjal. ini diasumsikan, misalnya, bahwa l-tirosin diserap dari rongga hidung ke dalam sirkulasi sistemik oleh operator-difasilitasi proses, dan Michaelis- Menten kinetika diterapkan untuk ini kasus. Dalam urutan reaksi di mana satu langkah jauh lebih lambat dibandingkan semua langkah berikutnya yang mengarah ke produk, tingkat di yang produk terbentuk mungkin tergantung pada tingkat semua langkah-langkah sebelumnya langkah lambat tapi tidak tergantung pada setiap dari langkah-langkah berikut. Langkah paling lambat dalam urutan reaksi disebut, agak menyesatkan, langkah tingkat-menentukan reaksi. 5. Menafsirkan laju peningkatan pH berdasarkan data kinetik Solusi dari sejumlah obat menjalani dipercepat dekomposisi pada penambahan asam atau basa. Jika solusi obat buffer, dekomposisi mungkin tidak disertai dengan perubahan berarti dalam konsentrasi asam atau basa sehingga reaksi dapat dianggap dikatalisasi oleh hidrogen atau ion hidroksil. Ketika hukum laju untuk sebuah dipercepat dekomposisi ditemukan mengandung istilah yang melibatkan konsentrasi ion hidrogen atau konsentrasi hidroksil ion, reaksi dikatakan tunduk spesifik asam-basa katalisis. Sebagai contoh spesifik asam-basa katalisis, pertimbangkan ketergantungan pH untuk hidrolisis ester. dalam asam solusi, kita dapat mempertimbangkan hidrolisis untuk melibatkan awal keseimbangan antara ester dan hidrogen ion diikuti oleh reaksi tingkat-menentukan dengan air. peningkatan lebih lanjut dalam pH dari sekitar 3 sampai 7 hasil di linear peningkatan tingkat, seperti yang diharapkan dari persamaan (14-134), untuk spesifik ion hidroksida katalisis. Dekat pH 3, minimum diamati yang tidak dapat dikaitkan baik ion hidrogen atau partisipasi ion hidroksil dalam reaksi. minimum ini merupakan indikasi dari efek katalitik
  • 10. pelarut, yaitu, un-terionisasi air dapat dianggap sebagai spesies bereaksi. Karena kemerdekaan pH reaksi ini, hukum laju adalah diberikan oleh dP 𝑑𝑡 = Ko(S) Kobs = Ko 6. Memahami dasar teori tahap transisi dan aplikasi untuk kinetika kimia. Sebuah alternatif untuk teori tabrakan adalah tahap transisi. Teori atau teori tingkat absolut, yang menurut keseimbangan dianggap ada antara reaktan yang normal molekul dan kompleks diaktifkan dari molekul-molekul ini. Dekomposisi dari kompleks diaktifkan mengarah ke produk. Untuk proses bimolekular , reaksi dapat ditulis sebagai A + B → [ A ··· B] → P molekul reaktan molekul transisi produk rekasi Laju pembentukan produk dalam teori ini diberikan oleh laju = v [ A ··· B]‡ di mana v adalah frekuensi yang kompleks diaktifkan pergi ke produk. Karena keseimbangan ada antara reaktan dan molekul transisi. [ 𝐴 ··· 𝐵] ‡ [ 𝐴 ][𝐵] = K ‡ laju = vK‡ [ A][B] 7. Jelaskan pengaruh suhu, kekuatan ionik, pelarut, pH, dan konstanta dielektrik pada tingkat reaksi. 1. Temperatur Setiap partikel selalu bergerak. dengan menaikkan temperatur, energi gerak atau energi kinetik partikel bertambah, sehingga tumbukan lebih sering terjadi. dengan frekuensi tumbukan yang semakin besar, maka kemungkinan terjadiya tumbukan efektif yang mampu enghasilkan reaksi juga semakin besar. Suhu atau temperatur juga mempengaruhi energi potensial suatu zat. Zat-zat yang energi potensialnya kecil, jika bertumbukan akan sukar menghasilkan tumbukan efektif. Hal ini karena zat-zat tersebut tidak mampu melampui energi aktivasi. Dengan
  • 11. menaikkan suhu, maka hal ini akan memperbesar energi potensial sehingga ketika bertumbukan akan menghasilkan enrgi.(Utami, 2009) Archenius, seorang ahli kimia Swedia mengemukakan persamaan empiriknya pada tahun 1889 sebagai berikut: log k = log A - 𝐸 2.303 𝑙 RT dengan: k = tetapan laju A = faktor Archienius, faktor pra eksponensial = energi pengaktifan R = tetapan gas T = temperatur absolut e = 2,71828 Grafik log k terhadap 1/T menghasilkan garis lurus dengan slope =- dan intersep. (Supardi, 2008) 2. kekuatan ionik Bronsted, Bjerrum dan other memperlihatkan bahwa laju reaksi ionik bergantung pada kekuatan ionik dari larutan, karena kekuatan ionik dari larutan dapat dirubah dengan penambahan garam ionic, ini dikenal sebagai efek garam primer. Dasar teori untuk pengaruh kekuatan ionic pada konstanta laju reaksi diturunkan sebagai berikut :
  • 12. A + B X+ produk Konstanta ketimbangan untuk reaksi ini didefinisikan dalam istilah aktivitas relatif. Aktivitas relatif a dari suatu larutan diberikan oleh : ca  dimana c adalah konsentrasi dan  adalah koefisien aktivitas Konstanta kesetimbangan K diberikan oleh :      BA X BA X BA X aa a K      (8.7) Oleh karena :        X BA BAKX   (8.8) Telah diasumsikan bahwa laju reaksi diatas hanya bergantung pada konsentrasi komplek teraktivasi sehingga laju reaksi v ditentukan oleh        Xk dt Bd dt Ad v ' (8.9) Substitusi persamaan 8.8 kedalam persamaan 8.9 sehingga memberikan      X BA BAKkv   ' (8.1 tapi untuk reaksi ini laju v dan konstanta laju rk dihubungkan dengan   BAkv r (8.11) Kombinasi persamaan 8.10 dan 8.11 menghasilkan   X BA r Kkk   ' (8.12) 0k adalah konstanta laju pada larutan encer tak berhingga (kekuatan ionik nol) bila koefisien aktivitas sama dengan nol. Oleh karena itu dalam kondisi ini Kkk '0  sehingga   X BA r kk   0 (8.13)
  • 13. Dalam bentuk logaritma           X BA r kk   1001010 logloglog (8.14) Dari hukum pembatas Debye-Hiickel, koefisien aktivitas dari ion i dengan muatan zi dihubungkan dengan kekuatan ionik I oleh IAzii 2 10log  dimana A adalah konstanta Debye-Hiickel dan kekuatan ionik 2 2 1 ii zcI  . Oleh karena itu   222 10log BABA X BA ZZZZIA    Karena muatan pada komplek adalah jumlah dari dua muatan pada ion-ion yang bereaksi yaitu IzAz BA X BA 2log10    (8.15) Substitusi persamaan 8.15 ke persamaan 8.14 menghasilkan IzAzkk BAr 2loglog 01010  (8.16) Ini dikenal sebagai hubungan Bronsted-Bjerrum dan meramalkan bahwa plot rk10log terhadap I adalah linear dengan slope sama dengan 2AzAzB dan intersep sama dengan 010log k . Untuk larutan encer pada  25 c, konstanta Debye- Hiickel 51,0A dm3/2mol-1/2. Persamaan 8.16 dapat disusun kembali menjadi IzAz k k BA o r 2log10       (8.17)
  • 14. Oh karena itu plot  010log kkr terhadap I adalah linear. Gambar 8.5 memperlihatkan plot ini untuk reaksi ionik dalam tabel 8.1. Terlihat bahwa untuk reaksi antara ion muatan sama slope adalah positif. Reaksi demikian memperlihatkan bahwa efek garam positif;yaitu laju reaksi meningkat dengan naiknya kekuatan ionik. Untuk reaksi antara ion muatan berlawanan slope adalah negatif. Ini sesuai dengan efek garam negatif dan laju reaksi menurun dengan meningkatnya kekuatan ionik. Reaksi antara ion dan mulekul netral seperti asam atau hidroliis alkalin dari estes tidak memberikan efek garam primer. 3. pelarut pengaruh pelarut adalah pada kemampuan mensolvasi ion-ion, karbokation, nukleofil atau basa, dan gugus-gugus pergi. dilihat dari ketetapan dielektrik pelarut polar -> SN1 pelarut kurang polar -> SN2 dan E2 semakin tinggi tetapan dielektrik semakin tinggi kepolaran, semakin SN1 disukai. 4. pH Enzim bekerja pada kisaran pH tertentu. Jika dilakukan pengukuran aktivitas enzim pada beberapa macam pH yang berlainan, sebagian besar enzim di dalam tubuh akan menunjukkan aktivitas maksimum antara pH 5,0 sampai 9,0. Kecepatan reaksi enzimatik mencapai puncaknya pada pH optimum. Ada enzim yang mempunyai pH optimum yang sangat rendah, seperti pepsin, yang mempunyai pH optimum 2. pada pH yang jauh di luar pH optimum, enzim akan terdenaturasi. Selain itu pada keaadan ini baik enzim maupun substrat dapat mengalami perubahan muatan listrik yang mengakibatkan enzim tidak dapat berikatan dengan substrat( Hafiz Soewoto,2000) . Sebagian besar enzim bekerja aktif dalam trayek pH yang sempit umumnya 5 - 9. Ini adalah hasil merupakan hasilpengaruh dari pH atas kombinasi factor ( 1 ) ikatan dari substrat ke enzim ( 2 ) aktivitas katalik dari enzim ( 3 ) ionisasi substrat dan ( 4 ) variasi struktur protein ( biasanya signifikan hanya pada pH yang cukup tinggi ) ( M.T. Simanjuntak, 2003). Ada 2 alasan untuk menyelidiki pengaruh tingkat keasaman atau pH terhadap aktivitas emzim, yaitu :
  • 15. 1. sebagai produk makhluk hidup secara teori selalu ada kemungkinan dari pengaruh ph ini terhadap aktivitas biologis dari enzim ini. 2. sebagai suatu protein enzim tidak berbeda dengan protein lainnya. Kurva hubungan antara pH dengan laju reaksi suatu enzim biasanya menghasilkan gambaran seperti lonceng. Kadang-kadang, seperti pada enzim amylase liur, hubungan tersebut tidak menunjukkan suatu titik puncak, melainkan suatu garis merata (plateau setelah kurva yang naik, untuk kemudian turun lagi sesudah plateau ) Fenomena seperti ini dapat ditafsirkan sebab adanya molekul amylase dalam bentuk beberapa molekul protein yang berbeda (isozim). Tiap molekul isozem niscaya bekerja pada pH yang sedikit berbeda. Perlu diingat bahwa dalam mencari hubungan antara derajat keasaman dengan laju reaksi maksimum ini, rentangan pH yang diselidiki biasanya berkisar dalam rentangan yang tidak lebar dan bukan dalam rentangan antara pH 1 sampai 14. Karena tidak ada sistem dapar masing-masing di sekitar nilai kapasitas yang maksimum dari tiap dapar (rentangan pH di sekitar nilai pKa komponen asam tiap dapar), bukan tidak mengkin ada interaksi yang merugikan antara enzim dan ion penyusun dapar dan bukan karena pH yang disebabkan dapar itu sendiri. Dalam gambar dapat dilihat adanya nilai pH tertentu, yang memungkinkan enzim bekerja maksimum. pH tersebut dinamakan pH maksimum. Dalam lingkungan keasaman seperti itu, protein enzim mengambil struktur 3 dimensi yang sangat tepat, sehingga ia dapat mengikat dan mengolah substrat dengan kecepatan yang setinggi- tingginya. Di luar nilai pH optimum tersebut, struktur 3 dimensi enzim mulai berubah, sehingga substrat tidak dapat lagi duduk dengan tepat di bagian molekul enzim yang mengolah substrat. Akibatnaya, proses katalisis berjalan tidak optimum. Oleh karena itu, struktur 3 dimensi berubah akibat pH yang tidak optimum ( Mohamad Sadikin, 2002). 5. konstanta dielektrik Konstanta dielektrik berhubungan dengan suatu zat. Zat yang memiliki konstanta dielektrik dengan nilai yang tinggi merupakan zat yang bersifat polar. Sebaliknya, zat yang konstanta dielektriknya rendah merupakan senyawa nonpolar. Efek konstanta dilektrik terhadap kontanta laju reaksi ionik yang diekstrapolasikan sampai penngenceran tidak terbatas, yang pengaruh kekuatan ionnya adalah nol, sering menjadi informasi yang diperlukan dalam pengembangan obat baru. Untuk reaksi antar
