Top Banner
1 PERCOBAAN I VISKOSITAS DAN RHEOLOGI I. LATAR BELAKANG Dalam kehidupan seharihari kita selalu berhubungan dengan zatzat cair yang terdapat di sekeliling kita, dan tanpadisadari ada beberapa cara yang dapat menyebabkan suatu cairan bisa mengalir lebih mudah dari pada zat zat yang lainnya. Dalam proses pengukuran sifat zat cair dan kekentalan sering dikaitkan dengan metodedari viskositas. Viskositas membicarakan masalah gesekan yang terjadi antara lapisanlapisan pada suatu cairan atau fluida pada umumnya, yang bergerak satu dengan yang lainnya. Gesekan atau hambatan tersebut ditimbulkan oleh gaya tarik-menarik antara molekulmolekul pada suatu lapisan dengan molekulmolekul pada lapisan lainnya. Gaya interaktif itu ialah gaya elektrostatika, yaitu gaya antara muatanmuatan listrik. Selain itu pada viskositas kita dapat menentukan jumlah kekentalan dalam suatu zat padat, yang nantinya kita dapat mengaplikasikan di dalam bidang kefarmasian. Oleh sebab itu pentingnya mengadakan praktikum serta pembelajaran terhadap viskositas ini karena pada nantinya kita dapat menentukan suatu konsentrasi kekentalan yang baik di dalam suatu sediaan obat yang dibuat. Rheologi adalah ilmu yang mempelajari tentang aliran zat cair dan deformasi zat padat. Rheologi sangat berkaitan dengan viskositas. Prinsip rheologi diaplikasikan dalam pembuatan krim, suspensi, emulsi, losion, pasta, penyalut tablet, dan lain-lain. Selain itu, prinsip rheologi juga digunakan sebagai karakterisasi produk sediaan farmasi sebagai jaminan kualitas yang sama untuk setiap produk. Rheologi dari suatu zat tertentu dapat mempengaruhi penerimaan obat bagi pasien, stabilitas fisika obat dan bahkan ketersediaan hayati dalam tubuh (bioavailabilitas). II. RUMUSAN MASALAH Rumusan masalah pada praktikum ini adalah sebagai berikut: 2.1 Apa pengertian dari viskositas dan rheologi? 2.2 Apa perbedaan antara cairan Newton dan cairan non Newton? 2.3 Bagaimana cara menggunakan alat-alat penentuan viskositas dan rheologi?
32

Laporan Viskositas FIX Dyah

Nov 16, 2015

Download

Documents

Vevy Ajaa

farfis
Welcome message from author
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
  • 1

    PERCOBAAN I

    VISKOSITAS DAN RHEOLOGI

    I. LATAR BELAKANG

    Dalam kehidupan seharihari kita selalu berhubungan dengan zatzat cair

    yang terdapat di sekeliling kita, dan tanpadisadari ada beberapa cara yang dapat

    menyebabkan suatu cairan bisa mengalir lebih mudah dari pada zatzat yang

    lainnya. Dalam proses pengukuran sifat zat cair dan kekentalan sering dikaitkan

    dengan metodedari viskositas. Viskositas membicarakan masalah gesekan yang

    terjadi antara lapisanlapisan pada suatu cairan atau fluida pada umumnya, yang

    bergerak satu dengan yang lainnya. Gesekan atau hambatan tersebut ditimbulkan

    oleh gaya tarik-menarik antara molekulmolekul pada suatu lapisan dengan

    molekulmolekul pada lapisan lainnya. Gaya interaktif itu ialah gaya

    elektrostatika, yaitu gaya antara muatanmuatan listrik. Selain itu pada viskositas

    kita dapat menentukan jumlah kekentalan dalam suatu zat padat, yang nantinya

    kita dapat mengaplikasikan di dalam bidang kefarmasian. Oleh sebab itu

    pentingnya mengadakan praktikum serta pembelajaran terhadap viskositas ini

    karena pada nantinya kita dapat menentukan suatu konsentrasi kekentalan yang

    baik di dalam suatu sediaan obat yang dibuat.

    Rheologi adalah ilmu yang mempelajari tentang aliran zat cair dan

    deformasi zat padat. Rheologi sangat berkaitan dengan viskositas. Prinsip rheologi

    diaplikasikan dalam pembuatan krim, suspensi, emulsi, losion, pasta, penyalut

    tablet, dan lain-lain. Selain itu, prinsip rheologi juga digunakan sebagai

    karakterisasi produk sediaan farmasi sebagai jaminan kualitas yang sama untuk

    setiap produk. Rheologi dari suatu zat tertentu dapat mempengaruhi penerimaan

    obat bagi pasien, stabilitas fisika obat dan bahkan ketersediaan hayati dalam tubuh

    (bioavailabilitas).

    II. RUMUSAN MASALAH

    Rumusan masalah pada praktikum ini adalah sebagai berikut:

    2.1 Apa pengertian dari viskositas dan rheologi?

    2.2 Apa perbedaan antara cairan Newton dan cairan non Newton?

    2.3 Bagaimana cara menggunakan alat-alat penentuan viskositas dan

    rheologi?

  • 2

    2.4 Bagaimana cara menentukan viskositas dan rheologi cairan Newton dan

    non Newton?

    III. TUJUAN

    Tujuan yang dicapai pada praktikum ini antara lain :

    3.1 Menerangkan arti viskositas dan rheologi.

    3.2 Membedakan cairan Newton dan cairan non Newton.

    3.3 Menggunakan alat-alat penentuan viskositas dan rheologi.

    3.4 Menentukan viskositas dan rheologi cairan Newton dan non Newton.

    IV. DASAR TEORI

    4.1 Viskositas

    Viskositas adalah suatu pernyataan tahanan untuk mengalir dari suatu

    sistem yang mendapatkan suatu tekanan. Makin kental suatu cairan, makin besar

    gaya yang dibutuhkan untuk membuatnya mengalir pada kecepatan tertentu.

