Laporan Praktikum Farmasi Fisik Penentuan Viskositas Larutan Newton dengan Viskometer Ostwald

Penentuan Viskositas Larutan Newton dengan Viskometer Ostwald

A. Tujuan

Tujuan dalam praktikum ini adalah sebagai berikut:

1. Mempelajari cara penentuan viskositas larutan newton dengan viskometer Ostwald
2. Mempelajari pengaruh kadar larutan terhadap viskositas larutan

B. Landasan Teori

Viskositas (kekentalan) berasal dari perkataan Viscous. Suatu bahan apabila dipanaskan sebelum menjadi cair terlebih dulu menjadi viscous yaitu menjadi lunak dan dapat mengalir pelan-pelan. Viskositas dapat dianggap sebagai gerakan di bagian dalam (internal) suatu fluida. Satuan viskositas fluida dalam sistem cgs adalah dyne det cm-2, yang biasa disebut dengan istilah poisedi mana 1 poise sama dengan 1 dyne det cm-2. Viskositas dipengaruhi oleh perubahan suhu. Apabila suhu naik maka viskositas menjadi turun atau sebaliknya (Budianto, 2008).

Pengaruh viskositas dari dua fluida cair yang berbeda viskositasnya dalam aliran fluida gas-cair searah ke atas di dalam sistem perpipaan. Permasalahan timbul dalam kaitannya dengan karakteristik pengaruh viskositas dari dua fluida cair dalam aliran gas-cair searah ke atas  pada pipa vertical. Beda tekanan (AP) aliran dua fase yang dihitung dengan menggunakan model aliran homogen, nilai beda tekanan dari air + CMC 0,25% – udara cenderung lebih besar dari pada nilai beda tekanan air – udara hal ini karena nilai Viskositas aliran homogen (v) air + CMC 0,25% – udara lebih besar dari nilai Viskositas aliran homogen (p,,) air – udara, karena nilai Viskositas aliran homogen (Vh) mempengaruhi dari faktor gesekan antara fluida dengan dinding pipa yang berakibat mempengaruhi nilai beda tekanan (Muhajir, 2011).

Parameter yang dilihat dalam aliran viskositas, menyatakan bahwa hubungan antara gaya – gaya mekanika dari suatu aliran viskos sebagai : Geseran dalam ( viskositas ) fluida adalah konstan sehubungan dengan gesekannya. Hubungan tersebut berlaku untuk fluidaNewtonian, dimana perbandingan antarategangan geser (s) dengan kecepatan geser (g) nya konstan. Oleh karena itu, Parameter inilah yang disebut dengan viskositas. Aliran viskositas dapat digambarkan dengan dua buah bidang sejajar yang dilapisi fluida tipis diantara kedua bidang tersebut. Suatu bidang permukaan bawah yang tetap dibatasi oleh lapisan fluida setebal h, sejajar dengan suatu bidang permukaan atas yang bergerak seluas A. Jika bidang bagian atas itu ringan, yang berarti tidak memberikan beban pada lapisan fluida dibawahnya, maka tidah ada gaya tekan yang bekerja pada lapisan fluida. Sehingga viskositas berhubungan erat dengan hambatan untuk mengalir yang dilihat dari kekentalan suatu cairan atau fluida (Dugdale, 1986 Hal. 27-35).

Gliserin mempunyai sifat higroskopis dan digunakan dalam penyiapan tembakau sebelum proses, juga ditambahkan pada lem untuk mencegah lem tersebut terlalu cepat kering. Gliserin sintetis mulai diproduksi dalam skala besar sejak pertengahan 1948 yaitu dengan dipertemukannya metode Klorinasi Propylene yang menghasilkan Allyl Cloride dalam jumlah besar sehingga diperoleh gliserin yang cukup banyak dan masih banyak digunakan bermacam-macam produk (Retno, 2012).

