PENDAHULUANBobot jenis merupakan rasio massa dari suatu benda atau zat dengan massa air pada volume atau temperatur yang sama. Bobot jenis dipengaruhi oleh beberapa faktor, di antaranya faktor suhu, massa zat, volume zat, dan kekentalan (viskositas). Suhu sangat mempengaruhi bobot jenis sebab pada suhu yang tinggi, senyawa yang diukur bobot jenisnya dapat menguap, demikian pula halnya pada suhu yang sangat rendah dapat menyebabkan senyawa membeku sehingga sulit utuk menghitung bobot jenisnya (Ansel 2008).Tegangan permukaan adalah gaya per satuan panjang yang harus dikerjakan sejajar permukaan untuk mengimbangi gaya tarikan ke dalam pada cairan. Tegangan permukaan disebabkan oleh gaya adhesi (antara cairan dan udara) lebih kecil dari pada gaya kohesi antara molekul cairan sehingga menyebabkan terjadinya gaya ke dalam pada permukaan cairan (Giancoli dan Douglas 2001). Gaya yang diberikan molekul-molekul cairan akan saling tarik-menarik antara satu dengan yang lainnya. Molekul di dalam volume cairan memiliki gaya total yang besarnya nol, tetapi molekul permukaan ditarik ke dalam volume sehingga cairan cenderung memperkecil luas permukaannya. Beberapa faktor yang mempengaruhi besarnya tegangan permukaan suatu cairan di antaranya konsentrasi zat, jenis zat, suhu, dan zat terlarut. Cairan yang memiliki gaya tarik menarik antara molekulnya besar, maka tegangan permukaan juga besar. Tegangan permukaan cairan turun bila suhu naik (Young et al. 2002).Emulsi adalah suatu sistem koloid yang fase terdispersi dan medium pendispersinya berupa cairan, gas atau padatan. Emulsi merupakan sediaan yang mengandung dua zat atau lebih yang tidak dapat bercampur, biasanya terdiri dari minyak dan air yang selanjutnya akan terdispersi menjadi butir-butir kecil dalam cairan yang lain. Dispersi yang telah terbentuk tersebut ternyata tidak stabil sehingga bergabung (koalesen) dan membentuk dua lapisan, yaitu air dan minyak yang terpisah yang dibantu oleh zat pengemulsi (emulgator). Zat pengemulsi (emulgator) merupakan komponen yang paling penting agar memperoleh emulsi yang stabil. Beberapa bahan kimia alami dapat digunakan sebagai emulglator adalah gelatin, pektin, kuning telur, albumin, dan madu alam. Bahan kimia sintetis seperti sabun dan deterjen dapat juga dipakai untuk maksud yang sama. Emulsi dapat dibedakan menjadi emulsi minyak dalam air (O/W) dan emulsi air dalam minyak (W/O) berdasarkan medium pendispersi dan zat terdispersinya. Air merupakan molekul yang memiliki gugus polar sedangkan minyak merupakan zat yang memiliki gugus non polar. Perbedaan ini menyebabkan keduanya tidak bisa menyatu karena gugus polar hanya bisa bersatu dengan gugus polar (Yulianti et al. 2010)Tujuan praktikum ini adalah mampu menentukan bobot jenis suatu larutan, mengamati perbadaan tegangan permukaan pada berbagai jenis larutan, mengamati perbadaan sifat berbagai jenis emulsi, dan mengamati perbedaan sifat berbagai jenis koloid.METODE PENELITIANWaktu dan Tempat Praktikum

Praktikum ini dilakukan di Laboratorium Pendidikan Departemen Biokimia IPB. Waktu praktikum yaitu hari Jumat, tanggal 12 September 2014 pukul 08.00 11.00 WIB.Alat dan Bahan

Alat-alat yang digunakan yaitu hidrometer, gelas piala, jarum, kaca arloji, pipet tetes, pipet Mohr 5 mL, kaca objek, kaca preparat, mikroskop cahaya, stopwatch, mortar, dan termometer, sedangkan bahan-bahan yang digunakan yaitu akuades, NaCl 3%, NaCl 5%, NaCl 9%, NaCl 20%, sudan merah, glukosa 5%, air kelapa, air kran, albumin 1%, urin, cairan empedu, air sungai, air sabun, alkohol, minyak tanah, minyak kelapa, gum arab, susu segar, dan margarin.Prosedur Percobaan

Percobaan biofisik terdiri dari beberapa prosedur, yaitu prosedur pengukuran bobot jenis berbagai larutan alamiah dan urin manusia, penentuan tegangan permukaan cairan dan pengamatan jenis emulsi pada beberapa bahan. Percobaan pertama adalah pengukuran bobot jenis berbagai larutan alamiah dan urin manusia. Densitometer di masukkan ke dalam cairan (akuades, NaCl 0.3%, NaCl 0.9%, NaCl 5%, glukosa 5%, air kelapa, air kran, larutan albumin 1% dan urin) yang sebelumnya telah diukur suhunya. Suhu alat (densitometer) dan skala yang tertera dalam pengukuran masing-masing cairan dicatat dan dihitung dengan rumus koreksi.

