Top Banner
BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang Larutan penyangga, larutan dapar, atau buffer adalah larutan yang digunakan untuk mempertahankan nilai pH tertentu agar tidak banyak berubah selama reaksi kimia berlangsung. Sifat yang khas dari larutan penyangga ini adalah pH-nya hanya berubah sedikit dengan pemberian sedikit asam kuat atau basa kuat. Buffer terdiri dari asam lemah dan garam/basa konjugasinya atau basa lemah dan garam/asam konjugasinya. Sangat banyak penggunaan larutan penyangga dalam kehidupan sehari-hari, karena fungsinya yang sangat penting. Salah satu contoh larutan buffer dalam kehidupan sehari-hari adalah buffer dalam air ludah, buffer dalam darah, buffer pada bidang industri farmasi, buffer pada bidang industri pembuatan shampo bayi, dll. Larutan peyangga dalam darah terdiri dari 3 macam, yaitu larutan penyangga kabonat, larutan peyangga hemoglobin dan larutan peyangga fosfat. Larutan peyangga karbonat dan Larutan peyangga fosfat berfungsi untuk mengontrol dan mengatur pH darah agar tetap stabil. Larutan peyangga hemoglobin berperan dalam proses mengikatan oksigen oleh darah. Air ludah mengandung larutan penyangga fosfat yang dapat menjaga kerusakan gigi dari kikisan asam-asam yang terbentuk dari sisa-sisa makanan disela-sela gigi yang membusuk. Larutan penyangga juga banyak digunakan dalam reaksi- reaksi kimia terutama dalam bidang kimia analitis, biokimia, 1
34

makalah farmasi fisik farmasi

Feb 03, 2016

Download

Documents

dina_na

makalah farmasi fisik farmasi ini mengenai bab tentang buffer atau dapar yang direview dari berbagai macam informasi
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
Page 1: makalah farmasi fisik farmasi

BAB I

PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Larutan penyangga, larutan dapar, atau buffer adalah larutan yang digunakan untuk

mempertahankan nilai pH tertentu agar tidak banyak berubah selama reaksi kimia

berlangsung. Sifat yang khas dari larutan penyangga ini adalah pH-nya hanya berubah sedikit

dengan pemberian sedikit asam kuat atau basa kuat. Buffer terdiri dari asam lemah dan

garam/basa konjugasinya atau basa lemah dan garam/asam konjugasinya.

Sangat banyak penggunaan larutan penyangga dalam kehidupan sehari-hari, karena

fungsinya yang sangat penting. Salah satu contoh larutan buffer dalam kehidupan sehari-hari

adalah buffer dalam air ludah, buffer dalam darah, buffer pada bidang industri farmasi, buffer

pada bidang industri pembuatan shampo bayi, dll.

Larutan peyangga dalam darah terdiri dari 3 macam, yaitu larutan penyangga kabonat,

larutan peyangga hemoglobin dan larutan peyangga fosfat. Larutan peyangga karbonat dan

Larutan peyangga fosfat berfungsi untuk mengontrol dan mengatur pH darah agar tetap

stabil. Larutan peyangga hemoglobin berperan dalam proses mengikatan oksigen oleh darah.

Air ludah mengandung larutan penyangga fosfat yang dapat menjaga kerusakan gigi

dari kikisan asam-asam yang terbentuk dari sisa-sisa makanan disela-sela gigi yang

membusuk.

Larutan penyangga juga banyak digunakan dalam reaksi-reaksi kimia terutama dalam

bidang kimia analitis, biokimia, bakteriologi, dan bidang kesehatan. Dalam reaksi-reaksi

kimia tersebut dibutuhkan pH yang stabil. Oleh karena itu, dibutuhkan larutan penyangga

untuk mempertahankan pH suatu zat.

B. RUMUSAN MASALAH

1. Apa Pengertian Larutan Dapar?

2. Bagaimana Persamaan Dapar?

3. Apa Saja Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Ph Larutan Dapar?

4. Apa Itu Kapasitas Dapar?

5. Apa Saja Dapar Dalam Sistem Farmasi Dan Biologis

6. Apa itu Larutan Dapar Isotonis

7. Apa Saja Metode Pengaturan Tonisitas dan Ph

1

Page 2: makalah farmasi fisik farmasi

C. TUJUAN

1. untuk mengetahui pengertian larutan dapar

2. untuk mengetahui persamaan dapar

3. untuk mengetahui faktor-faktor yang mempengaruhi pH larutan dapar

4. untuk mengetahui kapasitas dapar

5. untuk mengetahui berbagai dapar dalam system farmasi dan biologis

6. untuk mengetahui larutan dapar isotonis

7. untuk mengetahui metode pengaturan tonisitas dan Ph

2

Page 3: makalah farmasi fisik farmasi

BAB II

ISI

A. PENGERTIAN LARUTAN DAPAR

Dapar adalah senyawa-senyawa atau campuran senyawa yang dapat meniadakan

perubahan pH terhadap penambahan sedikit asam atau basa. peniadaan perubahan pH

tersebut dikenal sebagai aksi dapar

Larutan penyangga, larutan dapar, atau buffer adalah larutan yang digunakan

untuk mempertahankan nilai pH tertentu agar tidak banyak berubah selama reaksi kimia

berlangsung. Sifat yang khas dari larutan penyangga ini adalah pH-nya hanya berubah

sedikit dengan pemberian sedikit asam kuat atau basa kuat. Buffer terdiri dari asam lemah

dan garam/basa konjugasinya atau basa lemah dan garam/asam konjugasinya.

Kombinasi asam lemah dengan basa konjugasinya yaitu garamnya, atau basa

lemah dengan asam konjugasinya bertindak sebagai dapar. Jika 1 mol 0,1N larutan HCL

ditambahkan 100 ml air murni, pH akan turun dari 7 menjadi 3. Jika asam kuat

ditambahkan ke 0,01 M larutan yang mengandung asam asetat dan natrium asetat dalam

jumlah yang sama, pH larutan itu hanya berubah sebesar 0,09 satuan pH, karena basa Ac -

mengikat ion hydrogen sebagai berikut :

Ac- + H3O ⇌ HAc + H2O

Jika suatu basa kuat, NaOHmisalny, ditambkan ke dalam campuran dapar itu, asam asetat

akan menetralisir ion hidroksinya, HAc + OH- ⇌ H2O + Ac-

B. PERSAMAAN DAPAR

1. Efek Ion Sejenis dan Persamaan Dapar untuk Asam Lemah dan Garamnya

pH dari suatu larutan dapar dan perubahan pH larutan akibat penambahan asam

atau basa dapat dihitung dengan menggunakan persamaan dapar. Pernyataan ini

berkembang dengan menganggap adanya pengaruh garam pada ionisasi asam lemah

apabila garam dan asam memiliki ion sejenis.

