FARMASI FISIKA

SEKOLAH TINGGI ILMU FARMASI(STIFAR)

RIAU2010

1. Farmasi Fisika, Drs. Moehtar, Apt, Bagian Struktur Atom dan Molekul Zat Padat dan Mikromeritika, Fakultas Farmasi Universitas Gadjah Mada, 1990.

2. Farmasi Fisika, Drs. Moehtar, Apt, Bagian Kelarutan dan Sistem Dispersi, Fakultas Farmasi Universitas Gadjah Mada, 1990.

3. Kimia Fisika, P.W. Atkins; Alih Bahasa Irma I. Kartohadiprojo, Editor Purnomo Wahyu Indarto, Edisi 4, Jakarta, Erlangga,1996.

4. Kimia Fisika, Bird Tony, Kimia Fisik Untuk Universitas, alih bahasa Kwee le Tjien, Cetakan I, Jakarta, Gramedia Pustaka Utama, 1987.

5. Farmasi Fisik, Alfred Martin, James Swarbrick, Arthur Cammarata, penerjemah Yoshita, Cetakan I, Jakarta, UI-Press,1990

FARMASI FISIK

Ilmu Farmasi Fisika atau yang dinamakan juga Ilmu Farmasi

Teoritik Mempelajari kaidah-kaidah kimia fisika secara

kuantitatif dan teoritik untuk diterapkan dalam praktek

kefarmasian.

Kimia Fisika Ilmu Pengetahuan yang melakukan studi

tentang sifat-sifat fisika dan struktur zat yang berhubungan

hukum-hukum interaksi kimiawi dan teori-teori yangmelandasi hukum-hukum tersebut.

Ilmu Farmasi Fisika ; menyusun hubungan-hubungan energi

yang diperoleh dalam transformasi fisika dan kimia, dalam

menentukan kadar dan kecepatan dan dalam menentukan

faktor-faktor pengontrolnya.

Ilmu Farmasi ; ilmu terapan, tersusun dari kaidah-kaidah dan

metode-metode yang diambil dari displin-disiplin ilmu lain.

Sarjana Farmasi yang ingin mengembangkan studinya lebih

lanjut harus bekerja diperbatasan antara berbagai ilmu

pengetahuan dan dia harus mengikuti perkembangan

perkembangan dalam bidang-bidang fisika, kimia, biologi dan

lainnya.

Farmasi Fisika mengintegrasikan pengetahuan ilmu farmasi

yang terutama diambil dari kimia fisika serta ilmu lainnya.

Pengetahuan Farmasi Fisika ; Sarjana Farmasi akan dapat

meramalkan kelarutan, stabilitas, kecepatan absorpsi serta

lamanya aksi obat yang dibuat atau akan dibuatnya. Selain itu

dapat mengembangkan obat-obat baru dan bentukbentuk sediaan obat serta memperbaiki berbagai

cara pemakaian obat.

FARMASI FISIKA1. PENDAHULUAN2. KIMIA FISIK KRISTALOGRAFI3. SIFAT FISIK MOLEKUL OBAT4. FENOMENA KELARUTAN5. RHEOLOGI

PENDAHULUAN1. DIMENSI DAN SATUAN2. UNSUR MATEMATIKA3. METODE STATISTIKA DAN ANALISIS

KESALAHAN

KIMIA FISIK DAN KRISTALOGRAFI1. ENERGI IKATAN ANTAR ATOM2. DIMENSI DAN ENERGI IKATAN3. KONDISI MATERI (GAS, CAIRAN, PADATAN

DAN KRISTALIN)4. ANTARAKSI DUA ATAU LEBIH BAHAN

OBAT

SIFAT FISIK MOLEKUL OBAT

1. TETAPAN DIELEKTRIK2. POLARISASI TERINDUKSI3. MOMEN DIPOLE PERMANEN DARI

MOLEKUL-MOLEKUL POLAR4. INDEKS BIAS DAN BIAS MOLAR

KELARUTAN DAN GEJALA DISTRIBUSI1. INTERAKSI PELARUT DAN ZAT TERLARUT2. KELARUTAN GAS DALAM ZAT CAIR3. KELARUTAN CAIRAN DALAM CAIRAN4. KELARUTAN ZAT PADAT DALAM CAIRAN5. DISTRIBUSI ZAT TERLARUT DIANTARA

PELARUT-PELARUT TIDAK TERCAMPUR

RHEOLOGI1. PENDAHULUAN2. SISTEM NEWTONIAN3. SISTEM NONNEWTONIAN4. TIKSOTROPI5. PENENTUAN SIFAT RHEOLOGI DAN

VISKOSITAS6. VISKOELASTISITAS7. PSIKORHEOLOGI8. APLIKASI RHEOLOGI DALAM FARMASI

PENDAHULUANFarmasi farmakologi, kimia organik, biokimia,

fisika, kimia dan lainnya.

Farmasi kegiatan penelitian, mengajar, industri,

apotek, rumah sakit dan kegiatan profesinya

Farmasi Fisik prinsip – prinsip penjumlahan dan

Teoritis

Penggunaan dalam meramalkan kelarutan, kestabilan,

tercampurnya obat, dan aksi biologi obat.

