LAPORAN PRAKTIKUM FARMASI FISIKA Visikos
LAPORAN PRAKTIKUM FARMASI FISIKA
VISIKOSITAS DAN RHEOLOGI
Disusun oleh:
Andi Aulia Fajerin
Mitha Kurnia
1443050007
1443050014
Anita Rahayu
1443050064
Oktavianna
1443050062
FAKULTAS FARMASI, JURUSAN ILMU
FARMASI
UNIVERSITAS 17 AGUSTUS 1945
TAHUN 2014/2015
I.
Tujuan
a. Menerangi arti visikositas dan rheologi
b.Membedakan cairan Newton dan non-Newton
c. Mengenal beberapa metode pengukuran visikositas dan
alat yang digunakan
d.Menentukan visikositas beberapa cairan dengan
viskometer Ostwald
II. Teori
Viskositas adalah suatu cara untuk menyatakan berapa
daya tahan dari aliran yang diberikan oleh suatu cairan.
Kebanyakan viskometer mengukur kecepatan dari suatu cairan
mengalir melalui pipa gelas (gelas kapiler), bila cairan itu
mengalir cepat maka berarti viskositas dari cairan itu rendah
(misalnya air). Dan bila cairan itu mengalir lambat, maka
dikatakan cairan itu viskositas tinggi. Viskositas dapat diukur
dengan mengukur laju aliran cairan yang melalui tabung
silinder. Cara ini merupakan salah satu cara yang paling mudah
dan dapat digunakan baik untuk cairan maupun gas. Menurut
poiseulle, jumlah volume cairan yang mengalir melalui pipa per
satuan waktu. (Dudgale. 1986).
Viskositas biasanya diterima sebagai “kekentalan” atau
penolakan terhadap penuangan. Viskositas menggambarkan
penolakan dalam fluid kepada aliran dapat dipikir sebagai cara
untuk mengukur gesekan fluid. Prinsip dasar penerapan
viskositas digunakan dalama sifat alir zat cair atau rgeologi.
Rheologi merupakan ilmu tentang sifat alir suatu zat. Rheologi
terlibat dalam pembuatan, pengemasan atau pemakaian,
konsistensi, stabilitas dan ketersediaan hayati sediaan.
(Moechtar, 1990). Cairan mempunyai gaya gesek yang lebih
besar untuk mengalir daripada gas, hingga cairan mempunyai
koefisien viskositas yang lebih besar daripadagas. Viskositas gas
bertambah dengan naiknya temperatur, sedang viskositas
cairan turun dengan naiknya temperatur. Koefisien viskositas
gas pada tekanan tidak terlalu besar, tidak tergantung tekanan,
tetapi untuk cairan naik dengan naiknya tekanan (Martin,
1993).
Viskositas merupakan fungsi dari waktu yang artinya
dengan bertambahnya waktu viskositas semakin meningkat.
Sifat ini penting diketahui sewaktu material cetak dicampur
atau saat dimasukkan ke dalam mulut karena viskositas
material cetak kosistensi light pada 5 menit setelah
pencampuran akan sama dengan kosistensi regular pada 3
menit. Makin tinggi viskositas maka akan semakin besar
tahanannya. Bila viskositas gas meningkat dengan naiknya
temperatur, maka viskositas cairan justru menurun jika
temperatur dinaikkan. (Martin, 1993).
III.
Alat dan Bahan
Viskometer Ostwald
Piknometer
Stopwatch
Gelas Kimia
Batang Pengaduk
Kompor
Timbangan
Air
Propilen glikol
Minyak
Sukrosa
Amilum
IV. Percobaan
A. Penyiapan Larutan Uji
1. Larutan Sukrosa
Tara gelas kimia dengan sejumlah volume air yang
dibutuhkan
Timbang sejumlah sukrosa untuk membuat larutan
sukrosa dengan konsentrasi 20, 40, 60, 80% (b/v)
Larutkan sukrosa dengan sejumlah air yang
dibutuhkan. Panaskan larutan tersebut sampai semua
sukrosa larut
2. Larutan Amilum
Tara gelas kimia dengan sejumlah volume air yang
dibutuhkan
Timbang konsentrasi amilum untuk membuat larutan
amilum dengan konsentrasi 0,5; 1; 5; 10% (b/v)
Masukkan serbuk amillum kedalam gelas kimia
dengan sebagian air. Aduk hingga larut. Kemudian
panaskan hingga mendidih dan campuran berwarna
jernih
Tambahkan sejumlah air hangat hingga volume yang
diinginkan
B. Pengukuran Viskositas
1. Timbang piknometer kosong, kemudian masukkan
masing- masing sampel kedalam piknometer dan
tenntukan bobot jenis masing- masing sampel
2. Masukkan masing- masing sampel ke dalam viskometer
Ostwald, kemudian ukur waktu yang dibutuhkan untuk
melewati jarak tertentu. Tentukan viskositas masingmasing sampel. Pengukuran dilakukan duplo untuk
masing- masing sampel.
V.
