VISKOSITAS dan SIFAT ALIR CAIRAN

PRAKTIKUM IV

Dewi Yull Pasaribu 148114113Daniel Lintang Adhi 148114115Julius Fajar 148114116

VISKOSITAS

Tujuan

Menetapkan viskositas suatu zat cair dengan cara menggunakan air sebagai pembanding.

Alat dan Bahan

• Alat : -piknometer

-viskometer Ostwald

• Bahan : -etanol

-air

-sukrosa 12,5 %

Cara KerjaKerapatan zat cair dengan piknometer ditentukan

Alat-alat (piknometer dan viskometer Ostwald) dibersihkan dengan aquades dan etanol

Diisi dengan air secukupnya. Air dinaikkan lebih tinggi dari tanda paling atas.

Stopwatch dihidupkan saat melewati tanda paling atas tersebut.

Tunggu air mengalir sampai tanda paling bawah. Pada saat air berada pada batas ini, stopwacth dimatikan dan waktu alir bisa ditentukan.

Diulang perlakuan yang sama sebanyak tiga kali.

Dilakukan cara yang sama juga untuk zat lain seperti alkohol, aseton, dan sukrosa 12,5%

Cara perhitunganCara perhitunganBerdasarkan Hukum Poiseuilleɳ = (π p r4 t) / (8 v l) ;

p= ρgh ɳ = (π ρgh r4 t) / (8 v l) Ket : p = tekanan hidrostatika

r = jari-jari kapilert = waktu alir zat cair sebanyak volume v dengan beda tinggi h.l = panjang kapiler

Pada pembacaan ini dipakai secara relatif untuk menghilangkan harga yang sukar dicari harganya seperti diameter kapiler, gravitasi, volume, dan sebagainya.

Untuk air : ɳa = (π ρagh r4 ta) / (8 v l) Untuk zat X : ɳx = (π ρxgh r4 tx) / (8 v l)

Maka : ɳx /ɳa = (ρx tx ) / (ρa ta)

Data Kerapatan zat cair

A. Penentuan volume piknometer pada suhu percobaan (30°C)

B. Penentuan kerapatan zat cair

Piknometer No.38

Piknometer No.117

Bobot piknometer + air 92,5199 gram 94,8986 gram

Bobot piknometer kosong 42,1693 gram 43,1316 gram

Bobot air 50,3506 gram 51,7670 gram

Kerapatan air (dari tabel) 0,99569 g/mL 0,99569 g/mL

Volume pikno = volume air

50,5680 mL 51, 9910 mL

Nama Zat Uji Bobot Zat Uji + Pikno

Bobot Zat Uji

Sukrosa 12,5% 94,9383 gram 52,7690 gram

Etanol 85,1076 gram 41,9760 gram

Aseton 81,6725 gram 39,5030 gram

• ρetanol

• ρsukrosa12,5%

• ρaseton

=51,9910 mL

m v

= 0,807 g/mL=

= v m

=52,7690 g

50,568 mL = 1,0435 g/mL

= v m 39,5032 g

50,568 mL = = 0,781 g/mL

Viskositas (Angka Kental Relatif)