Prinsip dasar rheologi telah digunakan dalam penyelidikan cat, tinta, berbgai adonan, bahan-bahan untuk pembuat jalan, kosmetik, produk hasil peternakan, serta bahan-bahan lain. Penyelidikan viskositas dari cairan sejati, larutan, dan sistem koloid baik yang encer maupun yang kental jauh lebih praktis dari pada bernilai teoritis (Martin et al, 1963 Hal. 1076-1077).

C. Alat dan Bahan

1.  Alat

Alat yang digunakan dalam praktikum ini adalah :

1. Gelas Kimia 50 ml
2. Viskometer Ostwald
3. Piknometer 50 ml
4. Timbangan analitik
5. Pipet ukur 25 ml
6. Pipet tetes
7. Filler
8. Stopwatch
9. Statif dan klem

2. Bahan

Bahan yang digunkan dalam percobaan ini adalah :

1. Akuades
2. Gliserin 20 %, 60 %, 75 % 

D. Prosedur Kerja

1. Pengukuran massa jenis

1. Timbang Piknometer kosong
2. Masukkan aquades kedalam piknometer yang diketahui beratnya hingga penuh
3. Ditimbang massanya untuk menentukan massa air
4. Lakukan hal yang sama untuk larutan gliserin 60 % dan 75 %
5. Ditentukan massa jenisnya
6. Aquades               : 0,1006
7. Gliserol 20%        : 0,101
8. Gliserol 60%        : 0,1087
9. Gliserol 75%        : 0,1122

2.  Penentuan Viskositas

1. Dipipet sebanyak 15 ml
2. Dimasukkan dalam viskometer Ostwald
3. Dihisap sampai garis m (batas atas)
4. Dibiarkan mengalir sampai batas n (batas bawah)
5. Dicatat waktu akhirnya
6. Dilakukan triplo
7. Dihitung viskositasnya
8. Diulangi dengan menggunakan larutan gliserin 60 % dan 75%

Gliserol 20%        :  1,2281x 10^-3N/m²s

Gliserol 60%        :  3,0418x 10^-3N/m²s

Gliserol 75%        :  5,7509x 10^-3N/m²s

Aquades              :  0,8750x 10^-3N/m²s

E. Hasil Pengamatan

a.    Data hasil pengamatan

b.    Perhitungan

Dik         : Berat Piknometer + Gliserin (b)

                 Berat Sampel (b – a)

                 Volume piknometer                          = 10 mL

                 ɳ_o (26^oC)                                            = 0,8705 x 10^-3N/m²s

Penyelesaian :

·       Untuk Gliserin 20 %

W Gliserin     =  1,01 gr

⍴ Gliserin      =   =  = 1,101 gr/mL

ɳ                    =  ɳ_o

                      = 0,8705 x 10^-3 x

                      = 0,8705 x 10^-3 x 1,410828

                      =  1,2281x 10^-3N/m²s

·       Untuk Gliserin 60 %

W Gliserin     =  1,087 gr

⍴ Gliserin      =   =  = 1,1087 gr/mL

ɳ                    =  ɳ_o

                      = 0,8705 x 10^-3 x

                      = 0,8705 x 10^-3 x 3,49433

                     =  3,0418x 10^-3N/m²s

·       Untuk Gliserin 75 %

W Gliserin     =  1,122 gr

⍴ Gliserin      =   =  = 0,1122 gr/mL

ɳ                    =  ɳ_o

                      = 0,8705 x 10^-3 x  7,04616

                      = 0,8705 x 10^-3 x 6,6065

                     =  5,7509x 10^-3N/m²s

·       Untuk Akuades

W Akuades   =  1,006 gr

⍴ Akuades    =   =  = 0,1006 gr/mL

ɳ                    =  ɳ_o

                      = 0,8705 x 10^-3 x

                      = 0,8705 x 10^-3 x 1

                     =  0,8750x 10^-3N/m²s

F. Pembahasan

Viskositas merupakan ukuran kekentalan fluida yang menyatakan besar kecilnya gesekan didalam fluida. Semakin besar viskositas suatu fluida maka makin sulit suatu fluida mengalir dan makin sulit suatu benda begerak didalam fluida tersebut.