    Viskositas dispersi kolodial dipengaruhi oleh bentuk partikel dari fase

    dispersi.Koloid-koloid berbentuk bola membentuk sistem dispersi dengan

    viskositas rendah, sedang sistem dispersi yang mengandung koloid-koloid linier

    viskositasnya lebih tinggi.Hubungan antara bentuk dan viskositas merupakan

    refleksi derajat solvasi dari partikel (Moechtar,1990). Viskositas dinyatakan

    dalam simbol . Viskositas merupakan perbandingan antara shearing stress

    F/A dan rate of shear dv/dr. Satuan viskositas adalah poise atau dyne detik cm-2

    .

    Viskositas dipengaruhi oleh:

    a) Besar dan bentuk molekul.

    b) Viskositas cairan semakin berkurang dengan bertambahnya suhu tapi tak

    cukup banyak dipengaruhi oleh perubahan tekanan.

    c) Adanya koloid dapat memperbesar viskositas sedang adanya elektrolit

    akan sedikit menurunkan viskositas dari cairan.

    (Martin et al., 2008).

    Pada dasarnya makin besar viskositas suatu cairan, akan makin besar pula

    gaya per satuan luas (shearing stress) yang diperlukan untuk menghasilkan suatu

    rate of shear tertentu, sehingga rate of shear harus sebanding langsung dengan

    shearing stress.

  • 3

    Dengan adanya viskositas, dapat menyebabkan beberapa hal pada sediaan-

    sediaan farmasi, contohnya pada sediaan suspensi, tidak boleh terlalu kental

    karena viskositas tinggi sehingga menyebabkan suspensi tidak bisa di kocok, hal

    ini dapat menyebabkan distribusi zat aktif tidak merata pada seluruh cairan dan

    juga akan mengalami kesulitan pada saat penuangan, contoh lain untuk sediaan

    mata, viskositas dinaikkan untuk membantu menahan obat pada jaringan sehingga

    menambah efektivitas terapinya (Ansel, 2005).

    Berdasarkan grafik sifat alirannya (rheogram), cairan non Newton terbagi

    menjadiduakelompok, yaitu :

    1. Cairan yang sifat alirannya tidak dipengaruhi waktu. Kelompok ini terbagi

    atas tiga jenis, yaitu :

    - Aliran plastik

    - Aliran pseudoplastik

    - Aliran dilatan

    2. Cairan yang sifat alirannya dipengaruhi waktu. Kelompok ini terbagi atas

    tiga jenis, yakni :

    Tiksotrofik

    Antitiksotrofik

    Rheopeksi

    1. Aliran Plastik

    Cairan yang mempunyai aliran plastik tidak akan mengalir sebelum suatu

    gaya tertentu dilampaui. Gaya tersebut adalah yield value atau f. Pada tekanan di

    bawah yield value, cairan tersebut berlaku sebagai bahan elastis. Sedangkan di

    atas harga tersebut, alirannya mengikuti hukum Newton (Prasetya dkk., 2015).

    Gambar 1. Gambar Rheogram Plastik

  • 4

    2. Aliran Pseudoplastik

    Viskosita cairan pseudoplastik akan menurun dengan meningkatnya

    kecepatan geser. Berbeda dengan aliran plastik, yield value tidak dijumpai. Oleh

    karena kurva tidak menunjukan bagian yang linier, maka cairan pseudoplastik

    tidak mempunyai harga viskositas absolut. Contoh cairan yang memiliki sifat

    aliran pseudoplastik : dispersi cair tragakan, natrium alginate, CMC-Na, dan metil

    selulosa (Prasetya dkk., 2015).

    Gambar 2. Rheogram Aliran Pseudoplastik

    3. Aliran dilatan

    Viskositas cairan dilatan meningkat dengan meningginya kecepatan geser,

    karena terjadi peningkatan volume antar partikel sehingga pembawa tidak lagi

    mencukupi (Prasetya dkk., 2015).

    Gambar 3. Rheogram Aliran Dilatan

    Pada cairan yang sifat alirannya tidak dipengaruhi waktu, apabila tekanan

    geser dihilangkan, sistem akan segera kembali ke kondisi semula. Oleh karena itu,

    kurva menaik dan menurun akan berhimpit. Pada cairan yang sifat alirannya

    dipengaruhi waktu, apabila tekanan geser diturunkan, cairan tidak mengikuti

    kecepatan geser semula sehingga kurva menaik dan menurun tidak berhimpit.

  • 5

    Akibatnya terbentuk suatu celah yang dinamakan hysteresis loop (Prasetya dkk.,

    2015).

    4. Aliran tiksotropik

    Pada aliran tiksotropik, kurva menurun berada di sebelah kiri kurva menaik.

    Fenomena ini umumnya dijumpai pada zat yang mempunyai aliran plastik dan

    pseudoplastik. Kondisi semacam ini disebabkan karena terjadinya perubahan

    struktur yang tidak segera kembali ke keadaan semula pada saat tekanan geser

    diturunkan. Sifat aliran semacam ini umumnya terjadi pada partikel asimetrik

    (misalnya polimer) yang memiliki banyak titik kontak dan tersusun membentuk

    jaringan tiga dimensi. Pada keadaan diam, sistem akan membentuk gel dan bila

    diberikan tekanan geser, gel akan berubah menjadi sol (Prasetya dkk., 2015).

