kelarutan & fenomena distribusi
TRANSCRIPT
FIFAFIFA 11
KELARUTAN & KELARUTAN & FENOMENA DISTRIBUSIFENOMENA DISTRIBUSI
1.1. PendahuluanPendahuluan2.2. Interaksi pelarut dan zat terlarutInteraksi pelarut dan zat terlarut3.3. Kelarutan gas dalam cairKelarutan gas dalam cair4.4. Kelarutan cair dalamcairKelarutan cair dalamcair5.5. Kelarutan padat dalam cairKelarutan padat dalam cair6.6. Distribusi zat terlarut pada pelarut Distribusi zat terlarut pada pelarut
tak tercampurtak tercampur
22 FIFAFIFA
PendahuluanPendahuluan
KEGUNAAN :
• Menolong dlm pemilihan medium pelrt
sed. Larutan obat/kombinasi obat
• Standar kemurnia
• Studi lanjut solubilitas & hubungan sft2
infomasi struktur & gaya intermolekular obat
33 FIFAFIFA
T , P , PHTingkat pemisahan solut
Sifat fi & kiSolut & solven
Solubilitas suatu senyawa
SOLUBILITAS / KELARUTAN
44 FIFAFIFA
TIPE CAMPURAN 9 :
GAS GAS
CAIR CAIR
PADAT PADAT
FARMASI : GAS – CAIR
CAIR – CAIR
PADAT - CAIR
55 FIFAFIFA
Prinsip umum : - Larutan Jenuh - Larutan kurang / tidak jenuh - Larutan lewat jenuh - Aturan Fase F = C – P +2
Kelarutan / Solubilitas :• Konsentrasi solut dalam suatu larutan tepat jenuh pada T ttt.
• Interaksi spontan atr 2/> zat untk membentuk dispersi molekuler yang homogen
66 FIFAFIFA
Very solubleVery soluble 1: <11: <1
Freely solubelFreely solubel 1: 1-101: 1-10
Soluble Soluble 1: 10-301: 10-30 larutlarut
Sparingly soluble Sparingly soluble 1: 30-1001: 30-100
Slightly soluble Slightly soluble 1: 100-10001: 100-1000
Very slightlt soluble Very slightlt soluble 1: 1000-10.000 1: 1000-10.000
Practically insolublePractically insoluble 1: >10.000 1: >10.000 Praktis t’lrtPraktis t’lrt
Term solubilitas Term solubilitas
77 FIFAFIFA
Interaksi Solven- SolutInteraksi Solven- Solut
POLAR POLAR
NON POLAR NON POLAR
Like dissolves like
88 FIFAFIFA
Karakter Pelarut Polar :Karakter Pelarut Polar :
Punya konstanta dielektrik (momen dipol ) besar shg Punya konstanta dielektrik (momen dipol ) besar shg dapat menurunkan gy tarikmenarik atr ion + &- dlm dapat menurunkan gy tarikmenarik atr ion + &- dlm kristal.kristal.
Plrt polar dpt melarutkan zat plar & ionikPlrt polar dpt melarutkan zat plar & ionik
Dapat memecahkan ikt kovalen elektrolit kuat scr Dapat memecahkan ikt kovalen elektrolit kuat scr potensial dg r.asam-basapotensial dg r.asam-basa
Mampu mengsolvasi molk & ion dg interaksi dipol, Mampu mengsolvasi molk & ion dg interaksi dipol, terutama ikt hidrogenterutama ikt hidrogen
99 FIFAFIFA
H H H H
R-O……H – O…. R – C=O …H – O…..Alkohol Aldehid
H3C H H
C = O ……H-O…R3N….H-O…..
H3C Keton amina
Alk, ald, fenol, keton, amin, seny 2 ber O & N ikt H
1010 FIFAFIFA
• Molkekul ar dlm es membkt ikt H tetrahedral…..leleh…ikt H putus
• Perbandingan Polar & non polar molk
- Alifatik alk : rantai mk pj ….s(klrt) dlm air turun
- Rantai lurus : mono OH alk
aldehid
keton
asam
Bl ggs polar : propilen glikol
gliserin
as. tartrat
- Rantai cabang menurunkan efek NP ….klrtn naik
Tertier butil alk dpt bercmpur dg air pd berbgi per:an
n-butil alk : 8 gr/100cc air …20oC
C >4/5
t’bs membtk ikt H dg air
<<< lrt
Kelarutan naik
1111 FIFAFIFA
MEKANISME PELARUT POLAR DALAM MEKANISME PELARUT POLAR DALAM PROSES ELARUTANPROSES ELARUTAN
1.1. Menurunkangaya tarik antara muatn Menurunkangaya tarik antara muatn yang berlawanan dlm kristal….NaClyang berlawanan dlm kristal….NaCl
H2O = 80H2O = 80
CHCl3 D = 5CHCl3 D = 5
Benzen D = 2Benzen D = 2T’bs melrtkn seny.ionik
1212 FIFAFIFA
2. Memecah ikt H2. Memecah ikt H
HCl +H2O H3O+ +Cl-HCl +H2O H3O+ +Cl-
RCOOH + H2O…….RCOOH + H2O…….
