BAB I

PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Di bidang farmasi, seringkali terhubung dengan fenomena-fenomena yang terkait

dengan reaksi kimia maupun fisika. Untuk mempelajari salah satu kaitan tersebut, ahli

farmasi mempelajari Farmasi Fisika. Ilmu inilah yang memuat hubungan farmasi dalam

konsep dunia fisika. Salah satu fenomena fisika yang kerap muncul yaitu fenomena yang

berhubungan dengan larutan.

Secara global, larutan telah banyak dikenal semua kalangan dan dapat ditemui dalam

kehidupan sehari-hari. Misalnya saja, teh, larutan garam dan gula (oralit), sirup, dan lain

sebagainya. Begitu pula bagi ahli farmasi khususnya tenaga teknis kefarmasian, larutan tidak

akan lepas penggunannya dalam setiap kegiatan farmasi seperti meracik obat.

Larutan terjadi jika sebuah bahan padat tercampur atau terlarut secara kimia maupun

fisika ke dalam bahan cair. Interaksi dapat terjadi antara pelarut dengan pelarut, pelarut

dengan zat terlarut, dan zat terlarut dengan zat terlarut (Syamsuni, 2007).

Larutan dapat pula didefinisikan sebagai suatu campuran dari dua atau lebih komponen

yang membentuk suatu dispersi molekular yang homogen, merupakan satu fase. Larutan

hanya terdiri dari dua zat saja yaitu solut (zat terlarut) dan solven (pelarut) (Moechtar, 1989).

Larutan erat kaitannya dengan kelarutan. Kelarutan itu sendiri merupakan sebuah

peristiwa yang tidak lepas dalam suatu reaksi kimia. Kelarutan adalah interaksi dua zat atau

molekul atau lebih sehingga terdapat kemungkinan-kemungkinan kimia yaitu bereaksi,

bercampur, atau tidak bercampur.

Adapun kelarutan didefinisikan dalam besaran kuantitatif sebagai konsentrasi zat

terlarut dalam larutan jenuh pada temperatur tertentu, dan secara kualitatif didefinisikan

sebagai interaksi spontan dari dua atau lebih zat untuk membentuk dispersi molekuler

homogen.

Pengetahuan tentang kelarutan ini sangat penting untuk ahli farmasi, sebab dapat

membantunya memilih medium pelarut yang paling baik untuk obat atau kombinasi obat,

membantu mengatasi kesulitan-kesulitan tertentu yang timbul pada waktu pembuatan larutan

farmasetis (di bidang farmasi) dan lebih jauh lagi, dapat bertindak sebagai standar atau uji

kemurnian. Pengetahuan yang lebih mendetail mengenai sifat-sifat yang berhubungan dengan

itu juga memberi informasi mengenai struktur obat dan gaya antarmolekul obat.

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 hal terbaginya zat terlarut.

B. Tujuan

Adapun tujuan dalam percobaan ini adalah :

1. Menentukan kelarutan suatu zat secara kuantitatif.

2. Mengetahui faktor-faktor yang berpengaruh terhadap kelarutan.

BAB II

PEMBAHASAN

A. Larutan

Dalam kimia, larutan adalah campuran homogen yang terdiri dari dua atau lebih zat.

Zat yang jumlahnya lebih sedikit di dalam larutan disebut (zat) terlarut atau solut,

sedangkan zat yang jumlahnya lebih banyak daripada zat-zat lain dalam larutan disebut

pelarut atau solven. Komposisi zat terlarut dan pelarut dalam larutan dinyatakan dalam

konsentrasi larutan, sedangkan proses pencampuran zat terlarut dan pelarut membentuk

larutan disebut pelarutan atau solvasi.

