-
LAPORAN AKHIR PRAKTIKUM FARMASI FISIKA II
VISKOSITAS
NAMA : INA WIDIA
NPM : 260110140034
HARI/TANGGAL PRAKTIKUM : SENIN, 27 APRIL 2015
ASISTEN : ANUGRAH RAHMAWAN
FERSTY ANDINI
LABORATORIUM FARMASI FISIKA II
FAKULTAS FARMASI
UNIVERSITAS PADJADJARAN
JATINANGOR
2015
-
ABSTRAK
Pada praktikum kali ini praktikan telah melakukan pengujian
viskositas.
Viskositas adalah suatu cara untuk menyatakan berapa daya tahan
dari aliran yang
diberikan oleh suatu cairan. Untuk mengetahui viskositas dibuat
suatu larutan uji
yang sesuai dengan konsentrasi tertentu. Larutan uji yang
dipakai untuk
percobaan kali ini adalah gelatin yang dibuat dengan konsentrasi
5% dan 10%.
Gelatin adalah suatu zat padat tidak berasa, tidak berwarna, dan
tembus cahaya,
yang diperoleh dengan cara hidrolisis parsial kolagen. Gelatin
meleleh bila
dipanaskan, namun akan segera menjadi padat lagi apabila
didinginkan. Bila
bercampur dengan air, gelatin akan membentuk larutan dengan
viskositas tinggi
yang juga akan menjadi padat (gel) bila mendingin. Larutan uji
ini harus
dikembangkan terlebih dahulu dengan menggunakan air panas
kemudian digerus
dan akan terbentuk mucilago. Larutan uji yang sudah dalam bentuk
mucilago diuji
viskositasnya dengan menggunakan viskometer Rion pada rotor 1
dan rotor 3.
Viskometer Rion adalah viskometer yang menggunakan baterai
kering sebagai
sumber tegangan yang dapat membaca viskositas suatu larutan uji
dengan segera
setelah diaktifkan. Viskositas suatu larutan uji akan bertambah
seiring dengan
kenaikkan konsentrasi dari larutan uji. Hal ini dapat terjadi
karena umumnya
larutan yang mempunyai konsentrasi tinggi, artinya larutan
tersebut mempunyai
tingkat kekentalan yang lebih tinggi pula serta waktu alirnya
akan semakin
lambat.
Kata kunci : larutan uji, konsentrasi, viskometer Rion,
kekentalan, waktu alir.
-
ABSTRACT
At this time practitioner lab has been testing the viscosity.
Viscosity is a way to
express how the durability of a given stream by a fluid. To
determine the viscosity
of a test solution prepared in accordance with a certain
concentration. Test
solutions used for this experiment is gelatin made with
concentrations of 5% and
10%. Gelatin is a tasteless solid substance, colorless, and
opaque, which is
obtained by partial hydrolysis of collagen. Gelatin melts when
heated, but will
soon become solid again when cooled. When mixed with water,
gelatin will form
a solution with high viscosity which will also be solid (gel)
when it cools. The test
solution must be developed in advance using hot water and then
crushed and will
form mucilago. Test solution which is in the form mucilago
viscosity tested using
Rion viscometer on the rotor 1 and rotor 3. Rion viscometer is
viscometer which
uses dry battery as a voltage source that can read a test
solution viscosity
immediately after switching on. The viscosity of a test solution
will increase along
with the increase in concentration of the test solution. This
can occur because the
general solution that has a high concentration, it means that
the solution has a
higher viscosity level as well and alirnya time will be
slower.
Keywords: test solutions, the concentration, Rion viscometer,
viscosity, flow time.
-
I. TUJUAN PERCOBAAN
1.1.Membuat larutan uji yang sesuai dengan konsentrasi
tertentu.
1.2.Menentukan viskositas sampel dengan viskometer Brookfield
dan
viskometer Rion.
II. PRINSIP PERCOBAAN
2.1. Viskositas
Viskositas adalah suatu cara untuk menyatakan berapa daya tahan
dari
aliran yang diberikan oleh suatu cairan (Dudgale. 1986).
