BAB I

PENDAHULUAN

I.1 Latar Belakang

Bila dua fase dicampurkan maka batas fase-fase tersebut dinamakan

antar permukaan. Batas antara zat cair atau zat padat dengan udara biasanya

disebut permukaan saja. Sedangkan batas antara zat cair dengan zat cair lainnya

yang tidak bercampur dengan zat cair disebut antar permukaan.

Sebagaimana kita ketahui emulsi dan suspensi adalah bentuk sediaan

yang unik. Hal ini disebabkan oleh adanya suatu daerah yang menjadi

pembatas. Dalam hal ini, emulsi merupakan dua campuran yang tidak saling

bercampur. Biasanya minyak dan air dapat bertemu membentuk suatu tegangan

antar muka. Bukan hanya itu, dalam suspensi, bentuk padat dan cair akan

membentuk suatu tegangan antar muka.

Di dalam zat cair suatu molekul dikelilingi oleh molekul-molekul

lainnya yang sejenis dari segala arah sehingga gaya tarik menarik sesama

molekul (gaya kohesi) adalah sama. Pada permukaan zat cair terjadinya gaya

tarik menarik antara molekul udara (gaya adhesi).

Dengan adanya tegangan permukaan yang tinggi dan dengan adanya

pemberian surfaktan yang mana surfaktan yang digunakan terbagi atas dua

yang salah satunya adalah hidrokskopis, yang mana bila menempel pada

mikroba atau dalam suatu bakteri akan sulit terlepas.

Dalam hal menentukan tegangan dari permukaan suatu benda kita

haruslah meninjau dari besarnya massa benda yang mengalir dalam fluida.

Latar belakang dilakukannya percobaan ini yaitu untuk dapat

menentukan tegangan permukaan zat cair dan menentukan konsentrasi misel

kritik suatu surfaktan dengan metode tegangan permukaan serta dapat

menerangkan faktor – faktor yang mempengaruhi tegangan permukaan suatu

zat cair, metode ini juga dgunakan sebagai landasan teori dalam bidang farmasi

dengan bentuk sediaan suspense dan emulsi.

I.2 Maksud dan Tujuan

1.2.1 Maksud Percobaan

Untuk mengetahui dan memahami tegangan permukaan zat cair

dari dua zat yang tidak bercampur.

1.2.2 Tujuan percobaan

- Untuk mengetahui pengaruh hambatan surfaktan terhadap tegangan

permukaan zat cair.

- Mengetahui pengaruh peningkatan konsentrasi surfaktan terhadap

penurunan tegangan permukaan zat cair dan menentukan konsentrasi

misel kritik.

I.3 Prinsip Percobaan

Penentuan tegangan permukaan suatu zat cair dua zat cair yang tidak

saling bercampur berdasarkan pengukuran kenaikan pipa kapiler dimana

kenaikan pipa kapiler mempengaruhi tingginya tegangan permukaan.

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

II.1 Teori Umum

Tegangan permukaan didefenisikan sebagai kerja yang dilakukan

dalam memperluas permukaan cairan dengan suatu satuan luas. Satuan untuk

tegangan permukaan (Y) adalah J.m-2 atau dyne.cm-1. Metode yang paling

umum untuk mengukur tegangan permukaan adalah kenaikan atau penurunan

cairan dalam pipa kapiler (Francis Weston, 1994).

Di dalam zat cair suatu molekul dikelilingi oleh molekul-molekul

lainnya yang sejenis dari segala arah sehingga gaya tarik menarik sesama

molekul (kohesi) adalah sama. Pada permukaan zat cair terjadi suatu gaya

tarik menarik antar molekul zat cair dengan molekul udara (gaya adhesi).

Gaya adhesi lebih kecil bila dibandingkan dengan gaya kohesi, sehingga

molekul di permukaan zat cair cenderung untuk masuk ke dalam. Tetapi hal

ini tidak terjadi karena adanya gaya yang bekerja sejajar dengan permukaan

zat cair untuk mengimbangi. Sedangkan tegangan antar permukaan karena

gaya adhesi antara zat cair untuk mengimbangi gaya kohesi. Sedangkan

tegangan antar permukaan selalu lebih kecil dari tegangan permukaan

(Lachman, 1994).

Cairan mempunyai sifat yang menyerupai gas dalam hal gerakannya

yang mengikuti gerakan brown dan gaya alirnya (fluiditasnya). Selain itu,

cairan juga dapat menunjukkan adanya tegangan permukaan yang merupakan

salah satu sifat yang penting dari cairan (Najib, Ahmad, 2006).

