PENGARUH SUHU DAN PENGADUKAN

I.                   LANDASAN TEORI

Kelarutan adalah jumlah zat yang dapat larut dalam sejumlah pelarut sampai membentuk larutan jenuh. Adapun cara menentukan kelarutan suatu zat ialah dengan mengambil sejumlah tertentu pelarut murni, misalnya 1 liter, kemudian memperkirakan jumlah zat yang dapat membentuk larutan lewat jenuh, yang ditandai dengan masih terdapatnya zat padat yang tidak larut. Setelah dikocok ataupun diaduk akan terjadi kesetimbangan antara zat yang larut dan tidak larut (Atkins, 1994)

Kelarutan atau solubilitas adalah kemampuan suatu zat kimia tertentu, zat terlarut (solute) untuk larut dalam suatu pelarut (solvent). Kelarutan dinyatakan dalam jumlah maksimumzat terlarut yang larut dalam suatu pelarut pada kesetimbangan. Larutan hasil disebut larutan jenuh. Zat-zat tertentu dapat larut dengan perbandingan apapun terhadap suatu pelarut. Contohnya adalah etanol di dalam air. Sifat ini dalam bahasa inggris lebih tepatnya disebut miscible. Melarut tidaknya suatu zat dalam suatu system tertentu dan besarnya kelarutan, sebagian besar tergantung pada intensitas kekuatan yang ada pada zat terlarut-pelarut dan resultan interaksi zat terlarut-pelarut (Martin dkk, 1993)

Dua komponen dalam larutan adalah solute dan solvent. Solute adalah substansi yang terlarut sedangkan solvent adalah substansi yang melarutkan, contoh sebuah larutan NaCl. NaCl adalah solute dan air adalah solvent. Dari ketiga materi padat, cair dan gas, sangat dimungkinkan untuk memiliki Sembilan tipe larutan berbeda : padat dalam padat, padat dalam cairan, padat dalam gas, cairan dalam cairan, dan sebagainya. Dari berbagai macam tipe ini larutan yang lazim kita kenal adalah padatan dalam cairan, cairan dalam cairan, gas dalam cairan, dan gas dalam gas (Estien, 2005).

Suatu substansi dapat dikelompokkan sangat mudah larut, dapat larut (moderately soluble), sedikit larut (slightly soluble), dan tidak dapat larut. Beberapa variable, misalnya ukuran ion-ion, muatan dari ion-ion, interaksi antara ion-ion, interaksi antara solute dan solvent, temperature, mempengaruhi kelarutan. Kekuatan dari solute relative mudah diukur melalui percobaan. Beberapa faktor yang berhubungan dengan kelarutan antara lain :

1.      Sifat alami dari solute dan solvent

Substansi polar cenderung lebih miscible atau soluble dengan substansi polar lainnya. Substansi nonpolar cenderung untuk miscible dengan substansi nonpolar lainnya, dan tidak miscible dengan substansi polar lainnya.

2.      Efek dari temperature terhadap kelarutan

Kebanyakan zat terlarut mempunyai kelarutan yang terbatas pada sejumlah solvent tertentu dan pada temperature tertentu pula. Temperature dari solvent memiliki efek yang besar dari zat yang teah larut. Untuk kebanyakan padatan yang terlarut pada liquid, kenaikan temperature akan berdampak pada kenaikan kelarutan (solubilitas).

3.      Efek tekanan pada kelarutan

Perubahan kecil dalam tekanan memiliki efek yang kecil pada kelarutan dari padatan dalam cairan teatpi memiliki efek yang besar pada kelarutan gas dalam cairan. Kelarutan gas dalam cairan berbanding langsung pada tekanan dari gas di atas larutan. Sehingga sejumlah gas yang terlarut dalam larutan dalam larutan akan menjadi dua kali lipat jika tekanan dari gas di atas larutan adalah dua kali lipat.

4.      Kelajuan dari zat terlarut :

a.       Ukuran partikel

b.      Temperature dari solvent

c.       Pengadukan dari larutan

d.      Konsentrasi dari larutan (Sukardjo, 1997).

Faktor-faktor yang dapat mempengaruhi kecepatan disolusi suatu zat antara lain : suhu, viskositas, pH, pengadukan, ukuran partikel, polimorfisme dan sifat permukaan zat (Martin, 1990).