Contoh larutan yang umum dijumpai adalah padatan yang dilarutkan dalam cairan,

seperti garam atau gula dilarutkan dalam air. Gas juga dapat pula dilarutkan dalam cairan,

misalnya karbon dioksida atau oksigen dalam air. Selain itu, cairan dapat pula larut dalam

cairan lain, sementara gas larut dalam gas lain. Terdapat pula larutan padat, misalnya aloi

(campuran logam) dan mineral tertentu (Martin, 1990).

B. Tipe Larutan

Tipe larutan yang paling umum kita temui adalah larutan yang terdiri atas solut yang

terlarut dalam zat cair. Larutan yang berbentuk cair dapat dibuat dengan melarutkan zat

padat dalam zat cair (contohnya NaCl dalam air), melarutkan zat cair dalam zat cair

(contohnya etilen-glikol dalam air, larutan anti beku), atau melarutkan gas dalam zat cair

(contohnya CO2 dalam air, efferfescens).

Selain larutan cair adapula larutan gas seperti atmosfer yang mengelilingi dunia dan

larutan padat. Larutan padat antara lain “alloy” (campuran dari logam-logam) sebagai

contohnya yaitu larutan padat substitusional dan larutan padat interstisial. Larutan padat

substitusional terjadi apabila atom-atom, molekul-molekul, atau ion-ion dari suatu zat padat

mengambil tempat di antara partikel-partikel zat padat lain di dalam kisi kristalnya. Larutan

padat interstisial merupakan tipe lain dan terbentuk karena atom-atom zat padat satu

menempati void-void atau “intertices” yang ada di antara atom-atom kisi zat padat lainnya

(Moechtar, 1989).

C. Konsentrasi

Konsentrasi larutan menyatakan secara kuantitatif komposisi zat terlarut dan pelarut

di dalam larutan. Konsentrasi umumnya dinyatakan dalam perbandingan jumlah zat terlarut

dengan jumlah total zat dalam larutan, atau dalam perbandingan jumlah zat terlarut dengan

jumlah pelarut. Contoh beberapa satuan konsentrasi adalah molar, molal, dan bagian per

juta (part per million, ppm). Sementara itu, secara kualitatif, komposisi larutan dapat

dinyatakan sebagai encer (berkonsentrasi rendah) atau pekat (berkonsentrasi tinggi).

D. Jenis-Jenis Larutan

Larutan dapat diklasifikasikan misalnya berdasarkan fase zat terlarut dan pelarutnya.

Tabel berikut menunjukkan contoh-contoh larutan berdasarkan fase komponen-

komponennya.

Contoh larutanZat terlarut

Gas Cairan Padatan

Pelarut

Gas

Udara (oksigen

dan gas-gas lain

dalam nitrogen)

Uap air di udara

(kelembapan)

Bau suatu zat

padat yang timbul

dari larutnya

molekul padatan

tersebut di udara

Cairan Air terkarbonasi

(karbon dioksida

dalam air)

Etanol dalam air,

campuran berbagai

hidrokarbon (minyak

bumi)

Sukrosa (gula)

dalam air, natrium

klorida (garam

dapur) dalam air,

amalgam emas

dalam raksa

Padatan

Hidrogen larut

dalam logam,

misalnya platina

Air dalam arang aktif,

uap air dalam kayu

Aloi logam seperti

baja dan

duralumin

Berdasarkan kemampuannya menghantarkan listrik, larutan dapat dibedakan sebagai

larutan elektrolit dan larutan non-elektrolit. Larutan elektrolit mengandung zat elektrolit

sehingga dapat menghantarkan listrik, sementara larutan non-elektrolit tidak dapat

menghantarkan listrik.

E. Pelarutan

Ion natrium tersolvasi oleh molekul-molekul air. Molekul komponen-komponen

larutan berinteraksi langsung dalam keadaan tercampur. Pada proses pelarutan, tarikan

antar partikel komponen murni terpecah dan tergantikan dengan tarikan antara pelarut

dengan zat terlarut. Terutama jika pelarut dan zat terlarut sama-sama polar, akan terbentuk

suatu struktur zat pelarut mengelilingi zat terlarut. Hal ini memungkinkan interaksi antara

zat terlarut dan pelarut tetap stabil.

