PRAKTIKUM 4

PENGARUH PERUBAHAN TEMPERATUR TERHADAP STABILITS

BAHAN OBAT

A. TUJUAN

Tujuan dari percobaan ini adalah

1. Memahami pengaruh perubahan temperatur terhadap stabilitas bahan obat

2. Memahami cara menentukan tetapan laju peruraian bahan obat pada

temperatur tertentu

3. Memahami dan menghitung pengaruh energi aktivasi dalam peruraian

suatu bahan obat karena pengaruh perubahan temperature.

B. DASAR TEORI

Stabilitas didefinisikan sebagai kemampuan suatu produk untuk

bertahan dalam batas yang telah ditetapkan dan sepanjang periode

penyimpanan dan penggunaan , sifat dan karakteristiknya sama dengan yang

dimilikinya pada saat produk tersebut dibuat (Depkes RI, 1995).

Tiap bahan di dalam suatu sediaaan baik yang berkhasiat terapi aktif

atau inaktif dapat mempengaruhi stabilitas. Faktor lingkungan seperti suhu,

radiasi, cahaya, udara (terutama O2, CO2 dan uap air) dan kelembapan juga

dapat mempengaruhi stabilitas. Demikian juga dengan faktor seperti ukuran

partikel, pH, sifat air dan pelarut lain yang digunakan, sifat wadah dan adanya

bahan kimia lain yang berasal dari kontaminasi atau dari penampungan

produk berbeda yang disengaja dapat mempengaruhi stabilitas (Depkes RI,

1995).

Peningkatan temperatur biasanya menambah laju rekasi sehingga

peruraian suatu bahan obat biasanya meningkat dengan kenaikan temperatur.

Hubungan antara laju reaksi dengan peruraian (k) terhadap temperatur

dinyatakan dalam persamaan Arrhenius

K = A. e-Ea /RT

Atau

log K = log A – Ea/ 2,303 R. T

dengan ketentuan:

k = tetapan laju reaksi, diperoleh berdasarkan persamaan orde reaksi

A = faktor frekuensi

Ea = energi aktivitas

R = tetapan gas (1,978 kal/mol.der)

T = temperatur absolut

Berdasarkan persamaan tersebut dapat dibuat kurva antara 1/T log k

sehingga diperoleh persamaan gars lurus dan harga k pada temperatur kamar

dapat dihitung untuk memprediksikan batas kadarluasa suatu bahan obat

(Ansel, 1989).

Proses laju merupakan hal dasar yang perlu diperhatikan bagi orang

yang berikatan dengan bidang kefarmasian. Beberapa prinsip dan proses laju

berkaitan dengan peristiwa berikut:

1. Kestabilan dan tak tercampurkan

Proses laju umumnya adalah sesuatu yang menyebabkan

ketidakaktifan obat melalui penguraian obat atau melalui hilangnya

khasiat obat karena perubahan fisik dan kimia yang kurang diinginkan

dari obat tersebut.

2. Disolusi

Yang diperhatikan terutama kecepatan berubahnya obat dalam

bentuk sediaan padat menjadi bentuk larutan molekuler.

3. Proses absorpsi distribusi dan eliminasi

Beberapa proses ini berkaitan dengan laju absorpsi obat ke dalam

tubuh, laju distribusi obat dalam tubuh dan laju pengeluaran obat setelah

distribusi dengan berbagai factor, seperti metabolism, penyimpanan dalam

organ tubuh lemak dan melalui jalur-jalur pelepasan.

4. Kerja obat pada tingkat molekuler

Obat dapat dibuat dalam bentuk yang tepat dengan menganggap

timbulnya respon dari obat merupakan proses laju

(Martin, 2009).

Pengkajian stabilitas pra formulasi biasanya merupakan penilaian

kuantitatif stabilitas kimia suatu obat. Pengkajian ini meliputi percobaan

keadaan larutan dan keadaan padatan dalam kondisi topikal untuk

penanganan, formulasi, penyimpanan dan pemberian suatu obat. Bagian ini

terfokus pada evaluasi stabilitas kimia selama penelitian pra formulasi

(Lachman, 1989).

Penyebab ketidakstabilan bahan obat ada 2 macam. Pertama adalah

slabilitas dari bahan obat dan bahan pembantu sendiri, yang terakhir

dihasilkan dari bangun kimia dan kimia fisika, untuk lainnya adalah faktor

luar seperti suhu, kelembaban udara dan cahaya menginduksi atau

mempercepat reaksi yang berkurang lainnya (Voight, 1994).

