Laporan Farfis :PENENTUAN PENGARUH ZAT TAMBAHAN TERHADAP VISKOSITAS PROPILEN GLIKOL MENGGUNAKAN VISKOMETER OSTWALD"

BAB I

PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Viskositas adalah ukuran yang menyatakan kekentalan suatu  cairan  atau  fluida.  Viskositas  (kekentalan)  berasal dari  kata Viscous.  Suatu  bahan  apabila  dipanaskan sebelum  menjadi cair  terlebih  dahulu  menjadi Viscous yaitu  menjadi  lunak  dan  dapat  mengalir  pelan – pelan. Viskositas  dapat  dianggap  sebagai  gerakan  di  bagian dalam (internal) suatu fluida (Glenn, 2011).

Diantara salah satu sifat zat cair adalah kental (viskos) dimana zat cair memiliki kekentalan yang berbeda-beda materinya. Kekentalan adalah sifat dari suatu zat cair (fluida) disebabkan adanya gesekan antara molekul-molekul zat cair dengan gaya kohesi pada zat cair tersebut. Gesekan-gesekan inilah yang menghambat aliran zat cair. Viskositas  menentukan  kemudahan  suatu molekul  bergerak  karena  adanya  gesekan  antar  lapisan material.  Karenanya  viskositas menunjukkan  tingkat ketahanan  suatu  cairan  untuk  mengalir (Astuti, 2011).  

Dalam bidang farmasi, mempelajari viskositas sangatlah penting. Karena banyak diaplikasikan dalam pembuatan krim, suspensi, emulsi, lotion, pasta, penyalut tablet dan lain-lain. Menurut (Aprliani, 2013)  Besarnya viskositas  dipengaruhi  oleh  beberapa  faktor  seperti temperatur,  gaya  tarik  antar  molekul  dan  ukuran  serta jumlah molekul terlarut. Berdasarkan faktor-faktor tersebut, akan dilakukan pengujian viskositas dengan memberikan zat atau molekul tambahan. Agar lebih memahami mengenai viskositas dilakukanlah percobaan penentuan pengaruh zat tambahan terhadap viskositas propilen glikol menggunakan viskometer ostwald.

B.  Rumusan Masalah

Adapun tujuan dari percobaan ini yaitu :

1.    Bagaimana mengetahui cara penentuan viskositas larutan menggunakan viskometer Ostwald?

2.    Bagaimana pengaruh kehadiran zat lain terhadap viskositas propilen glikol?

C. Tujuan

Adapun tujuan dari percobaan ini yaitu :

1.  Untuk mengetahui cara penentuan viskositas larutan menggunakan viskometer Ostwald.

2.  Untuk mengetahui pengaruh kehadiran zat lain terhadap viskositas propilen glikol.

D.  Manfaat

Adapun manfaat dari percobaan ini yaitu :

1.    Mahasiswa mampu memahami cara penentuan viskositas larutan menggunakan viskometer Ostwald.

2.    Mahasiswa mampu menjelaskan tentang pengaruh kehadiran zat lain terhadap viskositas propilen glikol.

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

Viskositas suatu fluida merupakan daya hambat yang disebabkan  oleh gesekan  antara molekul-molekul  cairan, yang  mampu  menahan  aliran  fluida  sehingga  dapat dinyatakan sebagai indikator tingkat kekentalannya. Nilai kuantitatif  dari  viskositas  dapat  dihitung  dengan membandingkan gaya tekan per satuan luas terhadap gradien kecepatan  aliran  dari  fluida (Warsito, 2012).

Viskositas  suatu cairan dipengaruhi  oleh  kadar  air  yang  ada  pada  cairan tersebut.  Kekentalan  atau  viskositas  dapat  dinyatakan sebagai  tahanan  aliran  fluida  yang  merupakan  gesekan antara  molekul–molekul  cairan  satu  dengan  yang  lain. Suatu jenis cairan  yang  mudah  mengalir dapat dikatakan memiliki viskositas yang rendah, dan sebaliknya bahan–bahan  yang  sulit  mengalir dikatakan  memiliki  viskositas yang  tinggi.  Viskositas  menentukan  kemudahan  suatu molekul  bergerak  karena  adanya  gesekan  antar  lapisan material.  Karenanya  viskositas menunjukkan  tingkat ketahanan  suatu  cairan  untuk  mengalir.  Semakin  besar viskositas  maka  aliran  akan  semakin  lambat.  Besarnya viskositas  dipengaruhi  oleh  beberapa  faktor  seperti temperatur,  gaya  tarik  antar  molekul  dan  ukuran  serta jumlah molekul terlarut (Apriani, 2013).