Bila komponen zat terlarut ditambahkan terus-menerus ke dalam pelarut, pada suatu

titik komponen yang ditambahkan tidak akan dapat larut lagi. Misalnya, jika zat terlarutnya

berupa padatan dan pelarutnya berupa cairan, pada suatu titik padatan tersebut tidak dapat

larut lagi dan terbentuklah endapan. Jumlah zat terlarut dalam larutan tersebut adalah

maksimal, dan larutannya disebut sebagai larutan jenuh. Titik tercapainya keadaan jenuh

larutan sangat dipengaruhi oleh berbagai faktor lingkungan, seperti suhu, tekanan, dan

kontaminasi. Secara umum, kelarutan suatu zat (yaitu jumlah suatu zat yang dapat terlarut

dalam pelarut tertentu) sebanding terhadap suhu. Hal ini terutama berlaku pada zat padat,

walaupun ada perkecualian. Kelarutan zat cair dalam zat cair lainnya secara umum kurang

peka terhadap suhu daripada kelarutan padatan atau gas dalam zat cair. Kelarutan gas

dalam air umumnya berbanding terbalik terhadap suhu.

F. Larutan Ideal

Bila interaksi antarmolekul komponen-komponen larutan sama besar dengan interaksi

antarmolekul komponen-komponen tersebut pada keadaan murni, terbentuklah suatu

idealisasi yang disebut larutan ideal. Larutan ideal mematuhi hukum Raoult, yaitu bahwa

tekanan uap pelarut (cair) berbanding tepat lurus dengan fraksi mol pelarut dalam larutan.

Larutan yang benar-benar ideal tidak terdapat di alam, namun beberapa larutan memenuhi

hukum Raoult sampai batas-batas tertentu. Contoh larutan yang dapat dianggap ideal

adalah campuran benzena dan toluena.

Ciri lain larutan ideal adalah bahwa volumenya merupakan penjumlahan tepat volume

komponen-komponen penyusunnya. Pada larutan non-ideal, penjumlahan volume zat

terlarut murni dan pelarut murni tidaklah sama dengan volume larutan (Martin, 1990).

G. Tekanan Uap Larutan

Suatu larutan terjadi, maka sifat-sifat fisiknya tidak lagi sama dengan sifat fisik solven

atau solutnya, tapi tergantung pada konsentrasi komponen-komponen yang membentuk

campuran tersebut. Satu sifatnya yaitu tekanan uap dari larutan.

Untuk suatu larutan di mana solut, yang tidak mudah menguap dan tidak terdisosiasi,

terlarut dalam solven (berarti solut sendiri mempunyai kecenderungan sedikit sekali untuk

berdisosiasi atau lepas dari larutan dan memasuki fase gas), maka tekanan uapnya hanya

ditimbulkan oleh solven larutan. Tekanan uap tersebut diberikan oleh hukum Raoult, yang

menyatakan bahwa tekanan uap dari larutan pada temperatur tertentu sama dengan fraksi

molar dari solven dalam fase cair dikalikan dengan tekanan uap dari solven murni pada

temperatur yang sama atau

Plarutan = Xsolven P°solven

Suatu larutan yang mengandung 95 mol % air dan 5 mol % solut yang tidak menguap

seperti gula, akan mempunyai suatu tekanan uap hanya 95% dari tekanan uap murni air.

Kalau dinyatakan secara kualitatif, maka tekanan uap dari larutan diturunkan oleh

penambahan solut yang tidak mudah menguap.