Percobaan selanjutnya adalah percobaan penentuan tegangan permukaan cairan. Percobaan ini terdiri atas dua sub percobaan, yaitu percobaan penentuan tegangan permukaan cairan alamiah dan jumlah tetesan pada tegangan permukaan. Jarum dimasukkan ke dalam gelas arloji kemudian diisi dengan masing-masing cairan yang tersedia (air kelapa, akuades, cairan empedu, air sungai dan larutan detergen). Kedudukan jarum dalam masing-masing jarum diamati, apakah tenggelam, melayang atau terapung. Selanjutnya, untuk percobaan jumlah tetesan pada tegangan permukaan, masing-masing cairan (NaCl 2%, alkohol, minyak mineral dan air sabun) dipipet secukupnya. Jumlah tetesan yang keluar dari masing-masing cairan dicatat selama 2 menit dan dibandingkan dengan cairan lainnya.

Percobaan terakhir adalah pengamatan jenis emulsi. Percobaan ini dilakukan dengan minyak kelapa dengan air, minyak kelapa dengan sabun, dan minyak kelapa dengan gum arab. Masing-masing percobaan diberi perlakuan (dikocok) untuk dilihat apakah emulsinya stabil atau tidak dan ditentukan jenis emulsi O/W atau W/O.HASIL PENGAMATAN DAN PEMBAHASANPraktikum percobaan Biofisik ini memuat beberapa hal yang diujikan, yaitu pengukuran bobot jenis berbagai larutan alamiah dan urin manusia, penentuan tegangan permukaan cairan dan pengamatan jenis emulsi pada beberapa bahan. Percobaan pengukuran bobot jenis berbagai larutan alamiah dilakukan menggunakan hidrometer. Bobot jenis suatu larutan bergantung pada jumlah zat yang terlarut dalam larutan tersebut. Fungsi pengukuran bobot jenis adalah mengetahui kemurnian suatu zat, mengetahui kepekaan suatu zat, dan mengetahui jenis zat tersebut (Young et al. 2002). Berberapa larutan alamiah yang diuji bobot jenisnya adalah akuades, albumin, glukosa,air kelapa, air keran, NaCl 0.3%, NaCl 0.9%, NaCl 5%, dan urin. Berikut adalah data lengkap mengenai bobot jenis yang diperoleh dari berbagai larutan tersebut:Tabel 1 Data pengukuran bobot jenis

LarutanT alat (C)T larutan (C)BJ ukur (g/mLFKBJ koreksi (g/mL)

Akuades20281.0000.0031.003

Albumin20271.0000.0031.003

Glukosa20271.0140.0031.017

Air kelapa20291.0120.0031.015

Air keran20261.0800.0021.082

NaCl 0.3%20271.0100.0031.013

NaCl 0.9%20271.0100.0031.013

NaCl 5%20271.0390.0031.042

Urin20291.0100.0031.013

Contoh perhitungan : Faktor koreksi= x 10-3

= x 10-3

= 0.003

BJ terkoreksi= BJ terukur + Faktor koreksi

= 1.000 g/mL+ 0.003

= 1.003 g/mLHasil pengukuran bobot jenis menunjukkan bahwa bobot jenis terbesar adalah air keran (1.082 g/mL) (seharusnya NaCl 5% ; 1.042 g/mL), sedangkan yang paling kecil adalah akuades dan albumin (1.003 g/mL). Hal tersebut sedikit bertentangan dengan teori yang menyatakan bahwa semakin besar konsentrasi senyawa suatu larutan, maka semakin besar pula bobot jenis larutan tersebut. Ketimpangan dari hasil pengamatan tersebut mungkin disebabkan terdapatnya kontaminan berupa mineral-mineral terlarut dalam air keran tersebut, sehingga menambah bobot jenis air keran dari bobot jenis aslinya (Oparth 2003).Percobaan kedua adalah pengukuran bobot jenis urin manusia yang diukur menggunakan urinometer. Probandus dari tiap-tiap kelompok besar harus mengumpulkan urin untuk kepentingan percobaan. Urin merupakan hasil samping metabolisme yang harus dikeluarkan tubuh. Manusia dewasa umumnya mengeluarkan urin hingga 1.5 liter per hari (Putra 2014). Bobot jenis urin yang diperoleh dari tiap-tiap individu ternyata berbeda-beda.Tabel 2 Data pengukuran bobot jenis urinMejaT alat (C) T larutan (C)Bj ukur (g/mL)FKBj koreksi (g/mL)

