PRAKTIKUM V

MIKROMERITIKA

A. TUJUAN

Tujuan dari praktikum mikromeritika adalah:

1. Mampu dan terampil menggunakan mikroskop optik untuk menentukan

ukuran partikel dan distribusinya.

2. Memahami dan mampu menghitung parameter yang berhubungan dengan

bentuk dan ukuran partikel.

B. DASAR TEORI

Ilmu dan teknologi partikel kecil diberi nama mikromeritik oleh Dalla

Valle. Dispersi koloid dicirikan oleh partikel yang terlalu kecil untuk dilihat

dengan mikroskop biasa, sedang partikel emulsi dan suspensi farmasi serta

serbuk halus berada dalam jangkauan mikroskop optik. Partikel yang

mempunyai ukuran serbuk lebih kasar, granul tablet, dan garam granular

berada dalam kisaran ayakan (Martin et al, 1993).

Pengetahuan dan pengendalian ukuran, serta kisaran ukuran dan

partikel sangat penting dalam bidang farmasi. Jadi, ukuran, dan karenanya

juga luas permukaan, dari satu partikel dapat dihubungkan secara berarti pada

sifat fisika, kimia, dan farmakologi dari satu obat. Secara klinik, ukuran

partikel satu obat dapat mempengaruhi pelepasannya dari bentuk-bentuk

sediaan yang diberikan secara oral, parenteral, rektal, dan topikal. Formulasi

yang berhasil dari suspensi, emulsi, dan tablet, dari segi stabilitas fisik dan

respon farmakologis, juga tergantung pada ukuran partikel yang dicapai Cr

dalam produk tersebut. Dalam bidang pembuatan tablet dan kapsul,

pengontrolan ukuran partikel penting sekali dalam mencapai sifat aliran yang

diperlukan dan pencampuran yang benar tepat granulat dan serbuk. Ini semua

dan faktor-faktor lain yang dibahas oleh Lees membuat nyata bahwa seorang

ahli farmasi masa kini harus mempunyai pengetahuan mikromeritik yang baik

(Martin et al, 1993).

Ukuran dari suatu bulatan dengan segera dinyatakan dengan garis

tengahnya. Tetapi, begitu derajat ketidaksimestrisan dari partikel naik,

bertambah sulit pula menyatakan ukuran dalam garis tengah yang berarti.

Dalam keadaan seperti ini, tidak ada garis tengah yang unik. Makanya harus

dicari jalan untuk menggunakan suatu garis tengah bulatan yang ekuivalen,

yang menghubungkan ukuran partikel dan garis tengah bulatan yang

mempunyai luas permukaan, volume, dan garis tengah yang sama. Jadi, garis

tengah permukaan ds, adalah garis tengah suatu bulatan yang mempunyai luas

permukaan yang sama seperti partikel yang diperiksa (Martin et al, 1993).

Setiap kumpulan partikel biasanya disebut polidispersi. Karenanya

perlu untuk mengetahui tidak hanya ukuran dari suatu partikel tertentu, tapi

juga berapa banyak partikel-partikel dengan ukuran yang sama ada dalam

sampel. Jadi kita perlu suatu perkiraan kisaran ukuran tertentu yang ada dan

banyaknya atau berat fraksi dari tiap-tiap ukuran partikel, dari sini kita bisa

menghitung ukuran partikel rata-rata untuk sampel tersebut (Martin et al,

1993).

Metode-metode yang digunakan untuk menentukan ukuran partikel:

a. Mikroskopi Optik

Menurut metode mikroskopis, suatu emulsi atau suspensi,

diencerkan atau tidak diencerkan, dinaikkan pada suatu slide dan

ditempatkan pada pentas mekanik. Di bawah mikroskop tersebut, pada

tempat di mana partikel terlihat, diletakkan mikrometer untuk

memperlihatkan ukuran partikel tersebut. Pemandangan dalam

mikroskop dapat diproyeksikan ke sebuah layar di mana partikel-partikel

tersebut lebih mudah diukur, atau pemotretan bisa dilakukan dari slide

yang sudah disiapkan dan diproyeksikan ke layar untuk diukur (Martin et

al, 1993).

Kerugian dari metode ini adalah bahwa garis tengah yang

diperoleh hanya dari dua dimensi dari partikel tersebut, yaitu dimensi

panjang dan lebar. Tidak ada perkiraan yang bisa diperoleh untuk

mengetahui ketebalan dari partikel dengan memakai metode ini.