Hasil dan Pembahasan
A. Hasil
Waktu tempuh (detik)
2
Rata- rata
Sampel
Bobot Jenis
(g/ mL)
1
Air
1
4,25
4,06
4,15
Sukrosa 20%
1,08
9,18
7,46
8,32
Sukrosa 40%
1,19
12,38
9,48
10,93
Sukrosa 60%
1,22
10,82
6,78
8,8
Sukrosa 80%
1,26
5,5
2,8
3,15
Berat Piknometer kosong = 28,6
a. Berat Piknometer + Air = 57,4
ρair =
m
v
=
57,4−28,6
25
= 1,15
BJ =
kerapatan zat cair
kerapatan air
1,15
= 1,15 = 1
b. Berat Piknometer + Sukrosa 20% =59,9
ρ
sukrosa 20%
BJ =
=
m
v
=
59,9−28,6
25
= 1,25
1,25
1,15
= 1,08
c. Berat Piknometer + Sukrosa 40% = 63,0
ρ
sukrosa 20%
BJ =
=
m
v
=
63,0−28,6
25
= 1,37
1,37
1,15
= 1,19
d. Berat Piknometer + Sukrosa 60% = 64,0
ρ
sukrosa 60%
BJ =
=
m
v
=
64,0−28,6
25
= 1,41
1,41
1,15
= 1,22
e. Berat Piknometer + Sukrosa 80% = 65,1
ρ
sukrosa 80%
1,46
BJ = 1,15
=
m
v
=
65,1−28,6
25
= 1,46
= 1,26
Pengukuran Visikositas
a. Sukrosa 20% =
=
n1
n2
0,194
n2
t 1 x ρ1
= t 2x ρ2
4,15 x 1
8,32 x 1,08
=
n2 = 0,420
b. Sukrosa 40% =
0,194
n2
4,15 x 1
= 10,93 x 1,19
n2 = 0,609
pengukuran visikositas sukrosa 40% = 1 menit 26 detik
c. Sukrosa 60% =
0,194
n2
=
4,15 x 1
8,8 x 1,22
n2 = 0,501
pengukuran visikositas sukrosa 60% = 1 menit 43 detik=
0,5
d. Sukrosa 80% =
0,194
n2
4,15 x 1
= 3,15 x 1,26
n2 = 0,185
pengukuran visikositas sukrosa 80% = 2 menit 27 detik =
0,5
B. Pembahasan
Viskositas adalah suatu cara untuk menyatakan berapa
daya tahan dari aliran yang diberikan oleh suatu cairan.
Kebanyakan viskometer mengukur kecepatan dari suatu cairan
mengalir melalui pipa gelas (gelas kapiler), bila cairan itu
mengalir cepat maka berarti viskositas dari cairan itu rendah
(misalnya air). Dan bila cairan itu mengalir lambat, maka
dikatakan cairan itu viskositas tinggi. Viskositas dapat diukur
dengan mengukur laju aliran cairan yang melalui tabung
silinder. Cara ini merupakan salah satu cara yang paling
mudah dan dapat digunakan baik untuk cairan maupun gas.
Menurut poiseulle, jumlah volume cairan yang mengalir
melalui pipa per satuan waktu. (Dudgale. 1986). Viskositas
biasanya diterima sebagai “kekentalan” atau penolakan
terhadap penuangan. Viskositas menggambarkan penolakan
dalam fluid kepada aliran dapat dipikir sebagai cara untuk
mengukur gesekan fluid. Prinsip dasar penerapan viskositas
digunakan dalama sifat alir zat cair atau rgeologi. Rheologi
merupakan ilmu tentang sifat alir suatu zat. Rheologi terlibat
dalam pembuatan, pengemasan atau pemakaian, konsistensi,
stabilitas dan ketersediaan hayati sediaan. (Moechtar, 1990).
Cairan mempunyai gaya gesek yang lebih besar untuk
mengalir daripada gas, hingga cairan mempunyai koefisien
viskositas yang lebih besar daripadagas. Viskositas gas
bertambah dengan naiknya temperatur, sedang viskositas
cairan turun dengan naiknya temperatur. Koefisien viskositas
gas pada tekanan tidak terlalu besar, tidak tergantung
tekanan, tetapi untuk cairan naik dengan naiknya tekanan
(Martin, 1993).
Viskositas merupakan fungsi dari waktu
yang artinya dengan bertambahnya waktu viskositas semakin
meningkat. Sifat ini penting diketahui sewaktu material cetak
dicampur atau saat dimasukkan ke dalam mulut karena
viskositas material cetak kosistensi light pada 5 menit setelah
pencampuran akan sama dengan kosistensi regular pada 3
menit. Makin tinggi viskositas maka akan semakin besar
tahanannya. Bila viskositas gas meningkat dengan naiknya
temperatur, maka viskositas cairan justru menurun jika
temperatur dinaikkan. (Martin, 1993).
Pada mekanika dari suatu aliran viskos. Geseran dalam
viskositas (fluida) adlah konstan sehubungan dengan
gesekannya. Hubungan tersebut berlaku untuk fluida
Newtonian, dimana perbandingan antara tegangan geser (s)
dengan kecepatan geser (g) nya konstan. Parameter inilah
yang disebut dengan viskositas. Aliran viskositas dapat
digambarkan dengan dua buah bidang tersebut. Suatu bidang
permukaan bawah yang tetap dibatasi oleh lapisan fluida
setebal h, sejajar dengan permukaan atas itu ringan, yang
berarti tidak memberikan beban pada lapisan fluida
dibawahnya, maka tidak ada gaya tekan yang berkerja pada
lapidan fluida. (Dudgale, 1986).
Faktor- fator yang mempengaruhi viskositas adalah sebagai
berikut:
1. Tekanan
Viskositas cairan naik dengan naiknya tekanan,
sedangkan viskositas gas tidak dipengaruhi oleh tekanan.
2. Temperatur
Viskositas akan turun dengan naiknya suhu, sedangkan
viskositas gas naik dengan naiknya suhu. Pemanasan zat cair
menyebabkan molekul-molekulnya memperoleh energi.
Molekul-molekul cairan bergerak sehingga gaya interaksi
antar molekul melemah. Dengan demikian viskositas cairan
akan turun dengan kenaikan temperatur.