12030.01.0080.0031.011

2*2029.01.0100.0031.013

32029.01.0100.0031.013

42028.01.0080.0031.011

52031.01.0160.0041.020

62026.01.0080.0021.010

72031.81.0240.0041.028

Contoh perhitungan (meja 2) : Faktor koreksi = x 10-3

= x 10-3

= 0.003

BJ terkoreksi = BJ terukur + Faktor koreksi

= 1.000 + 0.003

= 1.003 g/mLHasil percobaan pengukuran bobot urin menunjukkan bahwa bobot jenis urin terbesar dimiliki oleh sampel urin dari probandus meja 7 (1.028 g/mL) dan yang terkecil adalah bobot jenis urin dari dari probandus meja 6 (1.010 g/mL). Faktor yang mempengaruhi perbedaan bobot jenis urin tersebut adalah jumlah relatif air, makanan yang di konsumsi, dan zat terlarut yang tersedia untuk eksresi (McPherson dan Sacher 2004). Zat terlarut dalam urin dapat berupa garam-garam dan urea serta setiap konstituen yang abnormal (Brooker 2001). Bobot jenis normal urin manusia adalah 1,010-1,025 (Carpenito 2009), sedangkan kemampuan ginjal memekatkan urin yaitu dari 1,001-1,035 (McPherson dan Sacher 2004). Bila urin encer, maka akan berwarna pucat dan bobot jenisnya rendah dan bila urin pekat, maka akan berwarna gelap dan bobot jenisnya tinggi (Brooker 2001).Percobaan ketiga adalah percobaan tegangan permukaan beberapa cairan alam (akuades, empedu, ait sungai, air keran, dan air kelapa). Sebuah jarum diletakkan pada gelas arloji lalu diberi berbagai cairan alami tersebut. Jarum tersebut dilihat kondisinya, apakah mengapung, melayang, ataukah tenggelam.Tabel 3 Tegangan permukaan cairan alamJenis cairanHasil pengamatan

AkuadesTerapung

Cairan empeduTenggelam

Air sungai Tenggelam

Air kelapaTerapung

Air sabunTenggelam

NaCl Tenggelam

Prinsip tegangan permukaan adalah adanya interaksi antar molekul larutan sehingga memberikan daya tolak untuk mempertahankan luas permukaan cairan tersebut. Permukaan air dapat teregang karena adanya gaya tarik-menarik antar molekul air di permukaan (gaya kohesi). Gaya kohesi inilah yang berusaha memperkecil luas permukaan bidang cairan tersebut. Semakin besar tegangan permukaan suatu larutan maka semakin kuat permukaan larutan memberikan gaya tolak bagi benda yang ada di atasnya. Hal tersebut terbukti pada jarum yang diletakkan pada gelas arloji yang diberi cairan akuades dan air kelapa yang terlihat terapung, sedangkan jarum yang diletakan pada gelas arloji berisi cairan air sabun, air sungai dan cairan empedu tenggelam. Artinya, akuades dan air kelapa memiliki gaya tarik antar molekul yang tinggi, maka tegangan permukaan pada kedua cairan tersebut besar sehingga menyebabkan jarum pada gelas arloji terapung, sementara air sabun, air sungai, dan cairan empedu memiliki gaya tarik antar molekul yang rendah sehingga tegangan permukaannya rendah, maka jarum pada gelas arloji akan tenggelam. Menurut literatur, air sungai merupakan cairan bersifat emulgator yang berfungsi menurunkan tegangan permukan zat, tetapi jarum pada cairan air sungai justru tenggelam. Hal tersebut mungkin disebabkan pencucian gelas arloji kurang bersih sehingga masih ada kontaminan yang tersisa dan tercampur dengan larutan lain (Mohtar 2008).Percobaan keempat adalah menghitung jumlah tetesan yang dihasilkan dari beberapa cairan, yaitu akuades, NaCl 3%, etanol 3%, air sabun, dan minyak tanah. Cairan-cairan tersebut dipipet secukupnya menggunakan pipet tetes, selanjutnya dibiarkan menetes selama 2 menit dan dihitung jumlah tetesan yang keluar.Tabel 4 Data pengamatan jumlah tetesanJenis cairanHasil pengamatan (tetesan)