Sebagai contoh, ketika natrium asetat ditambahkan ke asam asetat, tetapan

disosiasi asam lemah itu,

3

Page 4: makalah farmasi fisik farmasi

Ku ¿¿

Untuk sesaat lamanya terganggu, karena ion asetat yang diberikan oleh garam

meningkatkan [Ac-] di pembelilang. Untuk mencapai harga Ka yang kostan pada 1,75 x

10-5, ion hydrogen [H3O+] di pembilang segera berkurang, diikuti peningkatan [HAc].

Dengan demikian, tetapan Ka tidak berubah dan kesetimbangan bergerak kea rah

reaktan. Akibatnya, ionisasi asam asetat.

HAc + H2O → H3O+ + Ac-

Terhalang oleh adanya penambahan ion sejenis [Ac-]. Hal tersebut di atas

merupakan sebuah contoh dari efek ion sejenis. pH larutan dapat ditentukan dengan

menyusun kembali persamaan kesetimbangan untuk asam asetat :

[H3O+] = Ka [ HAc ]¿¿

Jika asam itu asam lemah dan hanya terionisasi sedikit, harga [HAc] dapat

dianggap merupakan konsentrasi total asam dn secara sederhana dapat ditulis [asam].

Dalam larutan yang terionisasi sedikit, konsentrasi asetat [Ac-] dapat dianggap berasal

dari garamnya, natrium asetat. Karena 1 mol natrium asetat memberikan 1 mol ion

asetat, maka (Ac-] sama dengan konsentrasi total garam hingga dapat ditulis [garam].

Dengan demikian persamaan (1) dapat ditulis.

[H3O+] = Ka [ asam ][ asam ]

Persamaan (2) dapat dinyatakan dalam bentuk logaritma namun dengan tanda –

tanda yang berlawanan :

-log [H3O+]

= -log Ka – log [asam] + log [garam]

Dari persamaan di atas dapat diperoleh suatu persamaan untuk asam lemah dan

garamnya yang dikenal sebagai persamaan dapar atau persamaan Henderson –

Hasselbach.

pH = pKa + log [ garam ][ garam ]

4

Page 5: makalah farmasi fisik farmasi

perbandingan [asam] / [ garam] dalam persamaan (2) setelah diinversikan ke

dalam perhitungan logaritma dalam persamaan (3) menjadi [garam] / [asam] dalam

persamaan (4).

Persamaan dapar penting untuk penyediaan larutan dapar farmasi ; hasil

tersebut dikatakan baik bila larutan berada dalam trayek pH 4 sampai 10.

2. Persamaan Dapar untuk Basa Lemah dan Garamnya

Larutan dapar pada mulanya tidaklah dibuat dari basa lemah dan garamnya

karena mudahnya menguap dan ketidak stabilan basanya, juga karena pH basa

bergantung pada pKw yang seringkali dipengaruhi oleh perubahan temperatur. Namun

demikian larutan obat seperti larutan efedrin basa dan efedrin HC1 seringkali

merupakan kombinasi basa lemah dan garamnya.

Persamaan dapar untuk larutan yang terdiri dari basa lemah dan garamnya

dapat dikatakan hamper sama dengan persamaan dapar untuk asam lemah :

[OH-] = Kb [ basa ]

[ garam ]

Dan dengan menggunakan hubungan [OH-] = Kw / [H3O+] persamaan dapar ini

menjadi :

pH = pKw – pKb + log [ basa ]

[ garam ]

koefisien Aktivitas dan persamaan Dapar. Pemakaian dapar yang lebih pasti

diawali dengan menggantikan konsentrasi dengan keaktifan asam lemah dalam

kesetimbangan :

Ka = α H 3 O+a Ac

αHAc = ¿¿

Keaktifan masing – masing zat ditulis sebagai koefisien keaktifan di kali

dengan konsentrasi molarnya. Koefisien keaktifan asam yang tidak berdisosiasi γ HAc

adalah 1 dan dapat dihilangkan. Dengan menghitung keaktifan ion hydrogen dan pH

larutan, yaitu log aH3O+, menghasilkan persamaan :

αH3O- = γH3O+ x cH3O + = Ka CHAc

γAc−CAc

5

Page 6: makalah farmasi fisik farmasi

pH = pKa + log [ garam ][ asam ] + log γAc –

dari pernyataan Debye – Huckel dalam persamaan (43) di halaman 368 untuk larutan

air berion univalent pada suhu 25oC yang kekuatan ionnya tidak lebih dari 0,1 atau 0,2

dapat ditulis :

log γAc- = −0,5√π

1+√ π

hingga persamaan (9) menjadi :

pH = pKa + log [ garam ][ asam ] -

−0,5√π1+√ π

persamaan umum untuk dapar berbasa banyak adalah :

pH = pKa + log [ garam ][ asam ] -

A (2 π−1 )√ μ1+√μ

dimana n adalah tahap ionisasi

C. FAKTOR-FAKTOR YANG MEMPENGARUHI pH lARUTAN DAPAR

a. Penambahan garam – garam netral ke dalam larutan dapar mengubah pH larutan

dengan berubahnya kekuatan ion seperti yang ditunjukkan dalam persamaan (9).

Perubahan kekuatan ion dan pH dapar dapat pula disebabkan oleh pengenceran.

Penambahan air dalam jumlah cukup, jika tidak mengubah pH Dapat mengakibat

penyimpangan positif atau negatif sekalipun kecil sekali, karena air selain dapat

mengubah nilai koefisien keaktifan ia juga dapat bertindak sebagai asam lemah atau

basa lemah.

b. Temperature juga berpengaruh tehadap larutan – larutan dapar. Kolthoff dan

Tekelenburg menyatakan istilah koefisien temperature pH yaitu perubahan pH akibat

pengaruh temperature. pH dapar asetat dijumpai meningkatkan dengan naiknya

temperatur sedang pH dapar asam borat – natrium borat turun. Meskipun koefisien

temperature dapar asam relative kecil, namun pH sebagian besar dapar basa ternyata

berubah lebih menyolok; hal ini disebabkan adanya nilai Kw dalam persamaan dapar

basa yang dapat berubah mengikuti perubahan temperature.