    Gambar 4. Rheogram Aliran Tiksotropi

    5. Aliran rheopeksi

    Pada aliran rheopeksi, kurva menurun berada di sebelah kanan kurva

    menaik. Hal ini terjadi karena pengocokan perlahan dan teratur akan mempercepat

    pemadatan suatu sistem dilatan. Bentuk keseimbangan aliran rheopeksi adalah gel

    (Prasetya dkk., 2015).

    Gambar 5. Rheogram Aliran Rheopeksi

  • 6

    6. Aliran antitiksotropik

    Bila dilakukan pengukuran dengan penambahan dan penurunan tekanan

    geser secara berulang-ulang pada sistem ini akan diperoleh suatu viskosita yang

    terus bertambah sampai akhirnya suatu saat akan konstan (Prasetya dkk., 2015).

    Gambar 6. Rheogram Aliran Antitiksotropik

    4.2 Viskosimeter

    Viskosimeter merupakan alat yang digunakan untuk menghitung nilai

    viskositas atau kekentalan suatu cairan (Ridwan, 1999). Secara umum

    viskosimeter dikelompokkan menjadi dua macam, yaitu:

    a. Viskosimeter satu titik

    Viskosimeter ini bekerja pada satu titik kecepatan geser, sehingga

    hanya dihasilkan satu titik pada rheogram. Viskosimeter yang termasuk ke

    dalam jenis ini contohnya viskosimeter kapiler, viskosimeter bola jatuh,

    penetrometer danplate plastometer (Ridwan,1999).

    - Viskosimeter Bola Jatuh (Hoeppler)

    Prinsip viskosimeter bola jatuh yaitu pengukuran benda kerja berupa

    bola yang terbuat dari bahan yang telah ditentukan dijatuhkan kedalam

    tabung yang telah diisi fluida dengan viskositas atau kekentalan yang

    ditentukan (Ridwan, 1999).

    Viskositas cairan dapat dihitung dengan persamaan Stokes :

    Keterangan :

    r : jari-jari bola (cm)

    1 : bobot jenis bola

    2 : bobot jenis cairan

    = v

    gr

    9

    )(2 212

  • 7

    g : gaya gravitasi

    v : kecepatan bola (cm.detik-1)

    Persamaan di atas dapat disederhanakan menjadi :

    Keterangan :

    B : konstanta bola

    t : waktu tempuh bola jatuh (detik)

    Gambar 7. Viskosimeter Hoeppler

    b. Viskosimeter Banyak Titik

    Penggunaan viskosimeter semacam ini dapat dilakukan pengukuran

    pada beberapa harga kecepatan geser sehingga diperoleh rheogram yang

    sempurna. Viskosimeter yang termasuk ke dalam jenis viskosimeter ini

    adalah viskosimeter rotasi tipe Stormer, Brookfield, Rotovisco dan lain-

    lain.

    - Viskosimeter Brookfield

    Viskositas menunjukkan kekentalan suatu bahan yang diukur

    dengan menggunakan alat viskosimeter. Penentuan sifat aliran

    dilakukan menggunakan alat viskosimeter Brookfield (Wathoni, dkk.,

    2009). Viskositas yang baik akan memiliki nilai yang tinggi. Semakin

    tinggi viskositas suatu bahan, maka bahan tersebut akan makin stabil

    karena pergerakan partikel cenderung lebih sulit dengan semakin

    kentalnya suatu bahan (Schmitt dan Williams, 1996).

    = B (1 2) t

  • 8

    Gambar 2. Viskosimeter Brookfield

    Ada beberapa tipe viskosimeter yang biasa digunakan selain viskosimeter diatas

    antara lain :

    a. Viskosimeter kapiler / Ostwald

    Viskositas dari cairan Newton bisa ditentukan dengan mengukur waktu

    yang dibutuhkan bagi cairan tersebut untuk lewat antara 2 tanda ketika ia

    mengalir karena gravitasi melalui viskosimeter Ostwald (Martin et al.,

    2008).

    b. Viskosimeter Cup dan Bob

    Prinsip kerjanya sampel digeser dalam ruangan antara dinding luar dari bob

    dan dinding dalam dari cup di mana bob masuk persis di tengah-tengah.

    Kelemahan viskosimeter ini adalah terjadinya aliran sumbat yang

    disebabkan geseran yang tinggi di sepanjang keliling bagian tube sehingga

    menyebabkan penurunan konsentrasi. Penurunan konsentrasi ini

    menyebabkan bagian tengah zat yang ditekan keluar memadat. Hal ini

    disebut aliran sumbat (Martin et al., 2008).

    c. Viskosimeter Cone dan Plate

    Cara pemakaiannya adalah sampel ditempatkan di tengah-tengah papan,

    kemudian dinaikkan hingga posisi di bawah kerucut. Kerucut digerakkan

    oleh motor dengan bermacam kecepatan dan sampelnya digeser di dalam

    ruang sempit antara papan yang diam dan kemudian kerucut yang berputar

    (Martin et al., 2008).

  • 9

    Cairan yang akan diukur viskositanya dimasukkan ke dalam tabung yang

    ada di dalam alat sampai hampir penuh

    Dimasukkan bola yang sesuai

    V. PROSEDUR PENELITIAN

    5.1 Alat dan Bahan

    5.1.1 Alat

    - Viskosimeter Hoeppler

    - Viskosimeter Brookfield

    - Bola 1

    - Bola 2

    - Bola 3

    - Bola 4

    - Piknometer

    - Spindel no.4

    - Pipet tetes

    - Gelas Beaker

    - Corong gelas

    - Tisu

    5.1.2 Bahan

    - Aquadest

    - Oleum ricini

    - Propilen Glikol

    - Sorbitol 70%

    - Gliserin

    - Suatu emulsi

    5.2 Prosedur Kerja

    5.1.1 Mengukur Viskositas Cairan Newton dengan Menggunakan

    Viskosimeter Hoeppler

  • 10

    Cairan ditambahkan sampai tabung penuh dan tabung ditutup sedemikian

    rupa sehingga tidak terdapat gelembung udara di dalam tabung

    Apabila bola sudah turun melampaui garis awal, bola dikembalikan ke

    posisi semula dengan cara membalikkan tabung

    Waktu tempuh bola melalui tabung dicatat, mulai dari garis m1 sampai

    m3 dalam detik

    Hitung viskositas cairan dengan menggunakan rumus yang telah

    diberikan

    Bobot jenis cairan ditentukan dengan menggunakan piknometer

    Waterpass diatur hingga tepat berada di tengah lingkaran

    Dipasang spindel no. 4 pada gantungan spindel

    Spindel diturunkan hingga tercelup ke dalam cairan yang akan diukur

    viskositasnya tetapi tidak menyentuh bagian dasar gelas beaker.