Viskometer Ostwald

Suhu percobaan 30°C

Nama Larutan

Replikasi Rata-rata

I II III

Sukrosa 12,5%

31,14 detik 30,55 detik 30,44 detik 30,71 detik

Etanol 26,37 detik 26,17 detik 25,60 detik 26,05 detik

Aseton 11,33 detik 10,87 detik 10,53 detik 10,91 detik

Aquades 22,25 detik 22,30 detik 21,80 detik 22,11 detik

• Sukrosa 12,5%

replikasi I

replikasi II

replikasi III

rata-rata viskositas sukrosa 12,5 % adalah 1,455 poise

ɳ = 1,0435 g/mL x 31,14 detik

0,9956 g/mL x 22,25 detik = 1,467 poise

ɳ = 1,0435 g/mL x 30,55 detik

0,9956 g/mL x 22,30 detik = 1,436 poise

ɳ = 1,0435g/mL x 30,44detik 0,99569g/mL x 21,80detik

= 1,463 poise

• Etanol

replikasi I

replikasi II

replikasi III

rata-rata viskositas etanol adalah 0,955 poise

ɳ = 0,8070 g/mL x 26,37 detik

0,9956 g/mL x 22,25 detik = 0,961 poise

ɳ = 0,8070 g/mL x 26,17 detik 0,9956 g/mL x 22,30 detik

= 0,951 poise

ɳ = 0,8070 g/mL x 25,60 detik 0,9956 g/mL x 21,80 detik

= 0,952 poise

• Aseton

replikasi I

replikasi II

replikasi III

Rata-rata viskositas aseton adalah 0,386 poise

ɳ = 0,7810 g/mL x 11,33 detik

0,9956 g/mL x 22,25 detik = 0,399 poise

ɳ = 0,7810 g/mL x 10,87 detik

0,9956 g/mL x 22,30 detik = 0,382 poise

ɳ = 0,7810 g/mL x 10,53 detik

0,9956 g/mL x 21,80 detik = 0,379 poise

WINTERTemplatePEMBAHASAN

VISKOSITAS

01

14

Tujuan Praktikum mampu menetapkan viskositas suatu zat cair dengan cara menggunakan air sebagai pembanding.

02

Viskositas adalah suatu pernyataan tahanan dari suatu cairan untuk mengalir, makin tinggi viskositas maka semakin tinggi tahanannya (Martin, 1993).

Viskositas adalah pernyataan tahanan untuk mengalir dari suatu sistem yang mendapat tekanan, Semakin kental cairan maka semakin besar gaya yang dibutuhkan untuk membuat mengalir pada kecepatan tertentu (Moechtar, 1989).

15

03Viskositas relatif adalah angka kental suatu zat yang dibandingkan dengan zat lain yang sudah diketahui angka kentalnya (Roth dan Blaschke, 1994)

Mengapa digunakan viskositas relatif? Untuk menghilangkan harga yang sukar dicari (diameter kapiler, volume, gravitasi).

Hukum Poiseuile

ɳa = (π ρagh r4 ta) / (8 v l) ρx tx

ɳx = (π ρxgh r4 tx) / (8 v l) ρa ta

=

16

04Viskometer OstwaldViskositas ditentukan dengan mengukur waktu yang dibutuhkan oleh sejumlah cairan tertentu untuk mengalir melalui pipa kapiler dengan gaya yang disebabkan oleh berat cairan itu sendiri (Moechtar, 1990).

PiknometerPenentuan massa cairan dan ruang yang ditempati cairan yang digunakan untuk menentukan kerapatan cairan (Roth dan Blaschke, 1994).

Prinsip Alat

17

05Bahan yang digunakan pada praktikum ini adalah aquades, aseton, etanol, dan sukrosa 12, 5%.

Penentuan Kerapatan Zat Cair

-Menggunakan Piknometer

-Dibersihkan menggunakan etanol (non polar) dan aquades (polar), dikeringkan menggunakan vacum

-Bila tidak bersih dapat mempengaruhi penimbangan

-Perlu diturunkan suhunya hingga kurang lebih 20C dibawah suhu ruangan supaya sistem terkunci sempurna, ditunggu naik suhunya sampai suhu ruangan dan ditimbang

- Dapat ditentukan kerapatannya

WINTERTemplate

Penentuan Viskositas Zat Cair

- Mengapa menggunakan viskometer ostwald?

Dapat menentukan viskositas dari aseton, etanol, dan sukrosa 12, 5% karena memiliki sifat alir newton.

- Prinsip: Menentukan waktu yang dibutuhkan zat uji untuk mengalir melewati 2 tanda berdasarkan gaya gravitasi.

- Makin lama waktu yang dibutuhkan makin tinggi viskositasnya

-Suhu zat uji dalam piknometer harus sama dengan suhu zat uji saat dimasukkan dalam viskometer supaya praktikan memperoleh data yang valid.

- Makin tinggi suhu kerapatan dan viskositas zat cair semakin menurun.

06

07- Menurut Farmakope Indonesia edisi IV, kerapatan etanol: 0, 810 g/mL, kerapatan aseton:0,785 g/mL, dan sukrosa 12,5%: 1,580 g/mL.

- Data yang diperoleh praktikan: kerapatan etanol:0,807 g/mL, kerapatan aseton: 0,781 g/mL, dan kerapatan sukrosa 12,5%: 1,0435 g/mL.