RCOOH + NaOH RCOONaRCOOH + NaOH RCOONa
3. Solvasi3. Solvasi
OO o o
C17H33 – C-ONa +.nHC17H33 – C-ONa +.nH22o o C17H33 – C-O- + NaC17H33 – C-O- + Na
+ -
+ -
+ -
+ -
+ -
+
+ -
+ -
+ - + -
+ -
1313 FIFAFIFA
Karakter Pelarut non polarKarakter Pelarut non polar
Punya konstanta dielektrik kecil, shg tidak Punya konstanta dielektrik kecil, shg tidak dapat menurunkan gy tarikmenarik atr ion + dapat menurunkan gy tarikmenarik atr ion + & - dlm kristal.& - dlm kristal.
Tidak dapat memecahkan ikt kovalen Tidak dapat memecahkan ikt kovalen elektrolit kuat scr potensial dg r.asam-basaelektrolit kuat scr potensial dg r.asam-basa
Tidak mampu mengsolvasi molk & ion dg Tidak mampu mengsolvasi molk & ion dg interaksi dipol, tidak dpt membentuk ikt interaksi dipol, tidak dpt membentuk ikt hidrogen, tp dg ikt lemah :ikt van der Waalshidrogen, tp dg ikt lemah :ikt van der Waals
1414 FIFAFIFA
• Solut polar & ionik t’ lrt dlm plrt NP , hny <<<<<
• Seny NP dpt lrt dlm plt NP mell interaksi induksi dipol
• Molk solut dijaga dlm lar dg gy yg lemahn: VD Waals
Minyak lemak CCL4, benzen,m. mineral
Alkaloid base
plrt NP
Asam lemak
1515 FIFAFIFA
Karakter Pelarut Semi polarKarakter Pelarut Semi polar
Dapat menginduksi derajat polaritas ttt dlm molk Dapat menginduksi derajat polaritas ttt dlm molk pel non polar, shg menjadi dpt lrt dlm pel plrpel non polar, shg menjadi dpt lrt dlm pel plrPel semipolar (keton & alk) dpt menginduksi der.polarts tt dlm pel NP.Pel semipolar (keton & alk) dpt menginduksi der.polarts tt dlm pel NP.
Seny semi polar dpt bertindak sbg pelrt Seny semi polar dpt bertindak sbg pelrt perantara yg dpt menyebabkan bercampurnya perantara yg dpt menyebabkan bercampurnya cairan polar dan non polarcairan polar dan non polarAseton dapat menaikan kelarutan eter dlm air
Alkohol dpt menaikan kelarutan air + castor oil
Propilen glikol menaikan kel.m.permen dlm air dll
1616 FIFAFIFA
LILE DISSOLVES LIKE
TETAPAN DIELEKTRIKTETAPAN DIELEKTRIK
SOLVATASISOLVATASI
REAKSI.ASAM BASAREAKSI.ASAM BASA
TEKANAN INTERNALTEKANAN INTERNAL
GABUNGANGABUNGAN
1717 FIFAFIFA
Kelarutan tgt pd :
senyawa kimia
Tet. dielektrik
Interaksi solut-solvent
1818 FIFAFIFA
KELARUTAN GAS DALAM KELARUTAN GAS DALAM CAIRANCAIRAN
FARMASI :
Asam khlorida
Air Amonia
Efervesen
Aerosol
1919 FIFAFIFA
konsentrasi gas terlarut dalam cairan pada keadaan keseimbangan dengan gas murni diatasnya.
