Selasa, 30 Oktober 2012

PENENTUAN BERAT MOLEKUL POLIMER DENGAN VISKOSIMETER OSTWALD

LAPORAN PRAKTIKUM FARMASI FISIKA II
PERCOBAAN II
PENENTUAN BERAT MOLEKUL POLIMER
DENGAN VISKOSIMETER OSTWALD
 

OLEH

 


LABORATORIUM FARMASI
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS HALUOLEO
KENDARI
2011
PERCOBAAN II
PENENTUAN BERAT MOLEKUL POLIMER  DENGAN
VISKOSIMETER OSTWALD   
A.      Tujuan percobaan
Tujuan dalam percobaan ini adalah untuk menentukan berat molekul primer dengan menggunakan viskosimeter Ostwald
B.       Landasan teori
Viskositas adalah ukuran yang menyatakan kekentalan suatu cairan atau fluida. Kekentalan merupakan sifat cairan yang berhubungan erat dengan hambatan untuk mengalir. Beberapa cairan ada yang dapat mengalir cepat, sedangkan lainnya mengalir secara lambat. Cairan yang mengalir cepat seperti air, alkohol dan bensin mempunyai viskositas kecil. Sedangkan cairan yang mengalir lambat seperti gliserin, minyak castor dan madu mempunyai viskositas besar ( Sutiah, 2008).
Cara menentukan viskositas suatu zat menggunakan alat yang dinamakan viskometer. Ada beberapa tipe viskometer yang biasa digunakan antara lain :
1.      Viskometer kapiler / Ostwald
Viskositas dari cairan yang ditentukan dengan mengukur waktu yang dibutuhkan bagi cairan tersebut untuk lewat antara 2 tanda ketika mengalir karena gravitasi melalui viskometer Ostwald. Waktu alir dari cairan yang diuji dibandingkan dengan waktu yang dibutuhkan bagi suatu zat yang viskositasnya sudah diketahui (biasanya air) untuk lewat 2 tanda tersebut (Moechtar,1990).
2.       Viskometer Hoppler
Berdasarkan hukum Stokes pada kecepatan bola maksimum, terjadi keseimbangan sehingga gaya gesek = gaya berat – gaya archimides. Prinsip kerjanya adalah menggelindingkanz bola ( yang terbuat dari kaca ) melalui tabung gelas yang berisi zat cair yang diselidiki. Kecepatan jatuhnya bola merupakan fungsi dari harga resiprok sampel (Moechtar,1990).
3.      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).
4.      Viskometer Cone dan Plate
Cara pemakaiannya adalah sampel ditempatkan ditengah-tengah 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).
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. (Rochima, 2007).
Viskositas kitosan diukur menggunakan Ubbelohde dilution viscometer. Viskositas terbagi tiga jenis yaitu viskositas spesifik (_sp ), kinematik, dan intrinsik. Viskositas spesifik dihitung berdasarkan perbandingan antara kecepatan aliran suatu larutan dengan pelarutnya. Caranya dengan membuat variasi konsentrasi mulai 20-100% dalam pelarut asam asetat aqueous 0.1 M dan sodium klorida 0.2 M lalu dimasukkan ke dalam viskometer. Waktu yang dibutuhkan sampel untuk mengalir antara dua level dalam viskometer dicatat. Sebagai blanko, digunakan pelarut asam asetat aqueous 0.1 M dan sodium klorida 0.2 M dengan cara yang sama (Rochima,2007).  
Satuan viskositas adalah poise, gaya gesek yang diperlukan untuk menghasilkan 1 cm/det antara dua bidang parallel dari zat cair yang luasnya 1 cm2 dan dipisahkan oleh jarak 1 cm. Zat cair akan mengalir jika kepadanya dikenakan suatu pengadukan atau tekanan (stress) yang dalam satuan dapat dinyatakan dengan dyne/cm2 (Anonim, 2011).
C.  Alat dan bahan
1.    Alat
Alat yang digunakan pada percobaan ini adalah
-       Viskosimeter Ostwald 
-       Filler
-       Pipet ukur
-       Pipet tetes 
2.    Bahan  
Bahan yang digunakan dalam percobaan ini adalah
-       Larutan kitosan 0,2%; 0,4%; 0,6% dan 0,8%
-       Asam asetat 2%