- Kerapatan air pada suhu 300C adalah 0,99569 g/mL.

- Data yang diperoleh praktikan: viskositas etanol: 0,955 poise, viskositas aseton: 0,386 poise, viskositas sukrosa 12,5%: 1,455 poise.

- viskositas aseton< etanol< sukrosa 12,5%.

- Kerapatan berbanding lurus dengan viskositas.

20

08-Mengapa terjadi perbedaan data antara hasil teoritis dan hasil percobaan?

-Piknometer kurang bersih sehingga masih ada pengotor yang tertinggal

-Kurang telitinya praktikan dalam penimbangan

-Viskometer ostwald yang kurang bersih sehingga mempengaruhi waktu alir zat

Kelebihan dan Kekurangan Metode Viskometer Ostwald

• Praktis• Waktu efisien• Sampel yang digunakan

sedikit• Data akurat (tidak terjadi

aliran turbulensi)• Tidak perlu menentukan

tanda batas • Dapat digunakan untuk

menentukan viskositas cairan newton

+ -

• Kerusakan pada alat sulit di identifikasi

• Alat Sulit dibersihkan• Tidak dapat digunakan

untuk mengukur viskositas cairan yang terlalu kental

Metode Lain?

Viskometer HopplerViskometer Cup and

BobViskometer Cone and

Plate

Faktor- Faktor yang Mempengaruhi Viskositas

• Suhu

• Tekanan

• BM

• Konsentrasi

• Kerapatan

• Penambahan zat lain

Kegunaan Mengetahui Viskositas Suatu Zat Dalam Bidang Farmasi

• Menentukan kekentalan obat yang cocok

• Menetapkan bentuk sediaan yang sesuai

• Mengetahui stabilitas obat

• Mengetahui kecepatan pengendapan

Kesimpulan

• Dari percobaan ini dapat disimpulkan bahwa viskositas etanol 0, 955 poise, viskositas aseton adalah 0, 386 poise, dan viskositas sukrosa 12,5% adalah 1, 455 poise.

SIFAT ALIR CAIRAN

Tujuan

Mempelajari sifat alir cairan dan dapat menentukan tipe-tipe cairan berdasarkan sifat alirnya.

Alat dan Bahan

• Alat : -viskometer stormer -stopwatch -gelas beker -labu ukur -pipet tetes -corong -pengaduk

• Bahan : -Gliserol -CMC 0,1% -CMC 2% -Veegum 2%

Cara Kerja

• Pembuatan larutan ujioGliserol

500 mL gliserol diambil

Dimasukkan kedalam cup

o Larutan CMC 2%

5 g CMC ditimbang (massa = 2 g/100 mLx 250 mL = 5 g)

Air panas dimasukkan ke dalam gelas beker

CMC ditaburkan diatas gelas dan dibiarkan mengembang

Diaduk hingga larut

o Suspensi larutan CMC 0,1% dan Veegum 2%

0,25 g CMC (0,1% x 250 mL) dan 5 g veegum (2% x 250 mL) ditimbang

Dimasukkan dalam gelas beker

Ditambah sedikit air

Diaduk hingga larut.

• Pengujian zat

Zat yang akan diuji dimasukkan dalam cup

Didiamkan beberapa saat hingga terjadi kesetimbangan temperatur

Beban ditempatkan pada penggantung

Waktu yang digunakan untuk memutar rotor sebanyak 25 kali putaran, dihitung waktunya menggunakan stopwatch.

Dicatat hasilnya di data percobaan (kecepatan waktu rotor diperhatikan)

Percobaan diatas diulangi dengan penambahan beban penggantung (Penambahan beban dilakukan setiap 5-10 gram )

Cara Perhitungan

Menghitung kecepatan putarnya :

Rpm = 60/t x 25

Ket : t = waktu (detik)

Rpm = rotasi per menit

Penyajian Data

Suhu percobaan 31°C Larutan Gliserol

Beban

(gram)

50 60 70 80 90 100 110 100 90 80

Waktu

(detik)

58,40

27,37 26,81

20,32

16,40

13,37

12,25

13,22 14,51 18,76

Rpm 25,68

54,80 55,95

73,82

91,46

112,19

122,45

113,46

103,38

79,96Beban

(gram)70 60 50

Waktu (detik)