Kemampuan pengembangan obat dan bentuk sediaan baru

serta untuk memperbaiki berbagai cara pemberian obat.

DIMENSI DAN SATUANBesaran yang umum digunakan ; panjang, massa, waktu. Satuan

yang umumdigunakan ; sentimeter (cm), gram(g), dan detik (sec).Besaran terukur yang umum ; luas, kerapatan, tekanan,energi

tersatukan dariketiga sifat besaran diatas.Hasil pengerjaan pengukuran untuk setiap sifat ditetapkan suatu

dimensiyaitu yang besarnya dinyatakan dalam satuan. Besaran panjang,

luas dan volumediukur dalam dimensi panjang (L), Panjang kuadrat (L2), Panjang

kubik(L3),bersesuaian dengan satuan cm, cm2 , dan cm 3

The International Union of Pure and Applied Chemistry (IUPAC) telah memperkenalkan suatu Sistem Internasional atau satuan SI

dalam usahamenetapkan suatu satuan internasional yang seragam.

Besaran yang dapat diukur

Lambang dimensi

cgs SI

Panjang (l) L Sentimeter (cm)

Meter (m)

Massa (m) M Gram (g) Kilogram (kg)

Waktu (t) T Detik (s) Detik (s)

Panjang dan LuasPanjang dinyatakan dalam satuan dasar Adalah meter didefinisikan

sebagai jarakantara dua garis pada penyekat platinairidium yang disimpan di

InternationalBureau of Weights and Measures di Sevres, prancis.Dalam pengamatan mikroskopis panjang dinyatakan dalam

mikrometer,nanometer dan angstrom.Luas adalah panjang kuadrat

pengali awalan simbol

1012 tera T

109 giga G

106 mega M

103 kilo k

10-3 mili m

10-6 mikro u

10-9 nano n

10-12 piko p

- 1 um = 1 x 10-3 mm- 1 nm = 0,001 um- 1 angstrom = 0,1 nm- 1 pm = 0,000001 um- 1 Tm = 1000 Gm- 1 Gm = 1000 Mm- 1 Mm = 1000 Km- 1 Gm = 0,001 Tm- 1 Km = 0,000006 Gm- 1 Gm = 1000000 Km- 1 Km = 0,001 Mm- 1 Mm = 0,001 Gm- 1 Gm = 0,001 Tm

Volume : besaran yang dapat diukur dengan satuan dasar/rujukan baku meter kubik, satuan cgs adalah cc/cm3

Massa : satuan standar masa adalah kilogram, dalam cgs adalah gram (g). Massa sering dinyatakan sebagai berat dari suatu benda.

Kerapatan : besaran yang menyangkut satuan massa dan volume, yaitu massa persatuan volume pada temperatur dan tekanan tertentu, dinyatakan dalam cgs, g/cm3 ,

Berat jenis : didefinisikan sebagai perbandingan kerapatan dari suatu zat terhadap kerapatan air.

Gaya : seseorang akrab dengan gaya dalam, kehidupan sehari-hari seperti dorongan atau tarikan yang dibutuhkan untuk pergerakan badan. Makin besar massa tubuh dan makin besar percepatan yang dibutuhkan, makin besar pula gaya yang harus dipunyai seseorang ……f = m x a dengan satuan gaya cgs dalam adalah dyne

Tekanan : adalah gaya persatuan luas , satuannya adalah dyne/cm2

*Beberapa unsur matematika A. Pembagian dan perbandingan 1). Berap gram kalori terdapat dalam 3,00 joule? Jika

diketahui 1 cal = 4,184 joule (Jawaban 0,717 kal) 2). Dalam suatu resep tertulis R/ H2O2 3 % 100ml? jika

diketahui persediaan H2O2 50% (jawaban 6 ml H2O2 50% + WFI 94 ml).

B. Aturan mengenai pangkata x a x a = a3

a2/a4=a2-4=a-2=1/a2

a2 x a3 = a2+3 = a5

a2/a2=a2-2=a0=1 (a2) 3=a2 x a2x a2=a6

a1/2 = √a (a/b) 3= a3/b3

a 1/2x a1/2 = a1/2+1/2=a1=aa5/a 2= a5-2=a3

a2/3 = (a2) 1/3=3√a2

a5/a4=a5-4=a1=a  

LOGARITMA

*Kesamaan dari 103 = 1000 dalam logaritma dinyatakan log10 1000 = 3

pangkat 3 dengan bilangan dasar 10 dipangkatkan menghasilkan 1000, bilangan 1000 sebagai antilogaritma bilangan 3. jika b dipangkatkan dengan angka x maka menghasilkan a, maka logaritma terhadap bilangan dasar b dari a adalah x…….. bx = a maka logb a = x.

ln a = 2,303 log a log a = x sehingga a = 10 x ln a = ln 10x = x ln 10 ln 10 =2,303 maka ln a =2,303 x • Log 60,0 = 1,778

angka 1 pada 1,778 adalah karakteristik, bilangan 60,0 kepunyaan golongan bilangan yang besarnya 101 . Bilangan 0,778 adalah mantissa dan didapatkan pada tabel logaritma umum.