3. Kehadiran zat lain
Penambahan gula tebu meningkatkan viskositas air.
Adanya bahan tambahan seperti bahan suspensi menaikkan
viskositas air. Pada minyak ataupun gliserin adanya
penambahan air akan menyebabkan viskositas akan turun
karena gliserin maupun minyak akan semakin encer, waktu
alirnya semakin cepat.
4. Ukuran dan berat molekul
Viskositas naik dengan naiknya berat molekul. Misalnya
laju aliran alkohol cepat, larutan minyak laju alirannya lambat
dan kekentalannya tinggi seta laju aliran lambat sehingga
viskositas juga tinggi.
5. Berat molekul
Viskositas akan naik jika ikatan rangkap semakin banyak.
6. Kekuatan antar molekul
Viskositas air naik denghan adanya ikatan hidrogen,
viskositas CPO dengan gugus OH pada trigliseridanya naik
pada keadaan yang sama. (Bird, 1987)
Macam-macam Viskositas
a. Viskositas dinamik, yaitu rasio antara shear, stress, dan
shear rate.
Viskositas
dinamik disebut juga koefisien viskositas.
b. Viskositas kinematik, yaitu viskositas dinamik dibagi dengan
densitasnya. Viskositas ini dinyatakan dalam satuan stoke (St)
pada cgs dan m²/s pada SI.
c. Viskositas relatif dan spesifik, pada pengukuran viskositas
suatu emulsi atau suspensi biasanya dilakukan dengan
membandingkannya dengan larutan murni. Untuk mengukur
besarnya viskositas menggunakan alat viskometer. Berbagai
tipe viskometer dikelompokkan menurut prinsip kerjanya.
(Dudgale. 1986)
Cara Menentukan Viskositas
Cara menentukan viskositas suatu zat menggunakan alat yang
dinamakan viskometer. Ada beberapa tipe viskometer yang
biasa digunakan antara lain:
1. Viskometer Brookfield
Pada viscometer ini nilai viskositas didapatkan dengan
mengukur gaya puntir sebuah rotor silinder (spindle) yang
dicelupkan ke dalam sample. Viskometer Brookfield
memungkinkan untuk mengukur viskositas dengan
menggunakan teknik dalam viscometry. Alat ukur kekentalan
(yang juga dapat disebut viscosimeters) dapatmengukur
viskositas melalui kondisi aliran berbagai bahan sampel yang
diuji. Untuk dapat mengukur viskositas sampel dalam
viskometer Brookfield, bahan harus diam didalam wadah
sementara poros bergerak sambil direndam dalam cairan.
(Atkins 1994).
Pada metode ini sebuah spindle dicelupkan ke dalam
cairan yang akan diukur viskositasnya. Gaya gesek antara
permukaan spindle dengan cairan akan menentukan tingkat
viskositas cairan. Sebuah spindle dimasukkan ke dalam cairan
dan diputar dengan kecepatan tertentu. Bentuk dari spindle
dan kecepatan putarnya inilah yang menentukan Shear Rate.
Oleh karena itu untuk membuat sebuah hasil viskositas dengan
methode pengukuran Rotational harus dipenuhi beberapa hal
sebagai berikut:
a. Jenis Spindle
b. Kecepatan putar Spindle
c. Type Viscometer
d. Suhu sample
e. Shear Rate (bila diketahui)
f. Lama waktu pengukuran (bila jenis sample-nya Time
Dependent). (Sukardjo. 1997).
Viskometer Brookfield merupakan salah satu viscometer
yang menggunakan gasing atau kumparan yang dicelupkan
kedalam zat uji dan mengukur tahanan gerak dari bagian yang
berputar. Tersedia kumparan yang berbeda untuk rentang
kekentalan tertentu, dan umumnya dilengkapi dengan
kecepatan rotasi. (FI IV,1038). Prinsip kerja dari viscometer
Brookfield ini adalah semakin kuat putaran semakin tinggi
viskositasnya sehingga hambatannya semakin besar.
(Moechtar,1990).
2. Viskometer Oswald
Pada viscometer ini yang diukur adalah waktu yang
dibutuhkan oleh sejumlah cairan tertentu untuk mengalir
melalui pipa kapiler dengan gaya yang disebabkan oleh berat
cairan itu sendiri. Didalam percobaan diukur waktu aliran
untuk volume V (antara tanda a dan b) melalui pipa kapiler
yang vertical. Jumlah tekanan (P) dalam hokum Poiseuille
adalah perbedaan tekanan antara permukaan cairan, dan
berbanding lurus dengan r. (Moechtar,1990).
3. Viskometer Hoppler
Yang diukur adalah waktu yang diperlukan oleh sebuah
bola untuk melewati cairan pada jarak atau tinggi tertentu.
Karena adanya gravitasi benda yang jatuh melalui medium
yang berviskositas dengan kecepatan yang semakin besar
sampai mencapai kecepatan maksimum. Kecepatan maksimum
akan dicapai jika gaya gravitasi (g) sama dengan gaya tahan
medium (f) besarnya gaya tahan (frictional resistance) untuk
benda yang berbentuk bola stokes. (Moechtar,1990).
4. Viskometer Cup dan Bob
Prinsip kerjanya sample digeser dalam ruangan
antaradinding luar dari bob dan dinding dalam dari cup
dimana bob masuk persis ditengah-tengah. Kelemahan
viscometer ini adalah terjadinya aliran sumbat yang
disebabkan geseran yang tinggi di sepanjangkeliling bagian
tube sehingga menyebabkan penurunan konsentrasi.