21,20 28,24 41,47

Rpm 70,75 53,12 36,17

Larutan CMC 2%

Larutan Veegum 2% + CMC 0,1%

Beban (gram)

50 55 60 55 50

Waktu (detik)

17,25 15,35 11,95 13,40 17,51

Rpm 86,96 97,72 125,52 119,94 85,67

Beban (gram)

50 55 60 55 50

Waktu (detik)

12,67 10,13 9,49 11,12 13,15

Rpm 118,39 148,08 158,06 134,89 114,07

Perhitungan Kecepatan alir Gliserol

Rumus = 60t

x 25

Rpm (50 g) = 6058,40 detik

x 25

x 25

x 25

= 25,68

Rpm (60 g) =

60

60

6027,37 detik

= 54,80

Rpm (70 g) = 26,81 detik

= 55,95

x 25

x 25 Rpm (80 g) = 20,32 detik

= 73,82

Rpm (90 g) = 60

16,40 detik= 91,46

Cont.Rpm (100 g) = 60

60

60

60

x 25

x 25

x 25

x 25

x 25

13,37 detik= 112,19

Rpm (110 g) = 12,25 detik

= 122,45

Rpm (100 g) = 13,22 detik

= 113,46

Rpm (90 g) = 14,51 detik

= 103,38

Rpm (80 g) =

60

6018,76 detik

x 25 = 79,96

Rpm (70 g) = 21,20 detik

= 70,75

Cont.

Rpm (60 g) =

60

60

x 25

x 25 28,24 detik

= 53,12

Rpm (50 g) = 41,47 detik

= 36,17

Perhitungan Kecepatan alir CMC 2%

Rpm (50 g) = 17,25 detik

60

60

60

60

x 25

x 25

x 25

x 25

= 86,96

Rpm (55 g) = 15,35 detik

= 97,72

Rpm (60 g) = 11,95detik

= 125,52

Rpm (55 g) =

Rpm (50 g) =

60 x 25 13,40 detik

= 119,94

17,51 detik= 85,67

Perhitungan Kecepatan alir Veegum 2% + CMC 0,1%

Rpm (50 g) = 60

60

60

60

60

x 25

x 25

x 25

x 25

x 25

12,67detik= 118,39

Rpm (55 g) = 10,13 detik

= 148,08

Rpm (60 g) = 9,49 detik

= 158,06

Rpm (55 g) = 11,12 detik

= 134,89

Rpm (50 g) = 13,15 detik

= 114,07

Kurva pengaruh Beban vs Kecepatan Putar (Gliserol)

Kurva pengaruh Beban vs Kecepatan Putar (CMC 2%)

Kurva pengaruh Beban vs Kecepatan Putar (Suspensi CMC 0,1% dan veegum 2%)

PembahasanSifat Alir Cairan

Sifat Alir Cairan

Menggambarkan

Aliran-aliran cairan

Deformasi dari

padatan

Jenis-Jenis Viskometer

Ostwald

Hoppler/Bola Jatuh

Cup And Bob

Cone And Plate

Dalam Praktikum Ini... .

Tipe-tipe aliran zat

Sistem Newton: Aliran NewtonianK

ece

pata

n

Gese

r

Tekanan Geser

Tipe-tipe aliran Zat

Sistem Non-Newtonian:

Kece

pata

n g

ese

r

Kece

pata

n g

ese

r

Kece

pata

n g

ese

r

Tekanan Geser Tekanan GeserTekanan Geser

Aliran PlastikSederhana

Aliran Pseudoplastik sederhana

Aliran Dilatan

PROSEDUR KERJA

Persiapan Bahan

CMC 2%

• CMC ditimbang sesuai perhitungan dan dilarutkan kedalam aqudest panas kerena CMC sukar larut.

• Sebelum dilarutkan CMC digerus terlebih dahulu untuk memperbesar luas permukaannya sehingga mudah larut.