Besarnya tekanan uap keseimbangan ditentukan oleh kecepatan penguapan dari

permukaan zat cair. Jika kecepatannya tinggi, molekul dalam konsentrasi besar harus ada

dalam uap pada keadaan setimbang sedemikian rupa hingga kecepatan kembalinya ke

dalam zat cair juga tinggi. Sebaliknya jika kecepatan penguapan rendah, maka konsentrasi

molekul juga rendah dalam fase uap. Karena kecepatan penguapan dari larutan lebih rendah

daripada solven murni. Oleh karena itu, tekanan uap kesetimbangannya lebih rendah untuk

larutan daripada solven murni.

Karena hanya solven yang dapat menguap, maka fraksi molekul pada permukaan

larutan yang dapat meninggalkan zat cair tergantung pada fraksi dari semua molekul pada

permukaan, yaitu molekul-molekul solven, yang merupakan ratio dari jumlah mol dari

partikel-partikel yang ada di permukaan. Ratio ini merupakan fraksi molar dari solven. Jika

larutan terdiri dari 95 mol % solven, maka kecepatan penguapan dari larutan hanya

dilakukan oleh 95% dari solven sendiri. Karena itu tekanan uap kesetimbangan berkurang

menjadi 95% dari tekanan uap untuk solven murni. Hasil ini sama dengan jika kita peroleh

dengan menggunakan hukum Raoult (Moechtar,1989).

H. Kelarutan

Kelarutan didefinisikan dalam besaran kuantitatif sebagai konsentrasi zat terlarut

dalam larutan jenuh pada temperatur tertentu, dan secara kualitatif didefinisikan sebagai

interaksi spontan dari dua atau lebih zat untuk membentuk dispersi molekuler homogen.

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 hal terbaginya zat terlarut. Kelarutan obat dapat

dinyatakan dalam beberapa cara. Menurut U.S Pharmacopeia dan National Formulary,

kelarutan obat adalah jumlah ml pelarut di mana akan larut dalam 1 gram zat terlarut.

Kelarutan dinyatakan dalam jumlah maksimum zat terlarut yang larut dalam suatu pelarut

pada kesetimbangan. Larutan hasil disebut larutan jenuh. Zat-zat tertentu dapat larut

dengan perbandingan apapun terhadap suatu pelarut. Contohnya adalah etanol di dalam

air. Pelarut umumnya merupakan suatu cairan yang dapat berupa zat murni ataupun

campuran. Zat yang terlarut, dapat berupa gas, cairan lain, atau padat. Kelarutan bervariasi

dari selalu larut seperti etanol dalam air, hingga sulit terlarut, seperti perak klorida dalam

air. Istilah “tak larut” (insoluble) sering diterapkan pada senyawa yang sulit larut, walaupun

sebenarnya hanya ada sangat sedikit kasus yang benar-benar tidak ada bahan yang terlarut.

Dalam beberapa kondisi, titik kesetimbangan kelarutan dapat dilampaui untuk

menghasilkan suatu larutan yang disebut lewat jenuh (supersaturated) yang menstabil

(Martin,1990).

I. Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Kelarutan

Sifat dari solut dan solven

Solut yang polar akan larut dalam solven yang polar pula. Misalnya garam-garam

anorganik larut dalam air. Solut yang nonpolar larut dalam solven yang nonpolar pula.

Misalnya alkaloid basa (umumnya senyawa organik) larut dalam kloroform.

Kosolvensi

Kosolvensi adalah peristiwa kenaikan kelarutan suatu zat karena adanya penambahan

pelarut lain atau modifikasi pelarut. Misalnya luminal tidak larut dalam air, tetapi larut

dalam campuran air dan gliserin atau solutio petit.

Kelarutan

Zat yang mudah larut memerlukan sedikit pelarut, sedangkan zat yang sukar larut

memerlukan banyak pelarut. Kelarutan zat anorganik yang digunakan dalam farmasi

umumnya adalah :

Dapat larut dalam air : Semua garam klorida larut, kecuali AgCl, PbCl2, Hg2Cl2.