C. ALAT DAN BAHAN

1. AlatAlat-alat yang digunakan dalam percobaan meliputi :

1. Batang pengaduk

2. Gelas beker 250 ml

3. Gelas ukur 5 ml

4. Kaca arloji

5. Labu ukur 500 ml

6. Nerca analitik

7. Penangas air

8. Pipet tetes

9. Pro pipet

10. Rak tabung reaksi

11. Spektrofotometer

12. Tabung reaksi

13. Termometer

2. Bahan

Bahan-bahan yang digunakan dalam percobaan ini meliputi :

1. As. Sitrat

2. Aquadest

3. NaOH

4. Vitamin C

D. PROSEDUR KERJA

1. Pembuatan dapar sitrat pH 5,6 dengan kapasitas dapar 0,01

sebanyak 250 ml

a. Menimbang asam sitrat 0,65 g, melarutkan ke dalam aquadest

secukupnya

b. Menimbang NaOH 0,06 g, melarutkan ke dalam aquadest secukupnya

c. Mencampur kedua larutan dan tambahkan aquadest hingga volume

250 mL, aduk ad homogen

2. Pembuatan larutan Vit. C

a. Menimbang Vit. C sebesar 51,8 mg

b. Menambahkan larutan dapar sitrat secukupnya hingga larut di dalam

labu ukur 100 mL

c. Menambahkan sisa larutan sitrat secukupnya hingga 100 mL lalu

mengocoknya hingga homogen.

d. Memipet larutan vit. C 2 mL dengan pipet volume kemudian

menambahkan larutan dapar sitran lalu memasukkan ke dalam labu

ukur 100 mL sampai diperoleh larutan dengan konsentrasi 10,38 bpj

dalam 8 buah tabung reaksi.

3. Pengamatan hasil percobaan

a. Mengamati absorbansi larutan vit. C dengan konsentrasi 10,36 bpj

pada panjang gelombang maksimumnya menggunakan

spektrofotometer UV.

b. Menyiapkan 8 buah tabung reaksi kemudian mengisi masing-masing

tabung dengan larutan Vit. C sebanyak 10 mL lalu panaskan setiap

dua tabung pada temperatur 40˚, 45 B , 50˚ dan 55˚C selama 8 menit

dan 15 menit.

c. Mengamati absorbansi masing-masing tabung pada panjang

gelombang maksimum Vit. C

d. Menghitung kadarnya dengan metode perbandingan serapan

E. DATA DAN HASIL PENGAMATAN

Pembuatan kurva baku

Pembuatan larutan baku induk

a. 10 mg vit C dalam 100 mL

ppm = 10 mg x 10

100 mL x 10

ppm = 100 mg

1000 mL

ppm = 100 ppm

b. Pembuatan larutan baku kerja

M1 = 100 ppm

V2 = 10 mL

M2 = 6 ; 7 ; 8 ; 9 ; 10 ppm

Untuk M2 = 6 ppm

V1 . M1 = V2 . M2

V1 . 100 ppm = 10 mL . 6

60 = V1

100 mL

0,6 mL = V1

Untuk M2 = 7 ppm

V1 . M1 = V2 . M2

V1 . 100 ppm = 10 mL . 7

7 0 = V1

100 mL

0,7 mL = V1

Untuk M2 = 8 ppm

V1 . M1 = V2 . M2

V1 . 100 ppm = 10 mL . 8

8 0 = V1

100 mL

0,8 mL = V1

Untuk M2 = 9 ppm

V1 . M1 = V2 . M2

V1 . 100 ppm = 10 mL . 9

9 0 = V1

100 mL

0,9 mL = V1

Untuk M2 = 10 ppm

V1 . M1 = V2 . M2

V1 . 100 ppm = 10 mL . 10

100 = V1

100 mL

1 mL = V1

1. Perhitungan Pembuatan Dapar

a. Dapar Sitrat pH 5,6 kapasitas dapar 0,01 V= 250 mL

β = 2,303C × Ka [H3O )+](Ka + [H 3O])2

0,01 = 2,303C ×

4,98 .10 -7 (2,5×10 -6 ¿ ¿4, 98 .10 -7 + (2,5 ×10-6 ¿

-2 ¿

8,988 x 10-14 = 2,8672 x 10-12 C

C = 8,9880 x 10 -14

2,8672 x 10-12

C = [A] + [G]

0,0365 = [A] + [0,599]

[A] = 0,031

pH = pKa + log [G][A]

5,6 = 6,369 + log [G][A]

[G] = 0,1599 A

[G] = 0,1599 (0,031)