    Alat viskosimeter disambungkan ke stop kontak

    Dihidupkan alat dengan menekan tombol on di bagian samping

    Diatur kecepatan dan nomor spindel yang digunakan

    5.1.2 Mengukur Sifat Aliran dengan Menggunakan Viskosimeter Brookfield

  • 11

    Dilakukan putaran menggunakan beberapa kecepatan rpm untuk

    mendapatkan minimal 5 titik yang berada pada nilai rentang 10%

    hingga100%.

    Dicatat kecepatan, persentase dan nilai viskositas yang didapat

    Dibuat kurva antara rpm dengan usaha yang dibutuhkan untuk memutar

    spindel untuk mengetahui sifat aliran

    5.3 Analisis Data

    5.3.1 Hasil Pengamatan

    5.3.1.1 Tabel penimbangan piknometer

    No. Bahan Berat Jenis (gram)

    1. Bobot piknometer kosong (W0) 15,920 gram

    2. Bobot piknometer + air (W1) 25,615 gram

    3 Bobot piknometer + sampel

    (W2) :

    I. Oleum ricini

    II. Gliserin

    III. Propilen Glikol

    IV. Sorbitol 70%

    25,246 gram

    28, 112 gram

    26,065 gram

    26,011 gram

    5.3.1.2 Tabel pengamatan untuk viskosimeter Falling Ball

    No Bahan Ball Arah Berat Bola Waktu

    1 Aquadest 1 Backward 4,606 gr 84,87 s

    Forward 86,65 s

    Backward 86,15 s

    2 Propilenglikol 3 Backward 16,042 gr 35,50 s

    Forward 35,34 s

    Backward 35,66 s

    3 Sorbitol 70% 3 Backward 16,042 gr 14 s

  • 12

    Forward 13 s

    Backward 14 s

    4 Gliserin 4 Backward 14,170 gr 95,78 s

    Forward 91,15 s

    Backward 95,94 s

    5 Oleum ricini 4 Backward 14,170 gr 89 s

    Forward 95,04 s

    Backward 95,47 s

    5.3.1.3 Tabel pengamatan untuk viskosimeter Brookfield

    Titik Sebelum

    Kecepatan

    (rpm) Torque% Viskositas (cP) Tekanan (F/A)

    10 20,4 4080

    20,7 4140

    20,4 4080

    = 20,5 = 4100 41000

    20 23,7 2370

    24,1 2410

    24,2 2440

    = 24 = 2406,67 48133,4

    30 26,5 1767

    26,6 1773

    26,7 1780

    =26,6 =1773,33 53199,9

    50 30,2 1208

    30,1 1204

    30,3 1212

    =30,2 1208 60400

    60 31,5 1050

    31,6 1053

  • 13

    31,6 1053

    =31,5667 =1052 63120

    100 35,6 712

    35,4 708

    35,4 710

    =35,4667 =710 710000

    5.3.1.4.Tabel pengamatan untuk viskosimeter Brookfield

    Ttik balik atau titik sesudah

    Kecepatan

    (rpm) Torque% Viskositas (cP) Tekanan (F/A)

    10 20,4 4080

    20,3 4060

    20,5 4100

    = 20,4 = 4080 40800

    20 24 2400

    23,9 2390

    24 2400

    = 23,9667 = 2396,67 47933,4

    30 26,4 1760

    26,6 1773

    26,4 1760

    =26,4667 =1764,33 52929,9

    50 29,8 1192

    30,3 1212

    29,9 1196

    =30 =1200 60000

    60 31,3 1043

    31,3 1043

    31,4 1047

    =31,33 =1044,33 62659,8

  • 14

    100 35,6 712

    35,4 708

    35,4 710

    =35,4667 =710 710000

    5.3.2. Perhitungan

    5.3.2.1 Perhitungan bobot jenis

    Dari data diatas maka dapat dihitung bobot jenis dari masin-masing

    sampel sebagai berikut:

    Oleum Ricini

    Gliserin

    Propilen Glikol

    Sorbitol 70%

  • 15

    5.3.2.2 Pengukuran Viskositas dengan Viskosimeter Falling Ball

    - Perhitungan Viskositas air

    Diketahui : bola (1) = 2,2282 g/cm3

    Air (2) = 1 g/cm3

    B bola Forward = 0,00851 mPa. cm3/g

    B bolaBackward = 0,00853mPa. cm3/g

    Forward = 86,65detik

    Backward1 = 84,87 detik

    Backward2 = 86,15 detik

    Ditanya : Viskositas () = ...cPs

    Perhitungan :

    Forward :

    = B (1 2) t

    No

    . Nama Bahan

    bola

    (g/cm3)

    B (mPa. cm3/g)

    No.

    Bola

    Waktu (s)

    Forward Backwa

    rd Forward Backward

    1.

    Aquades 4,606 0,00851

    0,0085

    3 1 84 s 85 s

    2.

