Laprak Viskositas.docx

LAPORAN PRAKTIKUM FARMASI FISIKA “Viskositas dan Rheologi”

Disusun oleh: Kelompok 4

Aishy Ash Shidiq

(P17335118066) Moch Mulky

(P17335118048)

Audry Putriani Haura Fatona

(P17335118072) Tita Alpira (P17335118008) Tsania Nurilsyam

(P17335118036) (P17335118024)

Kelas : 1B Dosen Pembimbing: Siska Tri Apriyoannita, S. Farm

POLITEKNIK KESEHATAN KEMENTRIAN KESEHATAN PROGRAM STUDI D-III FARMASI BANDUNG 2019

A. JUDUL PERCOBAAN (Haura Fatona Chairunissa P17335118008) Viskositas dan Rheologi B. HARI , TANGGAL PRAKTIKUM (Aishy Ash Shidiq P17335118066) Hari : Senin Tanggal : 18 Maret 2019 C. TUJUAN PERCOBAAN (Tsania Nurilsyam P17335118024) 1. Penggunaan viscometer kapiler untuk penentuan viskositas cairan newton dan non newtonian 2. Menentukan pengaruh kadar larutan terhadap viskositas larutan D. DASAR TEORI (Haura Fatona Chairunissa P17335118008) Viskositas adalah suatu pernyataan tentang tahanan dari suatu cairan untuk mengalir. Sesmakin tinggi viskositas, semakin besar tahanannya. Cairan sederhana dapat dijelaskan dalam istilah absolut. Akan tetapi sifat-sifat rheologi dispersi heterogen lebih kompleks dan tidak dapat dinyatakan dalam suatu satuan tunggal. Makin kental suatu cairan, makin besar gaya yang dibutuhkan untuk membuatnya mengalir pada kecepatan tertentu. Viskositas dispersi koloid dipengaruhi oleh bentuk artikel dari fase dispersi dengan viskositas rendah, sedangkan system disperse yang mengandung koloid-koloid linier viskositasnya lebih tinggi. Hubungan antara bentuk dan viskositas merupakan refleksi derajat solvasi dari partikel (Martin, 2011) Bila viskositas gas meningkat dengan naiknya temperatur, makaviskositas cairan justru akan menurun jika temperatur dinaikkan. Fluiditasdari suatu cairan yang merupakan kelebihan dari viskositas akanmeningkat dengan makin tingginya temperatur (Bird, 2003). Adapun jenis cairan dibedakan menjadi dua tipe, yaitu cairan newtonian dan non newtonian. 1. Cairan Newtonian Cairan newtonian adalah cairan yang viskositasnya tidak berubah dengan berubahnya gaya irisan, ini adalah aliran kental (viscous) sejati. Contohnya : Air, minyak, sirup, gelatin, dan lain-lain. Shear rate atau gaya pemisah viskositas berbanding lurus dengan shear stresss secara proporsional dan 1

viskositasnya merupakan slope atau kemiringan kurva hubungan antara shear rate dan shear stress. Viskositas tidak tergantung shear rate dalam kisaran aliran laminar (aliran streamline dalam suatu fluida). Cairan Newtonian ada 2 jenis, yang viskositasnya tinggi disebut “Viscous” dan yang viskositasnya rendah disebut “Mobile” (Dogra, 2009). Cara Ostwald / Kapiler Viskositas dari cairan yang ditentukan dengan mengukur waktu yang dibutuhkan bagi cairan tersebut untuk lewat antara 2 tanda ketika mengalir karena gravitasi melalui viskometer Ostwald. Waktu alir dari cairan yang diuji dibandingkan dengan waktu yang dibutuhkan bagi suatu zat yang viskositasnya sudah diketahui (biasanya air) untuk melewati dua tanda tersebut. Berdasarkan hukum Poiseuille.