D.  Prosedur kerja
Asam asetat 2%
 
 

-          Dipipet sebanyak 10 ml
-          Dimasukkan dalam viskosimeter Ostwald
-          Dihisap sampai garis m (batas atas)
-          Dibiarkan mengalir sampai batas n (batas bawah)
-          Dicatat waktu akhirnya
-          Dilakukan triplo
-          Dihitung viskositasnya
-           Diulangi dengan menggunakan larutan kitosan 0,2%; 0,4%; 0,6% dan 0,8%
CH3COOH           : 6,25 detik
Kitosan 0,2 %       : 7,92 detik
Kitosan 0,4 %       : 13.35 detik
Kitosan 0,6 %       : 14.32 detik
Kitosan 0,8 %       : 18.31 detik  
E.  Hasil pengamatan  
Sampel
Konsentrasi
Waktu (s)
trata-rata
ηrel
ηsps
ηred
(gr/ml)
t1
t2
t3
Cs1
0.002
9.17
8.18
6.41
7.92
1.27
0.27
13.36
Cs2
0.004
13.36
13.4
13.3
13.35
2.14
1.14
56.77
Cs3
0.006
14.66
14.19
14.1
14.32
2.29
1.29
64.53
Cs4
0.008
18.8
17.98
18.2
18.31
2.93
1.93
96.51
CH3COOH
0.02
6.16
6.18
6.41
6.25

