Laporan Praktikum Tegangan Permukaan Fix

LAPORAN PRAKTIKUM FARMASI FISIKA “TEGANGAN PERMUKAAN” Tanggal Praktikum

: 17 November 2014

Tanggal Pengumpulan

: 24 November 2014

Disusun oleh Grup F - Kelompok 5

1. Hilwa Lutfia

(1143050023) (Hasil dan Pengolahan Data)

2. Munuarty Muhawia

(1143050062) (Pendahuluan)

3. Seftia Rizky Martakusuma

(1143050077) (Metode Kerja)

4. Ni Made Indri Widanti

(1143050078) (Pembahasan)

5. Enitris Nani

(1143050092) (Tujuan Percobaan dan Kesimpulan)

LABORATORIUM FARMASI FISIKA FAKULTAS FARMASI UNIVERSITAS 17 AGUSTUS 1945 2014

TEGANGAN PERMUKAAN I. TUJUAN PERCOBAAN a. Menentukan tegangan permukaan zat cair. b. Membandingkan tegangan permukaan air berdasarkan pengaruh suhu. c. Membandingkan pengaruh surfaktan pada tegangan permukaan dengan berbagai konsentrasi. d. Menentukan konsentrasi misel kritik dari suatu surfaktan.

II. PENDAHULUAN Tegangan permukaan didefinisikan sebagai kerja yang dilakukan dalam memperluas permukaan cairan dengan satu satuan luas. Satuan untuk tegangan permukaan (γ adalah j/m2atau dyne/cm atau N/m. Metode yang paling umum untuk mengukur tegangan permukaan adalah kenaikan atau penurunan cairan dalam pipa kapiler. Tegangan antar muka adalah gaya persatuan panjang yang terdapat pada antarmuka dua fase cair yang tidak bercampur. Tegangan antar muka selalu lebih kecil dari pada tegangan permukaan karena gaya adhesi antara dua cairan yang tidak bercampur lebih besar daripada adhesi antara cairan dan udara. Ada beberapa metode dalam melakukan tegangan permukaan yaitu : 

Metode kenaikan kapiler Tegangan permukaan diukur dengan melihat ketinggian air atau cairan yang naik melalui suatu kapiler. Metode kenaikan kapiler hanya dapat digunakan untuk menentukan tegangan permukaan suatu zat cair dan tidak dapat untuk menentukan tegangan antar permukaan dua zat cair yang tidak bercampur.



Metode tersiometer Du-Nouy Metode cincin Du-Nouy bisa digunakan utnuk mengukur tegangan permukaan ataupun tegangan antar muka. Prinsip dari alat ini adalah gaya yang diperlukan untuk melepaskan suatu cincin platina iridium yang dicelupkan pada permukaan sebanding dengan tegangan permukaan atau tegangan antar muka dari cairan tersebut. Faktor-faktor yang menpengaruhi tegangan permukaan yaitu :



Suhu

Tegangan

permukaan

menurun

dengan

meningkatnya

suhu,

karena

meningkatnya energi kinetik molekul. 

Zat terlarut (solute) Keberadaan zat terlarut dalam suatu cairan akan mempengaruhi tegangan permukaan. Penambahan zat terlarut akan meningkatkan viskositas larutan, sehingga tegangan permukaan akan bertambah besar. Tetapi apabila zat yang berada dipermukaan cairan membentuk lapisan monomolekular, maka akan menurunkan tegangan permukaan, zat tersebut biasa disebut dengan surfaktan.



Surfaktan Surfaktan (surface active agents), zat yang dapat mengaktifkan permukaan, karena cenderung untuk terkonsentrasi pada permukaan atau antar muka. Surfaktan mempunyai orientasi yang jelas sehingga cenderung pada rantai lurus. Sabun merupakan salah satu contoh dari surfaktan.

III. METODE PERCOBAAN

A. Penentuan Tegangan Permukaan Zat Cair Bobot jenis zat cair diukur dengan piknometer. Masukkan zat tersebut kedalam gelas kimia. Pipa kapiler kering dicelupkan kedalam gelas kimia dan ukur kenaikan cairan dalam pipa kapiler tersebut. Percobaan dilakukan sebanyak 2x.

B. Pengaruh Suhu pada Tegangan Permukaan Pipa kapiler kering dimasukkan kedalam gelas kimia yang berisi cairan dengan volume tertentu pada suhu 40⁰C, 60⁰C, dan 80⁰C. Percobaan dilakukan sebanyak 2x dibandingkan dengan suhu kamar.