    Sorbitol 70% 8,1438 0,1308 0,1309 3 83 s 83 s

    3. Propilengliko

    l 2,2314 0,09537

    0,0954

    5 2 167 s 147 s

    4 Gliserin 8,1438 0,1308 0,1309 3 251 s 249 s

    5 Oleum ricini 7,6731 0,650 0,650 4 93 s 94 s

  • 16

    = 0,00851 mPa. cm3/g (2,2282 -1) g/cm

    3 x 86,65 s

    = 0,90 cPs

    Backward1 :

    = B (1 2) t

    = 0,00853 mPa. cm3/g (2,2282 -1) g/cm

    3 x 84,87 s

    = 0,89 cPs

    Backward2 :

    = B (1 2) t

    = 0,00853 mPa. cm3/g (2,2282 -1) g/cm

    3 x 86,15 s

    = 0,90 cPs

    Viskositas Rata-rata Air

    rata-rata = cPs cPs

    = 0,896 cPs

    Jadi, Viskositas rata-rata air adalah 0,896 cPs

    - Perhitungan Viskositas Sorbitol 70%

    Diketahui : Bola (1) = 8,1438g/cm3

    Sorbitol (2) = 1,05g/cm3

    B BolaFoward = 0,1308 mPa. cm3/g

    B Bola Backward = 0,1309 mPa. cm3/g

    Forward = 14 detik

    Backward1 = 14 detik

    Backward1 = 13 detik

    Ditanya : Viskositas () = ... cPs

    Perhitungan :

    Forward :

    = B (1 2) t

    = 0,1308 mPa. cm3/g (8,1438 -1,05) g/cm

    3 x 14 s

    = 12,99 cPs

    Backward1 :

  • 17

    = B (1 2) t

    = 0,1309 mPa. cm3/g (8,1438 -1,05) g/cm

    3 x 14 s

    = 13 cPs

    Backward1 :

    = B (1 2) t

    = 0,1309 mPa. cm3/g (8,1438 -1,05) g/cm

    3 x 13 s

    = 12,07 cPs

    Viskositas Rata-rata Sorbitol 70%

    rata-rata = cPs cPs

    = 12,69 cPs

    Jadi, Viskositas rata-rata sorbitol 70% adalah 12,69 cPs

    - Perhitungan Viskositas Propilenglikol

    Diketahui: bola (1) = 8,1438g/cm3

    Propilenglikol (2) = 1,04 g/cm3

    B Bola Forward = 0,1308 mPa. cm3/g

    B Bola Backward = 0,1309 mPa. cm3/g

    Forward = 35,34 detik

    Backward1 = 35,50 detik

    Backward2 = 35,66 detik

    Ditanya : Viskositas () = ... cPs

    Perhitungan :

    Forward :

    = B (1 2) t

    = 0,1308 mPa. cm3/g (8,1438-1,04) g/cm

    3 x 35,34

    s

    = 32,84 cPs

    Backward1 :

    = B (1 2) t

  • 18

    = 0,1309 mPa. cm3/g (8,1438-1,04) g/cm

    3 x 35,50 s

    = 33,01 cPs

    Backward2 :

    = B (1 2) t

    = 0,1309 mPa. cm3/g (8,1438-1,04) g/cm

    3 x 35,66 s

    = 33,15 cPs

    Viskositas Rata-rata propilenglikol

    rata-rata = cPs cPs cPs

    = 33 cPs

    Jadi, Viskositas rata-rata propilenglikol adalah 33 cPs

    - Perhitungan Viskositas Gliserin

    Diketahui: Bola (1) = 7,7064 g/cm3

    Gliserin (2) = 1,26 g/cm3

    B BolaForward = 0,650 mPa. cm3/g

    B BolaBackward = 0,650 mPa. cm3/g

    Forward = 91,15 detik

    Backward1 = 95,78 detik

    Backward2 = 95,94 detik

    Ditanya : Viskositas () = ... cPs

    Perhitungan :

    Forward :

    = B (1 2) t

    = 0,650 mPa. cm3/g (7,7064 -1,26) g/cm

    3 x 91,15 s

    = 381,93 cPs

    Backward1 :

    = B (1 2) t

    = 0,650 mPa. cm3/g (7,7064 -1,26) g/cm

    3 x 95,78 s

    = 401,33 cPs

    Backward2 :

    = B (1 2) t

  • 19

    = 0,650 mPa. cm3/g (7,7064 -1,26) g/cm

    3 x 95,94 s

    = 402 cPs

    Viskositas Rata-rata Gliserin

    rata-rata = cPs cPs cP

    = 395,09 cPs

    Jadi, Viskositas rata-rata Gliserin adalah 395,09 cPs

    - Perhitungan Viskositas Oleum Ricini

    Diketahui : Bola (1) = 7,7064 g/cm3

    Oleum Ricini (2) = g/cm3

    B Bola Forward = 0,650 mPa. cm3/g

    B Bola Backward = 0,650 mPa. cm3/g

    Forward = 95,04 detik

    Backward1 = 89 detik

    Backward2 = 95,47 detik

    Ditanya : Viskositas () = ... cPs

    Perhitungan :

    Forward :

    = B (1 2) t

    = 0,650 mPa. cm3/g (7,7064-0,96) g/cm

    3 x 95,04 s

    = 416,77 cPs

    Backward1 :

    = B (1 2) t

    = 0,650 mPa. cm3/g (7,7064-0,96) g/cm

    3 x 89 s

    = 390,28 cPs

    Backward2 :

    = B (1 2) t

    = 0,650 mPa. cm3/g (7,7064-0,96) g/cm

    3 x 95,47 s

    = 418,65 cPs

    Viskositas Rata-rata Oleum Ricini

  • 20

    rata-rata = cPs cPs

    = 408,57 cPs

    Jadi, Viskositas rata-rata Oleum Ricini adalah 408,57 cPs

    Pengukuran Viskositas dengan Viskosimeter Brookfield sebelum titik balik

    Kecepatan

    (rpm)

