laporan akhir praktikum farmasi fisika tegangan permukaan

LAPORAN AKHIR PRAKTIKUM

FARMASI FISIKA

TEGANGAN PERMUKAAN

KELOMPOK 1 SHIFT A

1. Dini Mayang Sari (10060310116)

2. Putri Andini (100603)

3. (100603)

4. (100603)

5. (100603)

6. (100603)

Hari/Tanggal Praktikum : Rabu / 19 Maret 2013

Hari/Tanggal Laporan : Rabu / 26 Maret 2013

Asisten : Ina Amalia S.Farm

LABORATORIUM FARMASI FISIKA

PROGRAM STUDI FARMASI

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS ISLAM BANDUNG

2010

Modul 3

TEGANGAN PERMUKAAN

I. Tujuan Percobaan

Setelah melakukan percobaan ini mahasiswa diharapkan mampu, untuk :

Menerangkan faktor-faktor yang mempengaruhi tegangan permukaan

Menggunakan alat-alat untuk penentuan tegangan permukaan

Menentukan tegangan permukaan dan tegangan antar muka zat cair

Menentukan harga Konsentrasi Misel Kritis (KMK)

Menerangkan pengaruh BJ terhadap tegangan permukaan

II. Teori Dasar

Permukaan zat cair mempunyai sifat ingin merenggang, sehingga permukaannya

seolah-olah ditutupi oleh suatu lapisan yang elastis. Hal ini disebabkan adanya gaya tarik-

menarik antar partikel sejenis didalam zat cair sampai ke permukaan. Di dalam cairan, tiap

molekul ditarik oleh molekul lain yang sejenis di dekatnya dengan gaya yang sama ke segala

arah. Akibatnya tidak terdapat sisa (resultan) gaya yang bekerja pada masing-masing

molekul. Adanya gaya atau tarikan kebawah menyebabkan permukaan cairan berkontraksi

dan berada dalam keadaan tegang. Tegangan ini disebut dengan tegangan permukaan

(Herinaldi, 2004).

Tegangan permukaan disebabkan adanya kecenderungan permukaan cairan untuk

memperkecil luas permukaan secara spontan. Pada tingkat molekular hal ini dapat dijelaskan

sebagai berikut: molekul yang ada di dalam cairan akan mengalami gaya tarik menarik (gaya

van der walls) yang sama besarnya ke segala arah.tetapi, molekul pada permukaan cairan

akan mengalami gaya resultan yang mengarah ke dalam cairan dan akibatnya molekul di

permukaan cenderung untuk meninggalkan permukaan masuk ke dalam cairan sehingga

permukaan cairan cenderung untuk menyusut sampai mencapai luas yang sekecil mungkin

( Mawarda, 2009 ).

Tegangan permukaan juga merupakan sifat fisik yang berhubungan dengan gaya

antarmolekul dalam cairan dan didefinisikan sebagai hambatan peningkatan luas permukaan

cairan. Awalnya tegangan permukaan didefinisikan pada antarmuka cairan dan gas. Namun,

tegangan yang mirip juga ada pada antarmuka cairan-cairan, atau padatan dan gas. Tegangan

semacam ini secara umum disebut dengan tegangan antarmuka. Tarikan antarmolekul dalam

dua fas dan tegangan permukaan di antarmuka antara dua jenis partikel ini akan menurun bila

suhu atau temperatur menurun. Tegangan antarmuka juga bergantung pada struktur zat yang

terlibat. Molekul dalam cairan ditarik oleh molekul di sekitarnya secara homogen ke segala

arah. Namun, molekul di permukaan hanya ditarik ke dalam oleh molekul yang di dalam dan

dengan demikian luas permukaan cenderung berkurang.

Metode Pengukuran Tegangan Permukaan atau Tegangan Antarmuka

1. Metode kenaikan kapiler

Tegangan permukaan diukur dengan melihat ketinggian air atau cairan yang naik melalui

suatu pipa kapiler. Metode kenaikan kapiler hanya dapat digunakan untuk mengukur

tegangan permukaan tidak bisa untuk mengukur tegangan antar muka. Pada sudut kontak air

dan pipa kapiler, dengan metode pipa kapiler yaitu dengan mengukur tegangan permukaan

zat cair dan sudut kelengkungannya dengan memakai pipa berdiameter. Salah satu ujung pipa

tersebut dicelupkan ke dalam permukaan zat cair maka zat cair tersebut permukaannya akan

naik sampai ketinggian tertentu.

