03. Emulsi (Koloid dispersi).pdf

Kimia Koloid dan Permukaan Emulsi (Koloid Dispersi) Marvin H. Pasaribu, M.Si Department of Chemistry, University of Mulawarman

Definisi Emulsi   adalah adalah sebuta sebutan n untuk untuk partik partikel el cair cair yang yang terdispersi dalam partikel cair. Emuls Emulsii terben terbentuk tuk apabi apabila la partik partikel el cair  cair  tidak  tidak saling melarutkan. melarutkan. Emulsi Emulsi terbentuk terbentuk karena karena adanya adanya emulgator/pengemulsi/su emulgator/pengemulsi/surfaktan rfaktan yang menstabilkan menstabilkan campuran. Contoh pengemulsi:  Sabun  Sabun

membuat membuat minyak minyak dan air bercampu bercampur. r.

 Kasein

mengemulsikan susu.

 Kunin  Kuning g

telur mengemul mengemulsik sikan an mayonnai mayonnaise se

(Fase terdispers diubah menjadi tetesan –tetesan kecil yang berukuran 0,1-100 μm)

Gambar emulsi dilihat dengan mikroskop

Komponen dasar Emulsi : 

Fase dispers = fase diskontinu zat cair yang terbagi-bagi menjadi butiran kecil kedalam zat cair yang lain maka sering disebut fase internal

  Fase

kontinu

zat cair dalam emulsi yang berfungsi sebagai bahan pendukung dari emulsi tersebut, sering disebut fase eksternal    Emulgator 

Bagian dari emulsi yang berfungsi untuk menstabilkan emulsi

Tipe Emulsi : 1. Emulsi Tipe Minyak Dalam Air (O/W) Emulsi yang terdiri dari butiran minyak yang tersebar/terdispersi ke dalam air (air sebagai fase eksternal,minyak sebagai fase internal). Contoh: santan, susu, lateks 2. Emulsi Tipe Air Dalam Minyak (W/O) Emulsi yang terdiri dari butiran air yang tersebar  /terdispersi ke dalam minyak (Minyak sebagai fase eksternal,air sebagai fase internal). Contoh: mayonnaise, minyak ikan, minyak bumi, mentega

Skema Emulsi Tipe Air Dalam Minyak (W/O)

Skema Emulsi Tipe Minyak Dalam Air (O/W)

Macam Emulsi (Asalnya) a. Emulsi Vera (alam) Emulsi yang dibuat dari biji-bijian yang mengandung lemak dan protein dengan air  Contoh : Emulsi dari biji Amygdala dulcis,  Amygdala amara, Lini Semen, Cucurbitae Semen b. Emulsi Spuria (buatan) Emulsi yang terbentuk karena penambahan emulgator dari luar  Contoh : Emulsi dengan Gom Arab

Tujuan Pemakaian Emulsi Membuat sediaan obat yang larut dalam air maupun minyak dalam satu campuran Emulsi berdasar penggunaannya : 

Emulsi untuk pemakaian dalam (per oral) biasanya Emulsi tipe O/W



Emulsi untuk pemakaian luar  Emulsi tipe O/W atau W/O

Teori Terjadinya Emulsi 1. Teori Tegangan Permukaan (teori surface tension) 2. Teori Oriented Weight  3. Teori Interfasial Film ( plastic film) 4. Teori Electric double Layer  (Lapisan Listrik Rangkap)

1. Teori Tegangan Permukaan (teori surface tension)  Daya

Kohesi (tarik menarik molekul yang sejenis) setiap zat tidak selalu sama, sehingga pada permukaan suatu zat cair (bidang batas antara air dan udara) akan terjadi perbedaan tegangan karena tidak adanya keseimbangan daya kohesi.

 Tegangan

yang terjadi pada permukaan tersebut dinamakan tegangan permukaan

 Penambahan

emulgator akan menurunkan /menghilangkan tegangan yang terjadi pada bidang batas antara kedua zat cair, dan menyebabkan mudah bercampurnya kedua zat tersebut

2. Teori Oriented Weight 

Setiap molekul emulgator dapat dibagi menjadi 2 kelompok : -

Kelompok hidrofilik Kelompok Lipofilik (misalnya : minyak-non polar)



Masing2 kelompok akan bergabung dengan zat cair yang disenanginya, dengan demikian seolah2 emulgator tersebut merupakan tali pengikat antara air dengan minyak



Antara kedua kelompok tersebut akan membuat suatu keseimbangan dalam setiap jenis emulgator.

H.L.B = Hidrofilic Lipofilic Balance 

  Angka yang menunjukkan perbandingan antara kelompok hidrofil dengan kelompok lipofil.



Semakin besar harga HLB berarti semakin banyak kelompok yang suka pada air sehingga emulgator tersebut lebih mudah larut dalam air dan demikian pula sebaliknya.

Daftar Harga HLB

3. Teori Interfasial Film ( plastic film) 

  Emulgator akan diserap pada batas antara air dan minyak, sehingga terbentuk lapisan film yang akan membungkus partikel fase dispers.



Dengan terbungkusnya partikel tersebut maka usaha antara partikel yang sejenis untuk penggabungan menjadi terhalang. Sehingga fase dispers menjadi stabil

Syarat emulgator agar memberikan stabilitas maksimal kepada emulsi : 

 Dapat membentuk lapisan film yang kuat tetapi lunak



  Jumlahnya cukup untuk menutup semua permukaan partikel fase dispers



Dapat membentuk lapisan film dengan cepat dan dapat menutup semua permukaan partikel dengan segera

4. Teori Electric double Layer (Lapisan Listrik Rangkap) 

Jika minyak terdispersi kedalam air, satu lapis air yang langsung berhubungan dengan permukaan minyak akan bermuatan sejenis, sedangkan lapisan berikutnya akan mempunyai muatan yang berlawanan dengan lapisan didepannya.