    Torque% Viskositas (cP)

    10 20,4 4080

    20,7 4140

    20,4 4080

    = 20,5 = 4100

    20 23,7 2370

    24,1 2410

    24,2 2440

    = 24 = 2406,67

    30 26,5 1767

    26,6 1773

    26,7 1780

    =26,6 =1773,33

    50 30,2 1208

    30,1 1204

    30,3 1212

    =30,2 1208

    60 31,5 1050

    31,6 1053

    31,6 1053

    =31,5667 =1052

    100 35,6 712

    35,4 708

    35,4 710

    =35,4667 =710

    Pengukuran Viskositas dengan Viskosimeter Brookfield sesudah titik balik

  • 21

    Kecepatan

    (rpm)

    Torque% Viskositas (cP)

    10 20,4 4080

    20,3 4060

    20,5 4100

    = 20,4 = 4080

    20 24 2400

    23,9 2390

    24 2400

    = 23,9667 = 2396,67

    30 26,4 1760

    26,6 1773

    26,4 1760

    =26,4667 =1764,33

    50 29,8 1192

    30,3 1212

    29,9 1196

    =30 =1200

    60 31,3 1043

    31,3 1043

    31,4 1047

    =31,33 =1044,33

    100 35,6 712

    35,4 708

    35,4 710

    =35,4667

    =710

    Perhitungan titik no. 1

  • 22

    Perhitungan titik no. 2

    Perhitungan titik no. 3

    Perhitungan titik no. 4

    Perhitungan titik no. 5

  • 23

    Perhitungan titik no. 6

    Perhitungan titik no. 7

    Perhitungan titik no. 8

    Perhitungan titik no. 9

  • 24

    Perhitungan titik no. 10

    Perhitungan titik no. 11

    Perhitungan titik no. 11

    Dari tabel hasil pengukuran viskositas dengan viskosimeter Brookfield, dapat

    dibuat kurva hubungan antara F/A dengan viskositas (gambar a) dan kurva

    hubungan antara kecepatan putar terhadap F/A (gambar b) yang ditunjukkan

    sebagai berikut.

  • 25

    Gambar a. kurva hubungan antara F/A dengan viskositas

    Gambar b. kurva hubungan antara F/A dengan kecepatan putar

    VI. PEMBAHASAN

    Pada praktikum ini dilakukan pengukuran viskositas cairan Newton

    menggunakan alat viskosimeter Hoeppler atau viskosimeter bola jatuh pada 5 zat

    cair dan menentukan jenis aliran non Newton dengan menggunakan alat

    viskosimeter Brookfield pada sebuah sampel. Viskositas suatu cairan merupakan

    ukuran resistensi dari suatu zat cair untuk dapat mengalirsedangkan rheologi

    0

    1000

    2000

    3000

    4000

    5000

    0 20000 40000 60000 80000

    Vis

    kosi

    tas

    (cP

    )

    F/A

    Kurva Hubungan F/A Terhadap Viskositas

    Sebelum

    Sesudah

    0

    20

    40

    60

    80

    100

    120

    0 20000 40000 60000 80000

    Kec

    epata

    n P

    uta

    r (r

    pm

    )

    F/A

    Kurva Hubungan Kecepatan Putar Terhadap

    F/A

    sebelum

    Sesudah

  • 26

    adalah suatu ilmu yang mempelajari sifat aliran zat cair atau deformasi zat padat.

    Makin besar resistensi suatu zat cair untuk mengalir semakin besar pula

    viskositasnya. Viskositas dapat berpengaruh pada formulasi sediaan-sediaan

    farmasi, contohnya pada sediaan suspensi, tidak boleh terlalu kental (viskositas

    tinggi) sehingga menyebabkan suspensi tidak bisa dikocok, hal ini dapat

    menyebabkan distribusi zat aktif tidak merata pada seluruh cairan dan juga akan

    mengalami kesulitan pada saat penuangan, contoh lain untuk sediaan mata,

    viskositas dinaikkan untuk membantu menahan obat pada jaringan sehingga

    menambah efektivitas terapinya (Ansel, 2005).

    Pada praktikum ini digunakan dua jenis alat viskosimeter yaitu viskosimeter

    bola jatuh atau viskosimeter Hoeppler dan viskosimeter Brookfield. Viskosimeter

    Hoeppler digunakan untuk mengukur cairan Newton, ysitu yang kekentalan

    cairannnya tidak dipengaruhi oleh gaya yang diberikan dan tidak tergantung

    kepada kecepatan geser. Sedangkan viskosimeter Brookfield digunakan untuk

    mengukur cairan Newton maupun non Newton. Larutan uji yang diukur dengan

    viskosimeter bola jatuh (Hoeppler) diantaranya adalah aquades, gliserin, sorbitol

    70%, propilenglikol dan Oleum ricini (minyak jarak). Sedangkan pada

    viskosimeter Brookfield digunakan suatu larutan emulsi sebagai cairan uji yaitu

    emulsi.

    Tahap pertama uji viskositas dengan menggunakan alat viskosimeter

    Hoeppler adalah penetapan bobot jenis masing masing sampel. Penetapan

    dilakukan dengan menggunakan alat yaitu piknometer. Ada beberapa hal yang

    perlu diketahui untuk menentukan bobot jenis menggunakan piknometer

    diantaranya adalah bobot dari piknometer kosong (W0), bobot piknometer yang

    berisi air suling (W1), dan bobot piknometer yang berisi destilat (W2). Kemudian

    baru setelah itudapat ditentukan bobot jenisnya dengan menggunakan rumus:

    Hal yang harus diperhatikan pada saat penimbangan bobot piknometer

    kosong, adalah piknometer yang digunakan harus benar-benar bersih dan kering.