Tambahan lagi, jumlah partikel yang harus dihitung (sekitar 300-500)

agar mendapatkan suatu perkiraan yang baik dari distribusi , menjadikan

metode tersebut memakan waktu dan jelimet. Namun demikian pengujian

mikroskopis dari suatu sampel harus selalu dilaksanakan, bahkan jika

digunakan metode analisis ukuran partikel lainnya, karena adanya

gumpalan dan partikel-partikel lebih dari satu komponen seringkali bisa

dideteksi dengan metode ini (Martin et al, 1993).

b. Pengayakan

Suatu metode yang menggunakan satu seri ayakan standar yang

dikalibrasi oleh National Bureau of Standars. Ayakan umumnya

digunakan untuk memilih partikel-partikel yang lebih kasar; tetapi jika

digunakan dengan sangat hati-hati, ayakan-ayakan tersebut bisa

digunakan untuk mengayak bahan sampai sehalus 44 mikrometer (ayakan

nomor 325). Menurut metode U.S.P. untuk menguji kehalusan serbuk

suatu massa sampel tertentu ditaruh suatu ayakan yang cocok dan

digoyangkan secara mekanik. Serbuk tersebut digoyang-goyangkan

selama waktu tertentu, dan bahan yang melalui satu ayakan ditahan oleh

ayakan berikutnya yang lebih halus serta dikumpulkan, kemudian

ditimbang (Martin et al, 1993).

c. Sedimentasi

Suatu metode dengan penggunaan ultrasentrifugasi untuk

penentuan berat molekul dari polimer tinggi. Ukuran partikel dalam

kisaran ukuran yang terayak bisa diperoleh dengan sedimentasi gravitasi

seperti yang dinyatakan dalam hukum Stokes. Untuk menggunakan

hukum Stokes, suatu syarat selanjutnya adalah bahwa aliran dari medium

dispersi sekitar partikel ketika partikel mengendap adalah laminar atau

streamline. Dengan kata lain laju sedimentasi dari suatu partikel tidak

boleh sedemikian cepat sehingga terjadi turbulensi, karena ini sebaliknya

akan mempengaruhi sedimentasi dari partikel (Martin et al, 1993).

C. ALAT DAN BAHAN

Alat-alat yang digunakan dalam praktikum kali ini adalah

1). Batang pengaduk

2). Gelas beker

3). Gelas objek dan penutup

4). Mikrometer objektif

5). Mikrometer okuler

6). Mikroskop optik

7). Pipet tetes

Bahan yang digunakan dalam praktikum kali ini adalah

1). Amilum Manihot

2). Aquadest

D. PROSEDUR KERJA

1. Kalibrasi mikrometer okuler terhadap objektif

- Dikalibrasi

- Dipasang di dalam

- Dilanjutkan

-Dipasang di bawah

- Dihimpitkan skala 0,0 hingga segaris

dengan salah satu

- Dicatat, replikasi 3 kali

- Dilepas

-

-

2. Pembuatan preparat

Mikrometer okuler

Lensa okuler

Mikrometer objektif

Lensa objektif

Lensa okuler

Hasil

Mikrometer objektif

Amilum Manihot

- Dilarutkan dalam

-

- Diaduk hingga homogen

3. Pengamatan ukuran partikel

- Diteteskan di atas

- Diamati ukuran partikel

- Dilakukan 250 kali

Aquades

Hasil

Preparat

Objek glass

Hasil

E. DATA DAN HASIL PENGAMATAN

1. Hasil kalibrasi skala okuler dengan menggunakan skala objektif

Standar 1 Skala Objektif= 10 m

50 Skala Okuler = 50 Skala Objektif

50 Skala Okuler = 50 Skala Objektif

50 Skala Okuler = 50 Skala Objektif

50 Skala Okuler = 50 Skala Objektif

= 10 µm

2. Hasil pengamatan ukuran partikel dengan skala (250 data)

No

.