C. Pengaruh Surfaktan pada Tegangan Permukaan Masukkan masing-masing larutan tween 80 dengan berbagai konsentrasi kedalam gelas kimia. Celupkan pipa kapiler kedalam gelas kimia. Tentukan konsentrasi misel kritik dari larutan tween 80. Percobaan dilakukan sebanyak 2x.

IV. HASIL DAN PENGOLAHAN DATA

A. Penentuan Tegangan Permukaan Zat Cair Zat Cair

Bobot Jenis (g/ml)

h (cm) 1

2

Rata-rata

Air

0,988

2

2

2

Etanol 96%

0,7796

1,1

1,1

1,1

Propilen glikol

1,0712

1,1

1,3

1,2

B. Pengaruh Suhu pada Tegangan Permukaan h (cm)

Suhu Air (⁰C) 1

2

Rata-rata

Suhu Kamar

2

2

2

40

1,8

1,7

1,75

60

1,7

1,5

1,6

80

1,5

1,3

1,4

C. Pengaruh Surfaktan pada Tegangan Permukaan Konsentrasi

Bobot Jenis (g/ml)

h (cm) 1

2

Rata-rata

0,1

0,9856

1,7

1,7

1,7

0,5

0,9856

1,2

1,2

1,2

1

0,9852

1,2

1,2

1,2

5

0,9844

1,2

1,2

1,2

10

0,9852

1

0,8

0,9

Perhitungan : A. Penentuan Tegangan Permukaan Zat Cair    

Air Bobot piknometer kosong = 16,50 g Bobot piknometer + isi = 41,20 g Bobot jenis = = 

=

ρg

= 0,988 g/ml

= . 0,05 cm. 2 cm. 0,988 g/ml. 9,8 m/ = 0,4841

g/ml m/

 Etanol 96%  

Bobot piknometer kosong = 15,45 g Bobot piknometer + isi = 34,94 g



Bobot jenis 

=

=

=

= 0,7796 g/ml

ρg

= . 0,05 cm. 1,1 cm. 0,7796 g/ml. 9,8 m/ = 0,2101

g/ml m/

 Propilen glikol   

Bobot piknometer kosong = 15,45 g Bobot piknometer + isi = 42,23 g Bobot jenis = = 

=

= 1,0712 g/ml

ρg

= . 0,05 cm. 1,2 cm. 1,0712 g/ml. 9,8 m/ = 0,3149

g/ml m/

B. Pengaruh Suhu pada Tegangan Permukaan  Suhu Kamar   

Bobot piknometer kosong = 16,50 g Bobot piknometer + isi = 41,20 g Bobot jenis = = 

=

= 0,988 g/ml

ρg

= . 0,05 cm. 2 cm. 0,988 g/ml. 9,8 m/ = 0,4841

g/ml m/

 Suhu 40⁰C   

Bobot piknometer kosong = 16,50 g Bobot piknometer + isi = 41,20 g Bobot jenis = = 

=

ρg

= 0,988 g/ml

= . 0,05 cm. 1,75 cm. 0,988 g/ml. 9,8 m/ = 0,4236

g/ml m/

 Suhu 60⁰C   

Bobot piknometer kosong = 16,50 g Bobot piknometer + isi = 41,20 g Bobot jenis = = 

=

= 0,988 g/ml

ρg

= . 0,05 cm. 1,6 cm. 0,988 g/ml. 9,8 m/ = 0,3872

g/ml m/

 Suhu 80⁰C   

Bobot piknometer kosong = 16,50 g Bobot piknometer + isi = 41,20 g Bobot jenis = = 

=

= 0,988 g/ml

ρg

= . 0,05 cm. 1,4 cm. 0,988 g/ml. 9,8 m/ = 0,3388

g/ml m/

C. Pengaruh Surfaktan pada Tegangan Permukaan Konsentrasi  0,1 mg/ml   

Bobot piknometer kosong = 15,45 g Bobot piknometer + isi = 40,09 g Bobot jenis = = 

=

= 0,9856 g/ml

ρg

= . 0,05 cm. 1,7 cm. 0,9856 g/ml. 9,8 m/ = 0,4105

g/ml m/

 0,5 mg/ml   

Bobot piknometer kosong = 15,45 g Bobot piknometer + isi = 40,09 g Bobot jenis = = 