bilangan 60,0 lebih mudah dengan 6,00 x 101 pangkat dari 10 menjadi karakteristik dan harga dari tabel logaritma menjadi mantissa.

logaritma 6000 adalah 6,000 x 10 3 maka karakteristik adalah 3 dengan mantissa dari tabel adalah 0,778 log 6000 = 3,778.

bilangan 0,0600 6,00 x 10-2 karakteristik bisa negatif sedangkan mantissa selalu positif log 0,0600= -2+ 0,778 = -1,222

- Berapa harga a jika log a = 1,7404 Karakteristik adalah 1 dan mantissa 0,7404. dari tabel

logritma bilangan yang bersesuaian dengan mantissa 0,7404 adalah 5,50 . Karakteristik adalah 1, maka antilogaritma adalah 5,50 x 10-1= 55,0.

- Mencari antilogaritma dari bilangan -1,222 dalam hal ini adalah di ingat bahwa mantissa selalu

positif -1,222 = (-1) +(- 0,222) …….. -1,222= (-1 -1) + (-

0,222 +1) = -2,778 bilangan yang bersesuai dengan mantissa 0,778 dalam

tabel logaritma adalah yaitu 6,00 karakteristk diamati adalah -2 maka hasil akhir adalah 6,00 x 10-2

- TUGAS MAHASISWA ; ANTILOGARITMA DARI -2,699

LOGARITMA Berapa harga a jika log a = 1,7404

karakteristik dalam bilangan ini adalah 1 dan mantissa 0,7404. dari tabel logaritma bilangan yang bersesuaian dengan mantissa 0,7404 adalah 5,50. maka antilogaritma adalah 5,50 x 101 atau 55,0.

Aturan Logaritma :

Log ab = log a + log b Log 1/a=log 1 – log a= -log a

Log a/b = log a – log b Log a2= log a + log a = 2 log a

Log 1 = 0 jika 100 = 1 Log √a=log a1/2 = ½ log a

Log a -2 = -2 log a = 2 log 1/2

METODE GRAFIK Besarnya variabel bebas (variabel prediktor) diukur sepanjang skala koordinat

horizontal yang disebut xBesarnya variabel tidak bebas (variabel respon) diukur sepanjang skala koordinat

vertikal yang disebut y.Data diplot pada grafik dan garis halus digambarkan melalui titik-titik.Harga x dari setiap titik disebut koordinat x (absis), harga y dari setiap titik disebut

koordinat y (ordinat).Hubungan yang paling sederhana antara dua variabel adalah persamaan garis lurus

yang dinyatakan y=a+bx

- y adalah variabel tidak bebas, x variabel bebas, dan a serta b adalah tetapan

- Tetapan b adalah kemiringan garis, makin besar harga b makin curam kemiringan,

jika b =1 maka garis membentuk sudut 450 terhadap sumbu x, jika b=0 garis akan

horizontal sejajar sumbu x

- Tetapan a adalah intersep dan merupakan titik dimana garis berpotongan dengan

sumbu y. jika a positif garis memotong sumbu y diatas sumbu x

Metode pemilihan dua titik yang terpisah jauh (y1,x1) dan (y2,x2)Contoh : Hasil penentuan indeks bias dari larutan

benzena yang mengandung karbontetraklorida dengan konsentrasi naik.

y = -4,00 X 10-4 x + 1,501

(X) Konsentrasi CCl4 (volume %)

(Y) Indeks bias

10,0 1,497

25,0 1,491

33,0 1,488

50,0 1,481

60,0 1,477

10,0

25,0

33,0

50,0

60,0

1,465

1,470

1,475

1,480

1,485

1,490

1,495

1,500

INDEKS BIAS

INDEKS BIASCahaya berjalan lebih lambat melalui suatu zat dibandingkan melalui

ruang hampa. Apabila cahaya memasuki suatu zat yang lebih rapat, gelombang-gelombang yang diteruskan pada antarpermukaan dimodifikasi menjadi saling mendekat karena kecepatannya yang lebih lambat dan panjang gelombang yang lebih pendek.

Apabila cahaya memasuki suatu zat yang lebih rapat pada suatu sudut, ada bagian dar i gelombang segera berjalan lebih lambat begitu melewati antar muka dan menghasilkan penekukan gelombang menuju antar muka maka gejala ini disebut pembiasan.

Apabila cahaya memasuki suatu zat yang kurang rapat, cahaya itu akan dibiaskan menjauhi antar muka.