  • 16. ion dengan muatan berlawanan, efek konstanta dielektrik daari pelarut mengakibatkan penurunan konstanta laju reaksi. Ssedangkan ion-ion dengan muatan yang sama terjadi sebaliknya, kenaikan konstanta dilektrik mengakibatkan kenaikan laju reaksi. Menurut Dadang (2012) Konstanta dielektrik menggambarkan tingkat kepolaran media. Konstanta dilektrik dapat diketahui dengan mengukur kemampuan media untuk mengahantarkan listrik. Konstanta dielektrik air paling besar karena air sangat baik menghantarkan listrik. [2] contohnya adalah asetosal yang pelarut dibuat dalam komposisi yang berbeda-beda seperti pada tabel berikut. Air Alkohol 95% Propilen glikol 60 0 40 60 20 20 60 40 0 Cairan propilien glikol memiliki sifat yang lebih kental cairannya dibandingkan air dan alkohol. Pada saat pencampuran ketiga cairan, propilen glikol tidak bisa cepat larut, diperlukan pengocokkan untuk menghomogenkan cairan tersebut. Pada suatu campuran pelarut, tetapan dielektrik campuran merupakan hasil penjumlahan tetapan dielektrik masing-masing bahan pelarut sesudah dikalikan dengan % volume setiap kompenen pelarut. Sehingga, dari komposisi pelarut yang digunakan dalam pelarut campur, konstanta dielektrik dari pelarut campur dapat ditentukan. Konstanta dielektrik dari suatu sistem pelarut campur adalah merupakan jumlah hasil perkalian fraksi pelarut dengan konstanta dielektrik masing-masing pelarut dari sistem pelarut campur tersebut. 8. Hitung peningkatan laju konstan sebagai fungsi Suhu (Q10). Dalam sebuah teks referensi yang sangat baik untuk apoteker, Connors dkk. dijelaskan perhitungan sederhana yang memfasilitasi praktis pemahaman efek suhu. Dengan menggunakan metode ini, satu dapat memperkirakan efek dari 10 kenaikan suhu pada stabilitas obat-obatan. Sama seperti yang dilakukan pada Contoh
  • 17. 14-7, ini disebut Q 10 ◦ Metode bergantung pada rasio reaksi konstanta tingkat di dua temperatur yang berbeda. Kuantitas Q awalnya didefinisikan oleh Simonelli dan Dresback 15 sebagai Q10 = 𝐾(𝑇 + 10) 𝐾𝑇 Q 10 adalah faktor dimana tingkat konstan meningkat untuk 10 ◦ C kenaikan suhu. Q Faktor dapat dihitung dari persamaan berikut: Q10 = exp[− 𝐸𝑎) R ( 1) T + 10 − 1 T )] Jika energi aktivasi diketahui, maka nilai Q dapat diperoleh dari persamaan (14-83). Q metode pendekatan berguna untuk membuat perkiraan cepat. Sebagaimana dicatat oleh Connors et al., 1 energi aktivasi untuk dekomposisi obat biasanya jatuh di kisaran 12 sampai 24 kkal / mol, dengan nilai-nilai khas 19-20 kkal / mol. Untuk membuat perkiraan ketika E tidak diketahui, adalah wajar untuk menggunakan nilai-nilai khas untuk menghitung Q nilai-nilai. Misalnya, menggunakan Persamaan (14-83), wehaveQ 10 10 = 2, 3, dan 4 ketika E = 12.2, 19.4, dan masing-masing, saat suhu naik dari 20 Sebuah C ke 30 C. perhitungan sederhana ini menunjukkan bahwa degradasi tingkat agen farmasi yang paling akan meningkat dua sampai empat kali, dengan rata-rata tiga kali, untuk 10 ◦ C kenaikan suhu berkisar (dari 20 ◦ C ke 30 C) yang khas konsumen akan mengalami. Lebih maju siswa dapat tertarik generalisasi Q 10 ◦ Pendekatan untuk memperkirakan efek meningkatkan atau menurunkan suhu dengan variabel jumlah. Jelaskan faktor-faktor yang memengaruhi kinetika kimia.
  • 18. Sementara itu faktor-faktor yang mempengaruhi laju reaksi antara lain 1. Konsentrasi Semakin besar konsentrasi, semakin besar laju reaksi. Konsntrasi semakin besar maka jumlah partikel yang bertumbukan semakin banyak. 2. Suhu Semua Laju reaksi berlangsung lebih cepat pada suhu yang lebih tinggi. Semakin besar suhu, maka laju reaksi semakin besar (laju reaksi semakin cepat). Kenaikan 100C, laju reaksi menjadi 2 kali lebih cepat. Rumus : v1 = 2q.vo q = kelipatan 100C -> q = (T1-T0)/10 Secara Umum : v1 = n. vo Atau 1/t1=n . 1/t0 Keterangan : v0 = laju reaksi pada suhu T0 v1 = laju reaksi pada suhu T1 t0 = waktu pada suhu T0
  • 19. t1 = waktu pada suhu T1 n = koefisien suatu reaksi (laju reaksi berlangsung n kali lebih cepat setiap kenaikan a0C) T0 = suhu mula-mula T1 = suhu akhir 9. Mengidentifikasi dan menjelaskan metode untuk stabilisasi agen farmasi. Federal Food, Drug, dan Kosmetik Act mengharuskan produsen membangun kontrol untuk pembuatan, pengolahan, pengepakan, dan memegang produk obat untuk memastikan mereka keselamatan, identitas, kekuatan, kualitas, dan kemurnian [§501 (a) (2) (B)]. Persyaratan untuk kontrol ini, juga dikenal sebagai yang baik saat ini praktek manufaktur, ditetapkan dan dipantau oleh Food and Drug Administration (FDA). studi stabilitas harus mencakup pengujian atribut-atribut dari zat obat atau produk obat yang rentan terhadap perubahan selama penyimpanan dan cenderung dalam kualitas pengaruh, keselamatan, dan / atau efficacy. Itu pengujian harus mencakup, sesuai, fisik, kimia, biologis, dan mikrobiologis atribut, konten pengawet (misalnya, antioksidan, antimikroba pengawet), dan fungsi tes ality (misalnya, untuk sistem pengiriman dosis). Sebagai bagian dari peraturan praktek manufaktur saat ini baik, FDA mensyaratkan bahwa produk obat menanggung tanggal kedaluwarsa ditentukan dengan pengujian stabilitas yang tepat . Stabilitas produk obat perlu dievaluasi dari waktu ke waktu di sama kontainer- penutupan sistem di mana produk obat dipasarkan. Dalam beberapa kasus, Studi stabilitas dipercepat dapat digunakan untuk mendukung tentatif tanggal kadaluwarsa dalam hal studi penuh rak-hidup adalah tidak tersedia. Ketika produsen perubahan kemasan dari produk obat (misalnya, dari botol unit dosis), stabilitas pengujian harus dilakukan pada produk dalam kemasan baru, dan berakhirnya kencan harus mencerminkan hasil baru pengujian stabilitas. Studi stabilitas dipercepat dirancang untuk meningkatkan laju degradasi kimia atau perubahan fisik dari zat obat atau produk obat dengan menggunakan dibesar-besarkan kondisi penyimpanan sebagai bagian dari studi stabilitas formal. Data dari studi ini, selain studi stabilitas jangka panjang, dapat digunakan untuk menilai efek kimia jangka panjang di nonaccelerated kondisi dan untuk mengevaluasi efek jangka pendek wisata di luar kondisi penyimpanan label seperti kekuatan terjadi selama pengiriman. Hasil dari studi pengujian dipercepat tidak selalu prediksi perubahan fisik. Stress testing bahan obat atau produk obat dapat membantu mengidentifikasi degradasi produk mungkin, yang pada gilirannya dapat membantu membangun jalur degradasi dan stabilitas intrinsik molekul dan memvalidasi kekuatan stabilitas menunjukkan dari prosedur analisis yang digunakan. Sifat dari stress testing akan tergantung pada zat obat individu dan jenis produk obat yang terlibat.
  • 20. Metode pengujian dipercepat produk farmasi berdasarkan prinsip-prinsip kinetika kimia ditunjukkan oleh Garrett dan Carper. Menurut teknik ini, nilai k untuk dekomposisi obat dalam larutan di berbagai suhu yang tinggi diperoleh dengan memplot beberapa fungsi konsentrasi terhadap waktu. Uji stabilitas dimaksudkan untuk menjamin kualitas produk yang telah diluluskan dan beredar di pasaran. Dengan uji stabilitas dapat diketahui pengaruh faktor lingkungan seperti suhu dan kelembapan terhadap parameter–parameter stabilitas produk seperti kadar zat aktif, pH, berat jenis dan netto volume sehingga dapat ditetapkan tanggal kedaluwarsa yang sebenarnya. Berdasarkan durasinya, uji stabilitas dibagi menjadi dua, yakni: 1. Uji stabilitas jangka pendek (dipercepat) Uji stabilitas jangka pendek dilakukan selama 6 bulan dengan kondisi ekstrim (suhu 40±20C dan Rh 75% ± 5%). Interval pengujian dilakukan pada bulan ke – 3 dan ke-6. 2. Uji stabilitas jangka panjang (real time study) Uji stabilitas jangka panjang dilakukan sampai dengan waktu kadaluwarsa produk seperti yang tertera pada kemasan. Pengujiannya dilakukan setiap 3 bulan sekali pada tahun pertama dan setiap 6 bulan sekali pada tahun kedua. Pada tahun ketiga dan seterusnya, pengujian dilakukan setahun sekali. Misalkan untuk produk yang memiliki ED hingga 3 tahun pengujian dialkukan pada bulan ke-3, 6, 9, 12, 18, 24 dan 36. Sedangkan produk yang memiliki ED selama 20 bulan akan diuji pada bulan ke-3, 6, 9, 12, 18 dan 20.Untuk uji stabilitas jangka panjang, sampel disimpan pada kondisi:  Ruangan dengan suhu 30+-20C dan Rh 75+-5% untuk menyimpan produk-produk dengan klaim penyimpanan pada suhu kamar.  Ruangan dengan suhu 25+-20C dan Rh 75+-5% untuk menyimpan produk-produk dengan klaim penyimpanan pada suhu sejuk. Ruangan untuk uji stabilitas dibagi menjadi empat bagian, yaitu: a) Ruangan dengan suhu 40±20C dan Rh 75% ±5% b) Ruangan dengan suhu 30±20C dan Rh 75 %±5% c) Ruangan dengan suhu 25±20C dan Rh 40% ±5 % d) Ruangan dengan suhu 40±20C dan Rh ≤ 35% Climatic chamber Climatic chamber, suhu dan kelembapan yang dapat diatur sesuai dengan yang diinginkan. Climatic chamber ini biasa di-setting pada suhu 25±20C dan Rh 75±5%. Uji stabilitas dilakukan terhadap produk baru atau setiap kali terjadi perubahan proses produksi (alat baru atau metode pengolahan), perubahan formula, perubahan bahan awal dan bahan pengemas. Sedangkan pada produk yang sudah tervalidasi namun tidak mengalami
  • 21. perubahan selama proses produksi maka dilakukan post marketing stability test. Uji ini dilakukan dengan mengambil sampel dari salah satu batch pertahun dari suatu produk, kemudian dilakukan pengujian tiap 12 bulan sekali hingga masa kadaluwarsanya. Pemantauan terhadap finished goods retained sample juga dilakukan. Untuk retained sample dengan klaim penyimpanan pada suhu kamar, disimpan pada ruangan bersuhu 30 oC dengan kelembapan yang tidak ditentukan. Retained sample diambil untuk setiap batch dengan diambil secukupnya untuk dapat dilakukan dua kali analisis. Retained sample yang diambil meliputi produk jadi, raw material dan bahan kemas. Finished goods retained sample dengan klaim penyimpanan pada kondisi sejuk, disimpan di ruangan ber- AC. Finished goods retained sample disimpan sampai satu tahun setelah kadaluwarsanya. Memahami pengujian stabilitas obat Dekomposisi padatan murni, sebagai kontras dengan lebih campuran kompleks bahan dalam bentuk sediaan, telah belajar, dan sejumlah teori telah diajukan untuk menjelaskan bentuk kurva yang diperoleh ketika dekomposisi senyawa diplot terhadap waktu. menggambarkan dekomposisi asam benzoat padat derivatif, seperti asam aminobenzoic, yang rusak menjadi cair, anilin, dan gas, karbon dioksida. Plot konsentrasi obat membusuk terhadap waktu menghasilkan sebuah sigmoidal kurva. Setelah cairan mulai terbentuk, yang dekomposisi menjadi pertama-order reaksi dalam larutan. Sistem farmasi single-komponen tersebut dapat menurunkan baik oleh zero-order atau pertama-order reaksi. Hal ini sering sulit untuk menentukan pola yang sedang diikuti ketika reaksi tidak dapat dilakukan melalui sejumlah mencukupi setengah-hidup untuk membedakan antara nol dan ketertiban pertama. Dosis Padat Formulir Dekomposisi obat dalam bentuk sediaan padat lebih kompleks daripada pembusukan terjadi di negara murni individu senyawa. Reaksi mungkin nol atau fi urutan pertama, tetapi dalam beberapa kasus, seperti dengan senyawa murni, itu adalah sulit untuk membedakan antara keduanya. Mengamati askorbat yang asam membusuk di tablet oleh pseudo fi reaksi pertama-order.
