Post on 13-Aug-2015
description
BAB I
PENDAHULUAN
I.1 Latar Belakang
Bila dua fase dicampurkan maka batas fase-fase tersebut dinamakan
antar permukaan. Batas antara zat cair atau zat padat dengan udara biasanya
disebut permukaan saja. Sedangkan batas antara zat cair dengan zat cair lainnya
yang tidak bercampur dengan zat cair disebut antar permukaan.
Sebagaimana kita ketahui emulsi dan suspensi adalah bentuk sediaan
yang unik. Hal ini disebabkan oleh adanya suatu daerah yang menjadi
pembatas. Dalam hal ini, emulsi merupakan dua campuran yang tidak saling
bercampur. Biasanya minyak dan air dapat bertemu membentuk suatu tegangan
antar muka. Bukan hanya itu, dalam suspensi, bentuk padat dan cair akan
membentuk suatu tegangan antar muka.
Di dalam zat cair suatu molekul dikelilingi oleh molekul-molekul
lainnya yang sejenis dari segala arah sehingga gaya tarik menarik sesama
molekul (gaya kohesi) adalah sama. Pada permukaan zat cair terjadinya gaya
tarik menarik antara molekul udara (gaya adhesi).
Dengan adanya tegangan permukaan yang tinggi dan dengan adanya
pemberian surfaktan yang mana surfaktan yang digunakan terbagi atas dua
yang salah satunya adalah hidrokskopis, yang mana bila menempel pada
mikroba atau dalam suatu bakteri akan sulit terlepas.
Dalam hal menentukan tegangan dari permukaan suatu benda kita
haruslah meninjau dari besarnya massa benda yang mengalir dalam fluida.
Latar belakang dilakukannya percobaan ini yaitu untuk dapat
menentukan tegangan permukaan zat cair dan menentukan konsentrasi misel
kritik suatu surfaktan dengan metode tegangan permukaan serta dapat
menerangkan faktor – faktor yang mempengaruhi tegangan permukaan suatu
zat cair, metode ini juga dgunakan sebagai landasan teori dalam bidang farmasi
dengan bentuk sediaan suspense dan emulsi.
I.2 Maksud dan Tujuan
1.2.1 Maksud Percobaan
Untuk mengetahui dan memahami tegangan permukaan zat cair
dari dua zat yang tidak bercampur.
1.2.2 Tujuan percobaan
- Untuk mengetahui pengaruh hambatan surfaktan terhadap tegangan
permukaan zat cair.
- Mengetahui pengaruh peningkatan konsentrasi surfaktan terhadap
penurunan tegangan permukaan zat cair dan menentukan konsentrasi
misel kritik.
I.3 Prinsip Percobaan
Penentuan tegangan permukaan suatu zat cair dua zat cair yang tidak
saling bercampur berdasarkan pengukuran kenaikan pipa kapiler dimana
kenaikan pipa kapiler mempengaruhi tingginya tegangan permukaan.
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
II.1 Teori Umum
Tegangan permukaan didefenisikan sebagai kerja yang dilakukan
dalam memperluas permukaan cairan dengan suatu satuan luas. Satuan untuk
tegangan permukaan (Y) adalah J.m-2 atau dyne.cm-1. Metode yang paling
umum untuk mengukur tegangan permukaan adalah kenaikan atau penurunan
cairan dalam pipa kapiler (Francis Weston, 1994).
Di dalam zat cair suatu molekul dikelilingi oleh molekul-molekul
lainnya yang sejenis dari segala arah sehingga gaya tarik menarik sesama
molekul (kohesi) adalah sama. Pada permukaan zat cair terjadi suatu gaya
tarik menarik antar molekul zat cair dengan molekul udara (gaya adhesi).