Penurunan konsentras ini menyebabkab bagian tengah zat
yang ditekan keluar memadat. Hal ini disebut aliran sumbat
(Moechtar,1990).
5. Viskometer Cone dan Plate
Cara pemakaiannya adalah sampel ditempatkan ditengahtengah papan, kemudian dinaikkan hingga posisi di bawah
kerucut. Kerucut digerakkan oleh motor dengan bermacam
kecepatan dan sampelnya digeser di dalam ruang
semitransparan yang diam dan kemudian kerucut yang
berputar (Moechtar,1990).
Cairan yang mengikuti hukum Newton, viskositasnya tetap,
tidak dipengaruhi oleh kecepatan geser. Sehingga untuk
menentukan viskositas cairan Newton dapat ditentukan hanya
menggunakan satu titik rate og shear saja. Cairan non Newton
ini dibagi ke dalam ke dalam dua kelompok, yaitu:
1. Cairan yang sifat alirannya tidak dipengaruhi waktu,
diantaranya:
a. Aliran plastis
b. Aliran pseudoplastis
c. Aliran dilatan
2. Cairan yang sifat alirannya dipengaruhi waktu,
diantaranya:
a. Aliran thisotropik
b. Aliran rhepeksi
c. Aliran antihitksotropik
Viskositas cairan non Newton bervariasi pada setiap rate
of shear, sehingga untuk mengetahui sifat alirannya harus
dilakukan pengamatan pada berbagi rate of shear. Nilai
viskositas dinyatakan dalam viskositas spesifik, kinematik dan
instrinsik. Viskositas spesifik ditentukan dengan
membandingkansecara langsung kecepatan aluran suatu
larutan dengan pelarutnya. Viskositas kinematik diperoleh
dengan memperhitungkan densitas larutan. Baik viskositas
spesifik maupun kinematik dipengaruhi oleh konsentrasi
larutan. Pengukuran viskositas dilakukan dengan
menggunakan viskometer Ubbelohde yang termasuk jenis
viskometer kapiler. Untuk penentuan viskometer larutan
primer, viskometer kapiler yang paling tepat adalah
viskometer Ubbelohde. (Wiroatmojo, 1988).
Nilai viskositas dinyatakan dalam viskositas spesifik,
kinematik dan intrinsik. Viskositas spesifik ditentukan dengan
membandingkan secara langsung kecepatan aliran suatu
larutan dengan pelarutnya. Viskositas kinematik diperoleh
dengan memperhitungkan densitas larutan. Baik viskositas
spesifik maupun kinematik dipengaruhi oleh konsentrasi
larutan. Pengukuran viskositas dilakukan dengan
menggunakan viskometer Ubbelohde yang termasuk jenis
viskometer kapiler. Untuk penentuan viskometer larutan
polimer, viskometer kapiler yang paling tepat adalah
viskometer Ubbelohde. (Wiroatmojo, 1988).
Istilah rheologi, berasal dari bahasa Yunani rheo
(mengalir) dan logos (ilmu), diusulkan oleh Bingham dan
Crawford (seperti dilaporkan oleh Fischer) untuk
menggambarkan aliran-aliran cairan dan deformasi dari
padatan. Viskositas adalah suatu pernyataan tentang tahanan
dari suatu pernyataan tentang tahanan dari suatu cairan untuk
Smengalir, semakin tinggi viskositas, semakin besar tahanan
tersebut. Seperti akan dijelaskan berikutnya, cairan sederhana
(biasa) dapat dijelaskan dalam istilah viskositas absolute. Akan
tetapi, sifat-sifat reologi dispersi heterogen lebih kompleks dan
tidak dapat dinyatakan dengan suatu nilai tunggal. (Martin,
farmasi fisika dan ilmu farmasetika, edisi 5,hal 706 )hukum
aliran viskositas Newton menyatakan hubungan antara gayagaya.
Viskositas adalah ukuran resistensi zat cair untuk mengalir.
Viskositas dapat berpengaruh pada formulasi sediaan-sediaan
farmasi, misalnya pada sediaan suspensi, tidak boleh terlalu
kental (viskositas tinggi) sehingga menyebabkan suspensi sulit
dituangkan.
Pada praktikum ini, dilakukan percobaan mengenai viskositas
VI. Kesimpulan
Viskositas adalah ukuran resistensi zat cair untuk mengalir.
Viskositas dapat berpengaruh pada formulasi sediaan-sediaan
farmasi, misalnya pada sediaan suspensi, tidak boleh terlalu
kental (viskositas tinggi) sehingga menyebabkan suspensi sulit
dituangkan.
VII. Daftar Pustaka
Atkins, P.W. 1994. Kimia Fisika jilid 1. Jakarta: Erlangga
Bird, Tony. 1993. Kimia Fisik Untuk Universitas. Jakarta : PT
Gramedia
Dudgle. 1986. Mekanika Fluida Edisi 3. Jakarta : Erlangga
Martin, A. 1993. Farmasi Fisika, edisi II, Jilid 3. Jakarta: UI
Press
Martin, Alfred dkk. 1990, Farmasi Fisika edisi kelima, Jakarta:
UI-Press
Moechtar. 1990. Farmasi Fisik. Yogyakarta: UGM-Press
Retno, D. Dan Teddy H. 2012 Pengolahan Limbah Pabrik
Sabun Dari Gliserin Menjadi Triasetin. Jurnal Ilmiah Teknik
Lingkungan Vol. 2, No. 2.
