farmasi fisika kelarutan

KELARUTAN

I. Tujuan

1. Menerapkan faktor-faktor yang mempengaruhi kelarutan suatu zat

2. Menjelaskan pengaruh pelarut campur terhadap kelarutan zat

II. Dasar Teori

Kelarutan suatu senyawa bergantung pada sifat fisika dan kimia zat terlarut dan

pelarut, juga bergantung pada faktor temperatur, tekanan, pH larutan, dan untuk jumlah

yang lebih kecil, bergantung pada terbaginya zat terlarut. Kelarutan didefinisikan dalam

besaran kuantitatif sebagai konsentrasi zat terlarut dalam larutan jenuh pada temperature

tertentu, sedangkan secara kualitatif didefinisikan sebagai interaksi spontan dari dua atau

lebih zat untuk membentuk dispersi molekuler homogen.

Larutan jenuh adalah suatu larutan dimana zat terlarut berada dalam kesetimbangan

dengan fase padat (zat terlarut). Larutan tidak jenuh atau larutan hamper jenuh adalah suatu

larutan yang mengandung zat terlarut dalam konsentrasi di bawah konsentrasi yang

dibutuhkan untuk penjenuhan sempurna pada temperatur tertentu. Larutan lewat jenuh

adalah suatu larutan yang mengandung zat terlarut dalam konsentrasi lebih banyak dari yang

seharusnya ada pada temperatur tertentu.

Kelarutan dapat digambarkan secara benar dengan menggunakan aturan fase Gibbs

yang dinyatakan sebagai berikut.

F = C – P + 2

F adalah jumlah derajat kebebasan, yaitu jumlah variable bebas (biasanya temperature,

tekanan, dan konsentrasi) yang harus ditetapkan untuk menentukan system secara sempurna.

C adalah jumlah komponen terkecil yang cukup untuk menggambarkan komponen kimia

dari setiap fase. P adalah jumlah fase.

Kelarutan obat dapat dinyatakan dalam beberapa cara. Menurut U.S. Pharmacopeia

dan National Formulary, definisi kelarutan obat adalah jumlah mL pelarut dimana akan larut

1 gram zat terlarut. Kelarutan secara kuantitatif juga dinyatakan dalam molalitas, molaritas,

dan persentase. Untuk zat yang kelarutannya tidak diketahui secara pasti, harga kelarutannya

digambarkan dengan menggunakan istilah umum tertentu seperti table berikut.

Istilah Bagian Pelarut yang Dibutuhkan untuk 1

Bagian Zat Terlarut

Sangat mudah larut Kurang dari 1 bagian

Mudah larut 1 - 10 bagian

Larut 10 – 30 bagian

Agak sukar larut 30 – 100 bagian

Sukar larut 100 – 1.000 bagian

Sangat sukar larut 1.000 – 10.000 bagian

Praktis tidak larut Lebih dari 10.000 bagian

Kelarutan obat sebagian besar disebabkan oleh polaritas dari pelarut, yaitu oleh

momen dipolnya. Pelarut polar melarutkan zat terlarut ionik dan zat polar lain. Kemampuan

zat terlarut membentuk ikatan hidrogen merupakan faktor yang jauh lebih berpengaruh

dibandingkan dengan polaritas yang direfleksikan dalam dipole momen yang tinggi. Dapat

disimpulkan bahwa pelarut polar bertindak sebagai pelarut menurut mekanisme berikut :

Karena tingginya tetapan dielektrik, pelarut polar mengurangi gaya tarik-menarik antara

ion dalam Kristal yang bermuatan berlawanan.

Pelarut polar memecahkan ikatan kovalen dari elektrolit kuat dengan reaksi asam basa

karena pelarut ini amfiprotik.

Pelarut nonpolar tidak dapat mengurangi gaya tarik-menarik antara ion-ion elektrolit

kuat dan lemah karena tetapan dielektrik yang rendah. Pelarut nonpolar juga tidak dapat

memecah ikatan kovalen dan elektrolit yang berionisasi lemah karena pelarut nonpolar

termasuk dalam golongan pelarut aprotik, dan tidak dapat membentuk jembatan hidrogen

dengan nonelektrolit. Oleh karena itu, zat terlarut ionik dan polar tidak larut atau hanya

sedikit larut dalam pelarut nonpolar.