Akuades25

NaCl 3%24

Alkohol57

Air sabun43

Minyak tanah45

Percobaan jumlah tetesan menunjukan tetesan yang paling banyak adalah alkohol, sedangkan tetesan paling sedikit adalah akuades dan NaCl. Hal tersebut dapat disebabkan tegangan permukaan zat cair pada alkohol rendah sehingga jumlah tetesan yang dihasilkan tinggi, sedangkan tegangan permukaan pada akuades dan NaCl tinggi sehingga daya tolak untuk mempertahankan luas permukaan tinggi, maka jumlah tetesan yang dihasilkan larutan ini sedikit. Faktor lain yang menyebabkan keadaan tersebut adalah molekul-molekul yang terdapat pada air dan NaCl berinteraksi lebih kuat sehingga menyebabkan tiap tetes yang dihasilkan lebih besar dan jumlah tetesannya sedikit. Alkohol adalah cairan yang mudah menguap meskipun memiliki ikatan hidrogen, sehingga gaya antar molekulnya lemah, sedangkan sabun adalah cairan yang menurunkan tegangan permukaan zat cair (Young et al. 2002).Percobaan kelima adalah uji kestabilan beberapa campuran. Campuran yang diujikan adalah minyak kelapa-air, minyak kelapa-sabun, susu, dan minyak kelapa-gum arab. Percobaan ini dilakukan untuk mengetahui kestabilan dan jenis emulsi dari campuran-campuran tersebut. Konsistensi stabilitas emulsi ditentukan oleh beberapa faktor, yaitu nisbah fasa kontinyu (yang menampung tetesan) terhadap fasa terdispersinya dan viskositas fasa kontinyu. Sudan merah yang digunakan pada percobaan emulsi minyak dan air berfungsi sebagai pewarna yang dapat berasosiasi dengan minyak namun tidak dapat berasosiasi dengan air, sehingga sifat suatu emulsi dapat ditentukan (oil in water atau water in oil). Selain itu, sudan merah berfungsi sebagai zat warna agar dapat membedakan cairan minyak dengan air dan dapat menarik air. Perbedaan tingkat polaritas antara air dengan minyak menyebabkan air dan minyak selamanya tidak pernah menyatu (McPearson dan Sacher 2004).Tabel 5 Data kestabilan campuran

CampuranKestabilanFoto

Minyak kelapa+airTidak stabil

Minyak kelapa+air sabunStabil

Minyak kelapa+ gumStabil

Susu Stabil

Keterangan: Data kestabilan campuran ini diperoleh dari kelompok meja 4, sebab kelompok meja 2 lupa menyimpan foto hasil pengamatan.Air merupakan molekul yang memiliki gugus polar, sedangkan minyak merupakan zat yang memiliki gugus non polar. Perbedaan ini menyebabkan keduanya tidak bisa menyatu, karena gugus polar hanya bisa bersatu dengan gugus polar, sedangkan gugus non polar hanya bisa bersatu dengan gugus non polar (kaidah like dissolves like) (Young et al. 2002).Tabel 6 Jenis emulsi