Sukardjo. 1997 Kimia Fisika I. Jakarta: Rineka Cipta
Wiroatmojo. 1988. Kimia Fisika. Jakarta: Depdikbud
VISIKOSITAS DAN RHEOLOGI
Disusun oleh:
Andi Aulia Fajerin
Mitha Kurnia
1443050007
1443050014
Anita Rahayu
1443050064
Oktavianna
1443050062
FAKULTAS FARMASI, JURUSAN ILMU
FARMASI
UNIVERSITAS 17 AGUSTUS 1945
TAHUN 2014/2015
I.
Tujuan
a. Menerangi arti visikositas dan rheologi
b.Membedakan cairan Newton dan non-Newton
c. Mengenal beberapa metode pengukuran visikositas dan
alat yang digunakan
d.Menentukan visikositas beberapa cairan dengan
viskometer Ostwald
II. Teori
Viskositas adalah suatu cara untuk menyatakan berapa
daya tahan dari aliran yang diberikan oleh suatu cairan.
Kebanyakan viskometer mengukur kecepatan dari suatu cairan
mengalir melalui pipa gelas (gelas kapiler), bila cairan itu
mengalir cepat maka berarti viskositas dari cairan itu rendah
(misalnya air). Dan bila cairan itu mengalir lambat, maka
dikatakan cairan itu viskositas tinggi. Viskositas dapat diukur
dengan mengukur laju aliran cairan yang melalui tabung
silinder. Cara ini merupakan salah satu cara yang paling mudah
dan dapat digunakan baik untuk cairan maupun gas. Menurut
poiseulle, jumlah volume cairan yang mengalir melalui pipa per
satuan waktu. (Dudgale. 1986).
Viskositas biasanya diterima sebagai “kekentalan” atau
penolakan terhadap penuangan. Viskositas menggambarkan
penolakan dalam fluid kepada aliran dapat dipikir sebagai cara
untuk mengukur gesekan fluid. Prinsip dasar penerapan
viskositas digunakan dalama sifat alir zat cair atau rgeologi.
Rheologi merupakan ilmu tentang sifat alir suatu zat. Rheologi
terlibat dalam pembuatan, pengemasan atau pemakaian,
konsistensi, stabilitas dan ketersediaan hayati sediaan.
(Moechtar, 1990). Cairan mempunyai gaya gesek yang lebih
besar untuk mengalir daripada gas, hingga cairan mempunyai
koefisien viskositas yang lebih besar daripadagas. Viskositas gas
bertambah dengan naiknya temperatur, sedang viskositas
cairan turun dengan naiknya temperatur. Koefisien viskositas
gas pada tekanan tidak terlalu besar, tidak tergantung tekanan,
tetapi untuk cairan naik dengan naiknya tekanan (Martin,
1993).
Viskositas merupakan fungsi dari waktu yang artinya
dengan bertambahnya waktu viskositas semakin meningkat.
Sifat ini penting diketahui sewaktu material cetak dicampur
atau saat dimasukkan ke dalam mulut karena viskositas
material cetak kosistensi light pada 5 menit setelah
pencampuran akan sama dengan kosistensi regular pada 3
menit. Makin tinggi viskositas maka akan semakin besar
tahanannya. Bila viskositas gas meningkat dengan naiknya
temperatur, maka viskositas cairan justru menurun jika
temperatur dinaikkan. (Martin, 1993).
III.
Alat dan Bahan
Viskometer Ostwald
Piknometer
Stopwatch
Gelas Kimia
Batang Pengaduk
Kompor
Timbangan
Air
Propilen glikol
Minyak
Sukrosa
Amilum
IV. Percobaan
A. Penyiapan Larutan Uji
1. Larutan Sukrosa
Tara gelas kimia dengan sejumlah volume air yang
dibutuhkan
Timbang sejumlah sukrosa untuk membuat larutan
sukrosa dengan konsentrasi 20, 40, 60, 80% (b/v)
Larutkan sukrosa dengan sejumlah air yang
dibutuhkan. Panaskan larutan tersebut sampai semua
sukrosa larut
2. Larutan Amilum
Tara gelas kimia dengan sejumlah volume air yang
dibutuhkan
Timbang konsentrasi amilum untuk membuat larutan
amilum dengan konsentrasi 0,5; 1; 5; 10% (b/v)
Masukkan serbuk amillum kedalam gelas kimia
dengan sebagian air. Aduk hingga larut. Kemudian
panaskan hingga mendidih dan campuran berwarna
jernih
Tambahkan sejumlah air hangat hingga volume yang
diinginkan
B. Pengukuran Viskositas
1. Timbang piknometer kosong, kemudian masukkan
masing- masing sampel kedalam piknometer dan
tenntukan bobot jenis masing- masing sampel
2. Masukkan masing- masing sampel ke dalam viskometer
Ostwald, kemudian ukur waktu yang dibutuhkan untuk
melewati jarak tertentu. Tentukan viskositas masingmasing sampel. Pengukuran dilakukan duplo untuk
masing- masing sampel.
V.