6

Page 7: makalah farmasi fisik farmasi

D. KAPASITAS DAPAR

Kapasitas dapar yang terbesar adalah pada saat basa belum ditambahkan yaitu di

mana [gram] / [asam] = 1 dan karena itu sesuai dengan persamaan (4) pH = pKa. Kapasitas

dapar juga dipengaruhi oleh peningkatan konsentrasi total konstituen dapar, karena

semakin besar konsentrasi garam dan asamnya makin besar juga sisa basa dan asamnya.

Pengaruh konsentrasi pada kapasitas dapar di uraikan dalam pembicaraan mengenai

persamaan Van Slyke.

Persamaan Kapasitas Dapar Menurut Van Slyke. Kapasitas dapar yang dihitung

dengan menggunakan persamaan (14) sudah memberi hasil yang cukup. Persamaan

tersebut menunjukkan besar nya kapasitas dapar rata – rata Karena penambahan basa. Van

Slyke mengembangkannya hingga menjadi :

β = 2,3C x Ka ¿¿

Dimana C adalah konsentrasi dapar total, yaitu jumlah konsetrasi molar asam dan garam.

Memungkinkan seseorang menghitung kapasitas dapar pada konsentrasi ion hydrogen

berapa pun besarnya, misalnya pada titik di mana ke dalam larutan dapar tidak

ditambahkan asam atau basa.

Kurva Netralisasi dan Kapasitas Dapar. Pengertian yang lebih jauh mengenai

kapasitas dapar dapat diperoleh dengan memperhatikan kurva titrasi asam lemah dan asam

kuat bila dititrasi dengan jumlah basa yang meningkat. Reaksi satu ekuivalen asam dengan

satu ekuivalen basa disebut reaksi netralisasi; reaksi ini dinyatakan menurut metode

Bronsted dan Lowry. Netralisasi asam kuat dengan basa kuat dan asam lemah dengan basa

kuat. Suatu larutan asam kuat mempunyai kapasitas dapar yang tinggi di bawah pH = 2

sedang basa kuat mempunyai kapasitas dapar yang tinggi di atas pH = 12.

Persamaan kapasitas dapar dianggap dapat dipakai untuk campuran elektrolit

lemah dan garam - garamnya. Kapasitas dapar dari suatu larutan asam kuat ditunjukkan

oleh Van Slyke berbanding langsung dengan konsentrasi ion hydrogen, atau

β= 2,303 [H3O+]

Kapasitas dapar larutan basa kuat juga berbanding langsung dengan konsentrasi ion

hidroksil :

β= 2,303 [HO-]

7

Page 8: makalah farmasi fisik farmasi

Kapasitas dapar total dari larutan asam kuat atau basa dalam air pada setiap harga

pH merupakan jumlah kapasitas masing – masing larutan tersebut:

β= 2,303 ( [H3O+] + [HO-] )

Kemiringan kurvanya minimum dan kapasitas dapar yang tertinggi terletak pada

titik ini di mana larutan akan memperlihatkan perubahan pH yang terkecil untuk setiap

gram ekuivalen basa yang ditambahkan. Kapasitas dapar suatu larutan merupakan

kebalikan (1/slope) kemiringan kurva pada satu titik dengan komposisi larutan dapar

tertentu. Seperti pada gambar 10-1, kemiringan garisnya minimum dan kapasitas dapar

terbesar terletak pada pertengahan netralisasi di mana pH = pKa.

Kapasitas dapar dari beberapa campuran asam – gram diplot terhadap pH dalam

Gambar 10-4. Suatu larutan dapat sangat berguna bila digunakan dalam trayek + 1 satuan

pH dari pKa asamnya, yaitu di mana kapasitas daparnya lebih besar dari 0,01 atau 0,02

seperti terlihat di Gambar 10-4. Dapar asetat akan efektif dalam trayek pH 3,8 – 5,8

sedang dapar borat efektif pada trayek pH 8,2 – 10,2. Pada tiap kasus kapasitas terbesar

terjadi pada saat [gram] / [asam] = 1 dan pH = pKa. Karena adanya pengaruh antarion,

kapasitas dapar tidak seluruhnya berhasil mencapai nilai sebesar 0,2. Kapasitas dapar dari

suatu larutan yang mengandung asam kuat HCI akan berarti di bawah pH = 2 sedang

kapasias dapar basa.

Kapasitas dapar dari campuran dapar-dapar yang pKa -nya tunpang-tindih hingga

menghasilkan larutan dapar universal, dapat lihat pada Gambar 10-5. Dari gambar tersebut

dapat'dilihat bahwa kapasitas dapar total ∑ β merupakan jumlah harga β dari masing-

masing dapar. Dapatlah diambil kesimpulan bahwa maksimum β semua dapar dalam satu

seri adalah identik.

8

Page 9: makalah farmasi fisik farmasi

E. DAPAR DALAM SISTEM FARMASI DAN BIOLOGIS

1. Sistem Dapar Biologis In Vivo.

Darah selalu berada pada |pH =7,4 Hal ini disebabkan karena adanya dapar

primer dalam plasma dan dapar sekunder dalam eritrosit. Plasma terdiri atas asam

Karbonat/ bikarbonat dan garam natrium asam/basa dari asam fosfat yang berlaku

sebagai dapar. Protein plasma yang berlaku sebagai asam dalam darah dapat

bergabung dengan basa dan bertindak sebagai dapar. Dalam eritrosit, dua sistem dapar

tersebut mengandung hemoglobin/oksihemoglobin dan garam kalium asam/basa dari

asam- fosfat.

Cairan lacrimal atau airmata mempunyai kapasitas dapar yang cukup tinggi

dan dapat diencerkan dengan air destilasi sampai per¬bandingan 1 : 15 sebelum

terjadi pembahan pH (Hosford dan Hicks12). Dalam terminologi Bates13 hal ini

disebut sebagai nilai pengenceran dan bukan sebagai kapasitas dapar (him. 459). pH

airmata kira-kira sebesar 7,4 dengan trayek pH 7-8 atau sedikit lebih tinggi. Cairan

mumi conjunctive biasanya lebih asam dari cairan airmata yang biasa digunakan

dalam pengukuran pH. Hal ini disebabkan karena pH naik dengan cepat pada saat

sampel diambil untuk dianalisis. Kenaikan pH ini disebabkan karena hilangnya C02

dari cairan airmata tersebut.