Dengan semakin tingginya suhu maka akan memperbesar kelarutan suatu zatyang bersifat endotermik serta akan memperbesar harga koefisien zat tersebut. Turnunnya viskositas suau pelarut, juga akan memperbesar kelarutan suatu zat. Ph sangat mempengaruhi kelarutan zat-zat yang bersifat asam maupun basa lemah. Zat yang bersifat basa lemah akan mudah larut jika berada pada suasana asam sedangkan asam lemah akan lebih mudah larut jika berada pada suasana basa. Semakin kecil ukran partikel, maka luas permukaan zat tersebut akan semakin meningkat, sehingga akan mempercepat kelarutan suatu zat. Polimorfisme dan sifat permukaan zat akan sangat mempengaruhi kelarutan suatu zat, adanya polimorfisme seperti struktur internal zat yang berlainan, akan mempengaruhi kelarutan zat tersebut dimana kristal metastabil akan lebih mudah larut daripada bentuk stabilny. Dengan adanya surfaktan dan sifat permukaan zat yang hidrofob, akan menyebabkan tegangan permukaan antar partikel menurun sehingga zat mudah terbasahi dan lebih mudah larut. Secara umum, pengadukan akan menyebabkan tebal lapisan difusi semakin tipis maka akan mempercepat kelarutan suatu zat (Martin,1990).

Pengaruh temperature tergantung dari panas pelarutan. Bila panas pelarutan (H) negative, daya larut turun dengan naiknya temperature. Bila panas pelarutan (H) positif, daya larut naik dengan naiknya temperature (Sukardjo, 1989).

Kelarutan didefinisikan sebagai jumlah maksimum zat terlarut yang akan melarut dalam sejumlah tertentu pelarut pada suhu tertentu. Untuk kebanyakan zat, suhu mempengaruhi kelarutan. Secara umum, meskipun tidak semua, kelarutan zat padatan meningkat dengan meningkatnya suhu. Namun, tidak ada korelasi yang jelas antara tanda dari H larutan dengan variasi kelarutan terhadap suhu (Raymond, 2005).

Kelarutan dapat digambarkan secara benar dengan menggunakan aturan fase Gibbs,  yaitu : F = C – P + 2. Dimana F adalah jumlah derajat kebebasan, yaitu jumlah variable bebas (biasanya temperature, konsentrasi dan tekanan) yang harus ditetapkan untuk menentukan system secara sempurna. C adalah jumlah komponen terkecil yang cukup untuk menggambarkan komposisi kimia dari setiap fase, dan P adalah jumlah fase. Aturan fase ini berguna untuk menghubungkan pengaruh dari jumlah erkecil variable bebas. Pada berbagai fase (padat, cair dan gas) yang dapat berada dalam system kesetimbangan yang berisi komponen dalam jumlah tertentu (Martin dkk, 1990).

Suatu larutan lewat jenuh merupakan kesetimbangan dinamis. Kesetimbangan itu akan dapat bergeser bila suhu dinaikkan. Pada umumnya kelarutan zat padat dalam larutan bertambah bila suhu dinaikkan, karena umumnya proses pelarutan bersifat endotermik. Akan tetapi ada zat yang sebbaliknya, yaitu eksotermik dalam melarut seperti Ce₂(SO₄)₃. Pengaruh kenaikan suhu pada kelarutan zat berbeda satu dengan yang lain. Perbedaan itu dapat dipakai untuk memisahkan campuran 2 zat atau lebih dengan cara rekristalisasi bertingkat. Jika kelarutan zat padat bertambah dengan kenaikan suhu, maka kelarutan gas berkurang bila suhu dinaikkan, karena gas menguap dan meninggalkan pelarut (Syukri, 1999).

Pengaruh kenaikan suhu pada kelarutan zat berbeda-beda antara yang stau dengan yang lainnya. Tetapi pada umumnya kelarutan zat padat dalam cairan bertambah dengan naiknya suhu, karena kebanyakan proses pembentukkan larutannya bersifat endoterm. Sebagai perkecualian ada beberapa zat yang kelarutannya menurun dengan naiknya suhu seperti serium sulfat dan natrium sulfat, karena proses pelarutannya bersifat eksoterm, bahkan ada zat yang hampir tidak dipengaruhi oleh suhu seperti natrium klorida (Estien, 2005).