Suatu sediaan obat yang diberikan secara oral di dalam saluran cerna harus mengalami

proses pelepasan dari sediaannya dan kemudian zat aktif akan melarut untuk selanjutnya

diabsorbsi. Proses pelepasan zat aktif dari sediaannya dan proses pelarutannya sangat

dipengaruhi oleh sifat-sifat kimia dan fisika zat terlarut serta formulasi sediaannya. Salah

satu sifat zat aktif yang penting untuk diperhatikan adalah kelarutan karena pada umumnya,

zat baru diabsorbsi setelah terlarut dalam cairan saluran cerna. Oleh karena itu, salah satu

usaha untuk meningkatkan ketersediaan hayati suatu sediaan adalah dengan menaikkan

kelarutan zat aktifnya.

Faktor-faktor yang dapat mempengaruhi kelarutan suatu zat, antara lain :

pH

Suhu

Jenis pelarut

Bentuk dan ukuran partikel zat

Konstanta dielektrik bahan pelarut

Adanya zat-zat lain seperti surfaktan, pembentuk kompleks, ion sejenis, dll.

Konstanta dielektrik adalah suatu besaran tanpa dimensi dan merupakan rasio antara

kapasitas elektrik medium (Cx) terhadap vakum (Cv). Dirumuskan sebagai berikut.

Besarnya konstanta dielektrik, menurut Moore, dapat diatur dengan menambahkan

bahan pelarut lain. Tetapan dielektrik suatu campuran bahan pelarut merupakan hasil

penjumlahan tetapan dielektrik masing-masing sesudah dikalikan dengan % volume setiap

komponen pelarut.

Adakalanya suatu zat lebih mudah larut dalam pelarut campuran dibandingkan dengan

pelarut tunggalnya. Fenomena ini dikenal dengan istilah co-solvency. Bahan pelarut di

dalam pelarut campur yang mampu meningkatkan kelarutan zat disebut co-solvent. Etanol,

gliserin, dan propilen glikol merupakan contoh-contoh co-solvent yang umum digunakan

dalam bidang farmasi, khususnya dalam pembuatan sediaan eliksir.

III. Alat dan Bahan

A. Alat

Kertas saring

Erlenmeyer

Alat pengocok orbital

Timbangan

Batang pengaduk

Corong

Buret

Pipet tetes

Tabung reaksi

B. Bahan

Asam salisilat

Air

Etanol

Propilen glikol

Larutan NaOH 0,1 N

Phenolphtalein

IV. Prosedur Percobaan

1. Dibuat 10 mL campuran bahan pelarut seperti yang tertera pada tabel berikut.

Air (% v/v) Alkohol (% v/v) Propilen glikol (% v/v)

60 0 40

60 5 35

60 10 30

60 15 25

60 30 10

60 35 5

60 40 0

2. Asam salisilat sebanyak 1 gram dilarutkan ke dalam masing-masing campuran pelarut.

3. Larutan dikocok dengan alat pengocok orbital selama 2 jam. Jika ada endapan yang larut

selama pengocokan, ditambahkan lagi asam salisilat sampai diperoleh larutan yang

jenuh kembali.

4. Larutan disaring.

5. Kadar asam salisilat yang larut ditentukan dengan cara titrasi asam basa dengan pentiter

larutan NaOH 0,1 N dan indikator phenolphtalein.

6. Dibuat kurva antar kelarutan asam salisilat dengan harga konstatnta dielektrik bahan

pelarut campur yang ditambahkan.

V. Hasil dan Perhitungan

A. Hasil Pengamatan

Terlampir

B. Perhitungan

1. Molaritas NaOH

Diketahui : Normalitas NaOH = 0,1 N

Ditanyakan : Molaritas NaOH…….?

Perhitungan :

Molar

2. Kadar asam salisilat

Percobaan I

Diketahui : V NaOH = 4,3 mL

M NaOH = 0,1 M

V asam salisilat = 5 mL

Ditanyakan : Kadar asam salisilat…….?

Perhitungan :

V NaOH x M NaOH = V asam salisilat x M asam salisilat

4,3 mL x 0,1 M = 5 mL x M asam salisilat

M asam salisilat = 0,086 M

Percobaan II


M NaOH = 0,1 M



Perhitungan :


4,0 mL x 1 M = 5 mL x M asam salisilat


Percobaan III


M NaOH = 0,1 M



Perhitungan :




Percobaan IV


M NaOH = 0,1 M



Perhitungan :




Percobaan V


M NaOH = 0,1 M



Perhitungan :




Percobaan VI


M NaOH = 0,1 M



Perhitungan :




Percobaan VII


M NaOH = 0,1 M



Perhitungan :




3. Konstanta dielektrik (ε) masing-masing pelarut dalam pelarut campuran

a. Konstanta dielektrik air dalam pelarut campur

Pada percobaan I – VII

Diketahui : ε air = 80,4

V air = 60 (% v/v)

Ditanyakan : ε air dalam pelarut campur…….?