Nilai relatif dari efek antara kedua zat ini dinyatakan oleh indeks bias (n)

sin i Kecepatan cahaya dalam zat pertama n = ----- = ---------------------------------------------- sin r Kecepatan cahaya dalam zat kedua

PERSAMAAN GARIS DUA TITIKPersamaan garis diperoleh menggunakan persamaan garis dengan dua titik y2 – y1 y – y1 = (x-x1) x2 – x1 pada gambar grafik , misalkan x1 adalah 10 % dan harga y = 1,497 pada

y1, dan x2 adalah60,0 % dan y2 adalah 1,477. maka : 1,477 – 1,497 y – 1,497 = (x-10,0) 60,0 – 10,00 y – 1,497 = -4,00 X 10-4 (x-10,0) y = -4,00 X 10-4 x + 1,501

SECARA STATISTIKA UNTUK SOAL INDEKS BIAS CCL4 Dalam statitiska ada dua hal dalam penentuan persamaan regresi

sehingga dapat dikatakan persamaan tersebut adalah regresi linear. 1. Metoda pertama adalah metoda tangan bebas 2. Metoda kuadrat terkecil Pada soal indeks bias CCL4 kita gunakan metode kuadrat terkecil :1. Pencatatan data Variabel bebas (X) Variabel tak bebas (y)

X1 Y1

X2 Y2

X3 Y3

X4 Y4

X5 Y5

2. Dari pencatatan data didapat pasangan antara x dan y dan n sebagai jumlah data atau ukuran sampel. Koefisien atau tetapan regresi a dan b untuk regresi linear dalam statitistik adalah : (dihitung mahasiswa)

(Σyi)(Σxi2) - (Σxi)(Σxi yi) a = n (Σxi2) – (Σxi)2

a = 1,499

n Σxi yi – (Σxi) (Σyi) b = n (Σxi2) – (Σxi)2 b= -3,96 x 10-4

Jika tetapan b dapat dihitung dan diketahui, maka tetapan

a dapat pula ditentukan oleh rumus : a = Y – bX

3. Tentukan semua bilangan yang diperlukan

X Y XY X2

10,0 1,497 14,97 100

25,0 1,491 37,275 625

33,0 1,488 49,104 1089

50,0 1,481 74,05 2500

60,0 1,477 88,62 3600

Σ X =178 ΣY = 7,434 ΣXY=264,019

ΣX2 = 7914

CONTOH ANALISIS STATISTIK TEKNIK PERACIKAN SERBUK TERBAGISOAL :Seorang apoteker menerima resep yang meminta tujuh serbuk

terbagi, dimanaisinya masing-masing harus ditimbang 1,00 gr. Dengan maksud

untukmengecekKemampuannya mengisi serbuk, ia mengeluarkan semua isi setiap

bungkussesudah mengisi resep dengan metoda membagi dengan mata,

kemudianditimbangnya satu persatu dengan hati-hati.

Berat isi serbuk(gr)

Deviasi (xi – x)

Kuadrat simpangan (xi – x ) 2

1,00 0,02 0,0004

0,98 0,00 0,0000

1,00 0,02 0,0004

1,05 0,07 0,0049

0,81 0,17 0,0289

0,98 0,00 0,0000

1,02 0,04 0,0016

Σ = 6,84 Σ = 0,32 Σ = 0,0362

Rata – rata 0,98 Rata-rata 0,046

1. Rata-rata hitung adalah rata-rata menyatakan suatu titik terdekat dengan pusat sasaran

_ Σ (Xi) X = -------- N2. Range adalah perbedaan antara nilai terbesar dan

terkecil di dalam kelompok data 3. Simpangan rata-rata d (deviasi) sampel yaitu

simpangan dari pengamatan sendiri dari rata-rata hitung sampel, didapatkan _ dengan menghitung selisih setiap nilai X dan rata rata hitung X

kemudian menjumlahkan selisih dan membagi jumlahnya dengan jumlah sampel untuk mendapatkan rata-rata.

-- Σ Xi - X d = ------------ N

4. Simpangan baku adalah akar kuadrat dari rata-rata simpangan, biasanya digunakan dalam banyak sampel dan data. Sebagai contoh dalam pengukuran berat dari isi beberapa ribu dan juta kapsul (makin kecil simpangan baku makin tepat pengerjaan peracikan).

-- Σ( Xi – X)2

s = √ ------------ N untuk sampel kecil : --

Σ( Xi – X)2

s = √ ------------

N-1 Ahli statistik berpendapat bahwa kesalahan secara kebetulan

untuk68 % semua hasil adalah akan berkurang satu simpangan baku,untuk 95,5% dengan ± 2 simpangan baku, dan 99,7 % dengan ±

3simpangan baku.

5.Perbedaan antara sampel rata-rata hitung dan nilai sebenarnya memberikan ukuran ketelitian dalam suatu data dan dikenal sebagai kesalahan rata-rata.

E = 1,0- 0,98 = + 0,02 gr Tanda positif menunjukan bahwa nilai sebenarnya

lebih besar dari nilai rata-rata.

Dari data pada slide hal 21……Maka simpangan baku dapat dihitung: 0,00362S = √ ----------- = 0,078 gr (7-1)

Dengan ketentuan ± 2 simpangan baku, farmasi berharap secara

kasar 90 % sampai 95% nilai sampel akan jatuh dengan ± 0,156 gr .

Kesepakatan dalam membiarkan kesalahan 5% dalam pengerjaan

penimbangan dan pengukuran hanya didasarkan pada prosedurpengamatan semata, sehingga kesalahan yang tidak lebih besar

dari0,5% sampai 1% merupakan batas yang dikehendaki dan masukakal.

Simpangan bakuMakin kecil nilai simpangan baku atau simpangan

rata-ratamakin tepat pengerjaan peracikan. Dalam mengisikapsul, ketepatan adalah ukuran kemampuan ahli

farmasiuntuk memasukkan obat dengan jumlah sama

dalam setiapkapsul dan untuk mengulangi hasilnya pada

pengerjaanberikutnya.