Dapar di Bidang Farmasi. Larutan dapar seringkali dipakai di bidang farmasi,

khususnya dalam pembuatan larutan obat mata (ophthalmic solution). Dapar dapat

juga dipakai dalam penetapan pH dengan cara kolorimetri dan untuk studi penelitian

yang me¬merlukan pH yang konstan.

Gifford14 menyarankan dua macam larutan, pertama larutan yang

mengandung asam borat dan yang kedua larutan yang me¬ngandung monohidrasi

natrium karbonat. Bila kedua larutan itu dicampurkan dalam berbagai perbandingan

dapat menghasilkan larutan dapar dengan pH kira-kira 5 sampai 9.

Penyediaan Larutan Dapar Farmasi. Seorang ahli farmasi dapat setiap waktu

membuat sistem dapar, yaitu suatu formula yang tidak terdapat dalam literatur.

Langkah-langkah berikut ini sangat ber¬guna dalam menyiapkan sebuah dapar.

9

Page 10: makalah farmasi fisik farmasi

a) Pilihlah satu asam lemah yang memiliki pKa yang hampir sama dengan pH dapar

yang akan dibuat. Tujuannya agar didapat kapasitas dapar yang maksimum.

b) Dengan menggunakan persamaan dapar hitung perbanding¬an garam dan asam

lemah yang diperlukan agar dicapai pH yang diinginkan. Persamaan dapar

memberi hasil yang memuaskan untuk perkiraan perhitungan yang berada pada

trayek pH 4—10.

c) Perkirakan konsentrasi garam dan asam yang diperlukan agar diperoleh kapasitas

dapar yang sesuai. Besarnya konsentrasi cukup berkisar antara 0,05 - 0,5 M dan

kapasitas dapar 0,01 -0,1 umumnya sesuai

d) Faktor-faktor lain yang penting dalam pembuatan dapar farmasi meliputi: bahan-

bahan kimia yang tersedia, sterilitas larut¬an akhir, kestabilan obat dan dapar untuk

waktu yang cukup lama, harga bahan dan harus tidak toksis. Contohnya, dapar

borat karena sifatnya yang toksis tidak dapat digunakan dalam mensta¬bilkan

larutan yang dipakai secara oral ataupun parentral.

e) Yang terakhir, tentukan besarnya pH dan kapasitas dapar larutan yang telah diberi

dapar dengan menggunakan pH-meter. Dalam beberapa kasus ketepatan bisa juga

diperoleh dengan me¬makai kertas pH. Bila konsentrasi elektrolitnya tinggi pH

yang dihitung dengan memakai persamaan dapar akan berbeda dengan pH hasil

eksperimen. Hal semacam ini teijadi bila koefisien keak tifan tidak turut dihitung

dan dengan demikian menekankan perlu¬nya melakukan penentuan yang benar.

2. Pengarah Kapasitas Dapar dan pH pada Iritasi Jaringan.

Larutan yang dipakai untuk jaringan-jaringan atau yang dipakai secara

parentral dapat menyebabkan iritasi bila pH larutan itu berbeda jauh dari pH cairan

tubuh yang bersangkutan. Untuk itu seorang ahli farmasi harus mempertimbangkan

hal itu ketika membuat la¬rutan obat mata, produk parentral dan cairan yang

digunakan untuk permukaan tubuh. Yang mungkin lebih bermakna dibandingkan

dengan pH larutan adalah kapasitas dapar dan volume yang diguna¬kan, dihubungkan

dengan volume cairan tubuh di mana larutan da par tersebut akan bersatu. Dengan

demikian, kapasitas dapar dari cairan tubuh harus juga dipertimbangkan. Jaringan

yang teriritasi akibat perbedaan pH yang besar antara larutan yang digunakan dan

lingkungan fisiologis di mana hal tersebut teijadi akan minimal bila: (a) kapasitas

dapar larutan makin rendah,(fe) volume dengan konsentrasi tertentu makin kecil, (c)

volume dan kapasitas dapat cairan fisiologis makin besar.

10

Page 11: makalah farmasi fisik farmasi

Larutan-larutan parentral yang diinjeksikan ke darah biasa¬nya tidak diberi

dapar atau diberi dapar berkapasitas rendah hingga dapar darah dengan mudah

membawa mereka ke dalam trayek pH fisiologis. Bila obat-obat itu diinjeksikan

dalam jumlah yang sangat kecil dan dengan kecepatan yang rendah, larutan itu dapat

diberi dapar berkapasitas rendah hingga tetap dalam keadaan netral.

3. Kestabilan vs Respon Terapi Optimum.

Untuk mendapat hasil yang sempurna ada beberapa hal yang hams

diperhatikan pada ti¬tik d; mana kapasitas dapar dan pH mempunyai pengaruh atas

ke- stabilan dan respon terapi dari obat-obat yang digunakan dalam larutan.

Hind dan Goyan24 menyatakan bahwa pH di mana obat mata mencapai

kestabilan maksimumnya terletak jauh di bawah pengaruh fisiologis optimumnya.

Dalam kondisi semacam itu larutan obat dapat diberi dapar berkapasitas dapar rendah

dan pada pH yang terletak antara kestabilan optimum dan pH pada saat aksi terapi

maksimum. Dapar dapat digunakan untuk mencegah perubahan pH yang disebabkan

oleh kebasaan gelas atau keasaman C02 yang terlarut. Namun bila larutan itu

diteteskan ke mata, air mata akan turut berperan dalam menetralisir larutan itu;

konversi obat ter¬jadi dari bentuk fisiologis yang tidak aktif menjadi bentuk basa

tidak terdisosiasi. Basa dapat melalui membran-membran lemak dengan mudah.

Karena basa dapat diserap pada pH cairan mata, makin banyaklah garam yang diubah

meiyadi basa untuk menjaga konstanta p£b. Oleh karena itu obat alkaloid diabsorpsi

perlahan- lahan.

4. pH dan Kelarutan.