Gaya adhesi lebih kecil bila dibandingkan dengan gaya kohesi, sehingga
molekul di permukaan zat cair cenderung untuk masuk ke dalam. Tetapi hal
ini tidak terjadi karena adanya gaya yang bekerja sejajar dengan permukaan
zat cair untuk mengimbangi. Sedangkan tegangan antar permukaan karena
gaya adhesi antara zat cair untuk mengimbangi gaya kohesi. Sedangkan
tegangan antar permukaan selalu lebih kecil dari tegangan permukaan
(Lachman, 1994).
Cairan mempunyai sifat yang menyerupai gas dalam hal gerakannya
yang mengikuti gerakan brown dan gaya alirnya (fluiditasnya). Selain itu,
cairan juga dapat menunjukkan adanya tegangan permukaan yang merupakan
salah satu sifat yang penting dari cairan (Najib, Ahmad, 2006).
Tegangan permukaan dinyatakan sebagai gaya persatuan panjang
yang diperlukan untuk memperluas permukaan. Simbol yang digunakan
untuk tegangan permukaan adalah Y dan satuannya adalah dyne/cm
(Sutrisno, 1992)
Pengukuran tegangan permukaan dapat dilakukan dengan beberapa
metode antara lain :
1. Metode Cincin du-Nouy
Cara ini dapat digunakan untuk mengukur tegangan permukaan dan
tegangan antar permukaan zat cair. Prinsip kerja alat ini berdasarkan pada
kenyataan bahwa gaya yang dibutuhkan untuk melepaskan cincin yang
tertutup pada zat cair sebanding dengan tegangan permukaan atau tegangan
antar permukaan. Gaya yang dibutuhkan untuk melepaskan cincin dalam hal
ini oleh kawat torsi yang dinyatakan dalam dyne.
Tegangan permukaan :
Y = f X F
2. I
Dimana : f = gaya yang diperlukan untuk melepaskan cincin
L = Keliling Cincin
F = Faktor Koreksi
Faktor koreksi diperlukan karena ada variabel-variabel tertentu yang tidak
dapat diabaikan yaitu :
- Jari-jari cincin
- Jari-jari kawat yang membentuk cincin
- Volume zat cair yang naik dari permukaan
2. Metode Kenaikan Kapiler
Pada metode ini digunakan untuk menentukan suatu tegangan
permukaan suatu zat cair dan tidak dapat digunakan untuk menentukan
tegangan permukaan dua zat cair yang tidak bercampur.
Bila gaya adhesi relatif lebih besar dari gaya kohesi (seperti kasus
air dan permukaan gelas). Cairan dikatakan membasahi permukaan bahan
lainnya dalam hal ini permukaan kolom caran dalam sebuah gelas pipa
adalah konkaf ke atas, dan sebaliknya bila gaya adhesi relatif lebih kecil
dari gaya kohesi (seperti halnya air raksa dengan gelas), maka cairan adalah
konveks (Sutrisno,1992)
Tegangan permukaan atau tegangan antar muka adalah suatu gaya
nyata yang efeknya tampak pada tingkat makroskopik seperti halnya pada
tingkat molekuler. Hal ini dapat dilukiskan dengan meletakkan sebuah
kerangka kawat dengan batang yang dapat bergerak dalam larutan energi
per satuan luas jika kerja yang diperlukan untuk memindahkan batang yang
bergerak dengan suatu jarak kecil. Kebanyakan antar yang tercakup dalam
sistem farmasetik berbentuk lengkung (Lachman, 1994).
Mekanisme aksi surfaktan diduga melibatkan absorbsi hidrokarbon
oleh permukaan partikel yang hidropibik sedangkan bagian polar surfaktan
diserahkan ke fase air dan pada poliserbat adalah salah satu bahan
pembasah yang digunakan dalam sediaan farmasi dan merupakan hal yang
konsensi oleat dari sursobotol anhidrannya berkondensasi dengan lebih
kurang 20 molekul etilekosida, berupa cairan kental dengan kekentalan 600
CPS dan bersifat non ionik. Bahan pembasah adalah bahan yang dapat
menurunkan tegangan antara partikel-partikel (Sutrisno, 1992)
Beberapa faktor yang mempengaruhi tegangan permukaan suatu
zat cair adalah :
1. Temperatur
Tegangan permukaan zat cair berkurang secara linear denga
bertambahnya tenperatur, karena meningkatkan energi kinetik dari
molekul. Pada temperatur tertentu yang merupakan titik kritis tegangan
permukaan adalah O.