= 4,929×10-6 mol/ml

Massa asam sitrat = [A] × BM × V

= 3,1 × 10-5 × 210,14 × 250

= 1,628 gr

Tabel 1. Absorbansi Kurva Baku

Konsentrasi Absorbansi

6 ppm 0,322 Å

7 ppm 0,378 Å

8 ppm 0,435 Å

9 ppm 0,492 Å

10 ppm 0,549 Å

Pembuatan larutan asam askorbat

X ppm = 51,8 mg

100 mL

X ppm = 51,8 / 0,1

100/100

V1 . M1 = V2 . M2

2 mL . 518 ppm = 100 mL . M2

10,36 ppm = M2

Setelah pengenceran 2 mL menjadsi 100 mL

Kadar menjadi 10,36 ppm

3. Hasil pengamatan absorbansi

λ max

Absorbansi

T kamar T 40˚C T 45˚C T 50˚C T 55˚C

Kadar t0 0,987 0,987 0,987 0,987 0,987

Kadar t8 0,987 1,021 1,007 0,991 0,965

Kadar t15 0,987 1,030 0,975 0,965 0,950

4. Penentuan orde reaksi dengan metode penentuan harga k

K40 K45 K50 K55

Nol k = Co−Ct

dt

-0,0231 -0,0136 -0,00275 0,0149

-0,0156 -0,0043 -0,00793 0,0134

Satu k = 2,303

t log

CoC

-4,0018 x 10-3 -2,3821 x 10-3 -4,8445 x 10-4 -2,6535 x 10-3

2,6862 x 10-3 7,6904 x 10-4 1,4148 x 10-3 -2,4068 x 10-3

Dua k =

(Co−Co)/Co .Ct

-6,9731 x 10-4 -4,1625 x 10-3 -8,5299 x 10-5 4,7313 x 10-4

-4,6649 x 10-4 1,3644 x 10-4 2,5233 x 10-4 4,3259 x 10-4

5. Pembuatan kurva 1/T VS log k

T 1/T k Log K

313 3,1949 x 10-3 -5,819 x 10-4 0

318 3,1447 x 10-5 -1,3988 x 10-4 0

323 3,0959 x 10-3 0,8352 x 10-4 -4,0782

329 3,0488 x 10-3 4,5286 x 10-4 -3,3440

3,195 x 10-3 3,145 x 10-3 3,096 x 10-3 3,048 x 10-3

-4,000-3,500-3,000-2,500-2,000-1,500-1,000

-5000

Kurva 1/T VS log k

1/T

log

k

Dari Kurva 1/T VS log k di dapat persamaan :

y = bx + a

y = -8878,84 x + 25,107 R2 =0,994

= -8878,84 (1/5) + 25,107

k = 2,052 x 10-5

b = -Ea

2,303 R

-8878,84 = Ea

2,303 x 1,987

Ea = 40.630,11 joule

Harga Ea dan batas kadaluarsa pada temperatur kamar untuk kadar

minimum 90 %

T ½ = 1

Co. k=

110,356 x 2,052 x 10 -5

= 4703, 9 menit = 78,91 jam

T90 = 1

9 Co k = 1

9.10,356 .2,052 .10 -5 = 522,67 menit = 8,711 jam

Ea →log k = log A-Ea

2,303 RT

Log 2,052. 10-2 =log A -40.630,11

2,303 x 1,987 x298

3,12x10-3 = log A-29,79

Log A =29,78 → A = 6,12 x 1029

F. PEMBAHASAN

Pada praktikum kali ini tentang pengaruh perubahan temperatur

terhadap stabilitas bahan obat yang bertujuan untuk menentukan tetapan laju

peruraian suatu bahan obat pada temperatur tertentu serta menghitung energi

aktivitasnya.

Pada praktikum ini digunakan beberapa alat dan bahan yang masing-

masing memiliki fungsi tersendiri. Gelas beker digunakan sebagai tepat

melarutkan bahan dan mengukur volume larutan yang tidak memerlukan

tingkat ketelitian yang tinggi. Selanjutnya kaca arloji berfungsi sebagai

tempat penimbangan bahan kimia berupa padatan atau pasta. Batang

pengaduk digunakan untuk mengaduk cairan didalam gelas kimia. Corong

gelas berfungsi untuk membantu memindahkan larutan dari wadah yang satu

ke wadah yang lain terutama yang bermulut kecil, selain itu corong gelas

biasanya juga digunakan untuk membantu penyaringan, khususnya untuk

menaruh kertas saring. Labu ukur digunakan untuk mengukur volume larutan.