Pengadukan juga menetukan kelarutan suatu zat terlarut. Semakin banyak jumlah pengadukan, maka zat terlarut umumnya menjadi lebih mudah larut. Semakin besar pengadukan maka semakin banyak zat yang terlarut (Atkins, 1994).

Pengadukan juga menentukan kelarutan zat terlarut. Semakin banyak jumlah pengadukan, maka zat terlarut umumnya menjadi lebih mudah larut. Luas permukaan sentuhan zat kecepatan kelarutan dapat dipengaruhi juga oleh luas permukaan (besar kecilnya partikel zat terlarut). Luas permukaan sentuhan zat terlarut dapat diperbesar melalui proses pengadukan atau penggerusan secara mekanis. Gula halus lebih mudah larut daripada gula pasir. Hal ini karena luas bidang sentuh gula halus lebih luas dari gula pasir, sehingga gula halus lebih mudah berinteraksi dengan air (Martin, 1990).

Uraian bahan (Anonim, 1979) :

a.       Asam Salisilat (Acidum Salicylicum / C₇H₆O₃) BM 138,12

Mengandung tidak kurang dari 99,5% C₇H₆O₃

Pemerian hablur ringan tidak berwarna atau serbuk berwarna putih; hamper tidak berbau, rasa agak manis dan tajam

Kelarutan larut dalam 550 bagian air dan dalam 4 bagian etanol (95%)P; mudah larut dalam kloroform P dan dalam eter P; larut dalam larutan ammonium asetat P, dinatrium hydrogen fosfat P, kalium sitrat P, natrium sitrat P

1 ml natrium hidroksida 0,5 N setara dengan 69,06 C₇H₆O₃

b.      Asam Oksalat

Asam Oksalat P (CO₂H)₂.2H₂O mengandung tidak kurang dari 99,5% C₂H₂O₄.2H₂O

Pemerian hablur tidak berwarna

Kelarutan larut dalam air dan dalam etanol 95% P

1 ml natrium hidroksida 1 N setara dengan 6,303 mg  C₂H₂O₄.2H₂O

c.       Natrium Hidroksida

Mengandung tidak kurang dari 97,5% alkali jumlah dihitung sebagai NaOH dan tidak lebih dari 2,5% Na₂CO₃

Pemerian bentuk batang, butiran, massa hablur atau keping; kering, keras, rapuh, dan menunjukkan susunan hablur; putih, mudah meleleh basah. Sangat alkalis dan korosif. Segera menyerap CO₂

Kelarutan sangat mudah larut dalam air dan dalam etanol (95%) P

d.      Aquadest

Dibuat dengan menyuling air yang dapat diminum

Pemerian cairan jernih; tidak berwarna; tidak berbau; tidak mempunyai rasa

II.                ALAT DAN BAHAN

1.      Alat-alat yang digunakan :

a.       Buret 50,0 ml

b.      Labu ukur 50,0 ml

c.       Erlenmeyer 250 ml

d.      Pipet volume 5,0 ml

e.       Pipet volume 10,0 ml

f.       Gelas ukur 100 ml

g.      Pengaduk magnet

h.      Beaker glass

2.      Bahan-bahan yang digunakan :

a.       Asam salisilat

b.      Asam oksalat 2H₂O (H₂C₂O₄.2H₂O)

c.       NaOH 0,05 N

d.      Aquadest

e.       Indikator PP 1%

III.             CARA KERJA

1.      Standarisasi larutan NaOH menggunakan Asam Oksalat 0,03 N

2.      Pengaruh suhu terhadap kecepatan pelarutan zat

3.      Pengaruh pengadukan terhadap kecepatan pelarutan zat

KERAPATAN DAN BOBOT JENIS

Bobot jenis adalah rasio bobot zat baku yang volumenya sama pada suhu yang sama dan dinyatakan dalam desimal. Bobot jenis menggambarkan hubungan antara bobot suatu zat terhadap bobot suatu zat baku misalnya air yang merupakan zat baku untuk sebagian besar perhitungan dalm farmasi dan dinyatakan memiliki bobot jenis 1,00 sebagai perbandingan  bobot jenis gliserin adalah 1,25 artinya bobot gliserin 1,25 kali bobot volume air yang setara dan bobot jenis alkohol adalah 0,81 artinya bobot alkohol 0,81 kali bobot volume air yang setara. Bobot jenis suatu zat dapat dihitung dengan mengetahui bobt dan volumenya, melalui persamaan BJ (Ansel. H. C, 2004).