2. Zat terlarut
Tegangan permukaan suatu zat cair dipengaruhi oleh adanya zat terlarut
di dalam zat cair. Hal ini terjadi gaya tarik menarik antara molekul zat
terlarut dengan pelarut lebih besar dari pada gaya tarik menarik antara
sesama molekul pelarut sehingga konsentrasi zat terlarut di permukaan
lebih kecil dari pada konsentrasi asam organik, alkohol, ester, eter,, amin
dan lain-lain dapat menurunkan tegangan zat cair. Zat-zat aktif
permukaan sangat efektif untuk menurunkan suatu tegangan permukaan
zat cair karena molekulnya dapat terdispersi pada antar permukaan
(Sitrisno, 1992).
Tegangan permukaan merupakan perbandingan gaya permukaan
terhadap panjang permukaan yang dipengaruhi oleh gaya itu. Jika sebuah
jarum dapat dibuat terapung di permukaan air jika diletakkan secara hti-
hati. Gaya-gaya yang menopang jarum itu bukan gaya apung tetapi
disebabkan karena tegangan permukaan. Di bagian dalam cairan, sebuah
molekul dikelilingi oleh molekul-molekul lain, sedang di bagian permukaan
cairan tidak ada molekul di atas molekul-molekul permukaan. Jika
permukaan molekul sedikit dinaikkan maka ikatan molekul antara molekul
ini dengan molekul tetangga direnggangkan dan ada gaya pemulih yang
berusahan menarik molekul itu kembali ke permukaan.
II.2 Uraian Bahan
1. Aquadest (Ditjen POM 1979 : 96)
Nama resmi : Aqua Destilla
Nama lain : Air suling
RM / BM : H2O / 18,02
Pemerian : Cairan jernih, tidak berwarna, tidak berbau,
dan tidak mempunyai rasa.
Penyimpanan : Dalam wadah tertutup baik.
Kegunaan : Sebagai pelarut
2. Minyak jarak (Ditjen POM 1979: 459)
Nama resmi : Oleum Ricini
Nama lain : Minyak jarak
RM / BM : 0,953 gr sampai 0,964 gr
Pemerian : cairan kental,jernih,kuning pucat hamper tak
berwarna,bauh jemah:rasa manis agak pedas.
Kelarutan : larut dalam 2,5 bagian etanol 95% P.
Penyimpanan : Dalam wadah tertutup baik, terlindung dari
cahaya, di tempat sejuk.
Kegunaan : Sebagai sampel
3. Tween-80 (Ditjen POM 1979: 509)
Nama resmi : Polysorbatum-80
Nama lain : Polysorbat-80/Tween-80
RM / BM : H2O / 18,02
Pemerian : Cairan kental seperti minyak, jernih kuning
bau asam lemah, khas.
Kelarutan : Mudah larut dalam air, dalam etanol 95%,
dalam etilmasetat, dalam methanol P, sukar
larut dalam parafin cair dan dalam minyak
biji kapas.
Penyimpanan : Dalam wadah tertutup baik.
Kegunaan : Sebagai surfaktan
II.3 Prosedur Kerja
1. Penentuan Tegangan Permukaan Air dan Bermacam-macam minyak.
a. Bersihkan cincin dengan benzena, kemudian bakar sebentar di atas
nyala api.
b. Bersihkan cawan petri dengan benzena untuk menghilangkan sisa-sisa
minyak, kemudian bilas dengan larutan kalium bikarbonat dalam
asam.
c. Bilas lagi dengan air suling.
d. Tuangkan air atau minyak yang akan diukur ke dalam cawan petri dan
letakkan pada meja sampel.