  • 22. Di tablet dan bentuk sediaan padat lainnya, kemungkinan ada interaksi padat-padat. Carstensen dkk. Dirancang program untuk menguji kemungkinan tidak kompatibel obat dengan eksipien hadir dalam campuran padat. Obat ini dicampur dengan berbagai bahan pembantu di hadapan dan tidak adanya dari 5% kelembaban, disegel dalam botol, dan disimpan selama 2 minggu Visual observasi dilakukan dan sampel yang diuji untuk interaksi kimia dengan kromatografi lapis tipis. Itu Metode kualitatif tetapi, di preformulation industri, menyediakan teknik skrining yang berguna untuk mengungkap kemungkinan tidak kompatibel antara bahan aktif farmasi dan aditif sebelum memutuskan pada bentuk sediaan yang cocok. solid-state karakteristik reaksi pameran sangat berbeda dari reaksi dalam keadaan cair atau gas karena molekul dari padat di negara kristal. Kuantitatif dan teoritis pendekatan untuk mempelajari kinetika solid-state berada pada mereka perbatasan, yang, ketika dibuka, akan mungkin mengungkapkan baru dan daerah berbuah kimia dan ilmu obat. Para penulis mengklasifikasikan reaksi solid-state sebagai Selain itu ketika dua padatan, A dan B, berinteraksi untuk membentuk padat baru, AB. Sebagai contoh, asam pikrat bereaksi dengan naftol untuk membentuk apa yang disebut sebagai pikrat. Jenis kedua reaksi solid-state adalah proses pertukaran, di mana padat A bereaksi dengan SM solid untuk membentuk padat AB dan melepaskan padat C. reaksi padat-gas merupakan kelas lain, yang oksidasi askorbat padat asam dan fumagillin padat adalah contoh terkenal. Jenis lain proses solid-state termasuk transisi polimorfik, sublimasi, dehidrasi, dan dekomposisi termal. Ulasan eksperimental Metode yang digunakan dalam kinetika solid-state, termasuk re spektroskopi ectance fl, difraksi sinar-x, analisis termal, mikroskop, dilatometry, dan analisis gas tekanan-volume.
  • 23. Reviewcloses mereka dengan bagian atas penanganan solid-state. Data reaksi, efek suhu, penerapan Arrhenius ekspresi plot, kesetimbangan yang terlibat dalam degradasi solid-state, dan penggunaan persamaan van't Hoff untuk, mengatakan, obat kuat hidrat dalam kesetimbangan dengan bentuk dehidrasi nya. BAB 15 1. Bedakan antara berbagai jenis interface dan menggambarkan contoh yang relevan dalam ilmu farmasi. 2. Memahami tegangan permukaan syarat dan tegangan antar muka dan aplikasi mereka dalam ilmu farmasi. Tegangan permukaan adalah gaya atau tarikan kebawah yang menyebabkan permukaan cairan berkontraksi dan benda dalam keadaan tegang. Hal ini disebabkan oleh gaya-gaya tarik yang tidak seimbang pada antar muka cairan. Gaya ini biasa segera diketahui pada kenaikan cairan biasa dalam pipa kapilerdan bentuk suatu tetesan kecil cairan. tegangan permukaan merupakan fenomena menarik yang terjadi pada zat cair (fluida) yang berada dalam keadaan diam (statis). Besarnya tegangan permukaan diperngaruhi oleh beberapa faktor, seperti jenis cairan, suhu, dan, tekanan, massa jenis, konsentrasi zat terlarut, dan kerapatan. Jika cairan memiliki molekul besar seperti air, maka tegangan permukaannya juga besar. salah satu factor yang mempengaruhi besarnya tegangan permukaan adalah massa jenis/ densitas (D), semakin besar densitas berarti semakin rapat muatan – muatan atau partikel-partiekl dari cairan tersebut. Kerapatan partikel ini menyebabkan makin besarnya gaya yang diperlukan untuk memecahkan permukaan cairan tersebut. Hal ini karena partikel yang rapat mempunyai gaya tarik menarik antar partikel yang kuat. Sebaliknya cairan yang mempunyai densitas kecil akan mempunyai tegangan permukaan yang kecil pula. Konsentrasi zat terlarut (solut) suatu larutan biner mempunyai pengaruh terhadap sifat-sifat larutan termasuk tegangan muka dan adsorbsi pada permukaan larutan. Telah diamati bahwa solut yang ditambahkan kedalam larutan akan menurunkan tegangan muka, karena mempunyai konsentrasi dipermukaan yang lebih besar daripada di dalam larutan. Sebaliknya solut yang penambahannya kedalam larutan menaikkan tegangan muka mempunyai konsentrasi dipermukaan yang lebih kecil daripada di dalam larutan. Ada beberapa metoda penentuan tegangan muka yaitu digunakan metoda pipa kapiler, yaitu mengukur tegangan permukaan zat cair dan sudut kelengkungannya dengan memakai pipa berdiameter. Salah satu ujung pipa dicelupkan kedalam permukaan zat cair maka zat cair tersebut permukaannya akan naik sampai ketinggian tertentu.
  • 24. Tegangan muka adalah besar gaya yang terdapat pada muka zat cair tiap satuan panjang. Tegangan muka juga dapat diartikan sebagai gaya yang diakibatkan oleh suatu benda yang bekerja pada muka zat cair sepanjang muka menyentuh benda itu. Ukuran gaya elastis pada permukaan cairan adalah tegangan pemrukaan. Tegangan permukaan atau surface tension suatu cairan adalah besar gaya yang bekerja tegak lurus pada satu satuan panjang permukaan dimana tegangan permukaan ini dapat dinyatakan dalam satuan dyne per cm dalam system CGS. Apabila F = gaya (N) dan L = panjang (m), maka tegangan muka, S dapat ditulis sebagai S = atau dapat dinyatakan dengan satuan dyne per cm dalam cgs. Contohnya karena karena ikatan hydrogen, air memiliki tegangan permukaan yang lebih besar dibanding cairan lainnya. Tegangan muka terdapat pada batas cairan dengan uap jenuh di udara dan juga antara muka cairan dengan cairan lain yang tidak bercampur. Tegangan muka zat cair di akibatkan karena gaya yang bekerja pada zat cair tersebut. dalam keadaan diam, muka zat cair akan membuat gaya tarik ke segala arah kecuali ke ata. Hal itu yang menyebabkan adanya tegangan muka. Tegangan muka dipengaruhi oleh adanya gaya kohesi antara molekul air. Setiap molekul cairan dikelilingi oleh molekul-molekul lain di setiap sisinya tetapi di muka cairan. Hanya ada moleul-molekul cairan di samping dan di bawah, di bagian atas tidak ada molekul cairan lainnya. Karena molekul cairan saling 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 dimuka ditarik oleh molekul cairan yang berada di samping dan di 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 muka cenderung memperkecil luas mukanya. Selain pada zat cair, tegangan juga dimiliki oleh zat padat. Tegangan pada zat padat jauh lebih besar dari pada tegangan pada zat cair. Sesuai dengan teori partikel menjelaskan bahwa antar partikel baik zat cair, padat dan gas memiliki gaya tarik-menarik. Pada zat padat jarak antar partikel sangat dekat dan gaya tarik-menariknya sangat kuat, sehingga partikel-partikelnya hanya dapat bergerak ditempatnya. Hal ini akan mengakibatkan bentuk dan volume zat padat selalu tetap.
  • 25. Pada zat cair jarak antar partikelnya renggang dan gaarik-menariknya tidak begitu kuat, sehingga partikel-partikelnya dapat bergerak bebas tetapi gerakannya tidak dapat menginggalkan kelompoknya. Itulah sebabnya bentuk zat cair selalu berubah-ubah sesuai dengan tempatnya. Pada gas, jarak antar partikelnya berjauhan dan gaya tarik-menarik antar partikelnya sangat lemah. Akibatnya gerakan partikel-partikelnya sangat bebas dan tidak teratur. Itulah sebabnya bentuk dan volume gas selalu berubah sesuai dengan bentuk wadahnya. Terdapat beberapa metode penentuan tegangan muka yang banyak digunakan dan semuanya berdasar fenomena yang berkaitan dengan tegangan muka, antara lain : tekanan maksimum gelembung, kenaikan pipa kapiler, tetes, cincin. Pada metode Tekanan Maksimum Gelembung dasarnya adalah bahwa tegangan muka sama dengan tegangan maksimum dikurangi gaya yang menentukan gas keluar. Sedangkan pada metode kenaikan pipa kapiler. Ketika pipa kapiler ujungnya dicelupkan dalam zat cair yang membasahi dinding, maka zat cair akan naik setinggi h. Saat setimbang, gaya ke atas akan sama dengan gaya ke bawah, sedang untuk gaya ke samping akan saling meniadakan. Gaya ke bawah adalah dimana h (tinggi permukaan), g (percepatan gravitasi), d (berat jenis) dan r (jejari kapiler). Sedangkan gaya ke atas adalah dengan adalah tegangan muka dan adalah sudut kontak. Pada kesimpulannya, gaya ke atas sama dengan gaya ke bawah. , sehingga diambil pendekatan (karena umumnya adalah sangat kecil mendekati nol), didapatkan Pada metode tetes, jika cairan tepat akan menetes maka gaya tegangan permkaan sama dengan gaya yang disebabkan oleh gaya berat itu sendiri. Harus diusahakan agar jatuhnya tetesan hanya disebabkan oleh berat tetesannya sendiri dan bukan oleh sebab yang lain. Pada metode tetes, gaya berat cairan = mg, gaya tegangan muka , maka . Pada percobaan ini,cairan juga akan ditentukan dengan membandingkan cairan yang telah diketahui. Diambil volume tertentu yang sama dan dihitung jumlah tetesan yang terjadi. Misalnya volume (V), berat jenis (d), massa satu tetes zat cair (m), dan jumlah tetesadalam volume (n) maka,
  • 26. Sehingga persamaannya menjadi Sementara itu pada metode cincin, tegangan permukaan dapat ditentukan dengan cepat dengan hanya menggunakan sedikit cairan. Alatnya dikenal dengan nama tensiometer duitog, yang berupa cincin kawat Pt yang dipasang pada salah satu lengan timbangan. Cincin ini dimasukkan ke dalam cairan yang akan diselidiki tegangan mukanya dengan menggunakan kawat. Lengan lain dari timbangan diberi gaya sehingga cincin terangkat ke permukaan cairan.Dalam percobaan kali ini hanya akan menggunakan metode tetes. Adapun faktor yang mempengaruhi tegangan muka antara lain adalah densitas, konsentrasi, suhu, dan viskositas. Manfaat tegangan permukaan dalam bidang farmasi: 1. Dalam mempengaruhi penyerapan obat pada bahan pembantu padat pada sediaan obat 2. penetrasi molekul melalui membrane biologis 3. pembentukan dan kestabilan emulsi dan dispersi partikel tidak larut dalam media cair untuk membentuk sediaan suspensi 3. Menghargai metode yang berbeda dari permukaan dan antarmuka pengukuran ketegangan. Macam-macam metode tegangan permukaan Ada beberapa metode dalam melakukan tegangan permukaan : – a. 1. Metode kenaikan kapiler Tegangan permukaan diukur dengan melihat ketinggian air/ cairan yang naik melalui suatu kapiler. Metode kenaikan kapiler hanya dapat digunakan untuk mengukur tegangan permukaan tidak bisa untuk mengukur tegangan permukaan tidak bias untuk mengukur tegangan antar muka. – 2. Metode tersiometer Du-Nouy Metode cincin Du-Nouy bisa digunakan utnuk mengukur tegangan permukaan ataupun tegangan antar muka. Prinsip dari alat ini adalah gaya yang diperlukan untuk melepaskan suatu cincin platina iridium yang diperlukan sebanding dengan tegangan permukaan atau tegangan antar muka dari cairan tersebut. (Atfins. 1994) Tegangan antar muka adalah gaya persatuan panjang yang terdapat pada antarmuka dua fase cair yang tidak bercampus. Tegangan antar muka selalu lebih kecil dari pada tengangan permukaan karena gaya adhesi antara dua cairan tidak bercampus lebih besar dari pada adhesi antara cairan dan udara
  • 27. 4. Hitung permukaan dan antarmuka ketegangan, permukaan bebas energi, perubahan kerja kohesi dan adhesi, dan menyebarkan koefisien untuk berbagai jenis interface. Tegangan permukaan (gama) merupakan didefinisikan sebagai perbandingan antara gaya tegangan dengan panjang permukan tempat gaya tersebut bekerja. Rumus fisikanya γ = F/d dengan γ = tegangan permukaan (N/m atay Dyne/cm) d = panjag permukaan (m atau cm) dimana dilai d adalah = 2l Contoh Soal Sebtang kawat dibengkokkan seperti huru U. Kemudian kawat kecil PQ yang bermassa 0,2 gram dipasang dalam kawat tersebut(perhatikan gambar). Kemudian kawat tersebut dicelupkan ke dalam cairan sabun dan diangkat vertikal sehingga ada lapisan tipis sabun di antara kawat tersebut. Ketika ditarik ke atas kawa kecil mengalami gaya tarik ke atas oleh lapisan sabung. Agar terjadi keseimbangan, maka pada kawat kecil PQ digantungkan benda dengan massa 0,1 gram. Jika panjang kawat PQ = 10 cm dan nilai gravitasi 9,8 m/s2, berapa tegangan sabun tersebut? Pembahasan: Diketahui : Massa kawat = 0,2 gram = 2 x 10-4 kg; Panjang kawat (l) = 10 cm = 10-1 m; Massa benda = 0,1 gram = 1 x 10-4 kg; g = 9,8 m/s2 Ditanyakan : tegangan permukaan lapisan sabun (g) Rumus γ = F/d ( d = 2l) F = berat kawat ditambah berat benda = 3 x 10-4 kg x 9,8 = 2,94 x 10-3 N γ = 2,94 x 10-3/ 2x 10-1 = 1,47 x 10-2 N/m. Jadi besarnya tegangan permukaan adalah 1,47 x 10-2 N/m.