Tegangan permukaan dinyatakan sebagai gaya persatuan panjang

yang diperlukan untuk memperluas permukaan. Simbol yang digunakan

untuk tegangan permukaan adalah Y dan satuannya adalah dyne/cm

(Sutrisno, 1992)

Pengukuran tegangan permukaan dapat dilakukan dengan beberapa

metode antara lain :

1. Metode Cincin du-Nouy

Cara ini dapat digunakan untuk mengukur tegangan permukaan dan

tegangan antar permukaan zat cair. Prinsip kerja alat ini berdasarkan pada

kenyataan bahwa gaya yang dibutuhkan untuk melepaskan cincin yang

tertutup pada zat cair sebanding dengan tegangan permukaan atau tegangan

antar permukaan. Gaya yang dibutuhkan untuk melepaskan cincin dalam hal

ini oleh kawat torsi yang dinyatakan dalam dyne.

Tegangan permukaan :

Y = f X F

2. I

Dimana : f = gaya yang diperlukan untuk melepaskan cincin

L = Keliling Cincin

F = Faktor Koreksi

Faktor koreksi diperlukan karena ada variabel-variabel tertentu yang tidak

dapat diabaikan yaitu :

- Jari-jari cincin

- Jari-jari kawat yang membentuk cincin

- Volume zat cair yang naik dari permukaan

2. Metode Kenaikan Kapiler

Pada metode ini digunakan untuk menentukan suatu tegangan

permukaan suatu zat cair dan tidak dapat digunakan untuk menentukan

tegangan permukaan dua zat cair yang tidak bercampur.

Bila gaya adhesi relatif lebih besar dari gaya kohesi (seperti kasus

air dan permukaan gelas). Cairan dikatakan membasahi permukaan bahan

lainnya dalam hal ini permukaan kolom caran dalam sebuah gelas pipa

adalah konkaf ke atas, dan sebaliknya bila gaya adhesi relatif lebih kecil

dari gaya kohesi (seperti halnya air raksa dengan gelas), maka cairan adalah

konveks (Sutrisno,1992)

Tegangan permukaan atau tegangan antar muka adalah suatu gaya

nyata yang efeknya tampak pada tingkat makroskopik seperti halnya pada

tingkat molekuler. Hal ini dapat dilukiskan dengan meletakkan sebuah

kerangka kawat dengan batang yang dapat bergerak dalam larutan energi

per satuan luas jika kerja yang diperlukan untuk memindahkan batang yang

bergerak dengan suatu jarak kecil. Kebanyakan antar yang tercakup dalam

sistem farmasetik berbentuk lengkung (Lachman, 1994).

Mekanisme aksi surfaktan diduga melibatkan absorbsi hidrokarbon

oleh permukaan partikel yang hidropibik sedangkan bagian polar surfaktan

diserahkan ke fase air dan pada poliserbat adalah salah satu bahan

pembasah yang digunakan dalam sediaan farmasi dan merupakan hal yang

konsensi oleat dari sursobotol anhidrannya berkondensasi dengan lebih

kurang 20 molekul etilekosida, berupa cairan kental dengan kekentalan 600

CPS dan bersifat non ionik. Bahan pembasah adalah bahan yang dapat

menurunkan tegangan antara partikel-partikel (Sutrisno, 1992)

Beberapa faktor yang mempengaruhi tegangan permukaan suatu

zat cair adalah :

1. Temperatur

Tegangan permukaan zat cair berkurang secara linear denga

bertambahnya tenperatur, karena meningkatkan energi kinetik dari

molekul. Pada temperatur tertentu yang merupakan titik kritis tegangan

permukaan adalah O.

2. Zat terlarut

Tegangan permukaan suatu zat cair dipengaruhi oleh adanya zat terlarut

di dalam zat cair. Hal ini terjadi gaya tarik menarik antara molekul zat

terlarut dengan pelarut lebih besar dari pada gaya tarik menarik antara

sesama molekul pelarut sehingga konsentrasi zat terlarut di permukaan

lebih kecil dari pada konsentrasi asam organik, alkohol, ester, eter,, amin

dan lain-lain dapat menurunkan tegangan zat cair. Zat-zat aktif

permukaan sangat efektif untuk menurunkan suatu tegangan permukaan

zat cair karena molekulnya dapat terdispersi pada antar permukaan

(Sitrisno, 1992).

Tegangan permukaan merupakan perbandingan gaya permukaan

terhadap panjang permukaan yang dipengaruhi oleh gaya itu. Jika sebuah

jarum dapat dibuat terapung di permukaan air jika diletakkan secara hti-

hati. Gaya-gaya yang menopang jarum itu bukan gaya apung tetapi

disebabkan karena tegangan permukaan. Di bagian dalam cairan, sebuah

molekul dikelilingi oleh molekul-molekul lain, sedang di bagian permukaan

cairan tidak ada molekul di atas molekul-molekul permukaan. Jika

permukaan molekul sedikit dinaikkan maka ikatan molekul antara molekul

ini dengan molekul tetangga direnggangkan dan ada gaya pemulih yang

berusahan menarik molekul itu kembali ke permukaan.