Pengaruh dapar atas kelarutan basa-basa alkaloid. Pada pH yang rendah

sebagian besar basa terdapat dalam bentuk ionnya yang sangat mudah larut dalam

pembawa air. Jika pH meniHgkat basa tidak terdi¬sosiasi akan makin banyak

terbentuk seperti digambarkan dalam Contoh 9. Bila sejumlah basa melampaui batas

kelarutannya dalam air, basa bebas akan mengendap. Dengan demikian larutan itu

harus diberi dapar pada pH yang cukup rendah hingga konsen¬trasi basa alkaloid

dalam kesetimbangan dengan garamnya lebih kecil dari kelarutan basa bebasnya pada

temperatur kamar. Dengan demikian kestabilan larutan terhadap pengendapan dapat

diusaha¬kan.

11

Page 12: makalah farmasi fisik farmasi

F. LARUTAN DAPAR ISOTONIS

Telah dibuat pembanding untuk sistem dapar in vivo seperti darah, cairan air mata

dan untuk pendaparan larutan-larutan farmasi lainnya di bawah kondisi tertentu.

Disamping menentukan pH yang sesuai, larutan-larutan farmasi yang diperuntukkan bagi

membran-membran tubuh yang halus harus mempunyai tekanan osmotis yang sama

dengan cairan tubuh. Larutan yang isotonis tidak akan menyebabkan suatu jaringan

membengkak atau berkontraksi bila mereka berkontak dan juga tidak menyebabkan rasa

tidak enak bila diteteskan ke mata, saluran hidung, darah atau jaringan tubuh lainnya. Satu

contoh sediaan farmasi semacam itu adalah larutan natrium klorida isotonis.

Perlunya diusahakan kondisi isotonis bagi sebuah larutan yang dipakai untuk

membran yang halus dapat digambarkan dengan mencampur sedikit darah dengan natrium

klorida encer yang tonisitasnya berbeda-beda. Misalnya saja, bila sedikit darah di

defibrinasi untuk mencegah terjadinya pembekuan dengan mem berinya larutan yang

mengandung 0,9 gram natrium klorida pei 100 ml, sel itu akan tetap berada dalam bentuk

normalnya. Larut an dapat dikatakan mempunyai konsentrasi garam yang sama dan

tekanan osmotik yang sama dengan konsentrasi garam dan tekanan osmotik sel darah

merah; larutan itu dikatakan isotonis dengan darah. Jika sel darah disuspensikan dengan

larutan natrium klorul.i 2% air dalam sel akan keluar melalui membran sel untuk mengen

cerkan larutan garam di sekeliling sel tersebut sampai konsentrasi garam di dua sisi

membran eritrosit identik. Keluarnya air dari dalam sel menyebabkan sel mengerut dan

mengecil atau crenated Dalam hal seperti ini larutan garam disebut hipertonis dengan sel

darah. Jika darah dicampur'dengan natrium klorida 0,2% atau an suling air akan memasuki

sel darah, akibatnya sel itu akan mem bengkak dan pecah dengan membebaskan

hemoglobin. Gejala ini dikenal sebagai peristiwa hemolisis. Larutan garam lemah atau aii

ini disebut hipotonis dengan darah.

Membran sel darah merah tidak permeabel terhadap hampir semua obat. Jadi

bukan bersifat semipermeabel sempurna. Sifat tersebut memung kinkan membran sel

darah merah dapat dilalui bukan saja oleh molekul-molekul air tapi juga oleh larutan-

larutan seperti urea, amonium klorida, alkohol dan asam borat. Larutan asam bora! 2,0%

diketahui mempunyai tekanan osmotik yang sama dengari sel darah merah (apabila

ditentukan dengan metode titik beku) dan oleh karena itu dikatakan isosmotik dengan

12

Page 13: makalah farmasi fisik farmasi

darah. Molekul-molekul asam borat ini dapat dengan mudah melalui membran eritrosit

tanpa memperhatikan konsentrasi. Akibatnya larutan ini dapat berlaku seperti air bila

kontak dengan sel-sel darah. Karena ber sifat sangat hipotonik terhadap darah, larutan

asam-asam borat mengakibatkan hemolisis dengan cepat. Oleh sebab itu larutan , obat

yang isosmotik dengan darah akan isotonis hanya bila sel darah tidak permeabel terhadap

molekul-molekul zat terlarut dan permeabel terhadap pelarut, air. Hal yang menarik

perhatian ada¬lah kenyataan bahwa lapisan mucus mata dapat bertindak sebagai membran

yang benar-benar semipermeabel terhadap larutan asam borat. Dengan demikian larutan

asam borat 2,0% dapat dipakai sebagai sediaan untuk mata isotonis.

Hal-hal lain yang dibahas dalam bab ini adalah mengenai larutan-larutan isotonis

dan cara-cara apabila larutan isotonis diberi dapar.

1. Pengukuran Tonisitas.

Tonisitas larutan dapat ditentukan dengan menggunakan salah satu metode

berikut ini. Pertama, dalam metode hemolisis, pengaruh berbagai larutan obat

diperiksa berdasarkan efek yang timbul ketika disuspensikan dengan darah. Berbagai

efeknya itu telah dijelaskan di muka.

Metode kedua yang dipakai untuk mengukur tonisitas suatu larutan didasarkan

pada metode untuk menentukan sifat koligatil larutan. Goyan dan Reck28 mengadakan

per ubahan-perubahan pada teknik Hill-Baldes2 9 (him 313) u n t u k mengukur

tonisitas. Metode ini didasarkan atas pengukuran pei ubahan temperatur yang naik

dari perbedaan tekanan uap sampel terisolasi yang ditempatkan dalam sebuah ruang

dengan kelembap an yang tetap.

Salah satu pembanding pertama untuk penentuan titik beku darah dan air

mata (yang diperlukan agar didapat larutan yang isotonis dengan cairan tubuh

tersebut) adalah menurut Lumiere dan Chevrotier30 yang mendapat hasil titik

beku kedua larutan tei sebut masing-masing adalah -0,56°C dan —0,80°C. Tetapi

kemu dian Pederson-Bjergaard dan kawan-kawan31,32 mendapatkan hasil besarnya

titik beku darah dan air mata sama-sama —0,52° C. Teni peratur ini sama dengan

temperatur beku larutan NaCl 0,9(XA hingga dikatakan larutan NaCl 0,90%

isotonis dengan darah dan airmata.