  • 28. 5. Memahami mekanisme adsorpsi pada cair dan interface yang solid Adsorpsi merupakan peristiwa penyerapan suatu zat pada permukaan zat lain. Zat yang diserap disebut fase terserap (adsorbat), sedangkan zat yang menyerap disebut adsorben. Kecuali zat padat, adsorben dapat pula zat cair. Karena itu adsorpsi dapat terjadi antara : zat padat dan zat cair, zat padat dan gas, zat cair dan zat cair atau gas dan zat cair. Adsorpsi secara umum adalah proses penggumpalan substansi terlarut yang ada dalam larutan oleh permukaan benda atau zat penyerap. Adsorpsi adalah masuknya bahan yang mengumpul dalamsuatuzatpadat.Keduanya sering muncul bersamaan dengan suatu proses maka ada yang menyebutnyasorpsi.Baikadsorpsi maupunabsorpsi sebagai sorpsi terjadi pada tanah liat maupun padatan lainnya, namun unit operasinya dikenal sebagai adsorpsi. Menurut Sukardjo bahwa molekul-molekul pada permukaan zat padat atau zat cair, mempunyai gayatarikke arah dalam, karena tidak ada gaya-gaya yang mengimbangi. Adanya gaya- gaya ini menyebabkan zat padat dan zat cair, mempunyai gaya adsorpsi. Adsorpsi berbeda dengan absorpsi. Pada absorpsi zat yang diserap masuk ke dalam adsorben sedang pada adsorpsi, zat yang diserap hanya pada permukaan. Jenis adsorpsi Adsorpsi ada dua jenis, yaitu adsorpsi fisika dan adsorpsi kimia. Physisorption (adsorpsi fisika) Terjadi karena gaya Van der Walls dimana ketika gaya tarik molekul antara larutan dan permukaan media lebih besar daripada gaya tarik substansi terlarut dan larutan, maka substansi terlarut akan diadsorpsi oleh permukaan media. Physisorption ini memiliki gaya tarik Van der Walls yang kekuatannya relatif kecil. Molekul terikat sangat lemah dan energi yang dilepaskan pada adsorpsi fisika relatif rendah sekitar 20 kJ/mol. Contoh : adsorpsi oleh arang aktif. Aktivasi arang aktif pada temperatur yang tinggi akan menghasilkan struktur berpori dan luas permukaan adsorpsi yang besar. Semakin besar luas permukaan, maka semakin banyak substansi terlarut yang melekat pada permukaan media adsorpsi. Chemisorption (adsorpsi kimia) Chemisorption terjadi ketika terbentuknya ikatan kimia antara substansi terlarut dalam larutan dengan molekul dalam media. Chemisorpsi terjadi diawali dengan adsorpsi fisik, yaitu partikel-partikel adsorbat mendekat ke permukaan adsorben melalui gaya Van der Walls atau melalui ikatan hidrogen. Dalam adsorpsi kimia partikel melekat pada permukaan dengan membentuk ikatan kimia (biasanya ikatan kovalen), dan cenderung mencari tempat yang memaksimumkan bilangan koordinasi dengan substrat. Contoh : Ion exchange. Perbedaan adsorpsi fisika dan kimia dapat dilihat pada tabel 1. Adsorpsi fisika Adsorpsi kimia Molekul terikat pada adsorben oleh gaya Van der Walls Molekul terikat pada adsorben oleh ikatan kimia
  • 29. Mempunyai entalpi reaksi -4 sampai - 40 kJ/mol Mempunyai entalpi reaksi -40 sampai 800kJ/mol Dapat membentuk lapisan multilayer Membentuk lapisan Monolayer Adsorpsi hanya terjadi pada suhu dibawah titik didih adsorbat Adsorpsi dapat terjadi pada suhu tinggi Jumlah adsorpsi pada permukaan merupakan fungsi adsorbat Jumlah adsorpsi pada permukaan merupakan karakteristik adsorben dan adsorbat Tidak melibatkan energi aktivasi tertentu Melibatan energi aktivasi tertentu Bersifat tidak spesifik Bersifat sangat spesifik (Atkin, 1999: 437-438) Faktor-faktor yang mempengaruhi Adsorpsi Faktor-faktor yang mempengaruhi adsorpsi adalah sebagai berikut: a. Waktu Kontak Waktu kontak merupakan suatu hal yang sangat menentukan dalam proses adsorpsi. Waktu kontak memungkinkan proses difusi dan penempelan molekul adsorbat berlangsung lebih baik. Ukuran partikel merupakan syarat yang penting dari suatu arang aktif untuk digunakan sebagai adsorben. Ukuran partikel arang mempengaruhi kecepatan dimana adsorpsi terjadi. Kecepatan adsorpsi meningkat dengan menurunnya ukuran partikel. b. Luas Permukaan Semakin luas permukaan adsorben, semakin banyak adsorbat yang diserap, sehingga proses adsorpsi dapat semakin efektif. Semakin kecil ukuran diameter adsorben maka semakin luas permukaannya. Kapasitas adsorpsi total dari suatu adsorbat tergantung pada luas permukaan total adsorbennya. c. Kelarutan Adsorbat Agar adsorpsi dapat terjadi, suatu molekul harus terpisah dari larutan. Senyawa yang mudah larut mempunyai afinitas yang kuat untuk larutannya dan karenanya lebih sukar untuk teradsorpsi dibandingkan senyawa yang sukar larut. Akan tetapi ada perkeculian karena banyak senyawa yang dengan kelarutan rendah sukar diadsorpsi, sedangkan beberapa senyawa yang sangat mudah larut diadsorpsi dengan mudah. Usaha-usaha untuk menemukan hubungan kuantitatif antara kemampuan adsorpsi dengan kelarutan hanya sedikit yang berhasil. d. Ukuran Molekul Adsorbat Ukuran molekul adsorbat benar-benar penting dalam proses adsorpsi ketika molekul masuk ke dalam mikropori suatu partikel arang untuk diserap. Adsorpsi
  • 30. paling kuat ketika ukuran pori-pori adsorben cukup besar sehingga memungkinkan molekul adsorbat untuk masuk. e.pH pH di mana proses adsorpsi terjadi menunjukkan pengaruh yang besar terhadap adsorpsi itu sendiri. Hal ini dikarenakan ion hidrogen sendiri diadsorpsi dengan kuat, sebagian karena pH mempengaruhi ionisasi dan karenanya juga mempengaruhi adsorpsi dari beberapa senyawa. Asam organik lebih mudah diadsorpsi pada pH rendah, sedangkan adsorpsi basa organik terjadi dengan mudah pada pH tinggi. pH optimum untuk kebanyakan proses adsorpsi harus ditentukan dengan uji laboratorium. f. Temperatur Temperatur di mana proses adsorpsi terjadi akan mempengaruhi kecepatan dan jumlah adsorpsi yang terjadi. Kecepatan adsorpsi meningkat dengan meningkatnya temperatur, dan menurun dengan menurunnya temperatur. Namun demikian, ketika adsorpsi merupakan proses eksoterm, derajad adsorpsi meningkat pada suhu rendah dan akan menurun pada suhu yang lebih tinggi. Isoterm Adsorpsi Isoterm adsorpsi adalah adsorpsi yang menggambarkan hubungan antara zat yang teradsorpsi oleh adsorben dengan tekanan atau konsentrasi pada keadaan kesetimbangan dan temperatur konstan. Persamaan yang sering digunakan untuk menggambarkan data percobaan isoterm telah dikembangkan oleh 1) Freundlich, 2) Langmuir, dan 3) Brunauer, Emmett, dan Teller (Isoterm BET). Dalam sistem cair, isoterm adsorpsi menyatakan variasi adsorben dan adsorbat yang terjadi pada suhu konstan. Pada kondisi kesetimbangan terjadi distribusi larutan antara fasa cair dan fasa padat. Rasio dari distribusi tersebut merupakan fungsi konsentrasi dan larutan. Pada umumnya jumlah material yang diserap per satuan berat dari adsorben bertambah seiring dengan bertambahnya konsentrasi walaupun hal itu tidak selalu berbanding lurus. 6. Klasifikasikan bahan aktif permukaan dan menghargai aplikasi mereka di apotek. Surfaktan adalah bahan aktif permukaan, yang bekerja menurunkan tegangan permukaan cairan, sifat aktif ini diperoleh dari sifat ganda molekulnya. Surfaktan ini memiliki gugus hidrofilik dan gugus hidrofobik sehingga dapat mempersatukan campuran yang terdiri dari air dan minyak. Aktifitas surfaktan diperoleh karena sifat ganda dari molekulnya. Molekul surfaktan memiliki bagian polar yang suka akan air (hidrofilik) dan bagian non polar yang suka akan minyak/lemak (hidrofobik). Bagian polar molekul surfaktan
  • 31. dapat bermuatan positif, negatif atau netral. Sifat rangkap ini yang menyebabkan surfaktan dapat diadsorbsi pada antar muka udara-air, minyak-air dan zat padat-air, membentuk lapisan tunggal dimana gugus hidrofilik berada pada fase air dan rantai hidrokarbon ke udara, dalam kontak dengan zat padat ataupun terendam dalam fase minyak. Umumnya bagian non polar (hidrofobik) adalah merupakan rantai alkil yang panjang ”ekor”, sementara bagian yang polar (hidrofilik) mengandung gugus hidroksil dan nampak sebagai “kepala” surfaktan. Representasi surfaktan ditunjukan paga Gambar 1 di bawah ini. Gambar 2. Representasi struktur surfaktan Gugus hidrofilik pada surfaktan bersifat polar dan mudah bersenyawa dengan air, sedangkan gugus hidrofobik bersifat non polar dan mudah bersenyawa dengan minyak. Pada suatu molekul surfaktan, salah satu gugus harus lebih dominan jumlahnya. Molekul-molekul surfaktan akan diadsorpsi lebih kuat oleh air dibandingkan dengan minyak apabila gugus polarnya yang lebih dominan. Hal ini menyebabkan tegangan permukaan air menjadi lebih rendah sehingga mudah menyebar dan menjadi fase kontinyu. Sebaliknya, apabila gugus non polarnya lebih dominan, maka molekul-molekul surfaktan tersebut akan diadsorpsi lebih kuat oleh minyak dibandingkan dengan air. Akibatnya tegangan permukaan minyak menjadi lebih rendah sehingga mudah menyebar dan menjadi fase kontinyu. Penambahan surfaktan dalam larutan akan menyebabkan turunnya tegangan permukaan larutan. Setelah mencapai konsentrasi tertentu, tegangan permukaan akan konstan walaupun konsentrasi surfaktan ditingkatkan. Bila surfaktan ditambahkan melebihi konsentrasi ini maka surfaktan mengagregasi membentuk misel. Konsentrasi terbentuknya misel ini disebut critical micelle concentration (cmc). Tegangan permukaan akan menurun hingga cmc tercapai. Setelah cmc tercapai, tegangan permukaan akan konstan yang menunjukkan bahwa antar muka menjadi jenuh dan terbentuk misel yang berada dalam keseimbangan dinamis dengan monomernya. Pada konsentrasi kritik misel terjadi penggumpalan atau agregasi dari molekul- molekul surfaktan membentuk misel. Misel biasanya terdiri dari 50 sampai 100 molekul asam
  • 32. lemak dari sabun Sifat-sifat koloid dari larutan elektrolit natrium dedosil sulfat dapat dilihat pada Gambar 2. Gambar 2 Sifat koloid pada natrium dodesil sulfat Ada beberapa faktor yang mempengaruhi nilai cmc, untuk deret homolog surfaktan rantai hidrokarbon, nilai cmc bertambah 2x dengan berkurangnya satu atom C dalam rantai. Gugus aromatik dalam rantai hidrokarbon akan memperbesar nilai cmc dan juga memperbesar kelarutan. Adanya garam menurunkan nilai cmc surfaktan ion. Penurunan cmc hanya bergantung pada konsentrasi ion lawan, yaitu makin besar konsentrasinya makin turun cmc-nya.Secara umum misel dibedakan menjadi dua, yaitu: struktur lamelar dan sterik seperti telihat pada Gambar 3. Gambar 3 Struktur misel (a) sterik dan (b) lamelar