ANALISIS GARIS REGRESI

DATA dalam slide hal 16 secara jelas menunjukan adanya hubungan

garis antara indeks bias dan volume dalam % CCL4 dalam benzen.

Garis lurus yang menghubungkan secara nyata semua titik dapat

digambarkan dengan mudah dengan menghubungkan titik-titik

dengan sebuah mistar dan menghasilkan garis yang meyakinkan.

Akan tetapi jika data diplot dalam kertas grafik

Penghamburan penggambaran garis secara analisis tidak

terlihat.

Analisis regresi linear diperlukan jika kita mempunyai data yang terdiri atas duaatau lebih variabel, sewajarnya adalah untuk mempelajari bagaimana variabel variabel tersebut berhubungan. Hubungan yang didapat padaumumnyadinyatakan dalam bentuk persamaan matematika yang menyatakan hubunganfungsional antara variabel-variabel.

Dua jenis variabel yaitu variabel bebas atau variabel prediktor dan variabel tak bebas atau variabel respon. Variabel yang mudah didapat atau tersedia sering dapat digolongkan sebagai variabel bebas sedangkan variabel yang terjadi karena variabel bebas itu adalah variabel tidak bebas

Langkah penentuan apakah data cocok untuk sebuah garis lurus?

1. Menghitung koefisien relasi -- -- Σ( X – X)2 (Y – Y) 2

r = ----------------------------- -- -- √ Σ( X – X)2 Σ (Y – Y) 2

Jika diantara kedua variabel ini ada hubungan yang pasti, yaitu hubungan garis

lurus, maka r =1 .

•

(X) Konsentrasi CCl4 (volume %)

(Y) Indeks bias

10,0 1,497

25,0 1,491

33,0 1,488

50,0 1,481

60,0 1,477

10,0

25,0

33,0

50,0

60,0

1,465

1,470

1,475

1,480

1,485

1,490

1,495

1,500

INDEKS BIAS

2. Menghitung kemiringan garis (Koefisien regresi ), (slope)

--- --- Σ(x – x) (y – y )

b = ------------------------------ --- Σ(x - x)2 b adalah koefisien regresi / slope, dengan memasukan

harga b pada persamaan dibawah ini kita mendapatkan intersep (a).

--- --- y = a + b (x – x)

X ---(X – X)

--- (X - X)2 Y

---(Y – Y)

---(Y – Y)2

--- ---(X – X)-(Y-Y)

10,0 -26,0 676,0 1,497 + 0,011

0,000121 -0,286

26,0 -10,0 100,0 1.493 + 0,007

0,000049 -0,070

33,0 -3,0 9,0 1,485 - 0,001 0,000001 +0,003

50,0 + 14,0 196,0 1,478 - 0,008 0,000064 -0,112

61,0 +25,0 625,0 1,477 - 0,009 0,000081 -0,225

Σ = 180,0

Σ = 0 Σ = 1606,0

Σ = 7,430

Σ = 0 Σ = 0,000316

Σ = -0,693

---X = 36,0

----Y =

1,486

- 0,693 r = ----------------------- = - 0,97 √ 1606,0 x 0,000316

- 0,693 b = ----------------------- = -4,315 x 10-4

1606,0Intersep pada sumbu y = 1,486 -4,315 x 10-4 (0 –

36)= + 1,502Maka jika x = 10Y = 1,486 -4,315 x 10-4 (10 – 36) = 1,486 -4,315 x 10-4 (– 26) = 1,497

TERIMA KASIH

FARMASI FISIKA (KULIAH 2)WUJUD ZATTiga macam wujud zat adalah Gas, Cair dan padatan. Molekul, atom dan iondalam wujud padatan terikat berdekatan oleh gaya antarmolekular,

antaratomatau antarion.

Partikel padatan hanya dapat bergerak disekitar tempat tertentu, apabilatemperatur zat padat naik, partikel membutuhkan energi yang cukup untukmemecahkan susunan kisi-kisi yang teratur dan berubah menjadi bentuk

cairan.Jika sejumlah energi yang cukup diberikan lagi, molekul akan berubah

menjadibentuk gas. Padatan dengan tekanan uap tinggi, seperti iodium dan kamfer,

dapatberubah langsung dari bentuk padat ke bentuk gas tanpa pencairan. Proses

inidikenal dengan proses sublimasi, sedangkan proses sebaliknya adalah

kondensasiyaitu kembali kebentuk padat.

GASGas bergerak dengan gerakan yang kuat dan cepat,

molekul gasbergerak dalam arah yang tidak beraturan,seringkalibertumbukan satu sama lain dan bertumbukan dengandidinding wadah dimana gas tersebut ditempatkan.

Sehingga gasmenghasilkan tekanan yaitu gaya persatuan luas

dinyatakandalam dyne percm2.