Viskositas adalah resistensi cairan (liquid atau gas) untuk perubahan bentuk atau gerakan relatif partikel yang berdekatan satu sama lain. Viskositas menunjukkan oposisi mengalir. Viskositas merupakan  properti dari cairan dan didefinisikan sebagai resistensi cairan mengalir.Timbal balik dari viskositas disebut sebagai fluiditas yaitu ukuran kemudahan aliran. Misalnya sirup gula memiliki viskositas lebih besar dari air. Viskositas dapat dianggap sebagai gesekan internal antara molekul (Dikko, 2015).

Viskositas fluida adalah ukuran adalah ketahanan deformansi bertahap oleh tegangan geser atau tegangan tarik. Untuk airan, itu sesuai dengan konsep informal ketebalan. Viskositas adalah properti yang timbul dari tbrakan antara partikel yang berdekatan dalam cairan yang bergerak dengan berbagai kecepatan. Ketika cairan dipaksa melalui tabung, partikel yang terdiri cairan umumnya begerak lebih cepat dekat sumbu tabung dan lebih lambat dekat dindingnya, oleh karena itu beberapa strees (seperti perbedaan tekanan antara kedua tabung berakhir), diperlukan untuk mengatasi gesekan antara lapisan antara partikel dan menjaga gerakan cairan. Viskometer Redwood digunakan untuk menentukan viskositas kinematik (unit enti stoke) dari cairan yang berbeda di berbagai suhu (Boda dkk., 2015).

Viskositas kinematik dapat  Diukur pada suhu yang diinginkan menggunakan Ostwald viskometer. Viskometer ini dikalibrasi menggunakan air. Campuran cairan dimasukkan dalam viskometer tersebut. Setelah campuran mencapai suhu, aliran waktunya  diukur berulang kali. Pengukuran aliran cairan dibuat dengan stopwatch elektronik dengan akurasi 0.01sec. Dalam perhitungan viskositas, dua konstanta dan b viskometer dalam kaitannya dengan ini diperoleh dengan mengukur waktu aliran dengan benzena kemurnian tinggi pada suhu tertentu. viskositas dapat dihitung dengan menggunakan  Persamaan yang telah ditentukan dan konstantayang ditentukan (Parthasarathi dkk., 2011).

Viskositas adalah properti karakteristik mendasar dari semua cairan dan merupakan faktor penting yang menentukan kualitas secara keseluruhan dan stabilitas sistem pangan. Formula dua, tiga dan multi-konstan telah diusulkan untuk representasi viskositas cairan sebagai fungsi temperatur. Bentuk fungsional menggambarkan pengaruh suhu (t) di ^oC pada viskositas cairan di cP yang disebut sebagai teori viskositas Pure-liquid. Campuran etilenglikol atau propilen glikol dan air dalam proporsi yang berbeda digunkan sebagai fluida perpindahan panas dalam kondisi iklim dingin atau untuk menurunkan pembekuan berair. Glikol menunjukan kinerja transfer panas yang lebik baik pada suhu yang rendah (Naik dkk., 2010).

BAB III

METODOLOGI PERCOBAAN

A.      Waktu dan tempat

Praktikum farmasi fisika II percobaan “Penentuan pengaruh zat tambahan terhadap viskositas propilen glikol menggunakan viskometer Ostwald” dilaksanakan pada hari sabtu tanggal 19 desember 2015. Bertempat di Laboratorium Farmasi, Fakultas Farmasi, Universitas Halu Oleo.

B.       Alat dan bahan

1.        Alat

Alat-alat yang digunakan pada percobaan ini yaitu batang pengaduk, filler, gelas kimia, pipet tetes, statif dan klem, stopwatch, timbangan analitik, dan viskometer Ostwald.

2.        Bahan

Bahan yang digunakan pada percobaan ini yaitu aquades, propilen glikol 20 %, madu, dan Tisue

C.   Prosedur Kerja

1.    Pembuatan Propilen Glikol

 a) Dipipet 20 ml Propilen Glikol Murni

 b) Dimasukkan ke dalam labu takar 50 ml

 c) Ditambahkan akuades sampai tanda tera

 d) Dimasukkan ke dalam botol gelap dan diberi label.