Ukuran Partikel dengan Skala Okuler

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

1. 15 10 15 10 10 10 10 15 10 10

2. 20 15 10 20 20 15 10 15 15 20

3. 10 10 10 20 20 10 20 25 20 10

4. 20 20 20 10 10 15 20 10 15 30

5. 15 10 20 25 10 15 25 20 10 10

6. 35 40 10 10 10 10 20 15 10 10

7. 20 10 15 15 10 10 15 20 10 10

8. 20 10 10 10 10 10 20 10 10 15

9. 15 15 20 10 25 25 10 15 20 15

10. 10 15 20 20 15 30 20 20 20 20

11. 10 10 15 20 20 20 20 10 10 10

12. 15 10 10 10 20 20 30 30 10 10

13. 15 20 20 20 10 10 10 10 25 15

14. 10 10 40 20 10 10 20 10 10 10

15. 10 10 10 10 10 10 10 15 10 10

16. 20 10 10 10 30 10 10 10 20 10

17 10 10 10 10 10 10 15 25 10 20

18. 10 25 10 10 15 10 10 10 20 10

19. 20 10 10 10 10 10 15 10 10 15

20. 10 10 10 10 10 15 10 10 10 10

21. 10 10 15 10 10 10 10 15 10 25

22. 10 10 10 10 15 10 10 10 10 10

23. 10 15 10 10 10 10 10 10 15 10

24. 10 15 10 10 10 10 10 10 10 10

25. 10 10 15 10 15 10 15 10 10 10

Ukuran terkecil = 10 m

Ukuran terbesar = 40 m

Banyaknya kelas = 4m

Lebar interval = 10

3. Hasil perhitungan parameter mikromeritika

Rentang

diameter

(m)

Mean

(d)

Partikel

tiap

rentang

(n)

(nd) (nd2) (nd3) (nd4)

1-10 5 149 745 3725 18625 58203125

11-20 15 84 1260 18900 283500 4252500

21-30 25 14 350 8750 218750 5468750

31-40 35 3 105 3675 128625 4501875

Jumlah n =

250

nd =

2460

nd2 =

35050

nd3 =

302125

nd4 =

72426250

a. dln =Σ ndΣ n

=2460250

= 9,84

b. dsn = √ Σ nd2

Σ n= √ 35050

250= 11,8406

c. dvn = 3√ Σ nd3

Σ n= 3√ 302125

250= 34,7635

d. dsl = Σ nd2

Σ nd=

350502460

= 14,2479

e. dvs =Σ nd3

Σ nd2 =30212535050

= 8,6198

f. dvw =Σ nd4

Σnd3 =72426250

302125= 239,7228

4. Gambar kurva histogram antara ukuran partikel (m) terhadap distribusi

frekuensi

0

20

40

60

80

100

120

140

160149

84

14

3

Gambar 1. Plot dari data hasil pengamatan sehingga menghasilkan

distribusi frekuensi ukuran

0 5 10 15 20 25 30 35 40

Ukuran Partikel

Distribusi Partikel

F. PEMBAHASAN

Praktikum kali ini yaitu tentang mikromeritika, bertujuan menjadikan

mahasiswa mampu dan terampil dalam menggunakan mikroskopik optik

untuk menentukan ukuran partikel parameter yang berhubungan dengan

bentuk dan ukuran partikelnya. Analisis atau monitoring perubahan ukuran

doplet/partikel dan distribusinya perlu dilakukan, agar jaminan mutu sediaan

dapat dipertahankan. Mikromeritika yaitu ilmu yang mempelajari bentuk dan

ukuran partikel (Sudjaswadi, 2005). Mikromeritika merupakan ilmu dan

teknologi partikel kecil. Dispersi koloid dicirikan oleh partikel yang terlalu

kecil untuk dilihat dengan mikroskop biasa, sedangkan partikel emulsi dan

suspensi farmasi serta serbuk halus berada dalam jangkauan mikroskop optik

(Martin et al, 1993).

Menurut Martin, ada empat metode pengukuran ukuran partikel.

Metode-metode tersebut antara lain menggunakan mikroskop optik untuk

melihat gambaran partikel yang sesungguhnya, metode sedimentasi

(pengendapan), metode pengayakan, dan metode pengukuran volume partikel.

Namun, dari keempat metode tersebut, tidak ada satu pun metode atau cara

pengukuran yang benar-benar merupakan metode langsung (metode terbaik),

walaupun dengan mikroskop kita dapat melihat gambaran partikel yang

sesungguhnya, hasil yang didapat kemungkinan besar tidak lebih “langsung”

daripada menggunakan metode lain. Jadi, intinya tidak ada metode yang dapat

dikatakan metode terbaik dibanding metode yang lain karena setiap metode

memiliki maksud dan tujuan sendiri dalam setiap penggunaannya.