    Hal ini untuk mencegah terdapatnya zat-zat pengotor yang dapat mempengaruhi

    bobot dari piknometer tersebut. Setelah dilakukan perhitungan, didapatkan bobot

    01

    02

    WW

    WW )( JenisBobot

  • 27

    jenis dari gliserin, sorbitol 70%, propilenglikol, dan Oleum ricini berturut-turut

    yaitu 1,26 g/mL, 1,05 g/mL, 1,04 g/mL dan 0,96 g/mL. Sedangkan untuk bobot

    jenis air dapat disesuaikan dengan pustaka, yaitu sebesar 1 g/mL (Depkes RI,

    1979).

    Selanjutnya dilakukan pengukuran viskositas dari cairan sampel (gliserin,

    sorbitol 70%, propilenglikol, dan Oleum ricini) menggunakan viskosimeter

    hoeppler. Prinsip dasar dari viskosimeter ini adalah mengukur kecepatan bola

    jatuh melalui cairan dalam tabung pada suhu tetap, dimana waktu bagi bola

    tersebut untuk jatuh antara dua tanda batas diukur dengan teliti dan diulangi

    beberapa kali (Martin et al, 1993). Uji viskositas dengan viskosimeter Hoeppler

    dilakukan dengan pengisian tabung gelas dengan sampel dan bola yang diletakkan

    dalam tabung gelas dan dibiarkan mencapai keseimbangan temperatur dalam

    tabung tersebut. Kemudian tabung tersebut dibalik, yang akan menyebabkan bola

    berada pada puncak tabung gelas dalam. Viskosimeter ini dipasang miring

    sehingga kecepatan bola jatuh akan berkurang dan pengukuran dapat dilakukan

    lebih teliti. Waktu bagi bola tersebut untuk jatuh antara dua tanda diukur dengan

    teliti dan diulangi beberapa kali. Beberapa hal yang perlu diperhatikan dalam

    pengukuran adalah gelembung dalam tabung dan posisi kemiringan tabung.

    Dalam tabung tidak boleh terdapat gelembung udara karena dapat mempengaruhi

    kecepatan dari bola jatuh. Selain itu tabung yang digunakan agak dimiringkan

    agar bola yang jatuh tidak terlalu cepat dan kecepatan bola yang digunakan ketika

    memasuki batas m1 sampai melewati batas m3 tidak boleh lebih dari 300 detik

    sehingga susah diukur kecepatannya. Selain itu perlu diperhatikan pada saat

    pemilihan bola, yaitu pemilihan bola yang sesuai dilakukan untuk mendapatkan

    hasil yang maksimal dimana bola dipilih berdasarkan kemampuannya untuk

    bergerak dari titik awal (m1) menuju titik akhir (m3) dengan waktu

  • 28

    berututan adalah gliserin, sorbitol, propilenglikol, air, dan oleum ricini.

    Perhitungan viskositas dari data yang diperoleh dengan uji viskositas

    menggunakan viskosimeter dapat diperoleh dengan menggunakan persamaan

    hukum Stokes, yaitu sebagai berikut.

    F K. )(t 21

    (Martin dkk., 2008)

    Alat yang digunakan dalam pengukuran sifat aliran adalah Viskosimeter

    Brookfield. Langkah awal yang dilakukan adalah memilih spindel yang akan

    digunakan. Spindel yang digunakan berbanding terbalik dengan viskositas dari

    sampel yang digunakan. Nomor (jenis) spindle dan kecepatan putar pada alat

    viskosimeter ditentukan terlebih dahulu. Bila pengukuran dilakukan pada fluida

    yang kekentalannya belum diketahui, dianjurkan untuk menggunakan spindle dari

    bernomor besar hingga kecil dan kecepatan putar dari kecepatan putar rendah ke

    kecepatan yang tinggi. Pada praktikum ini spindel yang digunakan yaitu spindel

    04 karena spindel ini memberikan persentase antara 10-100.Setelah spindle

    ditentukan maka spindel dipasang pada gantungan spindel kemudian stop contact

    dipasang.

    Pada penggunaanya, spindel dihubungkan ke viskosimeter dan dicelupkan

    kedalam larutan sampai tanda batas pada spindel. Hal ini bertujuan untuk

    mengukur nilai viskositas suatu larutan. Agar pengukuran viskositas

    menghasilkan nilai yang stabil, letak spindel harus berada tepat di tengah-tengah

    larutan. Spindel tidak boleh menyentuh bagian bawah atau samping dari wadah

    yang digunakan sebagai wadah sampel karena dapat menyebabkan kesalahan

    pengukuran nilai viskositas. Spindel yang menyentuh wadah, viskositas yang

    terbaca akan lebih besar dari yang seharusnya, karena terjadinya gesekan antara

    spindel dengan wadah yang digunakan.

    Selanjutnya, pada layar diatur seri spindel menjadi seri 04 serta

    kecepatannya diatur secara bertahap mulai dari 10 rpm, 20 rpm, 30 rpm, 50 rpm,

    60 rpm, 100 rpm dan kembali lagi ke kecepatan 10 rpm, 20 rpm, 30 rpm, 50 rpm,

    60 rpm, 100 rpm. Setiap pergantian kecepatan geser, alat viskosimeter Brookfield

    perlu didiamkan terlebih dahulu selama 1 menit. Pendiaman bertujuan

  • 29

    mengembalikan larutan ke keadaan semula yang mungkin masih dipengaruhi oleh

    putaran spindel pada kecepatan geser yang sebelumnya. Pengukuran ini dilakukan

    sebanyak 3 kali pada setiap nilai rpm yang bertujuan untuk menjamin nilai presisi

    yang menentukan validnya suatu metode analisis. Viskositas yang diperoleh dari

    kecepatan geser yang ditentukan, kemudian dihitung nilai shearing stress-nya

    (F/A) dengan rumus :

    Dimana : : viskositas ( cP )

    F/A : tekanan geser

    dv/dx : kecepatan geser ( rpm )

    Kemudian, dibuat kurva yang menunjukkan hubungan F/A terhadap

    viskositas dan kurva yang menunjukkan hubungan kecepatan putar terhadap F/A.