  • 33. Karena pada cmc terjadi penggumpalan dari molekul surfaktan, maka cara penentuan cmc dapat menggunakan cara-cara penentuan besaran fisik yang menunjukkan perubahan dari keadaan ideal menjadi tak ideal. Di bawah cmc larutan menjadi bersifat ideal. Sedangkan diatasnya cmc larutan bersifat tak ideal. Besaran fisik yang dapat digunakan ialah tekanan osmosa, titik beku larutan, hantaran jenis atau hantaran ekivalen, kelarutan solubilisasi, indeks bias, hamburan cahaya, tegangan permukaan, dan tegangan antarmuka. Jenis-Jenis Surfaktan Surfaktan terdiri dari beberapa jenis tergantung pada jenis muatan yang terdapat pada “kepala” surfaktan tersebut. Jenis-jenis surfaktan yakni: 1. Surfaktan anionik. Surfaktan ini memiliki kepala yang bermuatan negatif. Surfaktan jenis ini banyak digunakan pada industri laundri dan juga efektif dimanfaatkan dalam proses perbaikan atau perawatan tanah yang tercemar minyak dan senyawa hidrofobik lainnya. Surfaktan ini dapat bereaksi dalam air cucian dengan ion air sadah bermuatan positif seperti kalsium dan magnesium. Reaksi ini menyebabkan deaktifasi parsial pada surfaktan. Semakin banyak ion kalsium atau magnesium di dalam air maka makin banyak pula surfaktan anionik yang akan dideaktifasi. Surfaktan anionik yang banyak digunakan adalah senyaw alkil sulfat, alkil etoksilat dan sabun. Gambar 4 menunjukkan beberapa contoh surfaktan anionik. Gambar 4 Contoh surfaktan anionik 2. Surfaktan kationik
  • 34. Surfaktan jenis ini memiliki kepala yang bermuatan positif di dalam air. Terdapat tiga kategori surfaktan kationik jika didasarkan pada spesifikasi aplikasinya, yakni: a. Pada industri pelembut dan deterjen, surfaktan kationik menybabkan terjadinya kelembutan. Penggunaan utamanya adalah pada produk-produk laundri sebagai pelembut. Salah satu contoh surfaktan kationik adalah esterquat. b. Pada laundri deterjen, surfaktan kationik (muatan positif) meningkatkan packing molekul surfaktan anionik (muatan negatif) pada antarmuka air. Contoh surfaktan ini adalah surfaktan dari sistem mono alkil kuartener. c. Pada pembersih rumah dan kamar mandi, surfaktan kationik sebagai agen disinfektan. Contoh-contoh surfaktan kationik ditampilkan pada Gambar 5. Gambar 5 Contoh surfaktan kationik. 3. Surfaktan nonionik Surfaktan ini tidak memiliki muatan, sehingga menjadi penghambat bagi dekativasi kesadahan air. Kebanyakan surfaktan nonionik berasal dari ester alkohol lemak. Contoh surfaktan ini adalah ester gliserin asam lemak dan ester sorbitan asam lemak. Gambar 6 menunjukkan representasi surfaktan nonionik. Gambar 6 Representasi surfaktan nonionik. 4. Surfaktan amfoter/zwiterionik
  • 35. Surfaktan ini memiliki muatan positif dan negatif. Ia dapat berupa anionik, kationik atau ninionik dalam suatu larutan tergantung pada pH air yang digunakan. Surfaktan ini bisa terdiri dari dua gugus muatan dengan tanda yang berbeda. Contoh dari surfaktan amfoter adalah alkil betain seperti ditunjukkan pada Gambar 7. Gambar 7 Contoh surfaktan amfoter Mekanisme Kerja Surfaktan Pada aplikasinya sebagai bahan pembersih untuk material kain, tanah dan sejenisnya, surfaktan dapat bekerja melalui tiga cara yang berbeda, yakni roll up, emulsifikasi dan solubilisasi. a. Roll up Pada mekanisme ini, surfaktan bekerja dengan menurunkan tegangan antarmuka antara minyak dengan kain atau material lain yang terjadi dalam larutan berair. b. Emulsifikasi Pada mekanisme ini surfaktanmenurunkan tegangan antarmuka minyak-larutan dan menyebabkan proses emulsifikasi terjadi. c. Solubilisasi Melalui interaksi dengan misel dari surfaktan dalam air (pelarut), senyawa secara simultan terlarut dan membentuk larutan yang stabil dan jernih. Mekanismenya roll up dan emulsifikasi terdapat pada Gambar 8. Gambar 8 Mekanisme kerja surfaktan (a) roll up dan (b) emulsifikasi Contoh Soal 1:
  • 36. Sebuah surfaktan yang mempunyai harga HLB 8 akan digunakan sebagai emulsifier untuk emulsi minyak pada lanolin. Sarankan minimal 2 campuran surfaktan yang harus digunakan oleh seorang ahli kimia dengan minimal harus menggunakan cetyl alcohol 10%. Berikan alasan Sdr! Jawaban: Sebuah surfaktan yang mempunyai harga HLB 8 akan digunakan sebagai emulsifier untuk emulsi minyak pada lanolin. Jika dibuthkan minimal 2 campuran surfaktan yang harus digunakan oleh seorang ahli kimia dengan minimal harus menggunakan cetyl alcohol 10%, maka campurannya harus dihitung berdasarkan nilai HLB masing-masing surfaktan dan fraksinya dalam campuran tersebut. HLB merupakan singkatan dari Hydrophile-Lipophile Balance, merupakan perbandingan bagian yang larut oleh minyak dan larut oleh air dari suatu molekul. Sistem ini sebenarnya dikembangkan untuk prosuk teretoksilasi. Semakin tinggi nilai HLB maka akan semakin besar kelarutannya pada air. Tabel di bawah ini menunjukkan pendekatan nilai HLB untuk surfaktan sebagai fungsi kelarutan dalam air. Kelarutan di Air Nilai HLB Deskripsi Tak larut 4 - 5 Pengemulsi W/O Terdispersi sedikit (seperti susu) 6 - 9 Agen pembasah Tembus cahaya sampai jernih 10 - 12 Deterjen Sangat larut 13 – 18 Pengemulsi O/W Terdapat dua jenis utama emulsi pada sistem HLB, yakni minyak dalam air (O/W) dan air dalam minyak (W/O). Fasa O/W merupakan fasa kontinyu. Bancroft mempostulatkan jika terdapat campuran antara dua fasa dengan keberadaan surfaktan, maka pengemulsi membentuk fasa ketiga sebagai film pada antarmuka diantara dua fasa yang bercampur bersama. Pada proses emulsifikasi dengan menggunakan kombinasi beberapa pengemulsi maka hilai HLB dihitung menggunakan persamaan: HLB rata-rata = X1 HLB1 + X2 HLB2 dimana X1 dan X2 merupakan fraksi berat surfaktan 1 dan 2 sementara HLB1 dan HLB2 adalah harga individu HLB surfaktan 1 dan 2. Nilai masing-masing HLB surfaktan ditampilkan pada tabel di bawah ini:
  • 37. Sehingga apabila suatu campuran surfaktan dengan nilai HLB rata-rata 8, yang harus dibuat dengan 10% cetyl alcohol (HLB cetyl alcohol = 15), maka campuran surfaktan satunya adalah sebagai berikut: Jika diasmsikan fraksi total = 100% HLB rata-rata = 8 HLB cetyl alcohol (HLB1) = 15 Fraksi cetyl alcohol (X1) = 10% sehingga farksinya = 0,1 Fraksi 2 (X2) = 90% atau 0,9 Maka dengan memasukkan ke persamaan HLB rata-rata = X1 HLB1 + X2 HLB2 Menjadi 8 = 0,1 . 15 + 0,9 . HLB2 8 = 1,5 +0,9 HLB2 0,9 HLB2 = 6,5 HLB2 = 6,5/0,9 HLB2 = 7,2 Berdasarkan tabel diatas, surfaktan yang memiliki nilai HLB berkisar antara 7,2 adalah Petrolatum. Sehingga bisa disimpulkan campuran surfaktan untuk mengemulsi minyak pada lenolin terdiri dari campuran 10% cetyl alkohol dan 90% petrolatum. Contoh Soal 2: (20%) Sebuah gelembung busa mengapung dalam suatu system yang mempunyai harga wSL dan ɣL 20 erg/cm2 dan 30 erg/cm2. Hitunglah harga ΔG1, ΔG2 dan Wprakt Jawaban: Diketahui: WSL = 20 erg/cm2 ɣL = 30 erg/cm2 r = 0,15 cm Ditanya: ΔG1 ……? ΔG2…….? Wprakt....? Jawab:
  • 38. a) ΔG1 = (ΔASL) . ɣL = (π r2 ) . ɣL = (π (0,15)2 cm2 ) . 30 erg/cm2 = 0,07065 cm2 . 30 erg/cm2 = 2,1195 erg b) WJL = 2 (ɣS . ɣL)1/2 20 erg/cm2 = 2 (ɣS. 30 erg/cm2)1/2 10 = (ɣS . 30)1/2 100 = ɣS. 30 ɣS = 100 /3 ɣS = 3,33 erg/cm2 ɣSL = -17,88 ΔG2 = (ɣS - ɣSl - ɣL) ASL = (3,33 – (-17,88) – 30) 0,07065 = - 0,621 c) Wprak = - WSL. ASL + ɣL. ASL = -20 . 0,07065 + 30 . 0,07065 = -1,413 + 2,1195 = 0,7065 7. Kenali sifat listrik dari antarmuka dan Efek elektrolit. SIFAT LISTRIK ANTAR MUKA Bagian ini akan membicarakan beberapa prinsip yang melibatkan permukaan yang bermuatan dalam hubungannya dengan lingkungan cairan sekelilingnya. Pembicaraan tentang penerapan yang muncul dari fenomena ini akan dibicarakan dalam bab yang berkenaan dengan sistem koloid dan suspensi. Partikel-partikel yang terdispersi dalam media cair bisa menjadi bermuatan terutama dengan salah satu dari dua cara. Yang pertama melibatkan adsorpsi selektif dari spesies ionik tertentu yang ada dalam larutan. Dalam hal ini bisa suatu ion yang ditambahkan pada larutan tersebut atau, dalam hal air murni, dapat berupa ion hidronium atau ion hiaroksil. Kebanyakan partikel yang terdispersi dalam air menjadi
  • 39. bermuatan negatif k.arena adsorpsi yang lebih menyukai ion hidroksil. Yang kedua, muatan- muatan pada partikel timbul dari ionisasi gugus-gugus (seperti COOH) yang mungkin terletak pada permukaan partikel. Dalam hal ini, muatan total adalah suatu fungsi pH. Yang ketiga, yang kurang umum (jarang), asal muatan dari suatu perrnukaan partikel dianggap timbul bila ada suatu perbedaan konstanta dielektrik antara partikel dan medium pendispersinya. Lapisan Listrik Ganda. Bayangkan suatu permukaan padat yang berhubungan dengan suatu larutan polar yang mengandung ion-ion, misalnya, suatu larutan air dari suatu elektrolit. Lebih lanjut, misalkan bahwa sejumlah kation diadsorbsi pada permukaan tersebut, memberikan suatu muatan positif. Yang tertinggal dalam larutan adalah sisa kation ditambah jumlah keseluruhan anion yang ditambahkan. Anion-anion ini ditarik ke permukaan yang bermuatan positif oleh gaya listrik yang juga bekerja menolak pendekatan kation-kation lebih lanjut, begitu adsorpsi permulaan sempurna. Di samping gaya listrik ini, pergerakan yang - disebabkan oleh panas cenderung untuk menghasilkan suatu distribusi yang sama dari semua ion dalam lanttan. Akibatnya, suatu keadaan kesetimbangan terjadi di mana sejumlah anion yang berlebih mendekati permukaan, sedang sisanya didistribusikan dalam jumlah yang mengecil begitu kita menjauh dari permukaan yang bermuatan tersebut. Pada suatu jarak tertentu dari permukaan tersebut, konsentrasi anion dan kation sama, yaitu, keadaan di mana penetralan listrik dicapai. Adalah penting untuk diingat bahwa sistem tersebut secara keseluruhan bersifat listrik netral, walaupun ada bagian-bagian di mana distribusi dari anion dan kation tidak sama. BAB 16 1. Membedakan antara berbagai jenis sistem koloid dan karakteristik utama mereka. Sistem koloid adalah suatu bentuk campuran yang keadaannya terletak antara larutan dan suspensi (campuran kasar). Sistem koloid ini mempunyai sifat-sifat khas yang berbeda dari sifat larutan atau suspensi. Keadaan koloid bukan ciri dari zat tertentu karena semua zat, baik padat, cair, maupun gas, dapat dibuat dalam keadaan koloid. Sistem koloid sangat berkaitan erat dengan hidup dan kehidupan kita sehari-hari.