=

ρg

= 0,9856 g/ml

= . 0,05 cm. 1,2 cm. 0,9856 g/ml. 9,8 m/ = 0,2897

g/ml m/

 1 mg/ml   

Bobot piknometer kosong = 15,45 g Bobot piknometer + isi = 40,08 g Bobot jenis = = 

=

= 0,9852 g/ml

ρg

= . 0,05 cm. 1,2 cm. 0,9852 g/ml. 9,8 m/ = 0,2896

g/ml m/

 5 mg/ml   

Bobot piknometer kosong = 15,45 g Bobot piknometer + isi = 40,06 g Bobot jenis = = 

=

= 0,9844 g/ml

ρg

= . 0,05 cm. 1,2 cm. 0,9844 g/ml. 9,8 m/ = 0,2894

g/ml m/

 10 mg/ml   

Bobot piknometer kosong = 15,45 g Bobot piknometer + isi = 40,08 g Bobot jenis = = 

=

= 0,9852 g/ml

ρg

= . 0,05 cm. 0,9 cm. 0,9852 g/ml. 9,8 m/ = 0,2172

g/ml m/

Konsentrasi Vs Tegangan Permukaan 0.45 0.4 0.35 0.3 0.25 0.2

KMK

0.15 0.1 0.05 0 0,1 mg/ml

0,5 mg/ml

1 mg/ml

5 mg/ml

10 mg/ml

Ket =  Sumbu x = konsentrasi Tween 80 (mg/ml)  Sumbu y = Tegangan Permukaan (dyne/cm)

V. PEMBAHASAN

Tegangan permukaan adalah besar gaya yang terdapat pada permukaan zat cair tiap satuan panjang. Pada zat cair, jarak antar partikelnya renggang dan gaya tarik-menariknya tidak begitu kuat, sehingga partikel- partikelnya dapat bergerak bebas. Tetapi gerakannya tidak dapat meninggalkan kelompoknya. Itulah sebabnya bentuk zat cair selalu berubah- ubah sesuai dengan tempatnya. Percobaan ini bertujuan untuk mengukur tegangan permukaan larutan dengan metode pipa kapiler. Pipa kapiler digunakan untuk mengetahui tinggi kenaikan kapiler suatu zat. Dalam percobaan yang kita lakukan, untuk menentukan tegangan permukaan dilakukan beberapa percobaan diantaranya yaitu, penentuan tegangan zat cair, pengaruh suhu pada tegangan permukaan dan pengaruh surfaktan pada tegangan permukaan .

Pada percobaan pertama yaitu penentuan tegangan permukaan zat cair, adapun zat cair yang digunakan yaitu: Air, Etanol 96%, dan Propilen glikol. Dimana dihitung terlebih dahulu bobot jenis dari masing-masing cairan yang digunakan. Dalam penentuan bobot jenis cairan, diperoleh data yaitu akuades memiliki massa jenis 0,988 gr/cm3, Etanol 96% 0,7796 gr/cm3 dan Propilen glikol 1,0712 gr/cm3. Bobot jenis sangat ditentukan oleh besar kecilnya massa serta berat zat terlarutnya. Berdasarkan teori, massa jenis larutan berbanding lurus dengan berat zat terlarut. Sehingga makin berat zat terlarut yang digunakan maka massa jenisnya akan semakin kecil. Sehingga diperoleh bobot jenis etanol 96% lah yang paling kecil. Setelah itu barulah larutan-larutan tersebut diukur dengan ketinggiannya pada pipa kapiler secara bergantian dan diukur massa jenisnya menggunakan piknometer.Diperoleh ketinggian cairan pada pipa kapiler yaitu tinggi Air adalah 2 mm, tinggi Etanol 96% adalah 1,1 mm, dan tinggi Propilen glikol adalah 1,2 mm Perbedaan ketinggian ini disebabkan oleh gaya antar molekul masing-masing larutan. Gaya antar molekul masing-masing larutan saling mempengaruhi, sehingga larutan mengalami kenaikan yang berbanding lurus dengan gaya antara molekulnya yang tinggi. Artinya, semakin besar gaya yang bekerja maka semakin tinggi pula kenaikan larutan tersebut. Dan sebaliknya, semakin kecil gaya yang bekerja pada larutan tersebut maka semakin kecil pula larutan tersebut mengalami perubahan kenaikan. Pada percobaan ini, larutan yang mengalami perubahan kenaikan ketinggian paling besar dibanding dengan larutan yang lainnya adalah akuades. Hal tersebut disebabkan karena gaya antar molekul-molekul dalam akuades lebih besar dibandingkan dengan larutan methylene blue sehingga terjadi perubahan kenaikan tinggi yang lebih besar. Dari hasil percobaan didapatkan hasil Perhitungan tegangan permukaan yaitu Air (0,4841 (0,3149