Penangas air digunakan untuk pemanasan pada suhu rendah 30°C sampai

100°C. Termometer digunakan untuk mengukur suhu. Pipet volume berfungsi

untuk memindahkan larutan dan hanya memiliki satu ukuran volume. Tabung

reaksi digunakan sebagai wadah untuk mereaksikan larutan. Sedangkan

bahan-bahan yang digunakan adalah vitamin C yang digunakan sebagai bahan

obat yang akan ditentukan absorbansinya dan dihitung waktu paruhnya.

Bahan lain seperti asam sitrat dan NaOH digunakan untuk pembuatan larutan

dapar, serta aquadest digunakan sebagai pelarut.

Stabilitas didefinisikan sebagai kemampuan suatu produk untuk

bertahan dalam batas yang telah ditetapkan dan sepanjang periode

penyimpanan dan penggunaan, sifat dan karakteristiknya sama dengan yang

dimilikinya pada saat produk tersebut dibuat (Depkes RI, 1995).

Pada praktikum ini, temperatur merupakan faktor yang dapat

mempengaruhi kecepatan reaksi. Kecepatan berbagai reaksi bertambah kira-

kira dua atau tiga kalinya tiap kenaikan 10°C. Pengaruh temperatur terhadap

laju ini diberikan dengan persamaan yang pertama kali dikemukakan oleh

Arrhenius, yaitu : log K = log A – Ea/ (2,303 R. T) (Martin, 2009). Sehingga,

perlakuan peningkatan suhu dari 40°C sampai 55°C dilakukan dengan tujuan

untuk membedakan atau mengetahui pada suhu berapa obat dapat stabil

dengan baik dan pada suhu berapa obat akan teruarai dengan cepat. Jika

menggunakan suhu tinggi, kita dapat mengetahui penguraian obat dengan

cepat, sedangkan dalam suhu kamar butuh waktu lama untuk terurai.

Pada pembuatan larutan vitamin C, ditambahkan larutan dapar.

Larutan dapar ini digunakan untuk mempertahankan nilai pH tertentu agar

tidak banyak berubah selama reaksi kimia berlangsung. Larutan dapar atau

disebut juga larutan penyangga tersusun dari asam lemah dengan basa

konjugatnya dan sebaliknya. Pada percobaan ini asam sitrat merupaka asam

lemah dan NaOH sebagai basa kuat, dimana asam sitrat dicampurkan dalam

jumlah berlebih sehingga campurannya menghasilkan garam yang

mengandung basa konjugasi dari asam lemah yang bersangkutan. Dalam hal

ini larutan dapar bersifat asam, yakni mempertahankan pH dari vitamin C

yaitu 5,6.

Kadarluarsa adalah batas atau jangka waktu atau jangka obat yang

masih memenuhi standar untuk obat dimana apabila lewat dari ketentuannya,

maka komposisi yang harusnya 100% akan berkurang 10% menjadi 90%,

sehingga obat tidak layak lagi untuk dikonsumsi lagi. Selanjutnya waktu

paruh adalah waktu yang dibutuhkan oleh suatu obat untuk terurai

setengahnya dari konsentrasi mula-mula. Sedangkan energi aktivasi adalah

kemampuan sediaan untuk dapat mengalami penguraian zar. Energi aktivitasi

dapat juga diartikan sebagai energi minimum yang dibutuhkan agar reaksi

kimia tertentu dapat terjadi.

Perhitungan terhadap t1/2 dan t90. t1/2 untuk menentukan waktu yang

diperlukan oleh suatu bahan obat agar terdekomposisi sehingga kadar tersisa

setengah dari konsentrasi awal. Berdasarkan hasil yang diperoleh t1/2 vitamin

C adalah 1,9631x10-6 menit sedangkan t90 adalah 2,1812x10-7 menit, dan

perhitungan Ea (energi aktifitas) yang dimana Ea berpengaruh dalam reaksi

penguraian, yang dimana Ea dan laju reaksi berbanding lurus , yang dimana

semakin besar nilai Ea maka semakin cepat juga laju penguraiannya dari

suatu bahan obat tersebut. Dan dari hasil yang didapat nilai Ea sebesar -

132802,2552 kal.

Pada praktikum kali ini menggunakan orde dua, karena laju

penguraiannya dipengaruhi oleh faktor temperatur. Faktor temperatur ini yang

menyebabkan percepatan laju reaksi dan penguraian sehingga laju reaksi atau

pengaruhnya lebih cepat dibandingkan orde nol dan orde satu. Orde reaksi

adalah jumlah molekul atau atom yang terlibat dalam reaksi yang

konsentrasinya menentukan laju reaksi. Orde nol adalah reaksi dimana

konsentrasi tidak mempengaruhi laju reaksi. Orde satu adalah reaksi dimana

konsentrasi sebanding dengan laju reaksi. Orde dua adalah dimana laju reaksi

= 2xn konsentrasi reaktan.