2. Metode tersiometer Du-Nouy

Metode cincin Du-Nouy bisa digunakan untuk mengukur tegangan permukaan

ataupun tegangan antar muka, dimana yang akan diukur adalaah tarikan maksimum cincin

pada permukaan cairan atau gaya yang dibutuhkan untuk mengangkat cincin dari permukaan

cairan. Prinsip dari alat ini adalah gaya yang diperlukan untuk melepaskan suatu cincin

platina iridium yang dicelupkan pada permukaan sebanding dengan tegangan permukaan atau

tegangan antar muka dari cairan tersebut. Jadi, tegangan permukaan diukur berdasarkan gaya

maksimum yang dibutuhkan untuk menarik cincin keluar dari permukaan cairan. Ketika

mengukur tegangan permukaan cairan-cairan, harus diperhatikan bahwa cairan yang ada di

bawah benar-benar membasahi cincin.

Perhitungan tegangan permukaan dengan metode Du Nouy :

Y= (Skala yang terbaca (dyne) x Faktor Koreksi

(2 x keliling cincin)

Dimana, masing-masing adalah :

Y = Tegangan permukaan (dyne/cm)

Yair = Tegangan permukaan air (72,8 dyne/cm)

2π r❑ = Keliling cincin (cm)

Faktor-faktor yang mempengaruhi tegangan permukaan

1. Suhu

Tegangan permukaan menurun dengan meningkatnya suhu, karena

meningkatnya energi kinetik molekul.

2. Zat terlarut (Solut)

Keberadaan zat terlarut dalam suatu cairan akan mempengaruhi tegangan

permukaan. Penambahan zat terlarut akan meningkatkan viskositas larutan, sehingga

tegangan permukaan akan bertambah besar. Tetapi apabila zat yang berada

dipermukaan caiaran membentuk lapisan monomolekular, maka akan menurunkan

tegangan permukaan. Zat tersebut biasa disebut dengan surfaktan.

3. Surfaktan

Surfaktan (surface active agents), zat yang dapat mengaktifkan permukaan,

karena cenderung untuk terkonsentrasi pada permukaan (antar muka) atau zat yang

dapat menaik dan menurunkan tegangan permukaan. Surfaktan mempunyai orientasi

yang jelas sehingga cenderung pada rantai lurus. Sabun merupakan salah satu contoh

dari surfaktan.

Beberapa kegunaan surfaktan antara lain yaitu : Deterjen, pelembut kain,

pengemulsi, pendispersi, pembasah, Ski wax dan snowboard wax, daur ulang kertas,

pengapungan, pencuci, penghilang busa, laxatives, formula agrokimia, herbisida dan

insektisida, coating, sanitasi, sampo, pelembut rambut, spermicide, dsb.

Molekul surfaktan memiliki sifat amfifil yaitu suatu molekul yang mempunyai

dua ujung yang terpisah, yaitu ujung polar (hidrofilik) dan ujung non polar

(hidrofobik) . Sifat surfaktan yang amfifil menyebabkan surfaktan diadsorpsi pada

antar muka baik itu cair atau gas ataupun cair atau cair (yang tidak saling bercampur).

Surfaktan akan selalu berapa pada antarmuka suatu cairan (berbeda jenis), bila

jumlah gugus hidrofil dan lipofilnya seimbang. Tapi, apabila suatu surfaktan memiliki

gugus hidrofil > lipofil, maka surfaktan akan lebih berada pada fase air dan sedikit

berada pada antarmuka. Sebaliknya, bila suatu surfaktan memiliki gugus hidrofil <

lipofil, maka surfaktan akan lebih berada pada fase minyak dan sedikit berada pada

antarmuka.

Surfaktan menurunkan tegangan permukaan air dengan mematahkan ikatan-

ikatan hidrogen pada permukaan. Hal ini dilakukan dengan menaruh kepala-kepala

http://en.wikipedia.org/wiki/Shampoo

hidrofiliknya pada permukaan air dengan ekor-ekor hidrofobiknya terentang menjauhi

permukaan air. Larutan surfaktan dalam air menunjukkan perubahan sifat fisik yang

mendadak pada daerah konsentrasi yang tertentu. Perubahan yang mendadak ini

disebabkan oleh pembentukan agregat atau penggumpalan dari beberapa molekul

surfaktan menjadi satu, yaitu pada Konsentrasi Misel Kritik (KMK).