            Berat jenis adalah bilangan murni tanpa dimensi yang dapat di ubah menjadi kerapatan dengan menggunakan rumus yang cocok. Berat jenis di definisikan sebagai perbandingan kerapatan dari suatu zat terhadap kerapatan air, hanya kedua zat itu di tentukan pada temperatur yang sama jika tidak dengan cara lain yang khusus (Martin, 1990).

            Kerapatan adalah massa per unit volume suatu zat pada temperatur tertentu. Sifat ini merupakan salah satu sifat fisika yang paling sederhana dan sekaligus merupakan salah satu sifat fisika yang paling definitif, dengan demikian dapat digunakan untuk menentukan kemurnian suatu zat (Martin, 1990).

            Kerapatan adalah massa per satuan volume, yaitu bobot zat per satuan volume. Misalnya 1ml raksa berbobot 13,6g, dengan demikian kerapatannya adalah 13,6gr/ml. Jika kerapatan dinyatakan sebagai satuan bobot dan volume, maka bobot jenis merupakan bilangan abstrak (Ansel. H. C, 2004).

            Hubungan antara massa dan volume tidak hanya menunujukkan ukuran dan bobot molekul suatu komponen, tetapi juga gaya. Gaya yang mempengaruhi sifat karakteristik “pemadatan”. Dalam sistem matriks kerapatan diukur dengan gr/ml (untuk cairan atau gr/cm) (Martin, 1993).

            Metode untuk penentuan cairan terdiri atas:

1.      Metode piknometer. Prinsip metode ini didasarkan atas penentuan massa cairan dan penentuan ruang yang ditempati cairan ini. Untuk ini dibutuhkan wadah untuk menimbang yang dinamakan piknometer. Ketelitian metode piknometer akan bertambah hingga mencapai keoptimuman tertentu dengan bertambahnya volume piknometer. Keoptimuman ini terletak pada sekitar isi ruang 30ml.

2.      Metode neraca hidrostatis. Metode ini berdasarkan hukum archimedes yaitu suatu benda yang dicelupkan kedalam cairan akan kehilangan massa sebesar berat volume cairan yang terdesak.

3.      Metode neraca mohr-westphal. Benda dari kaca dibenamkan tergantung pada balok timbangan yang ditorehkan menjadi 10 bagian dan disetimbangkan dengan bobot lawan. Keuntungan penentuan kerapatan dengan metode neraca mohr-westphal adalah penggunaan waktu yang singkat dan mudah dilaksanakan. (Voigt, 1994).

Kerapatan partikel yang efektif adalah volume dilihat oleh fluida bergerak melewati partikel. Itu sangat penting dalam proses seperti sedimetasi atau fluidization tetapi jarang digunakan dalam bentuk sediaan padat (Gibson, 2004).

Terdapat 3 tipe kerapatan, antara lain :

1.      Kerapatan sebenarnya dari bahan itu sendiri, tidek termasuk rongga-rongga dan pori-pori di dalam partikel yang lebih besar dari dimensi molekuler atau dimensi atomis dalam kisi-kisi kristal.

2.      Kerapatan granul, seperti ditentukan oleh perpindahan tempat dari air raksa, yang tidak mempenetrasi pada tekanan biasa kedalam pori-pori yang lebih kecil, sekitar 10 milimikron.

3.      Kerapatn bulk, seperti ditentukan dari volume bulk dan berat suatu serbuk kering dalam sebuah gelas ukur. (Gibson, 2004).

Pengujian bobot jenis dilakukan untuk menentukan 3 macam bobot jenis yaitu:

1.      Bobot jenis sejati

Massa partikel dibagi volume partikel tidak termasuk rongga yang terbuka dan tertutup.

2.      Bobot jenis nyata

Massa partikel dibagi volume partikel tidak termasuk pori atau lubang terbuka, tetapi termasuk pori tertutup.