Pengetahuan dan pengendalian ukuran dalam kisaran bentuk dan

ukuran partikel sangat penting dalam bidang farmasi, sebab merupakan

penentu bagi sifat-sifat. Baik sifat fisika, kimia, dan farmakologik dari bahan

tersebut. Dalam pembuatan sediaan-sediaan seperti kapsul, tablet, granul, atau

sirup kering tentu perlu mempertimbangkan ukuran partikel. Begitu pula akan

mempengaruhi kecepatan diskusi atau kelarutan dari satu sediaan obat

sehingga efek yang ditimbulkan akan cepat bereaksi. Hal-hal semacam ini

terutama sangat berpengaruh pada sediaan-sediaan yang mempunyai bentuk

sediaan seperti tablet, kapsul, dan lain-lainnya yang bersifat padat atau yang

lainnya. Ukuran partikel bahan obat padat memiliki peranan penting, sebab

ukuran partikel memiliki pengaruh besar dalam pembuatan sediaan obat dan

juga terhadap efek terapinya. Pengetahuan dan pengendalian ukuran partikel

sangat penting dilakukan. Ukuran partikel, yang berarti juga luas permukaan

spesifik partikel dapat dihubungkan dengan sifat-sifat fisika, kimia, dan

farmakologi satu obat. Dalam pembuatan tablet dan kapsul, pengontrolan

ukuran partikel sangat penting dilakukan untuk mendapatkan sifat alir yang

tepat dari granulat dan serbuk. Formulasi yang berhasil dari suspensi, emulsi,

dan tablet, baik dipandang dari segi stabilitas fisika maupun dari segi respons

biologisnya juga tergantung dari ukuran partikel dan bahan obatnya. Secara

klinik, ukuran partikel mempengaruhi pelepasan obat dari sediaannya yang

diberikan baik secara oral, parental, resital, dan topikal.

Prinsip dari percobaan ini adalah untuk menentukan karakteristik

ukuran dari partikel-partikel submikrometer dengan menggunakan metode

mikroskopi, pengayakan, sedimentasi serta penentuan volume partikel.

Metode yang dilakukan pada percobaan ini adalah metode mikroskopi optik,

yang bertujuan untuk mengukur partikel yang berkisar dari 0,2 µm sampai

100 µm. Menurut metode mikroskopis suatu emulsi atau suspensi diencerkan

atau tidak diencerkan,dinaikkan pada suatu slide dan ditempelkan pada pentas

mekanik (Martin et al, 1993).

Kerugian pada metode ini adalah bahwa garis tengah yang diperoleh

hanya dari dua dimensi dari partikel tersebut, yaitu dimensi panjang dan

lebar. Tidak ada perkiraan yang bisa diperoleh untuk mengetahui ketebalan

dari partikel dengan memakai metode ini, jumlah partikel yang harus dihitung

(300-500) agar mendapatkan suatu perkiraan yang baik dari distribusi,

menjadikan metode tersebut memakan waktu. Adapun keuntungan dari

metode ini adalah selalu digunakan meskipun hanya dapat mengukur dua

dimensi, yaitu dimensi panjang dan lebar (Martin et al, 1993).

Pengerjaan pada percobaan ini menggunakan amprotab. Amprotab

adalah nama dagang dari amilum atau biasa disebut pati singkong. Mikroskop

amprotab adalah butir pati majemuk, sedikit sekali, umumnya majemuk 2.

Butir-butir pati tunggal, diameter sampai 20 m. Kelarutan praktis tidak larut

dalam air dingin dan khasiatnya sebagai zat tambahan. Amprotab dipakai

pada percobaan ini karena amprotab adalah nama lain dari amilum, karena

amprotab adalah suspending agent tidak larut dalam air melainkan dapat

terdispersi dalam fase cair, berupa partikel kecil, maka dari itu dapat diamati

dengan mudah di bawah mikroskop mikrometer (Depkes RI, 1979).

Pertama-tama mencampurkan amilum manihot dengan aquadest

sampai homogen dan encer, karena jika tidak encer atau bahan masih padat

atau kental kemungkinan partikel akan berlengketan satu sama lain. Setelah

itu mengkalibrasi mikrometer dan menghimpitkan skala 0,0 pada mikrometer

objektif dengan garis pada skala mikrometer okuler, dilihat angka pada skala

yang mendekati 0 dan dilakukan pengukuran partikel dari amprotab sebanyak

250 kali. Adapun hasil dari pengukuran yang dilakukan, dihitung

parameternya sebagai berikut, rentang diameter 1-40 dengan nilai (d ln) =

9,84 , (dsn) = 11,8406 (dvn) = 34,7635 , (dsl) = 14,2479 , (dvs) = 8,6198 , (dvw) =

239,7228.

Hasil perhitungan yang didapatkan setelah dilakukan pengamatan

ukuran partikel sebanyak 250 kali yaitu, rentang diameter 1-10 didapat

partikel tiap rentangnya 149 (nd = 745, nd2 = 3725, nd3 = 18625, nd4 =

58203125). Rentang diameter 11-20 didapatkan partikel tiap rentangnya 84

(nd = 1260, nd2 = 18900, nd3 = 283500, nd4 = 4252500). Rentang diameter

21-30 didapatkan partikel tiap rentang 14 (nd = 105, nd2 = 8750, nd3 =

218750, nd4 = 5468750). Sedangkan untuk rentang diameter 31-40 didapat

partikel tiap rentang 3 (nd = 105, nd2 = 3675, nd3 = 128625, nd4 = 4501875).