Semua garam nitrat larut kecuali nitrat basa. Semua garam sulfat larut kecuali

BaSO4, PbSO4, CaSO4.

Tidak larut dalam air : Semua garam karbonat tidak larut kecuali K2CO3, Na2CO3.

Semua oksida dan hidroksida tidak larut kecuali KOH, NaOH, BaO, Ba(OH)2,

semua garam fosfat tidak larut kecuali K3PO4, Na3PO3.

Temperatur

Zat padat umumnya bertambah larut bila suhunya dinaikkan, zat padat tersebut

dikatakan bersifat endoterm, karena pada proses kelarutannya membutuhkan panas.

Beberapa zat yang lain justru kenaikan temperatur menyebabkan tidak larut, zat

tersebut dikatakan bersifat eksoterm, karena pada proses kelarutannya menghasilkan

panas.

Beberapa sediaan farmasi tidak boleh dipanaskan, misalnya :

Zat-zat yang atsiri, contohnya : etanol dan minyak atsiri.

Zat yang terurai, misalnya : natrium karbonas.

Saturatio

Senyawa-senyawa kalsium, misalnya : aqua calsis.

Salting Out

Salting Out adalah peristiwa adanya zat terlarut tertentu yang mempunyai kelarutan

lebih besar dibanding zat utama, akan menyebabkan penurunan kelarutan zat utama

atau terbentuknya endapan karena ada reaksi kimia. Contohnya : kelarutan minyak

atsiri dalam air akan turun bila ke dalam air tersebut ditambahkan larutan NaCl jenuh.

Salting In

Salting in adalah adanya zat terlarut tertentu yang menyebabkan kelarutan zat utama

dalam solven menjadi lebih besar. Contohnya : riboflavin tidak larut dalam air tetapi

larut dalam larutan yang mengandung nicotinamida.

Pembentukan Kompleks

Pembentukan kompleks adalah peristiwa terjadinya interaksi antara senyawa tak larut

dengan zat yang larut dengan membentuk garam kompleks. Contohnya : iodium larut

dalam larutan KI atau NaI jenuh.

Kecepatan Kelarutan

Kecepatan kelarutan dipengaruhi oleh :

Ukuran partikel : makin halus solut, makin kecil ukuran partikel; makin luas

permukaan solut yang kontak dengan solven, solut makin cepat larut.

Suhu : umumnya kenaikan suhu menambah kenaikan kelarutan solut.

Pengadukan (Martin, 1990).

J. Pengaruh Tekanan Pada Kelarutan

Pada umumnya, tekanan mempunyai efek sangat kecil terhadap kelarutan zat cair

atau zat padat dalam solven zat cair. Tapi, kelarutan gas selalu bertambah dengan

bertambahnya tekanan. Minuman yang diberi CO2 (effefescens) misalnya, ia dimasukkan ke

dalam botol di bawah tekanan untuk meyakinkan adanya CO2 dalam konsentrasi yang tinggi.

Sekali botol dibuka, minuman tersebut dengan cepat akan kehilangan gas-gas CO2nya,

kecuali kalau ditutup kembali.

Bayangkan apabila suatu zat cair dijenuhi dengan solut dan larutan yang

berhubungan dengan gas pada beberapa tekanan tertentu. Di sini didapatkan

kesetimbangan di mana molekul-molekul solut meninggalkan larutan dan memasuki fase

uap dengan kecepatan yang sama dengan kecepatan molekul gas yang memasuki larutan.

Kecepatan molekul memasuki larutan tergantung dari jumlah tabrakan per detik yang

dialami gas dengan permukaan zat cair dan demikian pula kecepatan molekul solut yang

meninggalkan larutan tergantung dari konsentrasinya. Apabila kita tambah tekanan gasnya,

molekul-molekulnya akan lebih didekatkan satu sama lain dalam jumlah tabrakan per detik

antara molekul-molekul gas dengan permukaan zat cair lebih besar. Jika hal ini terjadi,

kecepatan molekul solut (gas) memasuki larutan juga menjadi lebih besar, tidak sebanding

dengan kecepatannya meninggalkan air. sebagai hasilnya konsentrasi dari molekul solut

dalam larutan naik sampai kecepatannya memasuki larutan.