Hukum-hukum gas disusun oleh Boyle, Charles dan Gay lussac, persamaan dalam hukum gas adalah P1V1 = P2V2-------- ------- T1 T2

CONTOH SOALDalam penentuan spiritus etilnitrit, gas oksida nitrat yang

dibebaskan darispiritus dikumpulkan pada sebuah buret gas dengan volume

30,0ml padatemperatur 200C dan tekanan 740 mm Hg. Berapakah volumenya

pada 00C dan760 mm Hg? (TEMPERATUR NOL DERAJAT CELCIUS = 273,16

KELVIN)

740 x 30,0 760 x v2----------- = ------------273+20 273

V2 = 27,2 ml

Dalam persamaan PV/T pada keaadaan pertama sama dengan PV/T pada keadaan

kedua dan seterusnya, sehingga walaupun P,V dan T berubah perbandingan PV/T

adalah konstan dan dapat dinyatakan secara :

PV/T =R ----- PV = RT

Dimana R adalah harga tetapan untuk perbandingan PV/T . Persamaan ini hanya

untuk 1 mol gas (yaitu 1 gr berat molekul); untuk n molekul menjadi :

PV = nRT

Volume gas ideal yaitu 1 mol gas ideal pada keadaan temperatur dan tekanan

standar yaitu pada 00C dan 760 mm Hg adalah 22,414 liter.PV = nRT1 atm x 22,414 liter = 1 mol x R x 273,16 KR = 0,08205 liter atm/mol derajat

Tetapan gas molar (R) dapat juga diberikan dalam satuan energi denganmengganti satuan tekanan dalam dyne/cm2 (1 atm = 1,0133 x 106

dyne/cm2) danvolume dalam satuan cm3 = 22,414 cm3,,,

Maka ; R=PV/T R= (1,0133 x 106) x 22,414 : 273,16 = 8,314 x 107 erg/mol derajat

Karena 1 joule = 107erg maka R = 8,314 joule/mol derajat

Tetapan dapat juga dinyatakan dalam kal/mol derajat dengan menggunakan

kesetaraan 1 kal = 4,184 joule.R = 8,314 joule/mol derajat : 4,184 joule/kal = 1,987 kal/mol derajat

Dalam soal mengenai hukum gas, R biasanya dinyatakan dalam liter atm/mol

derajat, sedangkan dalam perhitungan termodinamika biasanya dipakai dalam

satuan kal/mol derajat atau joule/mol derajat.

Contoh Soal # Berapa volume 2 mol gas ideal pada 250C dan tekanan 780 mm

Hg? (780 mm /760 mm atm-1) x V = 2 mol x (0,08205 liter atm/mol

derajat) X298kV = 47,65 liter.

Berat molekul kira-kira dari suatu gas dapat ditentukan denganmenggunakan hukum gas ideal. Jumlah mol gas diganti dengan

g/M, dimanag adalah berat gas dalam gram dan M adalah berat Molekul.

g PV = ---- RT M

M = gRT/PV

Contoh soal # Jika 0,30 g etil alkohol dalam bentuk uap mempunyai volume

200 ml dengan tekanan 1 atm dan temperatur 1000C, berapakah berat molekul etil alkohol?

Jawab : 0,30 x 0,0082 x 373 K M =------------------------ 1 x 0,2 = 46,0

B A

padat cair

p1 ------------------------------------------------------------ E

P2 ------------------------------------------------------------D

------------------------------------- O UAP 4,58 mm 0,00980

C

t 3 t 2 t 1 TEMPERATUR 0 C (DIAGRAM FASE AIR)

# Kurva OA sebagai kurva tekanan uap, batas tertinggi adalah temperatur kritik, untuk air 374 derajat celcius, dan ujung bawahnya berakhir pada suhu 0,0098 derajat celcius disebut titik triple. Sepanjang kurva tekanan uap, uap dan cairan berada dalam kesetimbangan.

# Kurva OC adalah kurva sublimasi, pada kurva ini uap dan padat berada dalam kesetimbangan.

# Kurva OB adalah titik leleh, pada kurva ini cairan dan padatan dalam kesetimbangan., kemiringan OB yang negatif menunjukan bahwa titik beku air turun dengan naiknya tekanan dari luar.

Dalam diagram jika temperatur dijaga konstan pada t1 , dimana air berada

dalam wujud gas diatas temperatur kritik, tidak perduli berapapunkenaikannya sistem tetap berada dalam wujud gas.

Pada temperatur t2 di bawah temperatur kritik, uap air berubah menjadi cair

dengan naiknya tekanan.

AEROSOL# Gas dapat dicairkan dengan menaikkan tekanan, dengan

temperatur dibawah temperatur kritik. Jika tekanan dikurangi maka cairan berubah ke wujud gas. Perubahan wujud bolak-balik ini merupakan prinsip dasar yang digunakan dalam penyiapan sediaan aerosol.

# Dalam aerosol, obat dilarutkan atau disuspensikan di dalam propellant, propellant adalah suatu bahan yang cair di bawah tekanan yang terdapat dalam wadah tetapi membentuk gas di bawah kondisi atmosfer normal.

# Wadah aerosol dirancang sedemikian rupa, sehingga dengan menekan katub, beberapa campuran popellant obat diusir karena kelebihan tekanan didalam wadah. Jika obat tidak mudah menguap, ia membentuk semprotan halus ketika meninggalkan lubang katup dan pada saat yang sama propellant cair menguap.