Rumus:
F = gaya yang bekerja (N)
A = luas keping yang bersentuhan dengan fluida (m2)
v = kelajuan fluida
L = jarak antar keping
= koefisien viskositas Kg m-1 s-1 atau pascal.second
(Rumushitung, 2013)
2.2.Aliran Newton dan Non-Newton
Aliran Newton:
Jika bidang cairan paling atas bergerak dengan suatu
kecepatan
konstan, setiap lapisan dibawahnya akan bergerak dengan
suatu
kecepatan konstan, setiap lapisan dibawahnya akan bergerak
dengan
suatu kecepatan yang berbanding lurus dengan jarak dari lapisan
dasar
yang diam.
Aliran Non Newton:
Terdapat pada emulsi, suspensi lap. Lendir (Muchilago) pekat
(Martin,2008)
2.3.Viskometer Brookfield
-
Merupakan salah satu viskometer yang menggunakan gasing atau
kumparan yang dicelupkan ke dlaam zat uji dan mengukur
tahanan
gerak dari bagian yang berputar (Polban,2013).
2.4.Rheologi
Adalah ilmu yang mempelajari tentang aliran cairan dan
deformasi
(Kosman,2005)
III. REAKSI
-
IV. TEORI DASAR
Viskositas atau kekentalan merupakan gesekan yang dimiliki
oleh
fluida. Gesekan dapat terjadi antar partikel zat cair, atau
geekan antara
zat cair dan dinding permukaan tempat zat cair tersebut
berada
(Indrajit, 2007).
Setiap zat cair memiliki vskositas yang berbeda. Dapat
dilihat
koefesien viskositas beberapa fluida pada berbagai suhu.
Keadaan
suhu dicantumkan karena viskositas bergantung pada suhu.
Semakin
besar suhu maka semakin kecil viskositasnya, begitupula
sebaliknya.
Satuan viskositas dalam SI adalah Ns/m2, sedangkan dalam satuan
cgs
adalah poise (Indrajit, 2007).
Fluida ideal adalah fluida yang tidak memiliki viskositas
(kekentalan). Jika sebuah benda bergerak di dalam fluida ideal,
benda
tersebut tidak akan mengalami gaya gesekan. Jadi, tekanan
fluida
sebelum dan setelah melewati suatu penhalang tidak akan
berubah.
Resultan gaya yang bekerja pada setiap titik aliran fluida
adalah nol
(Indrajit, 2007).
Jika benda bergerak dalam fluida yang memiliki viskositas,
akan
terjadi gaya gesek antara benda dan fluida. Gaya tersebut
dinamakan
gaya Stokes. Jika benda yang bergerak dalam fluida tersebut
berbentuk
bola, besarnya gaya Stokes, dirumuskan sebagai berikut :
FS = 6rv
-
Keterangan :
FS = gaya Stokes (N)
= koefesien viskositas (Ns/m2)
r = jari-jari bola (m)
v = kecepatan relatif bola terhadap fluida (m/s)
(Indrajit, 2007)
Viskositas dapat dengan mudah dipahami dengan meninjau satu
lapisan titips fluida yang ditempatkan diantara duan lempeng
logam
yang rata. Satu lempeng bergerak (lempeng atas) dan lempeng
yang
lain diam (lempeng bawah). Fluida yang bersentuhan dengan
lempeng
ditahan oleh gaya adhesi antara molekul fluida dan molekul
lempeng.
Dengan demikian, lapisan fluida yang bersentuhan dengan
lempeng
yang bergerak akan ikut bergerak, sedangkan lapisan fluida
yang
bersentuhan dengan lempeng diam akan tetap diam (Purwoko,
2007).
Lapisan fluida yang bergerak mempunyai kelajuan sama dengan
kelajuan lempeng yang bergerak, yaitu sebesar v. lapisan fluida
yang
diam akan menahan lapisan fluida di atasnya karena adanya
gaya
kohesi. Lapisan yang ditahan itu menahan lapisan di atasnya lagi
dan
seterusnya sehingga kelajuan setiap lapisan fluida bervariasi
dari nol
sampai v. Untuk menggerakkan lempeng diperlukan gaya. Untuk
membuktikannya, dapat dicoba dengan menggerakan sebuah
potongan
kaca di atas tumpahan sirup. Semakin kental fluida, semakin
besar
gaya yang diperlukan untuk mendorong (Purwoko, 2007).