Perhitungan Tonisitas dengan Harga L iso Karena penurunan ti tik beku

13

Page 14: makalah farmasi fisik farmasi

larutan elektrolit lemah atau kuat lebih besar dari yang d i hitung dengan

persamaan A7y = KjC maka dipakai faktor baru, L = iKf.33 Dalam Bab 8 (him

370) dijumpai persamaan sebagui berikut:

∆ T f =Lc

Nilai L dapat diperoleh dari penurunan titik beku larutan senyawa

senyawa dalam bentuk ionnya dan pada konsentrasi c yang isotonis dengan

cairan tubuh. Nilai spesifik L disimbolkan dengan Liso (hlm. 370).

Nilai Liso untuk larutan NaCl 0,90% (0,154 M) dengan titik beku 0,52°C dan yang

isotonis dengan cairan tubuh, adalah 3,4:

Liso = ∆ T f

c

Liso = 0,52o

0,154=3,4

Daya tarik menarik antarion dalam larutan yang tidak terlalu pekat

dikatakan sama 'dengan larutan elektrolit uni-univalen tanpa memperhatikan

sifat-sifat kimianya dan mempunyai nilai Liso yang sama yaitu 3,4. Dari sifat-sifat

yang bersamaan tersebut di atas dapat disusun sebuah tabel nilai L untuk tiap

jenis elektrolit pada konsentrasi yang isotonis dengan cairan tubuh. Tabel Lno

yang dimaksud adalah Tabel 10-3.

Dapat diamati bahwa pada larutan-larutan encer nonelektrolit, L too kira-

kira sama dengan Kf. Tabel 10-3 dapat digunakan untuk menentukan nilai A T,

suatu larutan obat bila tipe ionnya diketahui. Nilai Liso dapat dibaca dari

penggambaran iKf terhadap konsentrasi molar berbagai tipe elektrolit (Gambar 8-

7, him 371).

Contoh soal.

Berapakah penuai nan Utik beku dari 1% larutan natrium propionat? BM

= 96. Karena natrium propionat adalah larutan elektrolit yang uni-univalen maka

nilai Liso = 3,4, konsentrasi molar dari 1% larutan natrium propionat adalah

0,104.

∆Tf = 3,4 x 0,104 = 0,35°

Meskipun 1 gram/100 ml natrium propionat bukanlah konsentrasi isotonis namun larutan

14

Page 15: makalah farmasi fisik farmasi

itu masih dapat menggunakan harga Lho sebagai harga rata-rata yang sesuai dengan

jangkauan konsentrasi larutan akhir. Pemilihan nilai L pada jangkauan konsentrasi ini

tidak sensitif untuk perubahan konsentrasi yang kecil dan dalam perhitungan semacam ini

ketepatan tidak dapat lebih besar dari 10%.

TABEL 10-3. Nilai Liso Rata-rata untuk Berbagai Tipe Ion.

* Wells, metode cepat untuk menghitung larutan isotonis, h Am. Ph arm. Assoc.,

Pract. Ed. 5, 99,1944.

G. METODE PENGATURAN TONISITAS DAN pH

Salah satu dari metode yang ada dapat digunakan untuk menghitung jumlah

natrium klorida, dekstrosa atau zat-zat lain yang ditambahkan ke larutan obat agar

larutan obat tetap isotonis.

Metode yang ada dibagi dalam dua golongan. Pada metode Golongan I

ditambahkan natrium klor'da atau zat lain agar tercapai titik beku larutan sebesar —0,52°

dan larutan obat menjadi iso¬tonis dengan cairan tubuh. Metode krioskopik dan metode

ekuivalen natrium klorida termasuk dalam metode Golongan I ini. Pada metode Golongan

II, sejumlah air ditambahkan ke larutan obat agar larutan tersebut isotonis. Setelah

mencapai volume akhir, dapat ditambahkan larutan pengencer isotonis atau larutan

peng¬encer dapar isotonis. Metode White-Vincent dan metode Sprowls termasuk dalam

metode golongan ini.

1. Metode Golongan I

15

Tipe Liso ContohNonelektrolit 1,9 Sukrosa, gliserin, urea, camphon

Elektrolit

lemah

2,0 Asam borat, kakaina, fenobarbitalElektrolit

bibivalen

2,0 Magnesium sulfat, seng sulfatElektrolit uni-

univalen

3.4 Natrium klorida, kokaina

hidroklorida, natrium fenobarbitalElektrolit

univalen

4,3 Natrium sulfat, atropina sulfatElektrolit

biunivalen

4,8 Sang klorida, kalsium bromideElektrolit

unitrivalen

5,2 Natrium sitrat, natrium fosfatElektrolit

triumivalen

6.0 Aluminium klorida, basi (III)

iodideElektrolit

tetraborat

7,6 Natrium borat, potasium borat

Page 16: makalah farmasi fisik farmasi

a. Metode Krioskopik

Penurunan titik beku sejumlah larutan obat yang ditentukan berdasarkan hasil

eksperimen atau perhitung¬an teoretis dapat dilihat di Tabel 10-4. Untuk larutan

obatyangpe- nurunan titik bekunya tidak dapat ditentukan secara eksperimen dapat

ditentukan dengan menggunakan perhitungan teoretis, bila diketahui berat molekul

obat tersebut dan L^ tipe ionnya. Perhitungan dengan cara krioskopik dapat lebih

jelas dilihat dari contoh berikut ini - '

Contoh

Berapa banyak natrium klorida yang diperlukan agar 100 ml larutan apomorfin HG

1% isotonis dengan serum darah?

Dari Tabel 10-4 didapat bahwa apomorfin HC11 % mempunyai penurunaan

titik beku sebesar 0,08°. Agar diperoleh larutan yang isotonis, sejumlah natrium

klorida harus ditambahkan untuk menurunkan titik bekunya sebesar 0,44° = 0,52 -

0,08. Dari tabel titik beku didapat data bahwa natrium klori¬da 1% memiliki

penurunan titik beku sebesar 0,58°. Dengan menggunakan metode perbandingan

diperoleh:

1%X

=0,580

0,440 ; X=0,76 %

Jadi, natrium klorida 0,76% akan menurunkan titik beku sebesar 0,44° dan

membuat larutan tersebut isotonis. Pembuatan larutan dilakukan dengan

me¬larutkan 1,0 gram apomorfin HC1 dan 0,76 gram natrium klorida dengan air

secukupnya hingga didapat volume akhir 100 ml.

b. Metode Ekuivalen Natrium Klorida.