Kelarutan gas dalam
cair
P T
Garam R.kimia
2020 FIFAFIFA
Dlm lar.yg s. encer pd T konstan,
konsentrasi gas terlrt ~P parsial gas
diatas lar pd keseimbangan
Hkm. Henry C2= p = Koefisien kelartn
T Kelart gas turunSalting outGas diusir bl lar
di + NaCl/ gla
2121 FIFAFIFA
KELARUTAN CAIRAN DALAM CAIRANKELARUTAN CAIRAN DALAM CAIRAN
Lar. ideal & lar. nyata
H. ROULT
.pi = pio .xi
=
Jk kedua komponen
lar. Biner mengikuti
H. Rolt pg sma komposisi
Alk + air lar hidroalkohol
m. Atsiri + air m,aromatis
Eter + alk coolodion
2222 FIFAFIFA
Penyimpangan - : kenaikan kelarutan ( ikt H )
+ : menurunkan kelarutan ( dimer / polimer)
Hildebrand … gy kohesi molk konstituen
terjd pd gas, cairan/pdtn
Tercampur sempurna
( bercampur dlm sma perbandingan)
Air + alk, gliserin+alk, aseton + alk
Tercampur sebagian
Air + eter, fenol + air
+ zat asing
Sistem 3 komponen
Sistem cairan-cairan dibagi 2
2323 FIFAFIFA
KELARUTAN ZAT PADAT KELARUTAN ZAT PADAT DALAM CAIRANDALAM CAIRAN
Larutan Ideal :Larutan Ideal :- Tergantung pada : T. ttk leleh, panas lebur- Tergantung pada : T. ttk leleh, panas lebur
- Kelarutan tdk tgt pd sft pelarut- Kelarutan tdk tgt pd sft pelarut
-- logXlogX22ii = (= (HHff/2.303.R) . [(To-To/T.To]/2.303.R) . [(To-To/T.To]
Larutan nonideal : Larutan nonideal : 2 2 = X= X22..22
- Aktifitas solut dinytakan sbg C x koef. aktifitas- Aktifitas solut dinytakan sbg C x koef. aktifitas
Log 2 = log x2 + log 2
Lar ideal : log 2 = logXlogX2 2 I ……. I ……. Krn 2 = 1
= ((Hf/2.303.R) . [(To-To/T.To]Hf/2.303.R) . [(To-To/T.To]
- logX- logX22ii = ( = (Hf/2.303.R). [(To-To/T.To] + log Hf/2.303.R). [(To-To/T.To] + log 22
2424 FIFAFIFA
Log Log 22 : kerja yang dilakukan utk memindahkan 1 molk : kerja yang dilakukan utk memindahkan 1 molk solut ke dlm molk solventsolut ke dlm molk solvent
+
Solut pelepasan stu molk solut
1
2
Solven pmbentukan ruang pd solut
3+
Laruta
Kerja 2w22
Kerja w11
W22 +w11 – w 12
2525 FIFAFIFA
Larutan Non ideal yg memenuhi pers. Scatchard-Hildebrand = lar. regular
Sifat yg dimiliki lar. Regular:
-Punya E.Kinetik & entropi
--Pergerakan molk bebas & acak
-Perubaan entropi = S2=-RTlnX2
-Memperlihatkan deviasi + thp H.Roult
-Bl komponen2 dicampur…mengabsorpsi E
H2 = RTln2 = V22(1-2)2
F2 = RTlna2
IDEAL
=
=
=
2626 FIFAFIFA
Larutan Irregular :
•Solubilitas kristal o yg<<< lrt dlm pelrt P
•Penggabungan atr solut/atr solven irregular
•Terjadi solvatasi solut oleh solven …atau… terjadi kompleksasi atr 2/> solut dlm lar
•Interaksi : ikt H, komplak transfer muatan, interaksi asam-basa
* Solvatasi : Ikt H atr solven – solut
• Ada panas yg diabsorpsi bl solut + solvent --- lar regular
(1 - 2)2 0
• Ada interaksi solut-solvent
2W12 > W11+W22….H <0….. Dev - ….ikt atr solven-solut *
Apbl terjd interaksi atrmolk yg sm ..penggabngn (associasi) :
dimerisasi as. Benzoat dlm pel NP
Interlingking atr H2O..ikt H
2727 FIFAFIFA
SOLUT PADATSOLUT PADAT1. S. GARAM DLM AIR
Garam + air panas : eksotermik -H absorpsi panas endotermik +H
Bl proses endotermikbl T di klrtn Proses eksotermik bl T di S
Perbedaan panas lrtn H: pns yg diabsrpsi/diepas jk sjml solut di+kan pd sejml<<<lar
%S
Na2SO45H2O KBr
KNO3
Na2SO4
NaCl
2828 FIFAFIFA
S. ELEKTROLIT YANG MUDAH LARUT
• Bl elrktrolit mdh lrt lar. Jenuh solubilitas : Ksp
AgCl Ag++ Cl- Ksp=[Ag+][Cl-]