Faktor-faktor yang mempengaruhi viskositas :
1. Tekanan
Viskositas cairan naik dengan naiknya tekanan, sedangkan
viskositas gas tidak dipengaruhi oleh tekanan.
2. Temperatur
Viskositas cairan akan turun dengan naiknya temperatur,
sedangkan viskositas gas naik dengan naiknya temperatur.
-
Pemanasan zat cair menyebabkan molekul-molekulnya
memperoleh energi. Molekuk-molekul cairan bergerak
sehingga gaya interaksi antar molekul melemah. Dengan
demikian viskositas cairan akan turun dengan kenaikan
temperatur.
3. Kehadiran zat lain
Penambahan gula tebu meningkatkan viskositas air. Adanya
bahan tambahan seperti bahan suspensi (misal albulin dan
globulin) menaikkan viskositas air. Pada minyak ataupun
gliserin adanya penambahan air akan menyebabkan viskositas
akan turun karena gliserin ataupun minyak akan semakin
encer,
waktu alirannya pun akan semakin cepat.
4. Ukuran dan berat molekul
Viskositas naik dengan naiknya berat molekul. Misalnya laju
aliran alkohol cepat, larutan minyak laju alirannya lambat
dan
kekentalan tinggi. Larutan minyak misalnya CPO memiliki
kekentalan tinggi serta laju aliran lambat, sehingga
viskositas
tinggi.
5. Bentuk molekul
Viskositas akan naik jika ikatan rangkap semakin tinggi.
6. Kekuatan antar molekul
Viskositas air naik dengan adanya ikatan hidrogen,
viskositas
CPO dengn gugus OH pada trigliseridanya naik pada keadaan
yang sama.
7. Konsentrasi
Untuk suatu larutan viskositasnya bergantung pada
konsentrasi
atau kepekatan larutan. Umumnya larutan yang mempunyai
konsentrasi tinggi, viskositasnya juga tinggi. Sebaliknya
larutan
yang viskositasnya rendah, konsentrasinya juga rendah
(Sukarjo, 2002)
-
V. ALAT DAN BAHAN
5.1.ALAT
Gelas Kimia
Gelas Ukur
Kertas perkamen
Lumpang dan mortir
Neraca analitik
Penangas air
Pipet
Spatula
Viskometer Rion
5.2.BAHAN
Air
Gelatin
5.3.GAMBAR ALAT
Gelas kimia Gelas ukur
-
Kertas perkamen Lumpang dan mortir
Neraca analitik Penangas air
Pipet tetes Spatula
-
Viskometer Rion
VI. PROSEDUR PERCOBAAN
Pada praktikum uji viskositas ini dilakukan beberapa prosedur
untuk
mengetahui nilai viskositas dari suatu larutan uji sesuai
dengan
konsentrasi tertentu. Hal pertama yang dilakukan adalah
menimbang
zat uji yaitu gelatin sebanyak 15 gram (untuk konsentrasi 5%)
dan 50
gram (untuk konsentrasi 10%) dengan menggunakan neraca
analitik
yang beralaskan kertas perkamen. Selanjutnya melakukan
kalibrasi
pada gelas kimia sebanyak 300 ml dengan menggunakan gelas
ukur.
Kemudian air panas dimasukkan ke dalam gelas kimia sampai
batas
kalibrasi (300 ml). Masukkan air panas tersebut ke dalam mortir
lalu
taburkan gelatin secara merata dan perlahan diatas permukaan
air
panas, tunggu hingga mengembang. Setelah gelatin mengembang
kemudian digerus dan akan terbentuk mucilago/larutan uji.
Setelah itu,
larutan uji dimasukkan ke dalam gelas kimia. Selanjutnya
ambil
beberapa mililiter larutan uji dan masukkan ke dalam wadah
viskomerer Rion. Larutan uji diukur viskositasnya dengan
-
menggunakan viskometer Rion pada rotor 1 dan rotor 3. Amati
dan
baca viskositasnya.