# Wadah diisi dengan cara mendinginkan propelan dan obat bersama-sama dalam wadah pada temperatur rendah, kemudian ditutup dengan katup, atau dengan cara memasukkan dan menutup obat dalam wadah pada temperatur kamar kemudian mendorong sejumlah propelan yang dibutuhkan dalam wadah tersebut dengan tekanan.

ZAT PADATZAT padat dibagi menjadi dua kategori1. Zat padat kristalen; seperti es, natrium klorida dan mentol adalah

zat padat dimana satuan-satuan strukturalnya tersusun dalam pola-pola geometrik tertentu atau yang dinamakan dengan kisi.Zat padat kristalen mempunyai titik lebur tertentu, terlihat tajam diantara keadaan padat dan keadaan cairnya.

2. Zat padat amorf ; meskipun mempunyai persamaan dengan zat padat kristalen dalam berbagai ciri-cirinya seperti bentuk tertentu, keras, rapuh, tetapi tidak tersusun dalam suatu konfigurasi tertentu. Berdasarkan hal ini sebenarnya zat padat amorf tidak dianggap sebagai zat padat sejati melainkan dianggap sebagai zat cair yang mempunyai viskositas tinggi, dihasilkan dari zat cair yang dilewat dinginkan dimana molekul-molekulnya tersusun secara acak seperti dalam keadaan cair. Zat-zat seperti gelas, karet alam dan plastik-plastik sintetis. Zat padat amorf cenderung mengalir jika diberi tekanan cukup dalam periode waktu tertentu dan tidak mempunyai titik lebur yang pasti.

Molekul-molekul, atom-atom, dan ion-ion dalam keadaan padat dapat tersusun berdekatan satu sama lain diikat oleh gaya-gaya intermolekuler, interatomik dan ionik. Zat padat memiliki volume dan bentuk tertentu. Bentuk tertentu ini disebabkan karena satuan-satuan strukturnya dibatasi oleh posisi kesetimbangan tertentu didalam kristalnya.

Jika temperatur zat padat dinaikan, maka susunan satuan-satuan strukturnya memiliki cukup energi untuk meninggalkan susunan kisinya secara teratur dan berubah menjadi cair.

Akhirnya jika energi diberikan lagi maka molekul-molekulnya akan berubah menjadi gas.

KRISTALOGRAFIIlmu pengetahuan yang mempelajari tentang ukuran (geometri),

sifat-sifat danStruktur kristal dan zat padat kristalen. Kristalografi geometrik

berkepentingandengan susunan bidang-bidang dan bentuk geometri kristal. Yang

didasarkanatas hukum fundamental :

1. Hukum kekonstanan sudut interfasial untuk suatu zat tertentu, bidang-bidang yang membentuk

permukaan luar kristalnya selalu berpotongan pada suatu sudut tertentu dan sudut tersebut akan tetap konstan meski bagaimanapun permukaan kristal berkembang.

2. Hukum simetri menyatakan bahwa semua kristal dari zat yang sama tentu

mempunyai unsur-unsur simetri yang sama.

ADA TUJUH SISTEM KRISTAL1. Kubik : ketiga sumbu saling tegak lurus, satuan jarak a=b=c

(NaCl, KCl, Berlian).2. Tetragonal : ketiga sumbu saling tegak lurus, hanya dua yang

sama panjang. Satuan jarak a=b=c (urea, kassiterit)3. Heksagonal : dua sumbu sama panjang dalam satu bidang

membentuk sudut 120 derajat satu sama lain, dan sumbu ketiga tegak lurus pada sumbu-sumbu tersebut dan panjangnya tidak sama. Satuan jarak a=b=c (iodoform, ZnO, Mg)

4. Rombohedral : ketiga sumbu sama panjang, dengan sudut semua sama tapi besarnya 90 derajat (CaCO3, NaNO3)

5. Ortorombik : ketiga sumbu saling tegak lurus, tapi panjangnya tidak sama (iodium, Br2, PbCO3, BaSO4)

6. Monoklinik : ketiga sumbu tidak sama, dua sumbu saling tegak lurus, yang ketiga membentuk sudut dengan kedua sumbu tersebut yang besarnya tidak 90 derajat (sukrosa, Na2SO4. 10 H2O)

7. Triklinik : ketiga sumbu tidak sama panjang, semua membentuk sudut pada sudut yang tidak sama dengan 90 derajat. (H3BO3, K2Cr2O7)

# KRISTALISASIZat cair murni jika didingikan pada tekanan konstan akan mengalami penurunan dalam energi translasional rata-rata dari molekulnya. Temperaturnya akan turun sampai pada titik bekunya. Pada temperatur ini, gaya tarik menarik dari molekul-molekulnya sudah cukup besar untuk melawan energi translasionalnya dan molekul-molekul tersebut dipaksa untuk menyusun dirinya dalam suatu konfigurasi atau pola geometrik tertentu.pola geometrik itu bersifat karakteristik untuk setiap zat, pada saat pola geometrik tersusun dikatakan terjadi kristalisasi.

Temperatur dimana zat cair murni berubah menjadi zat padat dinamakan titik beku.