  • 40. Cairan tubuh, seperti darah adalah sistem koloid, bahan makanan seperti susu, keju, nasi, dan roti adalah sistem koloid. Cat, berbagai jenis obat, bahan kosmetik, tanah pertanian juga merupakan sistem koloid. Karena sistem koloid sangat berpengaruh bagi kehidupan sehari-hari, kita harus mempelajarinya lebih mendalam agar kita dapat menggunakannya dengan benar dan dapat bermanfaat untuk diri kita. Larutan Sejati(Dispersi molekuler): Diameter partikel <10-7 cm,Homogen dan transparan,Dispersan tidak tampak di bawah ultra,Tak dapat disaring dan Contoh: air gula, alkohol dalam air. Koloid:Diameter partikel:10-7 - 10-5 cm,Dispersan tampak dibawah ultra,Tidak dapat menembus membran semipermiabel mikroskop,dapat disaring dengan kertas saring ultra,dan Contoh: susu. Suspensi: Diameter partikel >10-5 cm,Campuran heterogen,Jika dibiarkan agak lama, dispersan akan mengendap, Tidak dapat menembus membran. Diatas adalah penjelas sedikit, untuk penjabaran yang lebih dalam silahkan anda baca di bawah ini tentang 3 jenis sifat koloid : Koloid Sol Seperti yang telah dijelaskan, sol merupakan jenis koloid dimana fase terdispersinya merupakan zat padat. Berdasarkan medium pendispersinya, sol dapat dibagi menjadi: a. Sol Padat Sol padat merupakan sol di dalam medium pendispersi padat. Contohnya adalah paduan logam, gelas berwarna, dan intan hitam. b. Sol Cair (Sol) Sol cair merupakan sol di dalam medium pendispersi cair. Contohnya adalah cat, tinta, tepung dalam air, tanah liat, dll. c. Sol Gas (Aerosol Padat) Sol gas merupakan sol di dalam medium pendispersi padat. Contohnya adalah debu di udara, asap pembakaran, dll. Sifat-Sifat Koloid SOL a. Efek Tyndall Sifat pengahamburan cahaya oleh koloid di temukan oleh John Tyndall, oleh karena itu sifat ini dinamakan Tyndall. Efek dari Tyndall digunakan untuk membedakan system koloid dari larutan sejati, contoh dalam kehidupan sehari – hari dapat diamati dari langit yang tampak berwarna biru atau terkandang merah/oranye.
  • 41. Selain itu contoh lainnya adalah pada koloid kanji dan larutan Na2Cr2O7, maka sinar dihamburkan oleh system koloid tetapi tidak dihamburkan oleh larutan sejati hal ini dapat dilihat terdapat berkas sinar pada larutan. Larutan koloid kanji memiliki partikel-partikel koloid relatif besar untuk dapat menhamburkan sinar dan sebaliknya Na2Cr2O7 memiliki partikel-partikel yang relatif kecil sehingga hamburan yang terjadi sedikit kecil dan sulit diamati. b. Gerak Brown Dibawah mikroskop ultra, partikel koloid akan tampak sebagai titik cahaya. Jika pergerakan titik cahaya atau partikel tersebut diikuti, partikel itu bergerak terus-menerus dengan gerakan zigzag. Hal ini pertama kali diamati oleh Robert Brown (1773-1858), seorang ahli botani inggris pada tahun 1827. Ia sedang mengamati butiran sari tumbuhan pada permukaan air dean mikroskop. Partikel koloid dalam medium pendispersinya disebut gerak brown. Bagaimana gerak brown dijelaskan? Partikel – partikel suatu zat senantiasa bergerak. Gerakan tersebut bersifat acak seperti pada zat cair dan gas. System koloid dengan medium pendipersi zat cair atau gas, partikel- partikel menghasilkan tumbukan. Tumbukan tersebut berlangsung dari segala arah. Partikel koloid cukup kecil, tumbukan cenderung tidak seimbang. Dan menyebabkan perubahan arah partikel sehingga terjadi gerak zigzag atau gerak brown. Semakin kecil ukuran partikel koloid, semakin cepat gerak brown. Semakin besar ukuran partikel, semakin lambat gerak brown. Gerak Brown dipengerahui oleh suhu. Semakin tinggi suhu system, koloid, semakin besar energi kinektik yang dimiliki partikel medium. Akibatnya, gerak Brown dari partikel fase terdispersinya semakin cepat. Semakin rendah suhu system koloid, maka gerak Brown semakin lambat. c. Adsorpsi koloid Partikel sol padat ditempatkan dalam zat cair atau gas, maka partikel zat cair atau gas akan terakumulasi. Fenomena disebut adsorpsi. Jadi sdsorpsi terkait dengan penyerapan partikel pada permukaan zat. Partikel koloid sol memiliki kemampuan untuk mengadsorpsi partikel pendispersi pada permukaanya. Daya adsorpsi partikel koloid tergolong besar Karenna partikelnya memberikan sesuatu permukaan yang luas. Sifat ini telah digunakan dalam berbagai proses seperti penjernihan air.
  • 42. d. Muatan koloid sol Sifat koloid terpenting adalah muatan partikel koloid. Semua partikel koloid memiliki muatan sejenis (positif dan negatif). Maka terdapat gaya tolak menolak antar partikel koloid. Partikel koloid tidak dapat bergabung sehingga memberikan kestabilan pada sistem koloid. Sistem koloid secara keseluruhan bersifat netral. 1. Sumber muatan koloid sol Partikel-partikel koloid mendapat mutan listrik melalui dua cara, yaitu dengan proses adsorpsi dan proses ionisasi gugus permukaan partikelnya. - Proses adsorpsi Partikel koloiddapat mengadsorpsi partikel bermuatan dari fase pendispersinya. Jenis muatan tergantung dari jenis partikel yang bermuatan. Partikel sol Fel (OH)3 kemampuan untuk mengadsorpsi kation dari medium pendisperinya sehingga bermuatan positif, sedangkal partikel sol As2S3 mengadsorpsi anion dari medium pendispersinya sehingga bermuatan negatif. Sol AgCI dalam medium pendispersi dengan kation Ag+ berlebihan akan mengadsorpsi Ag+ sehingga bermuatan positif. Jika anion CI- berlebih, maka sol AgCI akan mengadsorpsi ion CI- sehingga bermuatan positif. - Proses ionisasi gugus permukaan partikel Beberapa partikel koloid memperoleh muatan dari proses ionisasi gugus-gugus yang ada pada permukaan partikel koloid.  Koloid protein Koloid protein adalah jenis koloid sol yang mempunyai gugus yang bersifat asam (-COOH) dan biasa (-NH2). Kedua gugus ini dapat terionisasi dan memberikan muatan pada molekul protein. Pada ph rendah , gugus basa –NH2 akan menerima proton dan membentuk gugus –NH3. Ph tinggi, gugus –COOH akan mendonorkan proton dan membentuk gugus – COO-. Pada ph intermediet partikel protein bermuatan netral karena muatan – NH3+ dan COO- saling meniadakan.  Koloid sabun dan deterjen
  • 43. Pada konsentrasi relatif pekat, molekul ini dapat bergabung membentuk partikel berukuran koloid yang disebut misel. Zat yang molejulnya bergabung secara spontan dalam suatu fase pendispersi dan membentuk partikel berukuran koloid disebut koloid terasosiasi. Sabun adalah garam karboksilat dengan rumus R-COO-Na+. Anion R-COO- terdiri dari gugus R- yang bersifat non pola. Gugus R- atau ekor non-polar tidak larut dalam air sehingga akan terorientasi ke pusat. 2. Kestabilan koloid Muatan partikel koloid adalah sejenis cenderung karena sering tolak-monolak. 3. Lapisan bermutar ganda Permukaan partikel Koloid mendapat muatan bahwa partikel-partikel. lapisan bermuatan listrik ini selanjutnya akan menarik ion-ion dengan Bagaimana sebenarnya struktur dari lapisan bermuatan ganda ini? Permukaan lapisan ganda ini mengikuti model Helmoslzt. Sekarang model yang lebih akurat adalah : Lapisan padat : koloid menarik ion-ion dengan muatan yang berlawanan. Lapisandifusi : merupakan lapisan dimana muatan berlawanan dari medium pendispersi difusi 4. Elektroforesis : Partikel koloid sol bermuatan listrik, maka partikel ini akan bergerak dalm medan listrik. Pergerakan partikel koloid dalam medan listrik disebut elektrofesis. Femonema elektroforesis dapat digunakan untuk menentukan jenis muatan partikel koloid. e. Koagulasi Partikel-partikel koloid yang bersifat stabil karena memiliki muatan listrik sejenis. Apabila muatan listrik itu hilang , maka partikel koloid tersebut akan bergabung membentuk gumpalan. Proses penggumpalan partikel koloid dan pengendapannya disebut Koagulasi. Penghilangan muatan listrik pada partikel koloid ini dapat dilakukan empat cara yaitu : 1. Menggunakan prinsip elektroforesis
  • 44. Proses elektroforesis adaalh pergerakan partikel koloid yang bermuatan ke electrode dengan muatan berlawanan. Ketika partikel mencapai electrode, maka partikel akan kehilangan muatannya. 2. Penambahan koloid lain dengan muatan berlawanan Sistem koloid bermuatan positif dicampur dengan sistem koloid lain yang bermuatan negatif, kedua koloid tersebut akan saling mengadsorpsi menjadi netral maka terbentuk kogulasi. 3.Penambahan elektrolit Elektrolit ditambahkan kedalam sistem koloid maka partikel koloid yang bermuatan negatif akan menarik ion positif dari elektrolit. Partikel koloid yang bermuatan positif akan menarik ion negatif dari elektrolit. Menyebabkan partikel koloid tersebut dikelilingi lapisan kedua yang memiliki muatan berlawanan. 4.Pendidihan Kenaikan suhu sistem koloid menyebabkan jumlah tumbukan antara partikel-partikel sol dengan molekul-molekul air bertambah banyak. Menyebabkan lepasnya elekrolit yang teradsorpsi pada permukaan koloid. f. Koloid pelindung 1. Sistem koloid dimana partikel terdisperesinya mempunyai daya adsorpsi yang relatif besar disebut koloid liofil. 2. Sistem koloid dimana partikel terdisperesinya mempunyai daya adsorpsi yang relatif kecil disebut koloid liofob. 3. Koloid lioil bersifat stabil, sedangkan koloid liofob kurang stabil. Koloid liofil yang berfungsi sebagai koloid pelindung. KOLOID EMULSI Emulsi adalah suatu sistem koloid yang fase terdispersinya dapat berupa zat padat, cair, dan gas, tapi kebanyakan adalah zat cair (contohnya: air dengan minyak). Pada umumnya emulsi kurang mantap, kemantapan emulsi dapat terlihat pada keadaannya yang selalu keruh seperti; susu, santan, dsb. Untuk memantapkan emulsi diperlukan zat pemantap yang disebut emulgator. Emulsi Gas