Metode lain yang dipaki dalam pengaturan tonisitas larutan farmasi

dikembangkan oleh Mellen dan Seltzer.34 Ekuivalen natrium klorida atau

’’ekuivalen tonisitas” dari larutan obat adalah banyaknya natrium klorida yang

ekuivalen (mempunyai pengaruh osmotik yang sama) dengan 1 gram (atau satuan

16

Page 17: makalah farmasi fisik farmasi

lain) obat tersebut. Ekuivalen natrium klorida. E, untuk beberapa obat dapat

dilihat di Tabel 10-4.

Bila nilai E suatu obat baru ingin dicantumkan dalam Tabel 10-4, nilai E

tersebut dapat dihitung dari nilai Lao atau penurunan titik beku berdasarkan rumus

yang dibuat Goyan dan kawan kawan.3s Untuk larutan yang mengandung 1 gram

obat dalam 1000 ml larutan, konsentrasi c dinyatakan dalam mol per liter.

C = 1 gram

berat molekul (25)

Dan dari persamaan (21)

∆ T f = Liso 1 gram

M

E adalah berat natrium klorida pada saat penurunan titik bekunya sama

dengan yang dimiliki 1 gram obat dan untuk larutan natrium klorida yang

mengandung E gram obat per 1000 ml,

∆ T f = 3,4 E

58,45 (26)

di mana 3,4 adalah nilai Liso NaCl dan 58,45 adalah berat molekulnya. Dengan

menggabungkan 2 persamaan untuk ∆ T f maka:

Liso

M=3,4

E58,45

E ≅ 17 Liso

M(27)

Contoh

Hitunglah nilai E untuk turunan amfetamin HC1 (BM = 187).

Karena obat ini merupakan garam uni-univalen, obat ini mempunyai Liso = 3,4.

Nilai E dapat dihitung dengan memakai persamaan (27).

E = 17 X 3,4187

=0,31

17

Page 18: makalah farmasi fisik farmasi

Perhitungan untuk menentukan jumlah natrium klorida atau zat inert lain agar

isotonis (dapat melalui membran ideal).

Contoh

Suatu larutan mengandung 1,0 gr efedrin sulfat dalam 100 ml. Berapa

banyaknya natrium klorida yang harus ditambahkan agar tei bentuk larutan

yang isotonis? Berapa banyak dekstrosa yang dibutuhkan untuk tujuan yang

sama?

Banyaknya obat dikalikan dengan E (ekuivalen natrium klorida)

mengha silkan berat natrium klorida yang sama dengan jumlah obat tersebut

pada te kanan osmotiknya.

Efedrin sulfat = 1,0 gr. x 0,23 = 0,23 gr. Efedrin sulfat menghasilkan

be¬rat zat yang nilai osmotiknya sama dengan 0,23 gr natrium klorida.

Karena di¬perlukan natrium klorida sebanyak 0,9 gr agar suatu larutan

menjadi isotonis maka harus ditambahkan natrium klorida sebanyak (0,90 -

0,23) atau 0,67 gr.

Bila seseorang ingin mengganti natrium klorida dengan desktrosa

maka jumlah dekstrosa yang diperlukan dihitung dengan cara sebagai

berikut. Karena ekuivalen natrium klorida dekstrosa sebesar 0,16, maka

1 gr dekstrosa0,16 gr NaCI

= X

0,67 gr NaCI

X = 4,2 gr dekstrosa

2. Metode Golongan II

a. Metode White-Vincent.

Metode golongan II tentang penghi¬tungan tonisitas ini melibatkan

penambahan air dalam larutan oba! agar diperoleh larutan yang isotonis, diikuti

dengan penambahan larutan pengencer isotonis atau pengencer dapar isotonis

samp;n volume akhir. Karena merasakan pentingnya mengadakan penye¬suaian

pH di samping tonisitas untuk obat-obat mata, White dan Vincent36

18

Page 19: makalah farmasi fisik farmasi

mengembangkan suatu perhitungan yang penerapannya dapat dilihat sebagai

berikut.

Misalnya saja seseorang ingin membuat 30 ml larutan kokain HC1 1%

yang isotonis dengan cairan tubuh. Mula-mula kalikan berat obat w dengan

ekuivalen natrium kloridanya, E.

0,3 gr X 0,16 = 0,048 gr (28)

Jumlah di atas menunjukkan banyaknya natrium klorida yang ekuivalen dengan

0,3 gr kokain HC1 pada tekanan osmosisnya.

Kedua, telah diketahui bahwa bila 0,9 gr natrium klorida di¬larutkan

dalam 100 ml air, akan terbentuk larutan yang isotonis. Volume larutan isotonis

yang dapat dibuat dari 0,048 gr NaCl (ekuivalen dengan 0,3 gr kokain HC1)

dapat dihitung dengan me¬nyelesaikan persamaan berikut:

0,9 gram100 ml

=0,048 gramV

(29)

V = 0,048 X (30)

V = 5,3 ml (31)

Dalam persamaan (30), jumlah 0,048 itu sama dengan berat obat w

dikalikan dengan ekuivalen natrium klorida, E, seperti dalam persamaan (28).

Harga perbandingan 100/0,9 adalah 111,1. De¬ngan demikian persamaan (30)

dapat ditulis:

V = w x E x 111,1 (32)

di mana V adalah volume larutan isotonis yang disiapkan dengan mencampurkan

obat dengan air (dinyatakan'dalam ml), w dalam gram adalah berat obat dan E

adalah ekuivalen natrium klorida yang dapat diambil dari Tabel 10-4.

Konstanta 111,1 mewakili volume (dalam ml) larutan isotonis yang dibuat

dengan melarut¬kan 1 gram natrium klorida dalam air.

Soal dalam Contoh dapat diselesaikan dalam satu tahap dengan menggunakan

persamaan (32).

19

Page 20: makalah farmasi fisik farmasi

V = 0,3 x 0,16 x 111,1

= 5,3 ml

Untuk menyempurnakan pembuatannya, larutan natrium klorida isotonis,

larutan isotonis lain atau larutan dapar isotonis ditambahkan ke dalamnya hingga

mencapai volume 30 ml. Bebe¬rapa larutan isotonis dan larutan dapar isotonis

dapat dilihat di Tabel 10-5. Larutan ini mempunyai nilai isotonis sebesar 0,9%

NaCl.