CampuranJenisMedia pendispersiFase terdispersiFoto

Minyak kelapa + sabunw/oMinyakAir

Margarinw/oMinyakAir

Susuo/wAirMinyak

Minyak kelapa + gum o/wAir Minyak

Hasil pengamatan menunjukkan bahwa minyak kelapa dan air merupakan emulsi yang tidak stabil, namun ketika campuran tersebut dikocok akan menjadi stabil beberapa saat. Media pendispersi pada emulsi minyak kelapa dengan air adalah minyak kelapa, sedangkan air sebagai zat terdispersi. Ketika akan ditambahkan sudan merah, sudan merah tercampur dengan minyak, sedangkan air tidak bisa menyatu karena kepolarannya berbeda. Emulsi tersebut dinamakan emulsi tipe W/O, karena air terdispersi dalam minyak, sedangkan pada emulsi minyak kelapa dengan air sabun membentuk emulsi yang lebih stabil. Emulsi tersebut disebut emulsi O/W (minyak dalam air). Hal ini karena air sabun merupakan zat amfipatik yang memiliki struktur dua gugus yaitu hidofobik pada bagian ekor yang bersifat non-polar dan hidrofilik pada bagian kepalanya yang bersifat polar sehingga bagian non-polar akan bergabung dengan minyak yang kemudian bersama-sama bergabung dengan air (McPherson dan Sacher 2004). Penambahan fasa minyak akan mempengaruhi kestabilan emulsi sehingga untuk mempertahankannya, tetesan-tetesan emulsi harus lebih kecil dengan ukuran yang seragam (Yulianti et al. 2008).Emulsi minyak kelapa dengan gum arab adalah emulsi yang lebih stabil jika dibandingkan dengan kedua emulsi yang lain, karena gum arab berfungsi mengurangi tekanan permukaan (surface tension) air dan stabilizer (emulsifier), zat yang dapat menstabilkan emulsi. Gum arab dapat menjadi fosfolipida pengemulsi yang memiliki gugus hidrofilik dan hidrofobik sehingga emulsi dapat stabil. Molekul gum arab terdispersi merata dalam media minyak saat diamati di bawah mikroskop. Gum arabmerupakan polimer heterosakarida dengan rantai utama terdiri atas molekul (1,3)-galaktosa dengan tingkat kemanisan 63% lebih kecil dibandingkan tingkat kemanisan CMC (Radiati 2010).Pengadukan membuat ukuran partikel fasa minyak semakin kecil pada O/W sehingga dapat terdispersi dengan baik dalam air. Begitu pula pada W/O, ukuran partikel fasa air semakin kecil sehingga dapat terdispersi dengan baik dalam minyak. Susu disebut juga sebagai emulsi alamiah. Fase terdispersi dari susu adalah asam lemak dan media pendispersinya adalah air sehingga tergolong emulsi O/W (minyak dalam air). Zat penstabil emulsi yang terdapat pada susu berupa protein kasein. Jika mengalami denaturasi maka emulsi ini akan terlihat tidak stabil, dapat dibedakan minyak dan airnya. Keadaan ini yang disebut dengan susu pecah. Contoh lain dari emulsi alamiah adalah santan dan lateks. Selain dikenal emulsi alamiah terdapat pula emulsi industri. Contoh dari emulsi industri yaitu margarin, dan minyak bumi. Marganin memiliki tipe emulsi W/O (Radiati 2010).SIMPULANBobot jenis setiap larutan berbeda-beda, bergantung jumlah zat yang terlarut dalam larutan tersebut. Semakin besar konsentrasi senyawa suatu larutan menyebabkan semakin besar pula berat jenis larutan tersebut, dan sebaliknya. Tegangan permukaan berbagai larutan juga berbeda-beda, bergantung pada konsentrasi zat terlarut di dalamnya. Semakin besar tegangan permukaan suatu larutan maka semakin kuat permukaan larutan memberikan gaya tolak atas bagi benda yang ada di atasnya, begitupun sebaliknya. Sifat emulsi terdiri dari dua macam, yaitu oil in water (O\W) dengan minyak sebagai medium terdispersi dan air sebagai medium pendispersi, dan water in oil (W\O) dengan air sebagai medium terdispersi dan minyak sebagai medium pendispersi.

DAFTAR PUSTAKAAnsel 2008. Pengantar Bentuk Sediaan Farmasi. Jakarta (ID): UI Pr.

Brooker C. 2001. Kamus Saku Keperawatan. Jakarta (ID): EGC. Carpenito LG. 2009. Diagnosis Keperawatan: Aplikasi pada Praktik Klinis. Jakarta (ID): EGC. Giancoli, Douglas C. 2001. Fisika. Jakarta (ID): Erlangga.

McPherson RA, Sacher RA. 2004. Tinjauan Klinis Hasil Pemeriksaan Laboratorium. Jakarta (ID): EGC.Mohtar. 2008. Tegangan permukaan [internet]. [diunduh 2014 September 17]. Tersedia pada: http://mohtar.staff.uns.ac.id

Oparth CE. 2003. Virtual Chembook. Illinois: Elmhurst Collage Pr.Putra HP, Mursanto BP, Handayani A. 2014. Recovery ammonium dan fosfor pada urin manusia sebagai potensi pemanfaatan menjadi pupuk organikpadat. Inovasi dan Kewirausahaan. 3 (2): 105-110.Radiati LE.2010. Pengaruh enzim dan emulsifier terhadap kulaitas keju olahan. Ilmu dan Teknologi Hasil Ternak. 5 (2): 23-27. ISSN: 1978-0303.Young D et al. 2002. Fisika Universitas. Jakarta (ID): Erlangga.

Yulianti E, Sudaryanto, Yulizar Y, Mujamilah. 2007. Pengaruh formulasi emulsi terhadap hasil enkapsulasi nanopartikel magnetic Fe3O4 dengan poly (lactic acid). Sains Materi Indonesia. 1 (1): 228-232. ISSN: 1411-1098.