Perhitungan :

ε air dalam pelarut campur = ε air × % v/v air

=

= 48,24

b. Konstanta dielektrik etanol

Percobaan I

Diketahui : ε etanol = 25,7

V etanol = 0 (% v/v)

Ditanyakan : ε etanol dalam pelarut campur…….?

Perhitungan :

ε etanol dalam pelarut campur = ε etanol × % v/v etanol

= 25,7 ×

= 0

Percobaan II




Perhitungan :


= 25,7 ×

= 1,285

Percobaan III




Perhitungan :


= 25,7 ×

= 2,57

Percobaan IV




Perhitungan :


= 25,7 ×

= 3,855

Percobaan V




Perhitungan :


= 25,7 ×

= 7,71

Percobaan VI




Perhitungan :


= 25,7 ×

= 8,995

Percobaan VII




Perhitungan :


= 25,7 ×

= 10,28

c. Konstanta dielektrik propilen glikol

Percobaan I

Diketahui : ε propilen glikol = 50

V propilen glikol = 40 (% v/v)

Ditanyakan : ε propilen glikol dalam pelarut campur…….?

Perhitungan :

ε propilen glikol dalam pelarut campur = ε × % v/v

= 50 ×

= 20

Percobaan II




Perhitungan :


= 50 ×

= 17,5

Percobaan III




Perhitungan :


= 50 ×

= 15

Percobaan IV




Perhitungan :


= 50 ×

= 12,5

Percobaan V




Perhitungan :


= 50 ×

= 5

Percobaan VI




Perhitungan :


= 50 ×

= 2,5

Percobaan VII




Perhitungan :


= 50 ×

= 0

4. Konstanta dielektrik pelarut campur

Percobaan ε air ε etanol ε propilen ε pelarut campur

Ke- glikol (ε air + ε etanol + ε propilen glikol)

1 48,24 0 20 68,24

2 48,24 1,285 17,5 67,025

3 48,24 2,57 15 65,81

4 48,24 3,855 12,5 64,595

5 48,24 7,71 5 60,95

6 48,24 8,995 2,5 59,735

7 48,24 10,28 0 58,52

VI. Pembahasan

Pada praktikum ini, dilakukan uji kelarutan untuk menerapkan faktor-faktor yang

mempengaruhi kelarutan suatu zat dan menjelaskan pengaruh pelarut campur terhadap

kelarutan zat.

Kelarutan suatu senyawa bergantung pada sifat fisika dan kimia zat terlarut dan

pelarut. Selain itu, juga bergantung pada faktor temperatur, tekanan, pH larutan, dan untuk

jumlah yang lebih kecil, bergantung pada terbaginya zat terlarut. Salah satu sifat fisika yang

mempengaruhi kelarutan adalah konstanta dielektrik pelarut. Konstanta dielektrik adalah

suatu besaran tanpa dimensi yang merupakan rasio antara kapasitas elektrik medium (Cx)

terhadap vakum (Cv). Konstanta dielektrik dapat dirumuskan sebagai berikut.

Konstanta dielektrik berhubungan dengan kepolaran suatu zat. Zat yang memilki

konstanta dielektrik dengan nilai yang tinggi merupakan zat yang bersifat polar. Sebaliknya,

zat yang konstanta dielektriknya rendah merupakan senyawa nonpolar. Senyawa yang

Bahan yang digunakan dalam percobaan ini adalah asam salisilat sebanyak 1 gr. Pelarut

yang digunakan merupakan pelarut campur sebanyak 10 mL yang terdiri dari air, alcohol,

dan propilen glikol. Pelarut campur dibuat dalam tujuh komposisi yang berbeda-beda seperti

pada tabel berikut.