Bila lebih dari satu macam obat dikandung suatu sediaan iso¬tonis,

volume larutan isotonis yang dibuat dengan mencampur masing-masing obat

dengan air akan bersifat aditif.

b. Metode Sprowls.

Metode Sprowls37 merupakan pengembangan metode White dan Vincent.

Sprowls menemukan bahwa persamaan (32) dapat digunakan untuk menyusun

sebuah tabel dari nilai V bila digabungkan dengan berat obat w. Sprowls memakai

berat obat sebesar 0,3 gram, jumlah yang biasa digunakan untuk satu ounce cairan

larutan 1%. Volume V larutan isotonis yang dibuat dengan mencampurkan 0,3

gram obat dengan air secukup¬nya biasa digunakan untuk obat mata dan berbagai

larutan pa- rentral. Sprowls37 membahas metode ini lebih jelas dalam

lapor¬annya yang dikerjakan bersama-sama dengan Martin.38 Sekarang dapat

dilihat di Farmakope U.S., XX, halaman 1028. Modifikasi tabel yang pertama

dilakukan oleh Hammarlund dan Pedersen Bjergaard39 dan telah diberikan dalam

kolom keempat Tabel 10-4, di mana tertera volume larutan isotonis dalam ml

untuk 0,3 gram obat, yaitu besaran untuk 1 once cairan larutan 1 gram (volume

larutan isotonis dalam ml untuk 1 gram obat dapat disusun dalam bentuk tabel

dengan mengalikan angka-angka di kolom keempat Tabel 10-4 dengan 3,3).

Besaran primer larutan isotonis dapat dijadikan sejumlah volume tertentu dengan

menambahkan larutan pengencer isotonis atau larutan pengencer dapar isotonis.

20

Page 21: makalah farmasi fisik farmasi

BAB III

PENUTUP

A. KESIMPULAN

larutan dapar, atau buffer adalah larutan yang digunakan untuk

mempertahankan nilai pH tertentu agar tidak banyak berubah selama reaksi kimia

berlangsung. Persamaan dapar ada Efek Ion Sejenis dan Persamaan Dapar untuk

Asam Lemah dan Garamnya pH, dari suatu larutan dapar dan perubahan pH larutan

akibat penambahan asam atau basa dapat dihitung dengan menggunakan persamaan

dapar. Persamaan Dapar untuk Basa Lemah dan Garamnya, Larutan dapar pada

mulanya tidaklah dibuat dari basa lemah dan garamnya karena mudahnya menguap

dan ketidak stabilan basanya, juga karena pH basa bergantung pada pKw. Faktor-faktor

yang mempengaruhi ph larutan dapar adalah Penambahan garam – garam netral ke

dalam larutan dapar mengubah pH larutan dengan berubahnya kekuatan ion,

Temperature juga berpengaruh tehadap larutan – larutan dapar. Kolthoff dan

Tekelenburg menyatakan istilah koefisien temperature pH yaitu perubahan pH akibat

pengaruh temperature. Kapasitas dapar yang terbesar adalah pada saat basa belum

ditambahkan yaitu di mana [gram] / [asam] = 1. Kapasitas dapar juga dipengaruhi

oleh peningkatan konsentrasi total konstituen dapar.

Larutan yang isotonis tidak akan menyebabkan suatu jaringan membengkak

atau berkontraksi bila mereka berkontak dan juga tidak menyebabkan rasa tidak enak

bila diteteskan ke mata, saluran hidung, darah atau jaringan tubuh lainnya. Satu

contoh sediaan farmasi semacam itu adalah larutan natrium klorida isotonis. Pertama,

dalam metode hemolisis, pengaruh berbagai larutan obat diperiksa berdasarkan efek

21

Page 22: makalah farmasi fisik farmasi

yang timbul ketika disuspensikan dengan darah. Berbagai efeknya itu telah dijelaskan

di muka. Metode kedua yang dipakai untuk mengukur tonisitas suatu larutan

didasarkan pada metode untuk menentukan sifat koligatil larutan

DAFTAR PUSTAKA

1. R. G. Bates, Electrometric pH Determinations, Wiley, New York, 1954,hlm 97 –

104; hlm 116.

2. I. M. Kolthoff dan F. Tekelenburg, Rec. trav. chim. 46,33,1925.

3. I. M. Kolthoff dan C. Rosenblum, Acid Base Indicators, Macmillan, New

York, 1937.

4. A.P. Wyss, J. Am. Pharm, Assoc., Pract. Ed. 6, 6,1945-

5. V. E. Bower dan R. G. Bates, J. Research Nat. Bur. Standards 55, 197, 1955.

6. F. M. Goyan dan H. C. Coutsouris, J. Am. Pharm. Assoc., Pract. Ed. 10, 146, 1949.

7. D. D. van Slyke, J. Biol. Chem., 52, 525, 1922.

8. H. T. S. Britton dan R. A. Robinson J. Chem. Soc., 1931, 458.

9. J. P. Peters dan D. D. van Slyke, Quantitave Ginical Chemistry, Vol. 1, Williams

dan Wilkins, Baltimore, 1931, Bab 18.

10. Salenius.Scand. J. Clin. Lab. Invest, 9,160,1957.

11. G. Ellison et al., Clin. Chem. 4,453, 1958.

12. G. N.vHosford dan A M. Hicks, Arch. Ophthalmol, 13, 14, 1935; 17, 797,1937.

13. R. G. Bates, Electrometric pH Determinations, Wiley, New York, 1954, him 97 -

108.

14. S. R Gifford, Arch. Ophthalmol. 13,78,1935.

15. S.LP. Sorensen, Biochem. Z. 21, 131, 1909; 22, 352, 1909.

16. S. Palitzsch, Biochem, Z. 70, 333,1915.

17. H. W. Hind dan F. M. Goyan, J. Am. Pharm. Assoc., Sci. Ed. 36,413, 1947.

18. W.M. Clark dan H. A. Lubs, J. Bacteriol. 2, 1, 109, 191, 1917.

19. J. S. Friedenwald, W. F. Hughes dan H. Herrman, Arch. Ophthalmol. 31,279, 1944.

22

Page 23: makalah farmasi fisik farmasi

23