Hasil dan Pembahasan
A. Hasil
Waktu tempuh (detik)
2
Rata- rata
Sampel
Bobot Jenis
(g/ mL)
1
Air
1
4,25
4,06
4,15
Sukrosa 20%
1,08
9,18
7,46
8,32
Sukrosa 40%
1,19
12,38
9,48
10,93
Sukrosa 60%
1,22
10,82
6,78
8,8
Sukrosa 80%
1,26
5,5
2,8
3,15
Berat Piknometer kosong = 28,6
a. Berat Piknometer + Air = 57,4
ρair =
m
v
=
57,4−28,6
25
= 1,15
BJ =
kerapatan zat cair
kerapatan air
1,15
= 1,15 = 1
b. Berat Piknometer + Sukrosa 20% =59,9
ρ
sukrosa 20%
BJ =
=
m
v
=
59,9−28,6
25
= 1,25
1,25
1,15
= 1,08
c. Berat Piknometer + Sukrosa 40% = 63,0
ρ
sukrosa 20%
BJ =
=
m
v
=
63,0−28,6
25
= 1,37
1,37
1,15
= 1,19
d. Berat Piknometer + Sukrosa 60% = 64,0
ρ
sukrosa 60%
BJ =
=
m
v
=
64,0−28,6
25
= 1,41
1,41
1,15
= 1,22
e. Berat Piknometer + Sukrosa 80% = 65,1
ρ
sukrosa 80%
1,46
BJ = 1,15
=
m
v
=
65,1−28,6
25
= 1,46
= 1,26
Pengukuran Visikositas
a. Sukrosa 20% =
=
n1
n2
0,194
n2
t 1 x ρ1
= t 2x ρ2
4,15 x 1
8,32 x 1,08
=
n2 = 0,420
b. Sukrosa 40% =
0,194
n2
4,15 x 1
= 10,93 x 1,19
n2 = 0,609
pengukuran visikositas sukrosa 40% = 1 menit 26 detik
c. Sukrosa 60% =
0,194
n2
=
4,15 x 1
8,8 x 1,22
n2 = 0,501
pengukuran visikositas sukrosa 60% = 1 menit 43 detik=
0,5
d. Sukrosa 80% =
0,194
n2
4,15 x 1
= 3,15 x 1,26
n2 = 0,185
pengukuran visikositas sukrosa 80% = 2 menit 27 detik =
0,5
B. Pembahasan
Viskositas adalah suatu cara untuk menyatakan berapa
daya tahan dari aliran yang diberikan oleh suatu cairan.
Kebanyakan viskometer mengukur kecepatan dari suatu cairan
mengalir melalui pipa gelas (gelas kapiler), bila cairan itu
mengalir cepat maka berarti viskositas dari cairan itu rendah
(misalnya air). Dan bila cairan itu mengalir lambat, maka
dikatakan cairan itu viskositas tinggi. Viskositas dapat diukur
dengan mengukur laju aliran cairan yang melalui tabung
silinder. Cara ini merupakan salah satu cara yang paling
mudah dan dapat digunakan baik untuk cairan maupun gas.
Menurut poiseulle, jumlah volume cairan yang mengalir
melalui pipa per satuan waktu. (Dudgale. 1986). Viskositas
biasanya diterima sebagai “kekentalan” atau penolakan
terhadap penuangan. Viskositas menggambarkan penolakan
dalam fluid kepada aliran dapat dipikir sebagai cara untuk
mengukur gesekan fluid. Prinsip dasar penerapan viskositas
digunakan dalama sifat alir zat cair atau rgeologi. Rheologi
merupakan ilmu tentang sifat alir suatu zat. Rheologi terlibat
dalam pembuatan, pengemasan atau pemakaian, konsistensi,
stabilitas dan ketersediaan hayati sediaan. (Moechtar, 1990).
Cairan mempunyai gaya gesek yang lebih besar untuk
mengalir daripada gas, hingga cairan mempunyai koefisien
viskositas yang lebih besar daripadagas. Viskositas gas
bertambah dengan naiknya temperatur, sedang viskositas
cairan turun dengan naiknya temperatur. Koefisien viskositas
gas pada tekanan tidak terlalu besar, tidak tergantung
tekanan, tetapi untuk cairan naik dengan naiknya tekanan
(Martin, 1993).
Viskositas merupakan fungsi dari waktu
yang artinya dengan bertambahnya waktu viskositas semakin
meningkat. Sifat ini penting diketahui sewaktu material cetak
dicampur atau saat dimasukkan ke dalam mulut karena
viskositas material cetak kosistensi light pada 5 menit setelah
pencampuran akan sama dengan kosistensi regular pada 3
menit. Makin tinggi viskositas maka akan semakin besar
tahanannya. Bila viskositas gas meningkat dengan naiknya
temperatur, maka viskositas cairan justru menurun jika
temperatur dinaikkan. (Martin, 1993).
Pada mekanika dari suatu aliran viskos. Geseran dalam
viskositas (fluida) adlah konstan sehubungan dengan
gesekannya. Hubungan tersebut berlaku untuk fluida
Newtonian, dimana perbandingan antara tegangan geser (s)
dengan kecepatan geser (g) nya konstan. Parameter inilah
yang disebut dengan viskositas. Aliran viskositas dapat
digambarkan dengan dua buah bidang tersebut. Suatu bidang
permukaan bawah yang tetap dibatasi oleh lapisan fluida
setebal h, sejajar dengan permukaan atas itu ringan, yang
berarti tidak memberikan beban pada lapisan fluida
dibawahnya, maka tidak ada gaya tekan yang berkerja pada
lapidan fluida. (Dudgale, 1986).
Faktor- fator yang mempengaruhi viskositas adalah sebagai
berikut:
1. Tekanan
Viskositas cairan naik dengan naiknya tekanan,
sedangkan viskositas gas tidak dipengaruhi oleh tekanan.
2. Temperatur
Viskositas akan turun dengan naiknya suhu, sedangkan
viskositas gas naik dengan naiknya suhu. Pemanasan zat cair
menyebabkan molekul-molekulnya memperoleh energi.
Molekul-molekul cairan bergerak sehingga gaya interaksi
antar molekul melemah. Dengan demikian viskositas cairan
akan turun dengan kenaikan temperatur.