Hukum Poiseuille juga digunakan untuk menentukan distribusi kecepatan dalam arus laminer melalui pipa slindris dan menentukan jumlah cairan yang keluar perdetik (Sarojo, 2006) 2. Cairan Non-Newtonian Yaitu cairan yang viskositasnya berubah dengan adanya perubahan gaya irisan dan dipengaruhi kecepatan tidak linear. Cara Hopper Berdasarkan hukum Stokes pada kecepatan bola maksimum, terjadi keseimbangan sehingga gaya gesek = gaya berat – gaya archimides. Prinsip kerjanya adalah menggelindingkan bola (yang terbuat dari kaca) melalui tabung gelas yang berisi zat cair yang diselidiki. Kecepatan jatuhnya bola merupakan fungsi dari harga resiprok sampel. Berdasarkan hukum stoke yaitu pada saat kecepatan bola maksimum, terjadi kesetimbangan sehingga gaya gesek sama dengan gaya berat archimedes. Dalam fluida regangan geser selalu bertambah dan tanpa batas sepanjang tegangan yang diberikan. Tegangan tidak bergantung pada regangan geser tetapi tergantung pada laju perubahannya. Laju perubahan regangan juga disebut laju regangan (Young , 2009).

2

Rheologi adalah ilmu yang mempelajari perubahan bentuk dan aliran dari fluida serta bagaimna respon fluida tersebut terhadap penerimaan tekanan dan tegangan. Rheologi masih berkaitan dengan sifat mekanisme yang berhubungan dengan perubahan bentuk dan aliran bahan. Sifat ini juga berkaitan dengan deformasi bentuk akibat adanya gaya mekanisme. Sifat rheologi merupakan bagian dari sifat mekanisme, namun tidak semua sifat mekanisme termasuk rheologi. Adapun yang termasuk sifat rheologi antara lain, kekentalan, elastisitas, kelengketan, plastis, kenyal, dan sebagainya. Sifat reologi didasarkan pada 3 parameter yaitu gaya, deformasi,dan waktu. Perhitungan reology sangat berguna dalam evaluasi kualitas produk, perhitungan rekayasa, dan desain proses (Kusuma dkk, 2017) E. ALAT DAN BAHAN (Moch Mulky P17335118048)

1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8.

Alat Viskometer kapiler (Ostwald) Viskometer stormer Pipet ukur 10 mL Piknometer Ball pipet Pipet tetes Mortir Stamper

1. 2. 3.

Bahan Aquadest dan Gliserin 5%, 10%, 15%, 20%, dan 25% Parasetamol CMC-Na

F. PROSEDUR KERJA (Tita Alpira P17335118036) Cairan Newtonian 1. Dibuat 20 mL larutan Gliserin dengan konsentrasi 5%, 10%, 15%, 20%, dan 25% dalam Aquadest. 2. Diaduk sampai homogen. Masing-masing gelas kimia diberi label. 3. Dimasukkan cairan 10 mL ke dalam viskometer kapiler. 4. Cairan dihisap menggunakan ball pipet sampai garis batas atas pada pipa kapiler. 5. Cairan dibiarkan mengalir dari garis batas atas ke garis batas bawah dan catat waktu yang dibutuhkan oleh cairan untuk mengalir dari garis batas atas ke garis batas bawah. 6. Dilakukan pengukuran triplo. ƞ1 7. Bobot jenis cairan ditentukan menggunakan piknometer.

3

8. Viskositas relatif Gliserin dihitung pada berbagai konsentrasi terhadap Aquadest dengan menggunakan persamaan berikut jika diketahui viskositas Aquadest adalah 0,89 𝜂1

cps (25˚C):

𝜂2

𝜌 𝑡

= 𝜌1 𝑡1 2 2

9. Dibuat kurva hubungan antara viskositas Gliserin terhadap konsentrasi Gliserin yang digunakan. Cairan Non Newtonian–Pembuatan Suspensi Paracetamol 125mg/5mL sebanyak 150 mL 1. Disiapkan alat dan bahan. 2. Aquadest dipanaskan di atas penangas air. 3. Mortir dihangatkan dengan sejumlah air panas. 4. CMC-Na ditaburkan ke dalam mortir, gerus sampai terbentuk mucilago CMC-Na. 5. Parasetamol dimasukkan ke dalam mortir sedikit demi sedikit, gerus sampai homogen. 6. Viskositas larutan suspensi ditentukan dengan menggunakan viskometer stormer. E. DATA HASIL PENGAMATAN (Moch Mulky P17335118048) a. Penimbangan Gliserin Jumlah Gliserin (gram) Teoritis 5 × 20 = 1g 100 10 × 20 = 2g 100 15 × 20 = 3g 100 20 × 20 = 4g 100 25 × 20 = 5g 100