Mean 1-10 = 5, mean 11-20 = 15, mean 21-30 = 25, mean 31- 40 = 35. Pada

grafik, ukuran partikel ini menjelaskan histogram antara ukuran partikel

dengan distribusinya. Hasil yang didapat dilihat dari kurvanya yaitu, kurva

yang paling tinggi dengan ukuran rentang partikel antara 1-10 m dengan

mean 5 dan banyaknya partikel sebesar 149 partikel, sedangkan yang

terendah antara rentang 31-40 m dengan mean 35 dan banyaknya partikel

sebesar 3 partikel. Berdasarkan hasil yang didapat, dapat disimpulkan bahwa

distribusi dari partikel yang ada pada sampel amprotab yang digunakan

memiliki sebaran jumlah yang tidak terlalu merata, namun memiliki

keseragaman ukuran yang cukup baik.

G. KESIMPULAN DAN SARAN

Kesimpulan yang dapat diambil dari percobaan ini adalah :

1. Mikromeritika adalah ilmu yang mempelajari bentuk dan ukuran partikel

dan metode yang digunakan adalah mikroskopik optik.

2. Pengukuran partikel dilakukan sebanyak 250 kali, dengan rentang diameter

1- 40.

3. Ukuran partikel terkecil yang didapat adalah 10 m dan yang terbesar

adalah 40 m dengan lebar interval 10 dan banyaknya kelas 4.

4. Hasil perhitungan dapat diketahui , yaitu hasil (dln) = 9,84; (dsn) = 11,8406;

(dvn) = 34,7635; (dsl) = 14,2479; (dvs) = 8,6198; dan (dvw) = 239,7228.

Saran untuk percobaan ini adalah agar praktikan lebih teliti lagi dalam

melakukan kalibrasi mikrometer okuler terhadap mikrometer objektif dan

diharapkan praktikan lebih serius dalam melakukan praktikum.

H. DAFTAR PUSTAKA

Depkes RI, 1979. Farmakope Indonesia Jilid III. Departemen Kesehatan Republik Indonesia. Jakarta

Martin, A., J. Swarbrick & A. Cammarata. 1993. Farmasi Fisika Edisi 3 Jilid II. University Indonesia Press. Jakarta

Sudjaswadi R & Agatha B.S.L. 2005. Perubahan Parameter Mikromeritika 3 Buah Sediaan Inhalasi. Majalah Farmasi Indonesia. 16 (1). Halaman 21

I. DISKUSI

1. Apa kegunaan pengukuran partikel pada sediaan suspensi atau emulsi ?

Jawab:

Pada sediaan tersebut mengandung zat yang tidak larut, maka bagaimana

caranya obat tersebut larut dalam tubuh. Zat pada kedua sediaan tersebut

memang tidak larut, oleh karena itu sebelum dipakai harus dikocok terlebih

dahulu, sehingga zat tersebut terdispersi dan larut semuanya dan partikelnya

pun akan menyebar sehingga pada saat minum obat tersebut sudah larut

sebelum masuk ke dalam tubuh.

2. Apa keuntungan dan kerugian penentuan ukuran partikel menggunakan

mikroskop ?

Jawab:

Keuntungannya adalah dapat mendeteksi adanya gumpalan dan partikel-

partikel lebih dari komponen sampel yang diamati, langsung dapat diukur

diameternya, diameter dapat dilihat atau diukur secara pasti dan dapat

melihat ukuran partikel secara langsung. Sedangkan kerugiannya adalah

garis tengah yang diperoleh hanya dari dua dimensi yaitu dari dimensi

panjang dan dimensi lebar di samping itu tidak ada perkiraan yang dapat

diperoleh untuk mengetahui ketebalan dari suatu partikel dan dalam

mengamatinya dibutuhkan waktu yang lama.

3. Jelaskan dengan singkat prinsip pengukuran partikel dengan beberapa

metode yang ada di pustaka !

Jawab:

Metode mikroskopi yaitu dengan menggunakan mikroskop biasa yang

dipasangi mikrometer okuler dan mikrometer objektif yang

dikalibrasikan skalanya.

Metode pengayakan menggunakan 1 seri ayakan standar yang telah di

kalibrasi.

Metode sedimentasi dilakukan dengan cara ultrasentrifugasi untuk

menentukan berat molekul dari sedimentasi.

Metode pengukuran volume partikel menggunakan alat coulter counter.