Adanya beberapa kesalahan saat praktikum, termasuk saat

pengamatan adsorbansi pada spektrofotometer UV VIS mungkin disebakan

oleh beberapa hal seperti bahan yang mencair sehingga dapat mengurangi

daparnya, akibatnya dapar yang diinginkan tidak sesuai. Serta, ketidaktelitian

praktikan dalam hal pengerjaan prosedur kerja praktikum.

G. KESIMPULAN DAN SARAN

Kesimpulan dari praktikum ini adalah :

1. Temperatur merupakan faktor yang mempengaruhi laju reaksi.

2. Semakin tinggi temperatur, semakin cepat obat teruari.

3. Dari hasil absorbansi yang didapat menunjukkan semakin bertambahnya

suhu dan lamanya waktu pemanasan maka jumlah zat yang terurai

semakin besar.

4. Laju peruraian reaksi mempengaruhi energi aktivitasi

5. Orde yang digunakan yaitu orde dua.

6. Nilai Energi aktivasi yang didapat adalah -132802,2552 ; nilai t1/2 =

1,9631 x 10-6 dan nilai t90 = 2, 1812 x 10-7 .

7. Laju reaksi suatu zat dipengaruhi oleh beberapa faktor dalam percobaan

ini yaitu suhu dan waktu yang ditempuh dalam pemanasan.

Saran untuk praktikum selanjutnya diharapkan asisten lebih membimbing

praktikan dalam menentukan komposisi bahan-bahan yang diperlukan dalam

percobaan agar tingkat kesalahan pada saat percobaan relatif kecil. Serta,

diharapkan praktikan dapat lebih teliti lagi dalam perhitungan dan pengerjaan

prosedur kerja praktikum.

H. DAFTAR PUSTAKA

Ansel, Howard C. 1989. Pengantar Bentuk Sediaan Farmasi. Penerbit Universitas Indonesia Press. Jakarta

Depkes RI. 1995. Farmakope Indonesia Edisi V. Departemen Kesehatan Republik Indonesia. Jakarta.

Lachman, leon, 1989. Teori dan Praktik Farmasi Industri.UI Press. Jakarta.

Martin, Alfred. 2009. Farmasi Fisik Edisi III. UI Press. Jakarta.

Voight, R. 1994. Buku Pelajaran Teknologi Farmasi. UGM Press. Yogyakarta.

I. DISKUSI

1. Apa syarat uji stabilitas dipercepat?

- Kehilangan 5% potensi dari kadar awal pada suatu batch

- Bila hasill urai lebih dari nilai batas spesifikasi

- Produk melewati batas pH.

- Disolusi melebihi batas spesifikasi untuk 12 tablet/kapsul

- Perubahan fisik dari sediaan.

2. Batasan yang harus dipenuhi pada uji stabilitas dipercepat?

- Obat disimpan pada kondisi ekstrim di suatu lemari uji yang disebut

climatic chamber, obat dalam kemasan aslinya dipaparkan pada suhu 40

±oC dan kelembanban 75 ± 5%.

3. Mengapa pada uji stabilitas dipercepat tidak diperbolehkan menggunakan

pengamatan pada temperature tinggi?

- Karena jika suhu yang digunakan terlalu tinggi, maka obat akan

terdekomposisi melebihi batas dan terurai menjadi senyawa lain. Jadi

untuk menghindari hal tersebut suhu yang digunakan tidak boleh terlalu

tinggi.

4. Cara apa saja yang dapat digunakan untuk menentukan kadaluarsa suatu

sediaan farmasi?

- adanya perubahan warna atau ada noda/bintik,

- adanya perubahan fisika yang meliputi perubahan bentuk (obat

pecah/retak, tumbuh kristal atau lembab/basah dan terlihat lunak), bila

berupa sirup/suspensi bila obat dikocok tidak tercampur (memadat),

menjadi keruh, terbentuk endapan atau munculnya gas, terjadi

pemecahan emulsi ataupun caking suspensi.

Dengan menghitung stabilitas bahan obat tersebut, jika kadar bahan

aktifnya sudah kurang dari 90% maka dapat dikatakan sudah kadaluarsa.

Metode yang digunakan adalah analisis stabilitas yang dipercepat.