3. Kehadiran zat lain
Penambahan gula tebu meningkatkan viskositas air.
Adanya bahan tambahan seperti bahan suspensi menaikkan
viskositas air. Pada minyak ataupun gliserin adanya
penambahan air akan menyebabkan viskositas akan turun
karena gliserin maupun minyak akan semakin encer, waktu
alirnya semakin cepat.
4. Ukuran dan berat molekul
Viskositas naik dengan naiknya berat molekul. Misalnya
laju aliran alkohol cepat, larutan minyak laju alirannya lambat
dan kekentalannya tinggi seta laju aliran lambat sehingga
viskositas juga tinggi.
5. Berat molekul
Viskositas akan naik jika ikatan rangkap semakin banyak.
6. Kekuatan antar molekul
Viskositas air naik denghan adanya ikatan hidrogen,
viskositas CPO dengan gugus OH pada trigliseridanya naik
pada keadaan yang sama. (Bird, 1987)
Macam-macam Viskositas
a. Viskositas dinamik, yaitu rasio antara shear, stress, dan
shear rate.
Viskositas
dinamik disebut juga koefisien viskositas.
b. Viskositas kinematik, yaitu viskositas dinamik dibagi dengan
densitasnya. Viskositas ini dinyatakan dalam satuan stoke (St)
pada cgs dan m²/s pada SI.
c. Viskositas relatif dan spesifik, pada pengukuran viskositas
suatu emulsi atau suspensi biasanya dilakukan dengan
membandingkannya dengan larutan murni. Untuk mengukur
besarnya viskositas menggunakan alat viskometer. Berbagai
tipe viskometer dikelompokkan menurut prinsip kerjanya.
(Dudgale. 1986)
Cara Menentukan Viskositas
Cara menentukan viskositas suatu zat menggunakan alat yang
dinamakan viskometer. Ada beberapa tipe viskometer yang
biasa digunakan antara lain:
1. Viskometer Brookfield
Pada viscometer ini nilai viskositas didapatkan dengan
mengukur gaya puntir sebuah rotor silinder (spindle) yang
dicelupkan ke dalam sample. Viskometer Brookfield
memungkinkan untuk mengukur viskositas dengan
menggunakan teknik dalam viscometry. Alat ukur kekentalan
(yang juga dapat disebut viscosimeters) dapatmengukur
viskositas melalui kondisi aliran berbagai bahan sampel yang
diuji. Untuk dapat mengukur viskositas sampel dalam
viskometer Brookfield, bahan harus diam didalam wadah
sementara poros bergerak sambil direndam dalam cairan.
(Atkins 1994).
Pada metode ini sebuah spindle dicelupkan ke dalam
cairan yang akan diukur viskositasnya. Gaya gesek antara
permukaan spindle dengan cairan akan menentukan tingkat
viskositas cairan. Sebuah spindle dimasukkan ke dalam cairan
dan diputar dengan kecepatan tertentu. Bentuk dari spindle
dan kecepatan putarnya inilah yang menentukan Shear Rate.
Oleh karena itu untuk membuat sebuah hasil viskositas dengan
methode pengukuran Rotational harus dipenuhi beberapa hal
sebagai berikut:
a. Jenis Spindle
b. Kecepatan putar Spindle
c. Type Viscometer
d. Suhu sample
e. Shear Rate (bila diketahui)
f. Lama waktu pengukuran (bila jenis sample-nya Time
Dependent). (Sukardjo. 1997).
Viskometer Brookfield merupakan salah satu viscometer
yang menggunakan gasing atau kumparan yang dicelupkan
kedalam zat uji dan mengukur tahanan gerak dari bagian yang
berputar. Tersedia kumparan yang berbeda untuk rentang
kekentalan tertentu, dan umumnya dilengkapi dengan
kecepatan rotasi. (FI IV,1038). Prinsip kerja dari viscometer
Brookfield ini adalah semakin kuat putaran semakin tinggi
viskositasnya sehingga hambatannya semakin besar.
(Moechtar,1990).
2. Viskometer Oswald
Pada viscometer ini yang diukur adalah waktu yang
dibutuhkan oleh sejumlah cairan tertentu untuk mengalir
melalui pipa kapiler dengan gaya yang disebabkan oleh berat
cairan itu sendiri. Didalam percobaan diukur waktu aliran
untuk volume V (antara tanda a dan b) melalui pipa kapiler
yang vertical. Jumlah tekanan (P) dalam hokum Poiseuille
adalah perbedaan tekanan antara permukaan cairan, dan
berbanding lurus dengan r. (Moechtar,1990).
3. Viskometer Hoppler
Yang diukur adalah waktu yang diperlukan oleh sebuah
bola untuk melewati cairan pada jarak atau tinggi tertentu.
Karena adanya gravitasi benda yang jatuh melalui medium
yang berviskositas dengan kecepatan yang semakin besar
sampai mencapai kecepatan maksimum. Kecepatan maksimum
akan dicapai jika gaya gravitasi (g) sama dengan gaya tahan
medium (f) besarnya gaya tahan (frictional resistance) untuk
benda yang berbentuk bola stokes. (Moechtar,1990).
4. Viskometer Cup dan Bob
Prinsip kerjanya sample digeser dalam ruangan
antaradinding luar dari bob dan dinding dalam dari cup
dimana bob masuk persis ditengah-tengah. Kelemahan
viscometer ini adalah terjadinya aliran sumbat yang
disebabkan geseran yang tinggi di sepanjangkeliling bagian
tube sehingga menyebabkan penurunan konsentrasi.