e. Atur posisi meja sedemikian rupa sehingga cincin tercelup sedalam 5
mm ke dalam zat cair.
f. Putar sekrup sampai petunjuk pada sermin berada tepat di tengah, lalu
putar sekrup secara bersama-sama dengan hati-hati untuk menjaga
agar jarum tetap berada di tengah cemin, terus menerus sampai film
pada permukaan zat cair pecah.
g. Baca skala yang menunjukkan tegangan permukaan zat cair dalam
dyne/cm.
h. Tentukan BJ zat cair dengan piknometer
i. Hitung tegangan permukaan sebenarnya dengan menggunakan faktor
koreksi (lihat pada grafik).
2. Penentuan Tegangan Antar Permukaan Dua Zat Cair yang tidak
Bercampur
a. Bersihkan cincin dan cawan petri seperti di atas.
b. Tuangkan zat cair yang mempunyai BJ lebih besar ke dalam cawan.
c. Atur posisi meja sedemikian rupa sampai cincin tercelup sedalam 5-7
mm ke dalam zat cair.
d. Tuangkan zat cair kedua dengan hati-hati pada permukaan zat cair
yang pertama dengan ketinggian kira-kira 5-10 mm
e. Atur posisi cawan sehingga cincin berada pada antara permukaan dan
tetap berada di tengah-tengah cincin.
f. Putar sekrup bersama-sama sampai film pecah.
g. Catat harga tegangan antar permukaan pada skala dalam dyne/cm.
h. Hitung tegangan antar permukaan yang sebenarnya dengan
menggunakan faktor koreksi.
BAB III
METODE KERJA
III.1 Alat dan Bahan
III.1.1 Alat yang digunakan
1. Alat cincin du-nouy
2. Anak timbangan
3. Batang pengaduk
4. Botol semprot
5. Gelas arloji
6. Gelas kimia 500 ml
7. Gelas ukur 100 ml
8. Piknometer 50 ml
9. Pinset
10. Pipet tetes
III.1.2 Bahan yang digunakan
1. Air suling
2. Minyak jarak
3. Tissue gulung
4. Tween-80
III.2 Cara Kerja
a. Penentuan Tegangan Permukaan Air dan Bermacam-macam Minyak
1. Disiapkan alat dan bahan yang akan digunakan
2. Diatur posisi alat cincin du-nouy
3. Dicelupkan ke dalam gelas kimia yang berisi 100 ml air suling.
4. Diputar sekrup cincin du-nouy hingga terlepas dari permukaan air
atau sampai filemnya pecah, diamati skala jarum yang ditunjukkan.
5. Diputar arah cincin ke arah semula dan diberikan sejumlah beban
hingga menunjukkan angka yang sama pada saat filemnya pecah.
6. Dilakukan cara yang sama pada sampel minyak jarak dan campurkan
minyak jarak.
b. Penentuan Pengaruh Surfaktan Terhadap Peganganan Permukaan Zat
Cair
1. Disiapkan alat dan bahan yang akan digunakan
2. Diatur posisi cincin du-nouy
3. Dicelupkan ke dalam air suling 100 ml yang telah ditambahkan
tween-80 dengan konsentrasi 0,2%.
4. Diputar sekrup cincin du-nouy hingga terlepas dari permukaan air
atau sampai filemnya pecah, lalu diamati skalanya.