Hubungan kelarutan gas dengan tekanan juga dapat diterangkan dengan

menggunakan kaidah Le Chatelier. Kita dapat menyatakan kesetimbangannya dengan

persamaan sebagai berikut :

Solut (g) + solven (c) ↔ larutan (c)

Menurut kaidah Le Chatelier, suatu kenaikan tekanan pada sistem tersebut pada

keadaan kesetimbangannya menyebabkan posisi kesetimbangannya menggeser ke arah

yang menyebabkan penurunan tekanan. Jika reaksi berlangsung kanan maka lebih banyak

solut gas yang larut, jumlah solut dalam fase gas akan berkurang. Suatu pengurangan jumlah

mol gas yang menyebabkan penurunan tekanan. Jadi suatu penambahan tekanan dari luar

akan menyebabkan kenaikan kelarutan gas, dan proses inilah yang menyebabkan tekanan

turun ke arah harga semula.

Secara kuantitatif, pengaruh tekanan pada kelarutan gas diberikan oleh hukum Henry,

yang menyatakan bahwa konsentrasi solut (gas) dalam larutan Cg, adalah berbanding lurus

dengan tekanan parsiil dari gas yang berada di atas larutan, yaitu :

Cg = KgPg

Dimana Kg adalah tetapan hukum Henry. Hubungan ini memungkinkan kita

menghitung kelarutan gas pada tekanan tertentu, asal kita tahu kelarutannya beberapa

pada tekanan lain (Moechtar,1989).

PENUTUP

KESIMPULAN

Kelarutan suatu zat merupakan faktor yang sangat penting dalam suatu proses formulasi

sediaan obat. Karena ini digunakan untuk memperkirakan kecepatan absorpsi obat dan

merupakan salah satu cara untuk meningkatkan ketersediaan hayati suatu obat di dalam

tubuh. Ketersediaan hayati sangat tergantung dari kemampuan zat tersebut melarut ke dalam

media pelarut sebelum diserap ke dalam tubuh.

Kelarutan dalam besaran kuantitatif sebagai konsentrasi zat terlarut dalam larutan jenuh

pada temperatur tertentu dan secara kualitatif didefinisikan sebagai molekuler homogen.

Kelarutan suatu bahan dalam suatu pelarut tertentu menunjukkan konsentrasi maksimum

larutan yang dapat dibuat dari bahan pelarut tersebut. Hasil dari zat yang tersebut ini disebut

larutan jenuh.

Kelarutan suatu zat terutama 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 dipol momen yang

tinggi. Selain itu, kelarutan suatu senyawa bergantung pada sifat fisika dan kimia zat terlarut

dan pelarut.

Adapun faktor yang dapat mempengaruhi kelarutan di samping konstanta dieletrik

pelarut, adapula akibat pengaruh pH, temperatur, jenis pelarut (pada percobaan pertama),

bentuk dan ukuran partikel, surfaktan, serta efek garam. Semakin kecil ukuran partikel zat

maka akan mempercepat kelarutan zat itu sendiri. Dan dengan adanya garam justru dapat

mengurangi kelarutan zat tersebut.

Kelarutan zat padat dalam larutan ideal tergantung pada temperatur. Semakin tinggi

temperatur maka semakin tinggi pula kelarutan.

DAFTAR PUSTAKA

http://www.slideshare.net/EvaMuslimahFarmasi/bab-i-kelarutan-12102644

http://www.slideshare.net/EvaMuslimahFarmasi/bab-ii-kelarutan-12102649

http://www.slideshare.net/EvaMuslimahFarmasi/bab-v-kelarutan