Penurunan konsentras ini menyebabkab bagian tengah zat
yang ditekan keluar memadat. Hal ini disebut aliran sumbat
(Moechtar,1990).
5. Viskometer Cone dan Plate
Cara pemakaiannya adalah sampel ditempatkan ditengahtengah papan, kemudian dinaikkan hingga posisi di bawah
kerucut. Kerucut digerakkan oleh motor dengan bermacam
kecepatan dan sampelnya digeser di dalam ruang
semitransparan yang diam dan kemudian kerucut yang
berputar (Moechtar,1990).
Cairan yang mengikuti hukum Newton, viskositasnya tetap,
tidak dipengaruhi oleh kecepatan geser. Sehingga untuk
menentukan viskositas cairan Newton dapat ditentukan hanya
menggunakan satu titik rate og shear saja. Cairan non Newton
ini dibagi ke dalam ke dalam dua kelompok, yaitu:
1. Cairan yang sifat alirannya tidak dipengaruhi waktu,
diantaranya:
a. Aliran plastis
b. Aliran pseudoplastis
c. Aliran dilatan
2. Cairan yang sifat alirannya dipengaruhi waktu,
diantaranya:
a. Aliran thisotropik
b. Aliran rhepeksi
c. Aliran antihitksotropik
Viskositas cairan non Newton bervariasi pada setiap rate
of shear, sehingga untuk mengetahui sifat alirannya harus
dilakukan pengamatan pada berbagi rate of shear. Nilai
viskositas dinyatakan dalam viskositas spesifik, kinematik dan
instrinsik. Viskositas spesifik ditentukan dengan
membandingkansecara langsung kecepatan aluran suatu
larutan dengan pelarutnya. Viskositas kinematik diperoleh
dengan memperhitungkan densitas larutan. Baik viskositas
spesifik maupun kinematik dipengaruhi oleh konsentrasi
larutan. Pengukuran viskositas dilakukan dengan
menggunakan viskometer Ubbelohde yang termasuk jenis
viskometer kapiler. Untuk penentuan viskometer larutan
primer, viskometer kapiler yang paling tepat adalah
viskometer Ubbelohde. (Wiroatmojo, 1988).
Nilai viskositas dinyatakan dalam viskositas spesifik,
kinematik dan intrinsik. Viskositas spesifik ditentukan dengan
membandingkan secara langsung kecepatan aliran suatu
larutan dengan pelarutnya. Viskositas kinematik diperoleh
dengan memperhitungkan densitas larutan. Baik viskositas
spesifik maupun kinematik dipengaruhi oleh konsentrasi
larutan. Pengukuran viskositas dilakukan dengan
menggunakan viskometer Ubbelohde yang termasuk jenis
viskometer kapiler. Untuk penentuan viskometer larutan
polimer, viskometer kapiler yang paling tepat adalah
viskometer Ubbelohde. (Wiroatmojo, 1988).
Istilah rheologi, berasal dari bahasa Yunani rheo
(mengalir) dan logos (ilmu), diusulkan oleh Bingham dan
Crawford (seperti dilaporkan oleh Fischer) untuk
menggambarkan aliran-aliran cairan dan deformasi dari
padatan. Viskositas adalah suatu pernyataan tentang tahanan
dari suatu pernyataan tentang tahanan dari suatu cairan untuk
Smengalir, semakin tinggi viskositas, semakin besar tahanan
tersebut. Seperti akan dijelaskan berikutnya, cairan sederhana
(biasa) dapat dijelaskan dalam istilah viskositas absolute. Akan
tetapi, sifat-sifat reologi dispersi heterogen lebih kompleks dan
tidak dapat dinyatakan dengan suatu nilai tunggal. (Martin,
farmasi fisika dan ilmu farmasetika, edisi 5,hal 706 )hukum
aliran viskositas Newton menyatakan hubungan antara gayagaya.
Viskositas adalah ukuran resistensi zat cair untuk mengalir.
Viskositas dapat berpengaruh pada formulasi sediaan-sediaan
farmasi, misalnya pada sediaan suspensi, tidak boleh terlalu
kental (viskositas tinggi) sehingga menyebabkan suspensi sulit
dituangkan.
Pada praktikum ini, dilakukan percobaan mengenai viskositas
VI. Kesimpulan
Viskositas adalah ukuran resistensi zat cair untuk mengalir.
Viskositas dapat berpengaruh pada formulasi sediaan-sediaan
farmasi, misalnya pada sediaan suspensi, tidak boleh terlalu
kental (viskositas tinggi) sehingga menyebabkan suspensi sulit
dituangkan.
VII. Daftar Pustaka
Atkins, P.W. 1994. Kimia Fisika jilid 1. Jakarta: Erlangga
Bird, Tony. 1993. Kimia Fisik Untuk Universitas. Jakarta : PT
Gramedia
Dudgle. 1986. Mekanika Fluida Edisi 3. Jakarta : Erlangga
Martin, A. 1993. Farmasi Fisika, edisi II, Jilid 3. Jakarta: UI
Press
Martin, Alfred dkk. 1990, Farmasi Fisika edisi kelima, Jakarta:
UI-Press
Moechtar. 1990. Farmasi Fisik. Yogyakarta: UGM-Press
Retno, D. Dan Teddy H. 2012 Pengolahan Limbah Pabrik
Sabun Dari Gliserin Menjadi Triasetin. Jurnal Ilmiah Teknik
Lingkungan Vol. 2, No. 2.
Sukardjo. 1997 Kimia Fisika I. Jakarta: Rineka Cipta
Wiroatmojo. 1988. Kimia Fisika. Jakarta: Depdikbud