2.    Penentuan viskositas

a)   Dimasukkan akuades kedalam viskometer Ostwald sebanyak 10 ml

b)   Dihisap menggunakan filler samapai batas atas (m)

c)   Dibiarkan mengalir sampai batas bawah (n)

d)  Dicatat waktu alir dari batas atas sampai ke batas bawah

e)   Dilakukan triplo dan dihitung viskositasnya

f)    Diulang prosedur diatas untuk propilen glikol 20%.

3.         Penentuan pengaruh kehadiran zat lain terhadap viskositas propilen glikol 20%

a)   Diambil propilen glikol sebanyak 10 ml

b)Dimasukkan kedalam gelas kimia

c)   Ditambahkan akuades sebanyak 1 pipet

d)  Diaduk

e)   Dimasukkan kedalam viskometer Ostwald kemudian diukur waktu alirnya seperti prosedur 1

f)    Dilakukan triplo dan dihitung viskositasnya

g)   Diulang prosedur diatas untuk penambahan madu pada propilen glikol 20%

h)   Dibandingkan hasil viskositas pada prosedur 1 dan hasil viskositas pada prosedur 2

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

A.      Hasil Pengamatan

1.    Tabel Pengamatan

No.	Perlakuan	Waktu Pengukuran (menit)	Rata-rata (menit)
1 2 3	Air Air Air	1.37 1.39 1.36	1.62
1 2 3	Propilen glikol Propilen glikol Propilen glikol	2.58 3.10 3.16	3.13
1 2 3	Propilen glikol + air Propilen glikol + air Propilen glikol + air	2.48 3.05 2.42	2.86
1 2 3	Propilen glikol + madu Propilen glikol + madu Propilen glikol + madu	3.55 3.58 3.35	3.82

2.    Perhitungan

a.         Viskositas propilen glikol + air

                           =  

=

0,37            =  x 93

                =

                        = 0,0039 atau 3,9 x 10^-3 N/m²S

b.        Viskositas propilen glikol + madu

                           =  

                 =

0,57                 =  x 93

                    =

                        = 0,0061 atau 6,1 x 10^-3 N/m²S

B.  Pembahasan

Farmasi fisika merupakan ilmu yang mempelajari tentang ilmu fisika dan mengaplikasikannya ke bidang farmasi. Banyak yang dapat dipelajari di farmasi fisika seperti stabilitas obat, kelarutan, mikrometik dan lain-lain. Selain itu,frmasi fisika juga mempelajari tentang rheologi. Istilah Rheologii berasal dari bahasa Yunani rheo (mengalir) dan logos (ilmu pengetahuan), digunakan oleh Bingham dan Crawford untuk memberikan aliran zat cair dan deformasi zat padat. Rheologi penting untuk digunakan dalam farmasi terutama dalam hal formulasi dan analisa bentuk sediaan farmasi tersebut, seperti emulsi, pasta, suppositoria, dan dragee/tablet bersalut. Hal ini penting dalam hal mampu menghasilkan produk dengan konsistensi yang baik dan mampu membuat produk ulang tersebut dengan kualitas yang sama. Rheologi erat kaitannya dengan viskositas.

Viskositas adalah salah satu sifat polimer yang sangat berpengaruh dalam pembentukan suatu membran, karena viskositas ini menggambarkan cepat atau lambatnya cairan tersebut mengalir. Viskositas dalam zat cair, yang berperan adalah gaya kohesi antar partikel zat cair. Oleh karena itu, semakin besar viskositas zat cair maka semakin susah benda padat bergerak di dalam zat cair tersebut. Akibat adanya kekentalan zat cair di dalam pipa maka besarnya kecapatan gerakpartikel pada penampang melintang tersebut tidak sama, hal ini disebabkan adanya gesekan antar molekul pada cairan kental. Besaran viskositas berbanding terbalik dengan perubahan temperatur karena kenaikan temperatur akan melemahkan ikatan antar molekul suatu jenis cairan sehingga akan menurunkan nilai viskositasnya. Penentuan viskositas larutan dilakukan dengan menggunakan viskometer Ostwald.

Percobaan ini menggunakan viskometer Ostwald, yang mana pada metode ini dilakukan dengan mengukur waktu alir yang dibutuhkan oleh suatu cairan (fluida) pada konsentrasi tertentu untuk mengalir antara dua tanda pada pipa viskometer. Keunggulan dari metode ini adalah lebih cepat, lebih mudah, alatnya murah serta perhitungannya lebih sederhana. Prinsip dari penentuan viskositas dengan metode viskometer Ostwald ini dilakukan dengan memasukkan cairan ke dalam alat viskometer melalui pipa A kemudian dengan cara menghisap cairan dibawa ke B sampai garis atas. Selanjutnya cairan dibiarkan mengalir bebas dan waktu yang diperlukan untuk mengalir dari garis atas ke bawah diukur. Masing-masing perlakuan di ulangi tiga kali, hal ini dilakukan karena untuk mendapatkan nilai yang mendekati benar sebab alat yang digunakan tidak dapat menentukan hasilnya secara pasti. Dari ketiga hasil tersebut kemudian dirata-ratakan.