• Penambahan ion sejenis S
• Pembentukan ion kompleks S
• Penambahan iont’sejenis S
S. ELEKTROLIT LEMAH
• Reaksi dg asam /bs kuat & dlm pH ttt ion : larut air
• As-COOh R C=5/> : t’lrt dlm air,tpbereaksi dlm NaOH,CO3-, HCO3 garam
• As lemak c>10 membtk sabun yg lrt bl dlm logam alkali,tp t’logam lain
• As:OH ckp lrt dlm air: solvatasi
• As.Aromatik + alkali encer ……grm lrt, tp mengendap bl +as. kuat
2929 FIFAFIFA
Faktor=faktor yang mempengaruhi kelarutan
-pH - kompleksasi - T - Pelarut surfaktan
1. pHAs.lmh : pH =pKa + log
Bs.lemah : pH = pKw –pKb + log
S -SoSo
So S -So
S=C . O yg dlrtkn
So= C.O terion
HP + H2O H3O+ + P-
So So
Awal S= [HP] +[P-}
3030 FIFAFIFA
- it lmh dpt ~ -it kuat & ~ non it dlm lar
Bl pHditentukan pd 1 nilai dmn terbtk ion S
- Dgn pel campur / co solven
Pelarut mempengaruhi S lemah dlm buffer dg 2 cr :
1. Pe+an alk me kan S spesies terion dg meng-adjust polaritas2. Pe +an alk me- i polaritas air & me disosiasi lmh (pKa)
3. PH & PELARUT
2. PELARUT
4. KOMPLEKSASI DLM SISTEM MULTIKOMPONEN
Bl solut > 1 & dlm lar membtk kompleks t’ lrt
3131 FIFAFIFA
5. SURFAKTAN
SOLUBILISASI
DT = (D) + (D-) + [D] +D-]
Pd pH ttt DT /DT* = 1+ M [ ]
[H+]K’ + KaK’
Ka + [H+]
D = S
[D] = dlm micel K = [D] /[D]
K = [D-] / [D-]
M= [] surfaktan fraksi mol
3232 FIFAFIFA
DISTRIBUSI ZAT TERLARUT DIANTARA DISTRIBUSI ZAT TERLARUT DIANTARA PELARUT TAK TERCAMPURPELARUT TAK TERCAMPUR
+
C1K = C2
K = koefisien distribusi = koefisien partisi
- Farmasetik
- Pengawetan minyak – air
-Kerja obat ditempat t’spesifik
-Absorpsi, distribusi obat di selrh tbh
3333 FIFAFIFA
Pengaruh Disosiasi ionik & Asosiasi Molekuler pd PartisiPengaruh Disosiasi ionik & Asosiasi Molekuler pd Partisi
Zat terlarut dpt berada Zat terlarut dpt berada sebagian/slrhnyasebagian/slrhnya sbg molk terasosiasi dlm 1 fasesbg molk terasosiasi dlm 1 fase/ terdisosiasi dlm ion2 pd sl 1 fase/ terdisosiasi dlm ion2 pd sl 1 fase
As. Benzoat
dlm minyak air
Jk tdk berasosiasi dlm m & juga tdk terdisosiasi jd ion dlm air…. Pers td dpt digunakan
Jk terasosiasi & terdisosiasi
3434 FIFAFIFA
1. Garret & Woods :
- Asam benzoat terdistribusi antara fs minyak & air
- dlm fs m mengalami dimerisasi
Co = total As benzoat dlm fs m = [HA]o monomer dlm fs m
K = = [HA]o
[HA]w
Co
[HA]w
K= koef distrbs sejati
K’ koef distrbs nyata
[HA]o = Co = C molar as. Benzoat dlm fs m
[HA]w =C molar dlm fs air t’ terdisosiai
Cw =[HA]w+[A-]w
Cawal = Co+Cw
K’ = = [HA]o
[HA]w+[A-]w
Co
Cw
Ka= [H3O+][A-]w
[HA]w
Ka+ [H3O+] Ka K + 1
Cw = + [H3O+]
C C
Y = a + bx
3535 FIFAFIFA
2. Zat terlaut terasosiasi dlm fs organik berada dlm fs air.
HAn n HA Kd =[HA]on
[HA]n
K = C solut dlm pel asal / C perlrt dlm pel pengekstrak
K” = = [HA]o
[HA]w [HA]w
√ Co
3. Ekstraksi
K =W1/v1
(w-w1) /V2
Jk diulang :
Atau W1 =WKV1
KV1 + V2
Wn = W {KV1 / (KV1 +V2)}n
3636 FIFAFIFA
KELARUTAN & KOEFISIEN PARTISI :
Hansch at.al nonelektrolit /air……Yalkowsky & Valvani ..air/seny kristal organik
Log S = - Log K – 1.11 +0.54Sf(mp-25)
1364
S= kelarutan, Sf= entropi peleburan molar ( entropi unit = eu),
MP = TTK LLH, k= Koefisien partisi OKTANOL AIR
Untuk senyawa dg n > 5 atom non H
Sf = 13.5 +2.5 (n – 5 ) eu
3737 FIFAFIFA
KERJA PENGAWET ASAM LEMAH DLM SISTEM AIR
Obat
Makanan
kosmetik
m.Organisme
enzim
3838 FIFAFIFA