Suspensi Vegum 2% dan

CMC 0,1%

• Vegum ditimbang 5g dan CMC ditimbang 0,25g • Masing masing dilarutkan dalam 250 mL aquadest panas

agar terlarut sempurna.• Kemudian dicampur

Gli

Persiapan Alat dan Pengukuran Bahan

Persiapan alat

•Viskometer stromer dicek agar kerusakan yang terjadi tidak mempengaruhi hasil •Cup viskometer dibersihkan agar sisa-sisa pengotor tidak mempengaruhi hasil

Pengukuran

kecepatan

•Bahan dimasukkan ke dalam cup dan dinaikkan ke rotor hingga rotor tercelup seluruhnya agar putaran yang dihasilkan rotor sesuai dengan kekentalan cairan•Tambahkan beban pada penggantung beban dan catat waktu yang diperlukan rotor untukmelakukan 25 kali putaran.

Cont.

•Pengulangan dilakukan dengan penambahan 10 g di setiap pengulangannya.

•Pengulangan dilakukan hingga kecepatan yang dicapai rotor mendekati 150 rpm. hal ini dilakukan karena dikhawatirkan jika lebih dari kecepatan itu larutan akan mengalami turbulensi

•Perlu ditunggu 1-2 menit sebelum pengulangan untuk memberi larutan kesempatan untuk menata ulang molekulnya.

•Pengurangan beban hingga ke beban semula dilakukan untuk melihat fenomena tiksotropi dan melihat hubungan antara beban dengan kecepatan putaran.

Pengulangan

Tiksotropi

Fenomena pemulihan keadaan yang berlangsung secara isotermal dan

komparatif lambat, dari suatu zat yang kehilangan konsistensi karena geseran,

yang terjadi pada waktu didiamkan (Moechtar.,1989).

Hasil Gliserol

Newtonian

Teoritis

Tidak Beraturan

Percobaan

Hasil CMC 2%

Pseudoplastis Sederhana

Teoritis

Pseudoplastis sederhana

Percobaan

Hasil Suspensi Vegum 2% dan CMC 0,1%

Dilatan

Teoritis

Dilatan

Percobaan

Faktor-faktor Penyebab Turbulensi

Larutan uji tidak didiamkan dalam waktu yang sama.

Waktu untuk mendiamkan kurang lama. Kecepatan rotor melebihi 150 rpm. Perhitungan waktu kurang cermat. Temperatur dalam larutan uji meningkat

Faktor-faktor yang Mempengaruhi Sifat Alir

Suhu

Kerapatan

Konsentrasi

Tekanan

Beban

Kelebihan dan Kekurangan Metode

kelebihan

• Mudah • Cepat dan efisien• Tidak menggunakan

banyak bahan

kekurangan

• Menyebabkan larutan mengalami turbulensi

• Hanya digunakan untuk larutan yang kental

• Alatnya mahal• Tidak Praktis

Manfaat Mengetahui Sifat Alir Dalam Kefarmasian

• Dapat memilih instrumen yang tepat untuk mengolah sediaan tertentu.

• Untuk formulasi dan analisis sediaan farmasi.• Mengetahui kecepatan adsorbsi obat.• Berperan dalam stabilitas, keseragaman

dosis, keadaan hasil produksi, dan tindakan penggunaan suspensi/ emulsi

Kesimpulan

Tipe aliran dari larutan Uji adalah Gliserol : Newtonian CMC 2% : Pseudoplastik Suspensi Vegum 2% dan CMC 0,1% : Dilatan

DAFTAR PUSTAKA

• Martin, A., 1993, Farmasi Fisik, Edisi 3 Jilid 2, UI-Press, Jakarta

• Moechtar, Farmasi Fisik, Bagian Larutan dan Sistem Dispersi, Gadjah Mada University Press, Yogyakarta

• Sinko, Patrick j., 2006, Martin Farmasi Fisika dan Ilmu Farmasetika, Edisi 5, EGC, Jakarta

• Roth, Hermann J. dan Blaschke G., 1994, Analisis Farmasi, Gadjah Mada University-Press, Yogyakarta

• Dirjen POM, 1995, Farmakope Indonesia, Edisi IV, Departemen Kesehatan Republik Indonesia, Jakarta

• Kenapa digunakan air sebagai pembanding?• Metode lain, prinsip kerja• Kegunaan mengetahui sifat alir• Prameter Valid, tdk valid dri mana• Meningkatkan keakuratan alat?Kalau diulang viskositas

beda?• Pada grafik gliserol terjdi kesalaha, pengaruh

pengurangan volume dgn data gmn? Mksd sifat alir bsa naik-turun gmn?

• Gliserol bsa gk di ukur pke viskomter ostwald?