# PELEBURAN Kebalikan dari kristalisasi adalah fusi atau

peleburan. Jika zat padat murni dipanaskan, maka energi vibrasional rata-ratanya (energi getaran rata-ratanya) akan bertambah sampai pada titik leburnya. Pada temperatur ini, sudah ada beberapa partikel yang mempunyai energi vibrasi cukup besar untuk melawan gaya-gaya yang membatasi ruang geraknya sehingga meninggalkan konfigurasi geometriknya dan dikatakan zat padat tersebut mulai melebur.

- Jumlah panas yang diabsorpsi pada waktu peleburan dari 1 mol zat padat menjadi 1 mol zat cair dinamakan panas peleburan.

- Temperatur dimana zat padat murni berubah menjadi zat cair dinamakan titik lebur.

# POLIMORFISMEKebanyakan zat padat terdapat dalam bentuk kristalen tunggal, namun ada beberapa zat, seperti karbon atau belerang, terdapat dalam lebih dari satu modifikasi zat atau mengalami perubahan bentuk kristalen jika dipanaskan atau diberi tekanan. Eksistensi suatu zat dalam lebih dari satu modifikasi dikenal sebagai polimorfisme.

contoh : bentuk sulfur rombik dan sulfur monoklinik, oleum cacao.

# OLEUM CACAO- Oleum cacao adalah lemak alam yang bersifat

polimorfik. Terdiri dari gliserida tunggal (monogliserida), melebur pada jarak temperatur yang sempit (34 s/d 36 derajat). Oleum cacao dapat terjadi dalam 4 bentuk poliforfik, yaitu bentuk gamma yang tidak stabil melebur pada 18 derajat, bentuk alfa melebur pada 22 derajat, bentuk beta aksen melebur pada 28 derajat dan bentuk beta stabil pada 34,5 derajat.

- RIEGELMAN menunjukan adanya hubungan antara polimrfisme dam pembuatan suppositoria dari oleum cacao. Jika oleum cacao dipanaskan sampai pada titik dimana melebur sempurna(kurang lebih 35 derajat) maka inti kristal beta stabil akan rusak dan massanya tidak akan dapat mengkristal sampai dilewatjenuhkan hingga kurang lebih 15 derajat kristal yang mula-mula terbentuk adalah kristal gamma kemudian kristal alfa dan kristal beta aksen, dan suppositoria meleleh pada 22-24 derajat.

- Metoda pembuatan yang benar adalah melelehkan oleum cacao pada temperatur 33 derajat, massanya sudah cukup cair untuk dapat dituang namun inti bentuk beta stabil nya tidak rusak, selanjutnya massa tersebut didinginkan dalam cetakan, maka akan didapatkan suppositoria yang stabil terdiri dari kristal-kristal beta dan melebur pada 34,5 derajat.

R/ SOL H2O2 3 % 100 ml S. b dd gtt v ods

WFI 25 ml OTSUKA

ZAT CAIR- Jika energi panas ditambahkan pada suatu zat padat

maka energikinetik dari molekul-molekul atau ion-ion yang mendudukikonfigurasi geometrik zat padat tersebut bertambah. Partikel-partikel tersebut (molekul-molekul atau ion-ion) akan bergerak lebih cepat sehingga akhirnya gaya tarik-menarik tidak lagi mampu mengikat mereka dalam konfigurasi geometrik yang mengakibatkan zat padat tersebut kemudian meleleh, berubah menjadi zat cair.

- Dalam suatu zat cair gaya tarik-menarik antar molekulnya cukup kuat untuk membatasi molekul-molekul tersebut bergerak dalam suatu volume tertentu, tetapi tidak cukup kuat untuk menyebabkan molekul-molekul itu dapat mengatur diri dalam posisi tertentu, sehingga bebas bergerak yang memungkinkan zat cair dapat mengalir.

DIFUSI- Jika dua macam zat cair bercampur, molekul-molekul zat cair yang

satu akan berdifusi melalui molekul-molekul zat cair lainnya dengan kecepatan yang jauh lebih kecil daripada dua gas yang dicampurkan. (contoh adalah jika diteteskan sejumlah volume kecil tinta kedalam air).

- Difusi terjadi karena molekul-molekul kedua zat cair mampu bergerak didalam wadah.

Tegangan Permukaan- Molekul zat cair dipengaruhi oleh molekul tetangganya, molekul yang

ada dipermukaan zat cair tidak dikelilingi seluruhnya oleh molekul tetangganya dan dia hanya mengalami gaya tarik menarik dari molekul-molekul disamping dan dibawahnya. Sehingga molekul yang berada dipermukaan zat cair hanya mengalami gaya tarik menarik dari arah dalam zat cair yang menyebabkan molekul-molekul permukaan tersebut ditarik tenggelam.

- Situasi yang paling stabil terjadi jika jumlah molekul yang mengalami gaya tarik menarik pada permukaan zat cair mencapai suatu kondisi dimana luas daerah permukaan zat cair sekecil mungkin, sehingga kecenderungan zatcair untuk memperkecil daerah permukaan dapat digunakan untuk menerangkan mengapa air menggerombol menjadi noktah-noktah air bila diulaskan pada permukaan padat yang licin bersih, tetesan air hujan .

TERIMA KASIH