VII. DATA PENGAMATAN DAN PERHITUNGAN
No. Perlakuan Hasil Gambar
1 Gelatin ditimbang
sebanyak 15 gr
(untuk konsentrasi
5%) dan 30 gr
(untuk konsentrasi
10%) dengan
menggunakan
neraca analitik
diatas kertas
perkamen
Gelatin
dengan
massa 15 gr
dan 30 gr
2. Mengkalibrasi
gelas kimia dengan
air sebanyak 300
ml dengan
menggunakan gelas
ukur
Gelas kimia
terkalibrasi
300 ml
-
3. Gelas ukur yang
sudah terkalibrasi
dimasukkan air
panas sampai batas
kalibrasi yaitu 300
ml
Air panas
dalam gelas
kimia
sebanyak
300ml
4. Air panas dalam
gelas kimia
dimasukkan ke
dalam mortir
kemudian gelatin
ditaburkan secara
merata diatas
permukaan air
panas dan tunggu
hingga
mengembang
Air panas
dan gelatin
dalam
mortir, lama
kelamaan
gelatin
mengembang
5. Setelah gelatin
mengembang
kemudian digerus
sampai terbentuk
mucilago
Mucilago /
larutan uji
terbentuk
-
6. Larutan uji
dimasukkan ke
dalam gelas kimia
Larutan uji
dalam gelas
kimia
7. Larutan uji
dimasukkan ke
dalam wadah
viskometer Rion
beberpa ml
Larutan uji
dalam wadah
viskometer
Rion
8. Larutan uji diukur
viskositasnya
dengan
menggunakan
viskometer Rion
pada rotor 1 dan
rotor 3
Viskositas
larutan uji
terbaca pada
rotor 1 dan
rotor 3
-
Perhitungan Konsentrasi
Konsentrasi 5% = 5
100 300 = 15
Konsentrasi 10% = = 10
100 300 = 30
Volume air panas yang digunakan = 300ml
Konsentrasi Rotor Viskositas (dpas)
5% 3 0.6
1 10
10% 3 0,5
1 8
VIII. PEMBAHASAN
Pada praktikum uji viskositas terhadap suatu larutan uji.
Arti
dari viskositas tersendiri adalah suatu cara untuk menyatakan
berapa
daya tahan dari aliran yang diberikan oleh suatu cairan.
Viskositas
dapat dipengaruhi oleh beberapa faktor yaitu suhu, tekanan,
kehadiran
zat lain, bentuk molekul, ukuran molekul, kekuatan antar molekul
serta
konsentrasi. Pada praktikum kali ini viskositas akan diuji
dengan
menggunakan larutan uji yang dibuat dengan konsentrasi yang
berbeda
yaitu dengan konsentrasi 5% dan konsentrasi 10%. Larutan uji
yang
digunakan adalah gelatin. Gelatin adalah suatu zat padat tidak
berasa,
tidak berwarna, dan tembus cahaya, yang diperoleh dengan
cara
hidrolisis parsial kolagen. Gelatin meleleh bila dipanaskan,
namun
akan segera menjadi padat lagi apabila didinginkan. Bila
bercampur
dengan air, gelatin akan membentuk larutan dengan viskositas
tinggi
yang juga akan menjadi padat (gel) bila mendingin. Dilakukan
beberapa prosedur untuk mengetahui nilai viskositas dari suatu
larutan
uji ini sesuai dengan konsentrasi tertentu. Hal pertama yang
dilakukan
adalah menimbang zat uji yaitu gelatin sebanyak 15 gram
(untuk
konsentrasi 5%) dan 50 gram (untuk konsentrasi 10%) dengan
menggunakan neraca analitik karena merupakan alat timbangan
yang
-
mempunyai ketelitian dan kesensififan yang sangat tinggi pada
hasil
penimbangan, dan gelatin dialasi oleh kertas perkamen karena
gelatin
berupa bahan sediaan farmasi berupa serbuk sehingga dengan
dialasi
oleh kertas perkamen dapat memudahkan proses penimbangan
(serbuk
helatin tidak bercecer). Selanjutnya melakukan kalibrasi pada
gelas
kimia sebanyak 300 ml air biasa dengan menggunakan gelas
ukur.