3.      Bobot jenis efektif

Massa partikel dibagi volume partikel termasuk rongga yang terbuka dan tertutup. Seperti titik lebur, titik didih atau indeks bias (bilangan bias). Kerapatan relatif merupakan besaran spesifik zat. Besaran ini dapat digunakan untuk pemeriksaan konsentrasi dan kemurnian senyawa aktif, senyaa bantu dan sediaan farmasi. (Lachman, 1994).

Tipe-tipe ruang udara atau rongga dapat dibedakan :

1.      Rongga intrapartikel yang terbuka rongga-rongga yang terdapat di dalam partikel tunggal tetapi terbuka pada lingkungan luar.

2.      Rongga intrapsrtikel tertutup, rongga-rongga yang terdapat didalam partikel tunggal, tetapi tertutup dari lingkungan luar.

3.      Rongga antar partikel, ruang-ruang udara antara dua partikel individu. (Lachman, 1986)

Uraian bahan :

1.      Aquadest (Ditjen POM, 1979)

Nama resmi                 : aqua destilata

Nama lain                    : air suling

Rumus struktur           : H-O-H

RM/BM/BJ                 : H₂O / 18,2 / 1,00

Pemerian                     : cairan jernih, tidak berwarna, tidak berbau, tidak berasa

Penyimpanan               : dalam wadah tertutup baik

Pengguanaan               : sebagai pelarut

2.      Aseton (Ditjen POM, 1979)

Nama resmi                 : aceton

Nama lain                    : aseton

Rumus molekul           : (CH₃)₂CO

BJ                                : 0,790-0,792 gr/ml

Pemerian                     : cairan jernih, tidak berwarna, mudah menguap, bau khas, mudah terbakar, dapat bercampur dengan air, dengan etanol (95%)P, dan dengan kloroform P membentuk larutan jernih

3.      Kloroform (Ditjen POM, 1979)

Nama resmi                 : chlorofornum

Nama lain                    : klorofrom

BM/RM                       : 119,38 / CHCl₃

Pemerian                     : cairan mudah menguap, tidak berwarna, bau khas, rasa manis, dan membakar

Kelarautan                   : larut dalam lebih kurang 200 bagian air, mudah larut dalam air mutlak P, dalam eter P, dalam sebagian besar pelarut organik, dalam minyak atsiri dan dalam minyak lemak

Khasiat                        : anastetikum umum, pengawet, zat tambahan

4.      Parafin padat (Ditjen POM, 1979)

Nama resmi                 : parafinum solidum

Nama lain                    : parafin padat

Pemerian                     : padat, sering menunjukan susunan hablur, agak licin, tidak berwarna atau putih, tidak berasa, terbakar dengan nyala terang. Jika dileburkan menghasilkan cairan yang tidak berfluoresensi

Kelarutan                    : praktis tidak larut dalam air dan dalam etanol (95%) P, larut dalam kloroform P

Suhu lebur                   : 50-57° C

Khasiat                        : zat tambahan

I.                   ALAT DAN BAHAN

1.      ALAT

a.       Timbangan listrik (1)

b.      Piknometer (2)

c.       Termometer (2)

d.      Baskom (2)

e.       Tissue

f.       Nampan (1)

2.      BAHAN

a.       Aquadest

b.      Aseton

c.       Kloroform

d.      Parafin padat

e.       Es batu

II.                CARA KERJA

1.      Menentukan Volume Piknometer

2.      Menentukan Kerapatan Cair

3.      Menentukan Kerapatan Zat Padat

VI.             DAFTAR PUSTAKA

Anonim. 1979. Farmakope Indonesia Edisi III. Departemen Kesehatan RI : Jakarta

C.Ansel,H. dkk,2004. KALKULASI FARMASETIKA paduan untuk apoteker. EGC : Jakarta

Gibson, M. 2004. Pharmaceutical preformulation and formulation. CRC press : USA.

Lachman,L. 1986. Teori dan Praktek Farmasi Industri.  UI : Jakarta

Lachman,L., dkk. 1994. Teori dan Praktek Farmasi Industri ii Edisi III. UI : Jakarta

Martin, Alfred. 1990. Farmasi Fisika 1. UI : Jakarta

Martin, A. 1993. Farmasi Fisika Bagian Larutan dan Sistem Dipersi. UGM : Yogyakarta

Voigt, Rudolf. 1994. Buku Pelajaran Teknologi Farmasi edisi ke-5. UGM : Yogyakarta