5. Diputar posisi cincin du-nouy ke arah semula dan diberikan beban
hingga menunjukkan angka yang sama pada saat filmnya pec
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
No Nama Zat Tinggi cairan (cm) Bobot Jenis (g/ml) (dyne/cm)
1 Air 1,7 0,997 47,786
2 Span 1 % 1,5 1,01 42,714
3 Tween 1 % 1,5 1,089 45,67
4 Tween 2 % 1,7 1,08 51,764
5 Span 2 % 1,6 1,01 45,561
6 Parafin 1,8 0,85 43,137
7 Tween 4 % 1,9 1,08 57,854
8 Tweeen 5 % 2,1 1,08 63,944
9 Span 5 % 1,5 1,01 42,764
10 Tween 3 % 1, 1,01 51,764
11 Span 3 % 1,9 1,01 54,104
12 Span 4 % 1,6 1,01 45,561
IV. Pembahasan
Suatu molekul dalam fasa cair dapat dianggap secara sempurna dikelilingi
oleh molekul lainnya yang secara rata-rata mengalami daya tarik yang sama ke semua
arah. Bila terdapat molekul-molekul yang terletak di permukaan cair maka gaya tarik
molekul lain pada fasa uapnya. Gejala ini menyebabkan permukaan cairan cenderung
berubah menuju ke luas permukaan yang sekecil mungkin, sehingga nampak dalam
keadaan tegang. Pada percobaan kali ini kita akan menganalisa tegangan permukaan
pada cairan dengan menggunakan metode berat tetes. Dengan menganalisa tegangan
permukaan menggunakan metode berat tetes, kita dapat mengetahui nilai tegangan
permukaan dari suatu larutan.
Tegangan permukaan adalah suatu kemampuan atau kecenderungan zat cair
menuju keadaan yang luas pemukaannya lebih kecil, seperti contoh yaitu
permukaan datar, atau bulat seperti bola. Dengan sifat tersebut zat cair mampu
untuk menahan benda-benda kecil di permukaannya. Seperti silet, berat dari silet
menyebabkan permukaan zait cair sedikit melengkung kebawah dimana silet itu
berada. Lengkungan itu memperluas permukaan zat cair namun zat cair dengan
tegangan permukaannya berusaha mempertahankan luas permukaannya sekecil
mungkin. Tegangan permukaan merupakan fenomena menarik yang terjadi pada
zat cair (fluida) yang berada dalam keadaan diam (statis). Tegangan permukaan (γ)
didefinisikan sebagai gaya ( F ) persatuan panjang ( L ) yang bekerja tegak lurus
pada setiap garis di permukaan fluida
Dari hasil, bisa kita lihat bahwa nilai tegangan permukaan yang diperoleh
nilainya berbeda-beda, sedangkan tegangan permukaan yang seharusnya didapat pada
setiap kenaikan suhu, nilai tegangan permukaan yang diperoleh yaitu semakin kecil.
Hal ini dikarenakan molekul cairan akan bergerak semakin cepat ketika suhu
meningkat, sehingga gaya tarik menarik antar molekul cairan merenggang. Akibatnya
massa larutan menjadi menurun ketika suhu meningkat. Dan dari data percobaan
yang diperoleh pun massa yang kami dapat memiliki nilai yang berbeda-beda, hal ini
dikarenakan karena pada saat pemanasan larutan berlangsung, ada sebagian molekul
yang memiliki gaya tarik menarik antar molekul sehingga molekul yang terdapat pada
cairan ada yang merapat sebagian. Oleh karena itu massa yang diperolehnya berbeda-
beda.
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
V.1 Kesimpulan
No Nama Zat Tinggi cairan (cm) Bobot Jenis (g/ml) (dyne/cm)
1 Air 1,7 0,997 47,786
2 Span 1 % 1,5 1,01 42,714
3 Tween 1 % 1,5 1,089 45,67
4 Tween 2 % 1,7 1,08 51,764
5 Span 2 % 1,6 1,01 45,561
6 Parafin 1,8 0,85 43,137
7 Tween 4 % 1,9 1,08 57,854
8 Tweeen 5 % 2,1 1,08 63,944
9 Span 5 % 1,5 1,01 42,764
10 Tween 3 % 1, 1,01 51,764
11 Span 3 % 1,9 1,01 54,104
12 Span 4 % 1,6 1,01 45,561
V.2 Saran
Sebaiknya alat – alat yang digunakan pada praktikum ini bisa lebih
ditingkatkan agar pengetahuan dari mahasiswa semakin luas serta dapat
dibandingkan dari beberapa alat yang digunakan.