Caranya yaitu masukkan air biasa ke dalam gelas ukur sebanyak
300ml
kemudian masukkan ke dalam gelas kimia, hasil kalibrasi pada
permukaan atas air pada gelas kimia diberi tanda. Kalibrasi
gelas kimia
ini dilakukan karena gelatin akan dilarutkan dengan air
panas,
sehingga tidak memungkin bila air panas harus diukur secara
langsung
dalam gelas ukur, gelas ukur merupakan alat ukur volumetrik
yang
dapat memuai apabila terkena panas. Larutan gelatin harus
digunakan
dalam keadan panas untuk mencegah terbentuknya gel. Kemudian
air
panas dimasukkan ke dalam gelas kimia sampai batas kalibrasi
(300
ml). Masukkan air panas tersebut ke dalam mortir lalu taburkan
gelatin
secara merata dan perlahan dan setipis mungkin agar tidak
terjadi
gumpalan diatas permukaan air panas dan agar mengembang
secara
sempurna, tunggu 15 menit hingga sampai serbuk-serbuk
gelatin
terlihat telah menyerap air. Gelatin dapat mengembang dan
menyerap
air 5-10 kali bobot asalnya. Setelah itu dihomogenkan dengan di
gerus
hingga gelatin mengembang. Hal ini dilakukan agar viskositas
atau
kekentalan di setiap bagian yang ada dalam sampel tragakan
homogen
atau sama. Setelah itu, larutan uji dimasukkan ke dalam gelas
kimia.
Selanjutnya ambil beberapa mililiter larutan uji dan masukkan
ke
dalam wadah viskomerer Rion. Larutan uji diukur
viskositasnya
dengan menggunakan viskometer Rion. Viskometer Rion adalah
viskometer yang menggunakan baterai kering sebagai sumber
tegangan yang dapat membaca viskositas suatu larutan uji
dengan
segera setelah diaktifkan. Dalam menentukan viskositas
dengan
viskotester Rion, rotor yang akan digunakan harus sesuai
dengan
-
viskositas sampel dan ukuran tempat sampel pun berubah
sesuai
dengan rotor yang digunakan.
Jenis rotornya ada 3 yaitu dibagi berdasarkan rentang ukuran
viskositasnya :
Rotor no.3 : 0,3-13 dPa.s (dengan cup no.3,,kurang lebih
170ml)
Rotor no.1 : 3-150 dPa.s (dengan wadah sampel beaker 400-
500ml)
Rotor no.2 : 100-4000 dPa.s (dengan wadah sampel beaker
400-500ml)
Urutan penggunaan rotor adalah dari rotor no.3 kemudian no.1.
Hal
ini dilakukan dari rentang viskositas terendah agar skala
yang
terbaca dapat lebih jelas dan dapat lebih ditentukan.
Ada beberapa hal yang harus diperhatikan dalam menggunakan
viskotester rion ini antara lain adalah wadah sampel sesuai
dengan
rotor yang digunakan. Jika menggunakan rotor no.3 wadah
sampel
menggunakan cup no.3, jika menggunkan rotor no.2 dan no.1,
wadah
sampel dapat menggunakan beaker glas 600ml. Selain itu juga,
bagian
alat tempat melihat hasil harus dalam keadaan datar dan hal ini
dapat
dilihat dengan memperhatikan indikator air yang berada pada
bagian
atas alat. Gelembung udara pada airnya harus berada di tengah
dan hal
ini menunjukan bahwa pengukuran yang dilakukan adalah tegak
lurus .
Selain itu pengukuran yang dilakukan pada cairan harus berada
pada
suhu kamar karena suhu yang tinggi akan menurunkan
viskositas.
Ikatan antar partikel akan menjadi lebih renggang ketika suhu
dari
cairan meningkat. Hal inilah yang menyebabkan viskositasnya
menurun.
-
Pada viskometer Rion ini dipilih rotor nomor 1 dan rotor
nomor 3 karena larutan uji yang digunakan tidak terlalu
kental,
sedangkan rotor nomor 2 digunakan untuk larutan uji yang
mempunyai
kekentalan yang sangat tinggi. Rotor bekerja dengan menguji
ketahanan suatu larutan uji yang nantinya akan memunculkan
nilai
viskositasnya. Satuan viskositas yang digunakan adalah dpas.