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 dan juga menggunakan piknometer.

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 (gliserin) 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.

Pada percobaan ini cairan yang akan ditentukan viskositasnya adalah gliserin dengan konsentrasi yang bervarisi yaitu 20 %, 60 % dan 75 %. Variasi ini dimaksudkan agar kita mengetahui bagaimana pengaruh kadar atau konsentrasi terhadap viskositas cairan tersebut. Bahan lain yang digunakan untuk diukur viskositasnya adalah aquades yang berfungsi sebagai pembanding saja.

Hasil yang diperoleh pada percobaan ini, pada konsentrasi 20 % waktu yang diperlukan adalah 88,60, pada konsentrasi 60 % waktu yang diperlukan adalah 20,39, pada konsentrasi 75 % waktu yang diperlukan adalah 41,49 %, sedangkan pada aquades 15 ml waktu yang diperlukan adalah 6,28. Secara teori, semakin lama waktu yang diperlukan untuk mengalirnya suatu fluida dari gaeris atas ke garis bawah, maka semakin besar pula nilai viskositas cairan. Hal ini sesuai dengan hasil pengamatan yaitu gliserin dengan knsentrasi yang diperoleh. Gliserin yang mempunyai konsentrasi besar memerlukan waktu yang relatif lebih lama untuk mengalir dalam pipa viskometer dibandingkan dengan cairan gliserin yang mempunyai konsentrasi yang lebih rendah, sehingga cairan yang memiliki konsentrasi yang lebih tinggi cenderung memiliki nilai viskositas yang besar pula. Hal tersebut dikarenakan konsentrasi larutan menyatakan banyaknya partikel zat yang terlarut tiap satuan volume. Semakin banyak partikel yang terlarut, gesekan antar partikel semakin tinggi dan viskositasnya semakin tinggi pula.

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.

G. Kesimpulan

Kesimpulan dalam percobaan ini adalah :

1. Cara menentukan viskositas larutan newton dengan menggunakan viskometer Ostwald yaitu dengan mengukur waktu yang dibutuhkan bagi sampel untuk lewat antara dua tanda ketika ia mengalir karena gravitasi, melalui suatu tabung kapiler vertical.
2. Pengaruh kadar larutan terhadap viskositas berbanding lurus dimana jika larutan memiliki konsentrasi tinggi maka akan memiliki viskositas yang tinggi pula. Hal tersebut dikarenakan konsentrasi larutan menyatakan banyaknya partikel zat yang terlarut tiap satuan volume. Semakin banyak partikel yang terlarut, gesekan antar partikel semakin tinggi dan viskositasnya semakin tinggi pula.

DAFTAR PUSTAKA  

Budianto, A. 2008. Metode Penentuan Koefisien Kekentalan Zat Cair Dengan Menggunakan Regresi Linear Hukum Stokes. Seminar Nasional IV SDM Teknologi Nuklir Yogyakarta.

Dugdale., R.H. 1986, Mekanika Fluida, Edisi III. Erlangga: Jakarta.

Martin, et al. 1963. Farmasi Fisik. Penerbit Buku Kedokteran EGC, Jakarta.

Muhajir, K. 2011. Pengaruh Viskositas Terhadap Aliran Fluida Gas-Cair Melalui Pipa Vertikal Dengan Perangkat Lunak Ansys Fluent 13.0. Jurnal Kompetensi Teknik Vol. 3, No. 1.

Retno, D. dan Teddy H. 2012. Pengolahan Limbah Pabrik Sabun Dari Soap Gliserin Menjadi Triasetin. Jurnal Ilmiah Teknik Lingkungan Vol. 2, No. 2.