Dengan demikian seolah-olah setiap partikel minyak dilindungi oleh dua benteng lapisan listrik yang berlawanan



Benteng tersebut akan menolak setiap usaha dari partikel minyak yang akan mengadakan penggabungan menjadi satu molekul yang besar, karena susunan yang sama.



Dengan demikian antara sesama partikel akan tolak-menolak, stabilitas emulsi akan bertambah

Electric double Layer 

Penyebab terjadinya muatan listrik 1. Terjadi ionisasi dari molekul pada permukaan partikel 2. Terjadi absorbsi ion oleh partikel dari cairan di sekitarnya 3. Terjadi gesekan partikel dengan cairan di sekitarnya

MACAM-MACAM EMULGATOR 1. Emulgator alam a. Emulgator dari tumbuh-tumbuhan - Gom Arab, Tragacanth, Agar, Chondrus b. Emulgator berasal dari hewan - Kuning telur, adeps lanae

c. Emulgator dari tanah mineral - Mg Al Silikat, Bentonit 2. Emulgator buatan - Sabun, tween 20, Span 20, Benzalkonium klorid

Contoh emulsi dari alam

Beberapa alat yang digunakan dalam pembutan Emulsi : 1. Dengan mortir dan stamfer  emulsi skala kecil, mortir dengan permukaan kasar  2. Botol penggojokan yang terputus-putus 3. Dengan Mixer  fase dispers dihaluskan oleh pisau mixer yang berputar  dengan kecepatan tinggi , fase dispers berbentuk kecil 4. Dengan Homogenizer  Fase dispers dilewatkan dalam celah sempit, sehingga partikel mempunyai ukuran yang sama

Metode pembuatan emulsi 1. Metode gom kering  Disebut

pula metode continental dan metode 4;2;1. Emulsi dibuat dengan jumlah komposisi minyak dengan ½ jumlah volume air dan ¼ jumlah emulgator. Sehingga diperoleh perbandingan 4 bagian minyak, 2 bagian air dan 1 bagian emulgator.

 Pertama-tama

gom didispersikan kedalam minyak, lalu ditambahkan air sebagian dan diaduk /digerus dengan cepat dan searah hingga terbentuk korpus emulsi. Setelah terbentuk korpus emulsi kemudian sisa air  ditambahkan sedikit demi sedikit hingga habis sambil diaduk.

Metode Gom kering

2. Metode gom basah 

Disebut pula sebagai metode Inggris, cocok untuk penyiapan emulsi dengan musilago atau melarutkan gum sebagai emulgator, dan menggunakan perbandingan 4;2;1 sama seperti metode gom kering.

  Metode

ini dipilih jika emulgator yang digunakan harus dilarutkan/didispersikan terlebuh dahulu kedalam air misalnya metilselulosa. 1 bagian gom ditambahkan 2 bagian air lalu diaduk, dan minyak ditambahkan sedikit demi sedikit sambil terus diaduk dengan cepat.

3. Metode botol 

Disebut pula metode Forbes. Metode ini digunakan untuk emulsi dari bahan-bahan menguap dan minyakminyak dengan kekentalan yang rendah.

  Metode

ini merrupakan variasi dari metode gom kering atau metode gom basah. Emulsi terutama dibuat dengan pengocokan kuat dan kemudian diencerkan dengan fase luar.

   Dalam

botol kering, emulgator yang digunakan ¼ dari  jumlah minyak. Ditambahkan dua bagian air lalu dikocok kuat-kuat, suatu volume air yang sama banyak dengan minyak ditambahkan sedikit demi sedikit sambil terus dikocok, setelah emulsi utama terbentuk, dapat diencerkan dengan air sampai volume yang tepat.

CARA MEMBEDAKAN TIPE EMULSI 

Pengenceran = Dilution Test Setiap emulsi dapat diencerkan dengan fase eksternalnya



Pewarnaan = dye Solubility test zat warna akan tersebar rata kedalam emulsi apabila zat tersebut larut kedalam fase eksternal dari emulsi tersebut

   Creaming

Test

memisahkan emulsi karena fase internal dari emulsi tersebut melakukan pemisahan sehingga tidak tersebar kedalam emulsi    Conductivity

test

Fase eksternal dari emulsi dapat dilalui aliran listrik. Elektroda dicelupkan, jika lampu indikator nyala berarti fase eksternalnya air.

Emulsi dikatakan tidak stabil bila mengalami hal-hal seperti dibawah ini 1. Creaming yaitu terpisahnya emulsi menjadi dua lapisan, dimana yang satu mengandung fase dispers lebih banyak daripada lapisan yang lain. Creaming bersifat reversibel artinya bila dikocok perlahanlahan akan terdispersi kembali. 2. Koalesen dan cracking (breaking) yaitu pecahnya emulsi karena film yang meliputi partikel rusak dan butir minyak akan koalesen (menyatu). Sifatnya irreversibel (tidak bisa diperbaiki).

contoh R/ Tween 80 70% HLB 15 Span 80 30%

HLB 4,5

Berapa HLB Campuran dari R/ tersebut ? Rumus : (HLB3-HLB2) : (HLB1-HLB3) = B1:B2