  • 45. Emulsi gas dapat disebut juga aerosol cair yang adalah emulsi dalam medium pendispersi gas. Pada aerosol cair, seperti; hairspray dan obat nyamuk dalam kemasan kaleng, untuk dapat membentuk system koloid atau menghasilkan semprot aerosol yang diperlukan, dibutuhkan bantuan bahan pendorong/ propelan aerosol, anatar lain; CFC (klorofuorokarbon atau Freon). Aerosol cair juga memiliki sifat-sifat seperti sol liofob; efek Tyndall, gerak Brown, dan kestabilan denganmuatan partikel. Contoh: dalam hutan yang lebat, cahaya matahari akan disebarkan oleh partikel-partikel koloid dari sistem koloid kabut à merupakan contoh efek Tyndall pada aerosol cair. Emulsi Cair Emulsi cair melibatkan dua zat cair yang tercampur, tetapi tidak dapat saling melarutkan, dapt juga disebut zat cair polar &zat cair non-polar. Biasanya salah satu zat cair ini adalah air (zat cair polar) dan zat lainnya; minyak (zat cair non-polar). Emulsi cair itu sendiri dapat digolongkan menjadi 2 jenis, yaitu; emulsi minyak dalam air (cth: susu yang terdiri dari lemak yang terdispersi dalam air,jadi butiran minyak di dalam air), atau emulsi air dalam minyak (cth: margarine yang terdiri dari air yang terdispersi dalam minyak, jadi butiran air dalam minyak). Bagaimana air dan minyak dapat bercampur sehingga membentuk emulsi cair? Air dan minyak dapat bercampur membentuk emulsi cair apabila suatu pengemulsi (emulgator) ditambahkan dalam larutan tersebut. Karena kebanyakan emulsi adalah dispersiair dalam mnyak, dan dispersiminyak dalam air, maka zat pengemulsi yang digunakan harus dapat larut dengan baik di dalam air maupun minyak. Contoh pengemulsi tersebut adalah senyawa organic yang memiliki gugus polar dan non-polar. Bagian non-polar akan berinteraksi dengan minyak/ mengelilingi partikel-partikel minyak, sedangkan bagian yang polar akan berinteraksi kuat dengan air. Apabila bagian polar ini terionisasi menjadi bermuatan negative, maka pertikel-partikel minyak juga akan bermuatan negatif. Muatan tersebut akan mengakibatkan pertikel-partikel minyak saling tolak-menolak dan tidak akan bergabung, sehingga emulsi menjadi stabil. Contohnya: ada sabun yang merupakan garam karboksilat. Molekul sabun tersusun dari “ekor” alkil yang non-polar (larut dalam minyak) dan kepala ion karboksilat yang polar (larut dalam air). Prinsip tersebut yang menyebabkan sabun dan deterjen memiliki daya pembersih. Ketika kita mandi atau mencuci pakaian, “ekor” non-polar dari sabun akan menempel pada kotoran dan kepala polarnya menempel pada air. Sehingga tegangan permukaan air akan semakin berkurang, sehingga air akan jauh lebih mudah untuk menarik kotoran.
  • 46. Beberapa sifat emulsi yang penting: - Demulsifikasi Kestabilan emulsi cair dapat rusak apabila terjadi pemansan, proses sentrifugasi, pendinginan, penambahan elektrolit, dan perusakan zat pengemulsi. Krim atau creaming atau sedimentasi dapat terbentuk pada proses ini. Pembentukan krim dapat kita jumpai pada emulsi minyak dalam air, apabila kestabilan emulsi ini rusak,maka pertikel-partikel minyak akan naik ke atas membentuk krim. Sedangkan sedimentasi yang terjadi pada emulsi air dalam minyak; apabila kestabilan emulsi ini rusak, maka partikel-partikel air akan turun ke bawah. Contoh penggunaan proses ini adalah: penggunaan proses demulsifikasi dengan penmabahan elektrolit untukmemisahkan karet dalam lateks yang dilakukan dengan penambahan asam format (CHOOH) atau asam asetat (CH3COOH). - Pengenceran Dengan menambahkan sejumlah medium pendispersinya, emulsi dapat diencerkan. Sebaliknya, fase terdispersi yang dicampurkan akan dengan spontan membentuk lapisan terpisah. Sifat ini dapat dimanfaatkan untuk menentukan jenis emulsi. Emulsi Padat atau gel Gel adalah emulsi dalam medium pendispersi zat padat, dapat juga dianggap sebagai hasil bentukkan dari penggumpalan sebagian sol cair. Partikel-partikel sol akan bergabung untuk membentuk suatu rantai panjang pada proses penggumpalan ini. Rantai tersebut akan saling bertaut sehingga membentuk suatu struktur padatan di mana medium pendispersi cair terperangkap dalam lubang-lubang struktur tersebut. Sehingga, terbentuklah suatu massa berpori yang semi-padat dengan struktur gel. Ada dua jenis gel, yaitu: 1. Gel elastis Karena ikatan partikel pada rantai adalah adalah gaya tarik-menarik yang relatif tidak kuat, sehingga gel ini bersifat elastis. Maksudnya adalah gel ini dapat berubah bentuk jika diberi gaya dan dapat kembali ke bentuk awal bila gaya tersebut ditiadakan. Gel elastis dapat dibuat dengan mendinginkan sol iofil yang cukup pekat. Contoh gel elastis adalah gelatin dan sabun. 2. Gel non-elastis Karena ikatan pada rantai berupa ikatan kovalen yang cukup kuat, maka gel ini dapat bersifat non-elastis. Maksudnya adalah gel ini tidak memiliki sifat elastis, gel ini tidak akan berubah jika diberi suatu gaya. Salah satu contoh gel ini adalah gel silica yang dapat
  • 47. dibuat dengan reaksi kia; menambahkan HCl pekat ke dalam larutan natrium silikat, sehingga molekul-molekul asam silikat yang terbentuk akan terpolimerisasi dan membentuk gel silika. Beberapa sifat gel yang penting adalah: - Hidrasi Gel non-elastis yang terdehidrasi tidak dapat diubah kembali ke bentuk awalanya, tetapi sebaliknya, gel elastis yang terdehidrasi dapat diubah kembali menjadi gel elastis dengan menambahkan zat cair. - Menggembung (swelling) Gel elastis yang terdehidrasi sebagian akan menyerap air apabila dicelupkan ke dalam zat cair. Sehingga volum gel akan bertambah dan menggembung. - Sineresis Gel anorganik akan mengerut bila dibiarkan dan diikuti penetesan pelarut, dan proses ini disebut sineresis. - Tiksotropi Beberapa gel dapat diubah kembali menjadi sol cair apabila diberi agitasi atau diaduk. Sifat ini disebut tiksotropi. Contohnya adalah gel besi oksida, perak oksida, dsb. KOLOID BUIH Buih adalah koolid dengan fase terdisperasi gas dan medium pendisperasi zat cair atau zat padat. Baerdasarkan medium pendisperasinya, buih dikelompokkan menjadi dua, yaitu: Buih cair adalah sistem koloid dengan fase terdisperasi gas dan dengan medium pendisperasi zat cair. Fase terdisperasi gas pada umumnya berupa udara atao karbondioksida yang terbetuk dari fermentasi. Kestabilan buih dapat diperoleh dari adanya zat pembuih (surfaktan). Zat ini teradsorbsi ke daerah antar-fase dan mengikat gelembung-gelembung gas sehingga diperoleh suatu kestabilan. Ukuran kolid buih bukanlah ukuran gelembung gas seperti pada sistem kolid umumnya, tetapi adalah ketebalan film (lapisan tipis) pada daerah antar-fase dimana zat pembuih teradsorbsi, ukuran kolid berkisar 0,0000010 cm. Buih cair memiliki struktur yang tidak beraturan. Strukturnya ditentukan oleh kandungan zat cairnya, bukan oleh komposisi kimia atau ukuran buih rata-rata. Jika fraksi zat cair lebih dari 5%, gelembung gas akan
  • 48. mempunyai bentuk hamper seperti bola. Jika kurang dari 5%, maka bentuk gelembung gas adalah polihedral. Beberapa sifat buih cair yang penting: Struktur buih cair dapat berubah dengan waktu, karena: 1. pemisahan medium pendispersi (zat cair) atau drainase, karena kerapatan gas dan zat cair yang jauh berbeda, 2. terjadinya difusi gelembung gas yang kecil ke gelembung gas yang besar akibat tegangan permukaan, sehingga ukuran gelembung gas menjadi lebih besar, 3. rusaknya film antara dua gelembung gas. Struktur buih cair dapat berubah jika diberi gaya dari luar. Bila gaya yang diberikan kecil, maka struktur buih akan kembali ke bentuk awal setelah gaya tersebut ditiadakan. Jika gaya yang diberikan cukup besar, maka akan terjadi deformasi. Contoh buih cair: - Buih hasil kocokan putih telur Karen audara di sekitar putih telur akan teraduk dan menggunakan zat pembuih, yaitu p[rotein dan glikoprotein yang berasal dari putih telur itu sendiri untukmembentuk buih yang relative stabil. Sehingga putih telur yang dikocok akan mengembang. - Buih hasil akibat pemadam kebakaran Alat pemadam kebakaran mengandung campuran air, natrium bikarbonat, aluminium sulfat, serta suatu zat pembuih. Karbondioksida yang dilepas akan membentuk buih dengan bamtuam zat pembuih tersebut. Buih Padat Buih padat adalah sistem kolid dengan fase terdisperasi gas dan denganmedium pendisperasi zat padat. Kestabilan buih ini dapat diperoleh dari zat pembuih juga (surfaktan). Contoh-contoh buih padatyang mungkin kita ketahui: - Roti Proses peragian yang melepas gas karbondioksida terlibat dalam proses pembuatan roti. Zat pembuih protein gluten dari tepung kemudian akan membentuk lapisan tipis mengelilimgi gelembung-gelembung karbondioksida untuk membentuk buih padat. - Batu apung
  • 49. Dari proses solidifikasi gelas vulkanik, maka terbentuklah batu apung. - Styrofoam Styrofoam memiliki fase terdisperasi karbondioksida dan udara, serta medium pendisperasi polistirena. 2. Memahami sifat optik utama koloid dan aplikasi dari sifat ini untuk analisis koloid, Menghargai sifat kinetik utama koloid, dan Mengetahui jenis utama sistem mikroskopis digunakan untuk analisis koloid. Pada dasarnya sifat koloid dapat dibagi menjadi dua kelompok, yaitu sifat optik dan sifat listrik. Yang termasuk pada Sifat-sifat optik koloid adalah efek Tyndall dan gerak Brown. Sedangkan yang termasuk pada sifat listriknya meliputi sifat elektroforesis, adsorpsi, koagulasi, koloid pelindung, dan dialisis. a. Efek Tyndall Sifat pengahamburan cahaya oleh koloid di temukan oleh John Tyndall, oleh karena itu sifat ini dinamakan Tyndall. Efek dari Tyndall digunakan untuk membedakan system koloid dari larutan sejati, contoh dalam kehidupan sehari – hari dapat diamati dari langit yang tampak berwarna biru atau terkandang merah/oranye. Selain itu contoh lainnya adalah pada koloid kanji dan larutan Na2Cr2O7, maka sinar dihamburkan oleh system koloid tetapi tidak dihamburkan oleh larutan sejati hal ini dapat dilihat terdapat berkas sinar pada larutan. Larutan koloid kanji memiliki partikel-partikel koloid relatif besar untuk dapat menhamburkan sinar dan sebaliknya Na2Cr2O7 memiliki partikel-partikel yang relatif kecil sehingga hamburan yang terjadi sedikit kecil dan sulit diamati. b. Gerak Brown Dibawah mikroskop ultra, partikel koloid akan tampak sebagai titik cahaya. Jika pergerakan titik cahaya atau partikel tersebut diikuti, partikel itu bergerak terus-menerus dengan gerakan zigzag. Hal ini pertama kali diamati oleh Robert Brown (1773-1858), seorang ahli botani inggris pada tahun 1827. Ia sedang mengamati butiran sari tumbuhan pada permukaan air dean mikroskop. Partikel koloid dalam medium pendispersinya disebut gerak brown. Bagaimana gerak brown dijelaskan? Partikel – partikel suatu zat senantiasa bergerak. Gerakan tersebut bersifat acak seperti pada zat cair dan gas. System koloid dengan medium pendipersi zat cair atau gas, partikel- partikel menghasilkan tumbukan. Tumbukan tersebut berlangsung dari segala arah. Partikel