Faktor-faktor yang mempengaruhi viakositas adalah tekanan, viskositas cairan naik dengan naikknya tekanan, sedangkan viskositas gas tidak dipengaruhi oelh tekanan. Temperatur, viskositas akan turun dengan naiknya suhu, sedangkan viskositas gas naik dengan naiknya suhu. Pemanasan zat cair menyebabkan molekul-molekulnya memperoleh energy. Molekul-molekul cairan bergerak sehingga gaya interaksi antar molekul melemah. Dengan demikian viskositas cairan akan turun dengan kenaikan temperatur. Kehadiran zat lain, penambahan gula tebu meningkatkan viskositas air. Adanya bahan tambahan seperti bahan suspense menaikkan viskositas air.pada minayak ataupun gliserin adanya penambahan air akan viskositas akan turun karena gliserin maupun minyak akan semakin encer, waktu alirnya semakin cepat. Ukuran dan berat molekul, viskositas naik dengan naiknya berat molekul. Misalnya laju aliran alcohol cepat, larutan minyak laju alirannya lambat dan kekentalannya tinggi serta laju aliran lambat sehingga viskositas juga tinggi. Berat molekul, viskositas akan naik jika ikatan rangkap semakin banyak. Kekuatan antar molekul, viskositas air naik dengan adanya ikatan hydrogen, viskositas CPO dengan gugus OH pada trigliseridanya naik pada keadaan sama.

Propilen glikol adalah pelarut yang digunakan untuk bahan pewangi, bahan alami dan produk kosmetik. Propilen glikol berupa cairan kental, transparan dan tidak berbau apapun. Karena toksisitasnya sangat rendah, banyak digunakan dalam industri kosmetik maupun makanan. Pemerian cairan kental, jernih, tidak berwarna, tidak berbau, rasa agak manis, higroskopik. Kelarutan, dapat campur dengan air, dengan etanol 95% P dan dengan kloroform P, larut dalam 6 bagian eter P, tidak dapat campur dengan eter minyak tanah P dan dengan minyak lemak.

Madu adalah cairan yang kental. Viskositas madu tergantung  pada  kadar  air  dan  suhu.  Madu  dengan kadar  air  tinggi  mengalir  dengan  kecepatan  lebih tinggi  dibandingkan  dengan  yang  lebih  rendah. Komposisi madu umumnya memiliki pengaruh yang kecil  terhadap  viskositas  madu. Densitas  madu  dinyatakan  sebagai  gravitasi spesifik. Gravitasi  spesifik  adalah  perbandingan antara  spesifik  fluida  dengan  spesifik  air.  Densitas madu  tergantung  pada  kadar  air  madu,  biasanya densitas  madu  lebih  besar  dari  densitas  air  sebesar 50%.

Pada percobaan ini cairan yang akan ditentukan viskositasnya adalah propilen glikol dengan konsentrasi 20% yang diberikan zat tambahan yaitu akuades dan madu sehingga dapat diketahui pengaruh zat tambahan terhadap viskositas propilen glikol. Bahan lain yang akan diukur viskositasnya adalah aquades yang berfungsi sebagai pembanding saja. Pengukuran dilakukan sebanyak tiga kali. Hasil yang diperoleh pada percobaan ini, air memiliki rata-rata 1.62, propilen glikol memiliki rata-rata 3,13, propilen glikol ditambah air memiliki rata-rata 2.86 dan untuk propilen glikol ditambah madu memiliki rata-rata 3.82. Dari hasil pengukuran tersebut maka diperoleh viskositas propilen glikol ditambah air yaitu 0,0039 atau 3,9 x 10^-3 N/m²S dan viskositas propilen glikol ditambah madu yaitu 0,0061 atau 6,1 x 10^-3 N/m²S. Secara teori, semakin lama waktu yang diperlukan untuk mengalirnya suatu fluida dari garis atas ke garis bawah, maka semakin besar pula nilai viskositas cairan. Hal ini sesuai dengan hasil pengamatan yaitu propilen glikol yang ditambah madu memiliki viskositas yang lebih besar dibandingkan propilen glikol yang ditambahkan air. Menurut (Apriliani, 2013) Suatu jenis cairan  yang  mudah  mengalir dapat dikatakan memiliki viskositas yang rendah, dan sebaliknya bahan–bahan  yang  sulit  mengalir  dikatakan  memiliki  viskositas yang  tinggi. Viskositas  menentukan  kemudahan  suatu molekul  bergerak  karena  adanya  gesekan  antar  lapisan material.  Karenanya  viskositas menunjukkan  tingkat ketahanan  suatu  cairan  untuk  mengalir.  Semakin  besar viskositas  maka  aliran  akan  semakin  lambat.  Besarnya viskositas  dipengaruhi  oleh  beberapa  faktor  seperti temperatur,  gaya  tarik  antar  molekul  dan  ukuran  serta jumlah molekul terlarut.