Hasil
yang di dapat dari percobaan ini dengan menggunakan
viskometer
Rion rotor 3, larutan uji konsentrasi 5% menghasilkan
viskositas
sebesar 0,6 dpas sedangkan pada larutan uji 10% menghasilkan
viskositas sebesar 0,5 dpas. Dan hasil yang di dapat dari
percobaan ini
dengan menggunakan viskometer Rion rotor 1, larutan uji
konsentrasi
5% menghasilkan viskositas sebesar 10 dpas sedangkan pada
larutan
uji 10% menghasilkan viskositas sebesar 8 dpas. Setelah
diekstrapolasikan dengan grafik dapat dilihat hubungan
antara
viskositas dengan konsentrasi yaitu grafik yang menurun. Ini
artinya
viskositas menurun dengan dipengaruhi kenaikan konsentrasi.
Hasil ini
tidak sesuai dengan teori, prinsip dan literatur yang menyatakan
bahwa
viskositas cairan akan naik seiring dengan naiknya konsentrasi.
Makin
kental suatu cairan, makin besar gaya yang dibutuhkan untuk
membuatnya mengalir pada kecepatan tertentu. Kekentalan adalah
sifat
dari suatu zat cair (fluida) disebabkan adanya gesekan antara
molekul-
molekul zat cair dengan gaya kohesi pada zat cair tersebut.
Gesekan-
gesekan inilah yang menghambat aliran zat cair. Fluida yang
lebih cair
biasanya lebih mudah mengalir, contohnya air. Sebaliknya, fluida
yang
lebih kental biasanya lebih sulit mengalir, contohnya minyak
goreng,
oli, madu, dan lain-lain. Hasil percobaan yang tidak sesuai
dengan
literatur ini disebabkan oleh adanya kesalahan penggunaan air
panas
pada larutan uji konsentrasi 5%. Suhu air panas menjadi
menurun
karena terlalu lama didiamkan, sehingga pada saat dimasukkan
ke
dalam mortir air sudah berada dalam keadaan suhu hangat
(suhu
menurun) dan hal ini mempengaruhi proses pembentukan
mucilago.
-
Mucilago tidak terbentuk, yang terbentuk adalah gelatin yang
berubah
menjadi gel yang tidak dapat larut dengan air. Peristiwa ini
mempengaruhi nilai viskositas yang dibaca oleh viskometer Rion.
Gel
mempunyai viskositas yang lebih tinggi sehingga apabila
dibandingkan dengan larutan uji konsentrasi 10% dihasilkan
grafik
yang menurun (viskositas konsentrasi 5% > viskositas
10%).
-
IX. SIMPULAN
9.1. Dapat dibuat larutan uji gelatin dengan konsentrasi 5% dan
10%
dengan konsentrasi 5% sebanyak 15 gram dan konsentrasi 10%
sebanyak 30 gram.
9.2. Dapat ditentukam viskositas gelatin dengan menggunakan
viskometer Rion.
Gelatin 5% dengan rotor 3 didapatkan viskositas 0,6 dpas dan
rotor 1 viskositasnya 10 dpas.
Gelatin 10% dengan rotor 3 didapatkan viskositas 0,5 dpas
dan
rotor 1 viskositasnya 8 dpas.
-
DAFTAR PUSTAKA
Dudgale. 1986. Mekanika Fluida Edisi 3. Jakarta : Erlangga
Indrajit, Dudi. 2007. Mudah dan Aktif Belajar Fisika. Bandung :
PT. Setia Purna
Inves
Kosman,R.2005.Farmasi Fisika. Universitas Muslim
Indonesia:Makassar
Martin, A. 2008.Kimia Fisika Edisi ke-3.Jakarata : UI Press
Polban,Himka.2013.Viskositas.Available at
https://himka1polban.com/laporan/kimia-instrumen/laporan-penentuan-
viskositas/
Purwoko. Efendi. 2007. Fisika: SMA/MA Kelas XI. Jakarta:
Yudhistira
Rumus Hitung. 2013. Rumus Viskositas. Available at
http://rumushitung.com/2013/10/03/rumus-definisi-viskositas/
[Diakses pada
tanggal 24 April 2015]
Sukarjo. 2002. Kimia Fisika. Jakarta : PT. Rinika Cipta
-
LAMPIRAN
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
5 10
Rotor 3
viskositas
Konsentrasi (%)
Viskositas (dpas)
0
2
4
6
8
10
12
5 10
Rotor 3
viskositas
Column1
Konsentrasi (%)
Viskositas (dpas)