  • 50. koloid cukup kecil, tumbukan cenderung tidak seimbang. Dan menyebabkan perubahan arah partikel sehingga terjadi gerak zigzag atau gerak brown. Semakin kecil ukuran partikel koloid, semakin cepat gerak brown. Semakin besar ukuran partikel, semakin lambat gerak brown. Gerak Brown dipengerahui oleh suhu. Semakin tinggi suhu system, koloid, semakin besar energi kinektik yang dimiliki partikel medium. Akibatnya, gerak Brown dari partikel fase terdispersinya semakin cepat. Semakin rendah suhu system koloid, maka gerak Brown semakin lambat. 3. Memahami sifat listrik utama koloid dan aplikasi mereka untuk stabilitas, sensitisasi, dan pelindung tindakan koloid. Terdapat beberapa gaya yang menentukan kestabilan koloid, yaitu sebagai berikut :  Gaya tarik – menarik atau biasa dikenal dengan gaya London – Van der Waals. Gaya ini menyebabkan partikel – partikel koloid berkumpul dan akhirnya mengendap.  Gaya tolak menolak. Gaya ini terjadi karena pertumpangtindihan lapisan ganda listrik yang bermuatan sama. Gaya tolak – menolak tersebut akan membuat dispersi koloid menjadi stabil.  Gaya tarik – menarik antara partikel koloid dengan medium pendispersinya. Gaya ini dapat menyebabkan terjadinya agregasi partikel koloid dan gaya ini juga dapat meningkatkan kestabilan sistem koloid secara keseluruhan. Salah satu faktor yang mempengaruhi stabilitas koloid ialah muatan permukaan koloid. Besarnya muatan pada permukaan partikel dipengaruhi oleh konsentrasi elektrolit dalam medium pendispersi. Penambahan kation pada permukaan partikel koloid yang bermuatan negatif akan menetralkan muatan tersebut dan menyebabkan koloid menjadi tidak stabil. Untuk koloid yang berupa emulsi dapat digunakan emulgator yaitu zat yang dapat tertarik pada kedua cairan yang membentuk emulsi. Contoh: sabun deterjen sebagai emulgator dari emulsi minyak dan air. Penggunaan koloid dalam farmasi Didalam kehidupan banyak sistem koloid yang kita jumpai. Air kelihatan jernih terjadi setelah didiamkan beberapa hari terjadi endapan putih/kuning. Ternyata air ini mengandung batu kapur atau besi yang seakan-akan larut namun sebetulnay bentuknya larutan koloidal. Didalam farmasi system koloid banyak digunakan. Beberapa senyawa misalnya : perak koloid/argentum proteinum dugunakan membunuh mikroorganisme dalam tetes mata merah. Kelebihan sistem koloid dalam farmasi mempunyai sifat tidak mengiritasi karena sebetulnya tidak larut. Plasma protein merupakan protein yang dapat mengikat obat didalam darah
  • 51. sehingga obat dapat aktif. Beberapa bahan alam membentuk dispersi koloid dapat digunakan untuk membuat system bentuk sediaan obat. Beberapa polimer dapat digunakan untuk metoda penyalutan termasuk dispersi koloid. Tipe koloid 1. Liofilik koloid : zat dapat menyatu dengan medium atau disebut tipe koloid yang suka kepada medium pendispersi.. liofilik dispersi dapat dibuat dengan mudah dengan jalan seolah olah melarutkan zat ke dalam pelarut (medium pendispersi). Bila pelarut digunakan air disebut hidrasi. Contoh : gelatin, PGA,insulin albumin, karet polisterin 2. Liofobik kolid : sistem dimana medium pendispersi tidak banyak berinteraksi dengan medium pendispersi. Jadi seolah-olah didalam medium pendispersi tidak ada fase terdispersi atau seolah-olah terjadi pemisahan. Contoh koloid besi pada air, perak,sulfur 3. Asosiasi koloid : micele&CMC. Koloid ini mempunyai sifat menyukai air dan menyukai minyak ini disebut surfaktan Sifat Optik dari Koloid Tyndal efek bila cahaya kuat dilewatkan larutan koloid maka cahaya akan terjadi pemantulan cahaya sehingga kekuatan cahaya tersebut akan berubah. Dari prinsip tyndal efek ini dibuat mikroskop elektron. Dengan mikroskop elektron dapat terlihat ukuran partikel yang tidak dapat dilihat dengan mikroskop biasa. Penyerapan cahaya Akibat koloid cahaya intensitas akan menurun bila lewat larutan koloid.Ini disebabkan kekeruhan koloid.Konsentrasi koloid dapat diukur berdasarkan cahaya yang intensitasnya berkurang. Gerakan Koloid Gerakan Brown.Gerakan Brown ini dapat diamati di dalam mikroskop bila ukuran partikel antara 5 mm.Lebih kecil saat diamati.Makin kecil makin sulit diamati.kenaikan kekentalan medium pendispersi makin kecil gerakan Brown bahkan malah berhenti.Misal bila air ditambah giserin. Difusi.Partikel akan mengalami difusi berjalan dari konsentrasi tinggi ke konsentrasi rendah.Gerakan ini berubah setelah mencapai keseimbangan konsentrasi larutan. Sedimentasi.Pengendapan dari koloid dipengaruhi oleh kekentalan medium, bj partikel, tekanan partikel dan konsentrasi partikel. Pengaruh listrik (muatan listrik terhadap koloid)
  • 52. Adanya muatan listrik akan pengaruhi kestabilan koloid terutama koloid yang bersifat ionic.Dengan elektroporosis maka koloid ionic dapat diendapkan dengan proses paengumpalan. Hal ini dapat digunakan untuk melihat banyak zat terlarut atau logam terlarut dalam air Stabilitas Koloid Stabilitas dari koloid akan dipengaruhi oleh faktor adanya muatan listrik dan medium utuk menjaga kestabilan koloid. Penambahan pengental akan menaikan stabilitas koloid, karena akan mencegah daya tarik menarik atau akan menghasilkan geragak Brown ini terjadi pada koloid yang bersifat liofilik.Koloid liofobik tidak tahan / stabil pada panas.Adanya muatan listrik akan menyebabkan daya tarik menarik partikel membentuk gumpalan. Dengan menambah larutan yang bersifat ionic (garam-garam) maka akan mengubah muatan maka kestabilan koloid akan berubah.Akhirnya terjadi tarik menarik dan membentuk aglomorat. 4. Mengenali manfaat dari solubilisasi oleh koloid. Solubilisasi (pengkarutan) adalah lewatnya molekul zat terlarut yang larut dalam air secara spontan ke dalam larutan air dari suatu sabun atau detergent di mana di bentuk suatu larutan yang stabil secara termodinamik Pada konsentrasi yang masih lebih tinggi molekul-molekul surfactant dalam bulk cairan mulai membentuk agregat-agregat yang terarah atau missel; perubahan dalam orientasi ini terjadi agak tiba-tiba,dan konsentrasi surfaktan di mana ia membentuk misel atau di kenal sebagai konsentrasi misel kritis (MKM) ,solubilisasi di perkirakan terjadi berdasarkan zat terlarut yang melarut dalam atau di absorbsi pada misel tersebut .jadi kemampuan larutan surfaktan untuk mensolubilisasi bahan –bahan yang tidak larut dalam air mulai pada konsentrasi misel kritis tersebut ,dan meningkatkan konsentrasi misel terseut. ABS (Alkil Benzen Sulfonat) telah digunakan dalam proses pewarnaan serat poliester dengan zat warna dispersi. ABS berfungsi untuk membantu penyebaran zat warna pada serat sehingga dihasilkan warna yang merata pada kain. Prinsip yang digunakan pada proses ini adalah solubilisasi, surfaktan dapat melarutkan zat organik, pelarutan ini terjadi dalam misel, selanjutnya misel akan teradsorpsi pada permukaan kain dan zat warna dapat berpenetrasi pada kain. 5. Memahami manfaat-manfaat dan mengetahui jenis utama sistem pengiriman obat koloid modern. 1. Kosmetik
  • 53. Bahan – bahan kosmetika sangat banyak jenisnya, akan tetapi pada prinsipnya hampir 90% dari bahan itu dibuat dalam keadaan koloid. Hal itu disebabkan sifat koloid yang mudah menyerap pewangi dan pewarna, lembut, mudah dibersihkan, tidak merusak kulit dan rambutm dan sekaligus mengandung dua macam bahan yang tidak dapat saling larut. Macam – macam bentuk bahan kosmetik sebagai berikut : a. Bahan kosmetika yang berbentuk aerosol, misalnya parfum dan deodorant spray, hair spray, dan penghilang bau mulut yang disemprotkan. b. Bahan kosmetika yang berbentuk sol, misalnya susu pembersih muka dan kulit, cairan untuk masker, dan cat kuku. c. Bahan kosmetika yang berbentuk emulsi, misalnya susu pembersih muka dan kulit. d. Bahan kosmetika yang berbentuk gel, misalnya deodorant stick dan minyak rambut (jelly). e. Bahan kosmetika yang berbentuk buih, misalnya sabun cukur dan sabun kecantikan. f. Bahan kosmetika yang berbentuk sol padat misalnya pemerah bibir, pensil alis dan maskara g. Bahan kosmetika yang berbentuk pasat misalnya, pasta gigi, h. Deodorant, mengandung aluminium klorida untuk mengkoagulasikan (emengendapkan) protein dalam keringat. Endapan protein ini dapat menghalangi kerja kelenjar keringat dan protein yang dihasilkan berkurang. 2. Dalam industri farmasi a. Minyak ikan b. Penisilin untuk suntikan 3. Dalam bidang kesehatan Prinsip dialisis digunakan untuk membantu pasien gagal ginjal. 4. Karbon Serbuk karbon (norit), yang dibuat dalam bentuk pil atau tablet, apabila diminum dapat menyembuhkan sakit perut dengan cara absorpsi. Dalam usus, norit dengan air akan membentuk sistem koloid yang mampu mengabsorpsi dan membunuh bakteri-bakteri berbahaya yang menyebabkan sakit perut. DAFTAR PUSTAKA Atkins, P. W. 1994. Kimia Fisik edisi ke-4 jilid 1. Erlangga: Jakarta.
  • 54. http://dunia-wahyu.blogspot.co.id/2012/03/kimia-permukaan-surfaktan.html http://fitrirosdiana.blogspot.co.id/2010/12/enomena-antar-muka.html https://kimia08.wordpress.com/2012/05/13/adsorpsi/. http://maulanseptia.blogspot.co.id/2014/01/koloid-dalam-farmasi.html http://rumushitung.com/2013/09/22/tegangan-permukaan-zat-cair/ https://yuzuran86.wordpress.com/2013/01/20/tegangan-permukaan/ Noviyantie , Anneke , 2013 , KINETIKA KIMIA, prezi, jakarta. Putu Dona Oka Putri,2014, Tegangan Muka Kimia Fisika I, Jurusan Kimia : Udayana Sadikin, Mohamad. 2002. Biokimia Enzim. Jakarta : Widya Medika. Soewoto, Hafiz, dkk. 2000. Biokimia Eksperimen Laboratorium. Jakarta: Widya Medika. Supriatna, 2012, Koloid, Jakarta : STFI. Supardi, Kasmadi Imam dan Gatot Luhbandjono. 2008. Kimia Dasar II. Semarang: UPT UNNES Press. Utami, Budi, dkk. 2009. Kimia Untuk SMA/MA KELAS XI Program Ilmu Alam. Jakarta: Pusat Perbukuan Depatemen Pendidikan Nasional.