III. MONOGRAFI SURFAKTAN

Tween 80

Pemerian : putih bening atau kekuningan, sedikit berasa seperti basa, bau khas,

bentuk cairan seperti minyak.

Kelarutan : larut dalam etanol dan air, tidak larut dalam minyak mineral dan

minyak nabati.

pH larutan : 6-8 untuk 5% zat (w/v) dalam larutan berair.

Stabilitas : stabil bila dicampurkan dengan elektrolit, asam lemah dan basa lemah.

Pereaksi saponifikasi terjadi jika dilakukan penambahan basa kuat atau

asam kuat.

Inkompatibilitas : Perubahan warna atau pengendapan dapat terjadi dengan

berbagai bahan terutama fenol dan tanin.

IV. ALAT DAN BAHAN :

ALAT :

Tensiometer Du Nuoy

Gelas kimia 100 ml

Batang pengaduk

Pipet tetes

Timbangan

Cawan penguap kecil

Piknometer

BAHAN :

Aquadest

Surfaktan Tween 80

V. PROSEDUR KERJA

VI. DATA PENGAMATAN DAN PERHITUNGAN

DATA PENGAMATAN

Konsentrasi W1 ( gram ) W2 ( gram ) W3 ( gram ) γ ( mN/m)0 17,3 41,77 41,77 29

0,2 17,08 41,75 41,75 290,4 17,06 41,73 41,72 270,6 17,04 41,51 41,81 260,8 17,03 41,32 41,87 251 17,02 41,20 41,55 252 17,09 41,26 41,41 254 17,09 41,06 41,38 256 17,07 41,02 41,33 258 17,05 40,97 41,29 25

PERHITUNGAN TEGANGAN PERMUKAAN ( γ )Skala yang terbaca pada alat perhitungan :

Pada larutan seri tween 80 dengan konsentrasi sebagai berikut : Konsentrasi 0

[ γ = x Faktor koreksi ] 72,8 mN/m = 29 mN/m X Fk

Fk = = 2,51

γ m = x Faktor koreksi

= x 2,51 = 72,8 mN/m Konsentrasi 0,2


Fk = = 2,51

γ m = x Faktor koreksi

= x 2,51 = 72,8 mN/m Konsentrasi 0,4

[ γ = x Faktor koreksi ] 72,8 mN/m = 27 mN/m X FkFk = =

γ m = x Faktor koreksi =

= mN/m Konsentrasi 0,6


Fk = =





= mN/m

Konsentrasi 1,0










γ = x Faktor koreksi ] 72,8 mN/m = 25 mN/m X FkFk = =





= mN/m PERHITUNGAN BJ BJ = W3-W1

W2-W1 BJ 0 = 41,77-17,33 = 0

41,75-17,3 BJ 0,2 = 41,75-17,08 = 0 41,75-17,08 BJ 0,4 = 41,72-17,06 = 0,999 41,73-17,06 BJ 0,6 = 41,81-17,04 = 1,012 41,51-17,04 BJ 0,8 = 41,87-17,03 = 1,023 41,32-17,03 BJ 1,0 = 41,55-17,02 = 1,014 41,20-17,02 BJ 2,0 = 41,41-17,09 = 1,006 41,26-17,09 BJ 4,0 = 41,38-17,09 = 1, 012 41,06-17,09 BJ 6,0 = 41,33-17,07 = 1,0129 41,02-17,07 BJ 8,0 = 41,29-17,05 = 1,013

40,97-17,05

DAFTAR PUSTAKA

1. Anonim .1979 . Farmakope Indonesia Ed . III . Depkes RI : Jakarta

2. Herinaldi.2004.Mekanika Fluida, terjemahan dari “Fundamental of Fluids Mechanic”

oleh Donald F. Young. Erlangga. Jakarta.

3. Mawarda. 2009. Tegangan Permukaan dan Kapasitas. PT Gramedia Pustaka Utama.

Jakarta.

laporan akhir praktikum farmasi fisika tegangan permukaan

Documents