Perhitungan
*   ηr tiap bahan
1.    CS1                  = t rata-rata t0= 7.926.25=1.27
2.    CS2                  = t rata-rata t0= 13.356.25=2.14
3.    CS3                = t rata-rata t0= 14.326.25=2.29
4.    CS4                = t rata-rata t0= 18.316.25=2,93
*   ηsps tiap bahan
1.    CS1                  = ηr – 1 = 1,27 – 1 = 0,27
2.    CS2                  = ηr – 1 = 2,14 –1  = 1,14
3.    CS3                = ηr – 1 = 2,29 –1  = 1,29
4.    CS4                = ηr – 1 = 2,93 –1  = 1,93
*   ηred tiap bahan
1.    CS1                  =  ηspsC= 0,270,02=13 .36
2.    CS2                  =  ηspsC= 1.140,02=56 .77
3.    CS3                =  ηspsC= 1,290,02=64 .53
CS4                =  ηspsC= 1,930,02=  96.51
Persamaan garis yang diperoleh :
y = 12861x – 6.51
Pers. Huggins
η = η red-ηKc12
η = 96.51+6.511,81.10-3x 0.00812
η = 84,34
Pers. Mark Houwwink
η=Km Mva
Mv= ηKm1a
Mv= 84,341,81.10-310,93
Mv= 104347.4  
F.       Pembahasan
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. Fluida, baik zat cair maupun zat gas yang jenisnya berbeda memiliki tingkat kekentalan yang berbeda. Pada zat cair, viskositas disebabkan karena adanya gaya kohesi (gaya tarik menarik antara molekul sejenis). Sedangkan dalam zat gas, viskositas disebabkan oleh tumbukan antara molekul.
Perbandingan antara viskositas larutan polimer terhadap viskositas pelarut murni dapat dipakai untuk menentukan massa molekul nisbi polimer. Keunggulan dari metode ini adalah lebih cepat, lebih mudah, alatnya murah serta perhitungannya lebih sederhana. Alat yang digunakan adalah Viskometer Ostwald. Yang diukur adalah waktu yang diperlukan pelarut atau larutan polimer untuk mengalir diantara 2 tanda x dan y. Volume cair harus tetap karena ketika cairan mengalir kebawah melalui pipa kapiler A, cairan harus mendorong cairan naik ke B. Akibatnya volume cairan berbeda masuk percobaan, maka cairan yang didorong menaiki tabung B akan berubah pula.
Suatu jenis cairan yang mudah mengalir dapat dikatakan memiliki viskositas yang rendah, dan sebaliknya bahan - bahan yang sulit mengalir dikatakan memiliki viskositas yang tinggi misalnya pada kitosan dalam berbagai macam  konsentrasi yang berbeda yaitu 0,02%; 0,04%; 0,6% dan 0,08%. Kitosan adalah polisakarida yang banyak terdapat di alam setelah selulosa. Kitosan merupakan suatu senyawa poli (N-amino-2 deoksi β-D-glukopiranosa) atau glukosamin hasil deasetilasi kitin/poli (N-asetil-2 amino-2-deoksi β-D-glukopiranosa) dan juga asam asetat sebagai pelarut.
Dalam percobaan ini sampel diukur waktu alirnya dilakukan sebanyak tiga kali (triplo), telah diukur asam  asetat dan hasil didapatkan sebesar  6,25 yang telah dirata-ratakan detik kemudian larutan kitosan dengan berbagai konsentrasi didapatkan kitosan 0,02% sebesar 7,92 detik Kitosan 0,4 %; 13,35 detik Kitosan 0,6 % 14.32 detik dan  Kitosan 0,8 % sebesar 18,31 detik secara berturut-turut kemudian dirata-ratakan. Dari hasil yang didapatkan  dilihat bahwa semakin tinggi konsentrasi dari larutan kitosan  maka semakin lama pula waktu yang dibutuhkan untuk mengalir (berbanding lurus) karena 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.
Dari data yang diperoleh dapat  ditentukan nilai ȵrel yaitu dengan membagi nilai rata-rata kitosan dengan pelarutnya yaitu CH3COOH sehingga didapat ȵrel sebesar 1.27; 2,14; 2.29; dan 2,93 berturut-turut kemudian ditentukan nilai ȵsps. Viskositas spesifik dihitung berdasarkan perbandingan antara kecepatan aliran suatu larutan dengan pelarutnya sehingga didapatkan hasil sebesar 0.43; 1,13; 1,28; dan 1,92 berturut-turut. selanjutnya ditentukan lagi ȵred yaitu merupakan perbandingan antara viskositas spesifik dengan konsentrasi larutan. Dan hasil yang diperoleh untuk masing-masing larutan kitosan yaitu 13.36; 56,77; 64.53 dan 96,31 secara berturut-turut.
Berat molekul kitosan diukur berdasarkan viskositas instrinsik Larutan
kitosan dibuat dalam variasi konsentrasi 0,02% sampai 0,08% dalam pelarut asam asetat. Data yang diperoleh dipetakan pada grafik ȵsp /C terhadap C. Viskositas intrinsik adalah titik pada grafik yang menunjukkan nilai C=0. Berat molekul ditentukan berdasarkan persamaan Mark-Houwink dan hasil yang didapatkan sebesar 104347.4
Kitosan dan turunannya telah banyak dimanfaatkan secara komersial dalam industri pangan, kosmetik, pertanian, farmasi pengolahan limbah dan penjernihan air. Dalam bidang pangan, kitosan dapat dimanfaatkan dalam pengawetan pangan, bahan pengemas, penstabil dan pengental, antioksidan serta penjernih pada produk minuman. Selain itu, kitosan banyak diaplikasikan sebagai pangan fungsional karena dapat berfungsi sebagai serat makanan, penurun kadar kolesterol, antitumor serta prebiotik.
G.      Kesimpulan
Kesimpulan yang dapat diambil dalam pecobaan ini adalah untuk menentukan berat molekul primer dengan menggunakan viskosimeter Ostwald dan menggunakan persamaan Mark-Houwink didapatkan sebesar 104347,4.


DAFTAR PUSTAKA
Anonim. 2011. Petunjuk Praktikum Farmasi Fisik II. Universitas Haluoleo : Kendari.
Moechtar, 1990, Farmasi Fisik, UGM-press: Yogyakarta.
Rochima, E., Maggy T.S., Dahrul S., Sugiyono. 2007. Viskositas dan Berat Molekul Kitosan Hasil Reaksi Enzimatis Kitin Deasetilase Isolat Bacillus Papandayan . Seminar Nasional dan Kongres Perhimpunan Ahli Teknologi Pangan Indonesia (PATPI): Bandung.
Sutiah., Sofian F., Wahyu S.T. 2007. Studi Kualitas Minyak Goreng Dengan Parameter Viskositas dan Indeks Bias. Vol 11 ,No.2. UNDIP: Semarang.http://nikenprawesty.blogspot.com/2011/12/laporanpraktikum-farmasi-fisika-ii.html
.

0 komentar:

Poskan Komentar