Dalam bidang farmasi, prinsip-prinsip rheologi di aplikasikan dalam pembuatan krim, suspensi, emulsi, lotion, pasta, penyalut tablet dan lain-lain. Selain itu, prinsip rheologi digunakan juga untuk karakteristik produk sediaan farmasi sebagai penjamin kualitas yang sama untuk setiap batch. Rheologi juga meliputi pencampuran aliran dari bahan, penuangan, pengeluaran dari tube atau pelewatan jarum suntik.

BAB V

PENUTUP

A.   Kesimpulan

Berdasarkan percobaan yang telah dilakukan, dapat disimpulkan bahwa:

1.   Cara menentukan viskositas larutan Newton  dengan menggunakan viskometer  Ostwald  yaitu dengan mengukur waktu  yang  dibutuhkan sampel untuk mengalir dengan gaya yang disebabkan oleh berat cairan/konsentrasi cairan itu sendiri.

2.   Pengaruh kadar larutan terhadap viskositas berbanding lurus, dimana jika larutan memiliki konsentrasi yang tinggi maka akan memiliki viskositas  yang tinggi. Dan sebaliknya, jika larutan memiliki konsentrasi yang rendah maka akan memiliki viskositas yang rendah pula.

3.      Adanya zat tambahan terhadap pengukuran penentuan viskositas propilen glikol mempengaruhi viskositas dimana viskositas propilen glikol ditambah air yaitu 3,3 x 10^-3 pas atau N/m²S dan viskositas propilen glikol ditambah madu yaitu 6,1 x 10^-3 pas atau N/m²S.

B.     Saran

Sebaiknya dalam melakukan percobaan para praktikan harus lebih teliti agar diperoleh hasil yang lebih maksimal. Serta para asisten bisa datang tepat waktu untuk membimbinng.

DAFTAR PUSTAKA

Apriani Devina. Gusnedi dan Yenni Darvina. 2013. Studi Tentang Nilai Viskositas Madu Hutan dari Beberapa Daerah di Sumatera Barat untuk Mengetahui Kualitas Madu. Pillar Of Physics.Vol 2.

Boda,  M A.,  P N Bhasagi, A S Sawade and R A Andodgi, 2015, Analysis of Kinematic Viscosity for Liquids by Varying Temperature, International Journal of Innovative Research in Science, Engineering and Technology. 4 (4).

Dikko A. B., 2015, The viscosity variation of some locally produced vegetable oils with temperature, IJMRD. 2(1): 76-78.

Naik,  M. T., G. Ranga Janardhana,  K. Vijaya Kumar Reddy and B. Subba Reddy, 2010, Experimental Investigation into Rheological Property of Copper Oxide Nanoparticles Suspended in Propylene Glycol-Water Based Fluids, ARPN Journal of Engineering and Applied Sciences, Vol. 5 (6).

Parthasarathi, S. Saravanakuamr, K. Baskaran, R. Kubendran, TR. 2011. A Volumetric and Viscosity Study for the Binary Mixtures of Dimethylsulfoxide with Benzene, Ethyl benzene, Chlorobenzene and Bromobenzene at Temperatures of (303.15, 308.15 and 313.15) K and a Pressure of 0.1Mpa. International Journal of Science and Technology. 1(2).

Warsito. Sri Wahyu Suciyati, dan Dyan Isworo. 2012. Desain dan Analisis Pengukuran Viskositas dengan Metode Bola Jatuh Berbasis Sensor Optocouplerdan Sistem Akuisisinya pada Komputer. Jurnal Natur Imdonesia.14(3). ISSN 1410-9379