Larutan Gliserin 5% Gliserin 10% Gliserin 15% Gliserin 20% Gliserin 25%

Jumlah Gliserin yang ditimbang (gram) 1,010 g 2,014 g 3,015 g 4,010 g 5,010 g

b. Perhitungan Berat Jenis Gliserin Larutan

W1

W2

W3

Gliserin 5%

18,808 g 30,594 g 30,710 g

Gliserin 10%

18,808 g 30,594 g 30,855 g

Gliserin 15%

18,808 g 30,594 g 30,974 g

Gliserin 20%

18,808 g 30,594 g 31,075 g

Gliserin 25%

18,808 g 30,594 g 31,166 g

4

BJ Gliserin 30,710-18,808 11,902 = =1,0098 g/mL 30,594-18,808 11,786 30,855-18,808 12,047 = =1,0221 g/mL 30,594-18,808 11,786 30,974-18,808 12,166 = =1,0322 g/mL 30,594-18,808 11,786 31,075-18,808 12,267 = =1,0408 g/mL 30,594-18,808 11,786 31,166-18,808 12,358 = =1,0485 g/mL 30,594-18,808 11,786

c. Perhitungan Viskositas Gliserin Larutan Gliserin 5% Gliserin 10% Gliserin 15% Gliserin 20% Gliserin 25%

Waktu 9,02+8,58+8,77 =8,79 s 3 9,40+9,58+9,50 =9,49 s 3 10,07+10,05+10,15 =10,09 s 3 10,76+10,76+10,78 =11,40 s 3 11,35+11,40+11,45 =11,40 s 3

Viskositas Relatif Gliserin η1 1,0098×8,79 7,9000 = →η1 = =0,9125 0,89 1,002×8,64 8,6573 η1 1,0221×9,49 8,6328 = →η1 = =0,9772 0,89 1,002×8,64 8,6573 η1 1,0322×10,09 9,2693 = →η1 = =1,0707 0,89 1,002×8,64 8,6573 η1 1,0408×10,76 9,9671 = →η1 = =1,1517 0,89 1,002×8,64 8,6573 η1 1,0485×11,40 10,6380 = →η1 = =1,2288 0,89 1,002×8,64 8,6573

d. Kurva Hubungan Antara Viskositas Relatif Gliserin Terhadap Konsentrasi Gliserin

Kurva Hubungan Antara Viskositas Relatif Gliserin Terhadap Konsentrasi Gliserin

Viskositas Relatif Gliserin

1.4 1.2 1 0.8 0.6 0.4 0.2 0 5%

10%

15%

20%

25%

Konsentrasi Gliserin (%)

e. Pembuatan Suspensi Parasetamol 125mg/mL sebanyak 150mL Bahan CMC Na 1% CMC Na 2%

Jumlah CMC Na (gram) Teoritis 1 ×150=1,5 g 100 2 ×150=3 g 100

Jumlah CMC Na yang ditimbang (gram) 1,5 g 3g

Viskositas 1 → 5 C.Pas 3 → 2,4 C.Pas 1 → 21 C.Pas 3 → 9 C.Pas

G. PEMBAHASAN (Audry Putriani P17335118072) Pada praktikum kali ini, dilakukan percobaan untuk mengetahui penggunaan viskometer kapiler dan stromer untuk menentukan cairan Newton dan non Newtonian serta menetukana kadar larutan terhadap viskositas larutan. Cairan Newtonian adalah cairan yang viskositasnya tidak berubah dengan berubahnya gaya irisan, ini adalah aliran kental (viscous) sejati. Cairan