    Shearing stress atau yang disimbolkan dengan F/A merupakan gaya satuan luas

    yang dibutuhkan untuk mengalirkan zat cair. Kecepatan putar mennunjukkan nilai

    kecepatan geser (rate of shear / dv/dx) yang merupakan perbedaan kecepatan

    antara dua lapisan yang dipisahkan dengan jarak tertentu. merupakan nilai dari

    viskositas cairan uji. Kurva yang diperoleh adalah sebagai berikut.

    dxdvAF

    dxdv

    AF

    //

    /

    /

  • 30

    Berdasarkan kurva diatas, didapatkan hasil yaitu semakin tinggi kecepatan

    gesernya, maka viskositasnya semakin menurun dan pada hasil percobaan yang

    dilakukan diperoleh bahwa viskositas kembali seperti semula saat dilakukan

    pengukuran kecepatan sebaliknya yaitu dari kecepatan paling tinggi menuju

    kecepatan paling rendah. Sehingga kurva yang dihasilkan saling berhimpit (tidak

    terdapat celah). Sedangkan, pada pengukuran viskositas dan pengukuran

    viskositas balik pada percobaan ini juga tidak terdapat celah (berimpit).

    Berdasarkan hasil kedua kurva dapat disimpulkan bahwa cairan uji berupa emulsi

    minyak ikan merupakan cairan non newton dengan aliran pseudoplastis yang tidak

    dipengaruhi oleh waktu. Pseudoplasstis berbeda dengan aliran plastik, karena

    tidak dijumpai adanya yield value. Viskositas cairan pseudoplastik akan menurun

    dengan meningkatnya kecepatan geser dan pada kurva tidak menunjukkan bagian

    yang linier, sehingga cairan pseudoplastik tidak mempunyai harga viskositas

    absolut (Martin dkk, 2008).

    VII. KESIMPULAN

    7.1 Viskositas merupakan ukuran resistensi/ketahanan zat cair untuk mengalir.

    Makin besar resistensi suatu zat cair untuk mengalir semakin besar pula

    viskositasnya. Sedangkan rheologi merupakan ilmu yang mempelajari

    sifat aliran zat cair atau deformasi zat padat.

    7.2 Cairan newton adalah cairan yang mengikuti hukum Newton yaitu

    memiliki viskositas yang tetap pada suhu dan tekanan tertentu serta tidak

    tergantung pada kecepatan geser. Sedangkan cairan non Newton adalah

  • 31

    cairan yang tidak mengikuti hukum Newton atau viskositasnya

    dipengaruhi oleh suhu, tekanan, dan kecepatan geser. Sehingga untuk

    mengetahui sifat alirannya dilakukan pengukuran pada beberapa kecepatan

    geser pada suhu dan tekanan tertentu.

    7.3 Alat yang dapat digunakan untuk menentukan viskositas adalah

    viskosimeter satu titik yaitu viskosimeter bola jatuh (hoeppler) untuk

    menentukan viskositas cairan newton dan alat yang digunakan untuk

    menentukan viskositas cairan non newton beserta alirannya adalah

    viskosimeter brookfield digital.

    7.4 Viskositas cairan uji pada cairan Newton dari nilai vikositas tertinggi

    hingga terendah berturut-turut adalah larutan oleum ricini (408,57cPs),

    gliserin (395,09 cPs), propilenglikol (33 cPs), sorbitol (12,69 cPs), air

    (0,896 cPs). Pada cairan non newton, viskositas suatu emulsi ditentukan

    oleh kecepatan geser dan berdasarkan viskositas yang diperoleh dan kurva

    hubungan F/A terhadap viskositas serta kecepatan putar terhadap F/A yang

    dibuat dapat disimpulkan bahwa emulsi tersebut diduga memiliki aliran

    pseudoplastis.

  • 32

    DAFTAR PUSTAKA

    Ansel, C.H. 2005. Pengantar Bentuk Sediaan Farmasi. Jakarta: UI Press.

    Martin, Alfred, James Swarbrick, and Arthur Cammarata. 2008. Farmasi Fisika

    2,Edisi Ketiga. Jakarta: UI Press.

    Moechtar. 1990. Farmasi Fisika Bagian Struktur Atom dan Molekul Zat Padat dan

    Mikromeritika. Yogjakarta : Gadjah Mada University Press.

    Prasetya, I.G.N. Jemmy Anton, Cok. Istri Sri Arisanti, I.G.N. Agung Dewantara,

    Eka Indra Setyawan, Ni Putu Ayu Dewi Wijayanti. 2015. Petunjuk

    Praktikum Farmasi Fisika. Denpasar : Udayana University Press

    Ridwan. 1999. Mekanika Fluida Dasar. Jakarta: Gunadarma.

    Schmitt, W.H. dan Williams, D.F. 1996. Cosmetics And Toiletries Industry, 2nd

    Ed. London: Blackie Academy and Profesional.

    Wathoni,N.,Soebagio,B.,dan Rikhardus Rafael Kolo Meko. 2009. Profil Aliran

    Dispersi Pati Ubi Jalar (Ipomea batatasL.).FarmakaVol.7(2).