Air (% v/v) Alkohol (% v/v) Propilen glikol (% v/v)

60 0 40

60 5 35

60 10 30

60 15 25

60 30 10

60 35 5

60 40 0

Pada suatu campuran pelarut, tetapan dielektrik campuran merupakan hasil

penjumlahan tetapan dielektrik masing-masing bahan pelarut sesudah dikalikan dengan %

volume setiap komponen pelarut. Sehingga, dari komposisi pelarut yang digunakan dalam

pelarut campur, konstanta dielektrik dari pelarut campur dapat ditentukan. Berdasarkan

perhitungan, konstanta dielektrik masing-masing pelarut campur dapat dilihat pada tabel

berikut.

Percobaan Ke- Konstanta dielektrik pelarut campuran

1 68,24

2 67,025

3 65,81

4 64,595

5 60,95

6 59,735

7 58,52

Uji kelarutan dilakukan dengan melarutkan 1 gram asam salisilat ke dalam masing-

masing pelarut. Ternyata, asam salisilat tidak mampu melarut ke dalam pelarut campuran.

Oleh karena itu, larutan kemudian dilarutkan menggunakan pengocok orbital selama 2 jam.

Larutan yang diperoleh disaring dengan kertas saring. Dari masing-masing larutan yang

diperoleh, diambil sebanyak 5 mL larutan. Selanjutnya, kadar asam salisilat ditentukan

dengan titrasi asam basa menggunakan pentiter NaOH 0,1 N dan indicator phenolphthalein.

Masing-masing larutan ditambahkan 3 tetes phenolphthalein dan dilakukan titrasi. Titrasi

dilakukan sampai terjadi perubahan warna larutan dari bening menjadi merah muda.

Volume NaOH yang diperlukan untuk menitrasi asam salisilat adalah seperti yang

tertera pada tabel berikut.

Percobaan Ke- Volume NaOH (mL)

1 4,3

2 4,0

3 4,3

4 4,7

5 5,8

6 8,6

7 9,6

Dari hasil perhitungan diperoleh konsentrasi asam salisilat dalam masing-masing

larutan adalah sebagai berikut.

Percobaan Ke- Konsentrasi asam salisilat (M)

1 0,086

2 0,08

3 0,086

4 0,094

5 0,106

6 0,172

7 0,192

Berdasarkan konsentrasi asam salisilat yang diperoleh, dapat ditentukan hubungan

antara konsentrasi asam salisilat dengan konstanta dielektrik dari pelarut campur. Hubungan

antara konsentrasi asam salisilat dengan konstanta dielektrik dari pelarut campur terlihat

pada grafik berikut.

Dari grafik di atas terlihat bahwa semakin rendah konstanta dielektrik pelarut campur

yang digunakan, semakin besar konsentrasi asam salisilat yang dapat larut di dalamnya. Hal

ini disebabkan karena asam salisilat sukar larut dalam air, namun mudah larut dalam etanol.

Sehingga, semakin banyak jumlah etanol dalam pelarut campur, semakin besar konsentrasi

asam salisilat yang dapat larut di dalamnya. Konstanta dielektrik etanol memiliki nilai yang

rendah sehingga semakin besar jumlah etanol dalam pelarut campur, semakin rendah

konstanta dielektrik dari pelarut campuran. Oleh sebab itu, semakin rendah konstanta

dielektrik dari pelarut campur, semakin besar kelarutan asam salisilat.

VII. Kesimpulan

1. Secara kuantitatif, kelarutan merupakan konsentrasi zat terlarut dalam larutan jenuh pada

temperatur tertentu, sedangkan secara kualitatif didefinisikan sebagai interaksi spontan

dari dua atau lebih zat untuk membentuk dispersi molekuler homogen.

2. Konstanta dielektrik pelarut merupakan salah satu faktor yang mempengaruhi kelarutan

suatu zat dalam suatu pelarut.

3. Penggunaan pelarut campur dapat memperbesar kelarutan suatu zat.

4. Konsentrasi asam salisilat yang larut dalam pelarut campur yang diperoleh dari

percobaan adalah :

Percobaan

Ke-

Konstanta dielektrik pelarut

campuran

Konsentrasi asam

salisilat (M)

1 68,24 0,086

2 67,025 0,08

3 65,81 0,086

4 64,595 0,094

5 60,95 0,106

6 59,735 0,172

7 58,52 0,192

5. Semakin banyak jumlah etanol dalam pelarut campur, semakin besar kelarutan asam

salisilat.

6. Semakin rendah konstanta dielektrik pelarut campur yang digunakan, semakin besar

konsentrasi asam salisilat yang dapat larut di dalamnya.

farmasi fisika kelarutan

Documents