g/ml m/ g/ml m/

, Etanol 96% (0,2101

g/ml m/

dan Popilen glikol

. Dari data tersebut tegangan permukaan Air yang paling besar dan

tegangan permukaan Etanol 96% yang paling kecil ini dikarenakan etanol adalah suatu asam organik yang dapat menurunkan tegangan permukaan suatu zat cairan. Dimana permukaan etanol sangat efektif untuk menurunkan tegangan permukaan zat cair karena molekulnya dapat terabsobsi pada antar muka.

Pada percobaan kedua yaitu pengaruh suhu pada tegangan permukaan, dimana cairan yang digunakan yaitu Air pada suhu berbeda yaitu suhu kamar, 40,60 dan 80 oC . didapatkan hasil perhitungan tegangan permukaan yaitu Air pada suhu kamar (0,4841

g/ml m/ m/

, Air pada suhu 40 (0,4236

g/ml m/

dan Air pada suhu 80 (0,3388

g/ml m/

Air pada suhu 60 (0,3872

g/ml

dari data tersebut dimana semakin

tinggi suhu semakin turun tegangan permukaan ini sesuia dengan teoriyang enyatakan bahwa Tegangan permukaan cairan akan turun dengan naiknya suhu, karena suhu yang meningkat akan meningkatkan energi kinetika molekul panas bergerak sehingga gaya tarik menariknya lebih kecil dan tegangan permukaan turun.

Pada percobaan ketiga yaitu Pengaruh surfaktan padategangan permukaan dimana surfaktan yang digunakan yaitu lautan Tween dengan beberapa macam konsentrasi diantaranya 0; 0,1; 0,5; 1; 5; dan 10 mg/ 100 ml . Dari data yang diperoleh menunjukan bahwa kenaikan pipa kapiler mengalami penuruna dengan kenaikan konsentrasi. Ini terjadi karena surfaktan menurunkan tegangan permukaan air dengan mematahkan ikatan hidrogen pada permukaan. Pada konsentrasi tween 0,5 – 5 terjadi perubahan mendadak mungkin ini disebabkan karena terjadinya pembentukan agregat atau penggumpalan dari beberapa molekul surfaktan menjadi satu yang disebut dengan konsentrasi misel kritikal (KMK) dimana tegangan permukaan sudah tidak turun lagi.

VI. KESIMPULAN

1. Tegangan permukaan zat cair adalah kecendrungan permukaan zat cair untuk menegang, sehingga permukaannya seperti ditutup oleh suatu lapisan elastis. 2. Faktor-faktor yang mempengaruhi tegangan permukaan adalah suhu: tegangan suatu permukaan menurun dengan meningkatnya suhu, karena meningkatnya energy kinetic

molekul;

zat

terlarut

(solute):

keberadaan

zat

terlarut

mempengaruhi tegangan permukaan, penambahan zat terlarut akan meningkatkan viskositas larutan, sehingga tegangan permukaan akan bertambah besar; surfaktan: zat yang dapat mengaktifkan permukaan, karena cenderung untuk terkonsentrasi pada permukaan atau antar muka. 3. Besarnya tegangan permuakaan zat cair dipengaruhi oleh: massa, volume, luas penampang pipa kapiler dan kenaikan zat cair. Semakin kecil luas penampang pipa kapiler nya, semakin tinggi kenaikan zat cair nya. 4. Rumus untuk mencari Koefisien Tegangan permukaan zat cair adalah

DAFTAR PUSTAKA Ansel, Howard C., (1985), “Pengantar Bentuk Sediaan Farmasi”, UI Press, Jakarta Martin, A., et.all., (1993), “ Farmasi Fisika “, Edisi III, Bagian II, UI Press. Jakarta. Ditjen POM, (1995), “ Farmakope Indonesia”, Edisi III, Departemen Kesehatan RI, Jakarta. Atkins, P. W. 1994. Kimia Fisik edisi ke-4 jilid 1. Erlangga: Jakarta. Giancoli, Douglas C. 2001. Fisika jilid 1. Erlangga: Jakarta.