5

non Newtonian adalah cairan yang viskositasnya berubah dengan adanya perubahan gaya irisan dan dipengaruhi kecepatan tidak linear. Larutan Gliserin dengan konsentrasi yang berbedabeda sebanyak 20 mL digunakan sebagai bahan dasar cairan Newtonian. Larutan dibuat dengan konsentrasi 5%, 10%, 15%, 20% dan 25%. Alat yang digunakan untuk mengukur larutan Gliserin adalah viskometer kapiler. Viskometer kapiler memiliki prinsip mengalirkan larutan melewati pipa kapiler (yang sifat larutannya adalah laminer), kemudian diukur waktu alirnya melewati pipa kapiler tersebut. Larutan diisikan ke dalam viskometer, yang mempunyai batas atas dan batas bawah. Pipa bagian bawah bola itu merupakan pipa kaca kapiler, yang diameternya cukup kecil, agar alirannya terjamin laminer dan lambat (Rochmadi dan Permono, 2018). Pengujian 10 mL cairan Gliserin dimasukan ke dalam viskometer kapiler. Cairan dihisap hingga garis batas atas selanjutnya dibiarkan mengalir dan waktu dihentikan ketika cairana sudah mencapai garis batas bawah. Pengujian dilakukan sebanyak 3 kali, hal ini dilakukan dengan tujuan agar mendapatkan hasil yang akurat. Piknometer kosong ditimbang terlebih dahulu, kemudian piknometer ditimbang dengan Aquadest. Kemudian masing-masing larutan ditimbang dalam piknometer. Hasil penimbangan yang diperoleh digunakan untuk mencari berat jenis Gliserin. Semakin besar bobot jenis yang dimiliki suatu zat cair maka nilai viskositas akan semakin besar karena hambatan untuk mengalir semakin tinggi (Langley, 2008). Untuk pengujian non Newtonian digunakan supensi sebagai bahan uji. Suspensi yang digunakan yaitu suspensi parasetamol dan CMC Na 1 % dan 2%. Alat yang digunakan adalah viskometer stomer. Viskometer stomer yang memiliki prinsip kerja dengan menggunakan motor khusus berbentuk dayung yang berputar dengan motor internal. Dayung harus terendam dalam silinder cairan yang akan diuji kemudian di putar. Kecepatan disesuaikan untuk mendapatkan jumlah yang benar dari beban untuk rotor. Variasi beban rotor sederhana memungkinkan untuk mendapatkan berbagai data untuk viskositas pada fluida yang sama serta pembacaan optimal bagi setiap cairan (Martin, 2011). Pada pembuatan CMC Na dibuat dengan konsentrasi ynag berbeda yaitu 1% dan 2%. Peebedaan konsentrasi ini dilakukan untuk membuktikan konsentrasi mempengaruhi viskositas dan didapati hasil bahwa kadar CMC Na dengan konsentrasi 2% memiliki viskositas lebih tinggi maka kekentalannya lebih tinggi daripada CMC Na dengan konsentrasi 1%. Hal ini disebabkan jika suatu larutan memiliki konsentrasi yang tinggi, maka akan memiliki kekentalan yang tinggi pula, karena konsentrasi larutan menyatakan banyak parikel zat yang terlarut setiap

6

satuan volume. Semakin banyak partikel yang terlarut semakin tinggi viskositasnya (Nahar, 2009). H. KESIMPULAN (Tsania Nurilsyam P17335118024) Berdasarkan praktikum yang telah dilakukan, dapat disimpulkan bahwa: 1. Semakin tinggi konsentrasi larutan, maka semakin tinggi bobot jenisnya 2. Semakin tinggi konsentrasi suspending agent, maka semakin tinggi viskositasnya. 3. Semakin tinggi konsentrasi suatu larutan, maka kecepatan cairan tersebut mengalir akan semakin lambat.

7

DAFTAR PUSTAKA (Tita Alpira P17335118036) Bird, T. 2003. Kimia Fisika Untuk Universitas. Jakarta: PT Gramedia Jones, D. 2008. Pharmaceutics-Dosage Form and Desain. London: Pharmaceutical Press. Kusuma, Titis Sari.2017. Pengawasan Mutu Makanan. Surabaya : Universitas Brawijaya Press. Langley, C. 2008. Pharmaceutical-Compounding and Dispensing. London: Pharmaceutical Press. Martin, Alfred, dkk.. 2011. Farmasi FIsika. Edisi Ketiga. Jakarta: UI-PRESS. Rochmadi dan Ajar Permono. 2018. Mengenal Polimer dan Polimerisasi. Yogyakarta: Gadjah Mada University Press.

8

LAMPIRAN (Aishy Ash Shidiq P17335118066) Piknometer

Berat Piknometer

Berat Aquadest

Berat Gliserin 5%

Berat Gliserin 10%

Berat Gliserin 15%

Berat Gliserin 20%

Berat Gliserin 25%

Viskositas Rotor 3 = 9 C.Pas

9

Viskositas Rotor 1 = 21 C.Pas