II.2 Uraian Bahan

1. Aquadest (Ditjen POM 1979 : 96)

Nama resmi : Aqua Destilla

Nama lain : Air suling

RM / BM : H2O / 18,02

Pemerian : Cairan jernih, tidak berwarna, tidak berbau,

dan tidak mempunyai rasa.

Penyimpanan : Dalam wadah tertutup baik.

Kegunaan : Sebagai pelarut

2. Minyak jarak (Ditjen POM 1979: 459)

Nama resmi : Oleum Ricini

Nama lain : Minyak jarak

RM / BM : 0,953 gr sampai 0,964 gr

Pemerian : cairan kental,jernih,kuning pucat hamper tak

berwarna,bauh jemah:rasa manis agak pedas.

Kelarutan : larut dalam 2,5 bagian etanol 95% P.

Penyimpanan : Dalam wadah tertutup baik, terlindung dari

cahaya, di tempat sejuk.

Kegunaan : Sebagai sampel

3. Tween-80 (Ditjen POM 1979: 509)

Nama resmi : Polysorbatum-80

Nama lain : Polysorbat-80/Tween-80

RM / BM : H2O / 18,02

Pemerian : Cairan kental seperti minyak, jernih kuning

bau asam lemah, khas.

Kelarutan : Mudah larut dalam air, dalam etanol 95%,

dalam etilmasetat, dalam methanol P, sukar

larut dalam parafin cair dan dalam minyak

biji kapas.

Penyimpanan : Dalam wadah tertutup baik.

Kegunaan : Sebagai surfaktan

II.3 Prosedur Kerja

1. Penentuan Tegangan Permukaan Air dan Bermacam-macam minyak.

a. Bersihkan cincin dengan benzena, kemudian bakar sebentar di atas

nyala api.

b. Bersihkan cawan petri dengan benzena untuk menghilangkan sisa-sisa

minyak, kemudian bilas dengan larutan kalium bikarbonat dalam

asam.

c. Bilas lagi dengan air suling.

d. Tuangkan air atau minyak yang akan diukur ke dalam cawan petri dan

letakkan pada meja sampel.

e. Atur posisi meja sedemikian rupa sehingga cincin tercelup sedalam 5

mm ke dalam zat cair.

f. Putar sekrup sampai petunjuk pada sermin berada tepat di tengah, lalu

putar sekrup secara bersama-sama dengan hati-hati untuk menjaga

agar jarum tetap berada di tengah cemin, terus menerus sampai film

pada permukaan zat cair pecah.

g. Baca skala yang menunjukkan tegangan permukaan zat cair dalam

dyne/cm.

h. Tentukan BJ zat cair dengan piknometer

i. Hitung tegangan permukaan sebenarnya dengan menggunakan faktor

koreksi (lihat pada grafik).

2. Penentuan Tegangan Antar Permukaan Dua Zat Cair yang tidak

Bercampur

a. Bersihkan cincin dan cawan petri seperti di atas.

b. Tuangkan zat cair yang mempunyai BJ lebih besar ke dalam cawan.

c. Atur posisi meja sedemikian rupa sampai cincin tercelup sedalam 5-7

mm ke dalam zat cair.

d. Tuangkan zat cair kedua dengan hati-hati pada permukaan zat cair

yang pertama dengan ketinggian kira-kira 5-10 mm

e. Atur posisi cawan sehingga cincin berada pada antara permukaan dan

tetap berada di tengah-tengah cincin.

f. Putar sekrup bersama-sama sampai film pecah.

g. Catat harga tegangan antar permukaan pada skala dalam dyne/cm.

h. Hitung tegangan antar permukaan yang sebenarnya dengan

menggunakan faktor koreksi.

BAB III

METODE KERJA

III.1 Alat dan Bahan

III.1.1 Alat yang digunakan

1. Alat cincin du-nouy

2. Anak timbangan

3. Batang pengaduk

4. Botol semprot

5. Gelas arloji

6. Gelas kimia 500 ml

7. Gelas ukur 100 ml

8. Piknometer 50 ml

9. Pinset

10. Pipet tetes

III.1.2 Bahan yang digunakan

1. Air suling

2. Minyak jarak

3. Tissue gulung

4. Tween-80

III.2 Cara Kerja

a. Penentuan Tegangan Permukaan Air dan Bermacam-macam Minyak

1. Disiapkan alat dan bahan yang akan digunakan

2. Diatur posisi alat cincin du-nouy

3. Dicelupkan ke dalam gelas kimia yang berisi 100 ml air suling.

4. Diputar sekrup cincin du-nouy hingga terlepas dari permukaan air

atau sampai filemnya pecah, diamati skala jarum yang ditunjukkan.

5. Diputar arah cincin ke arah semula dan diberikan sejumlah beban

hingga menunjukkan angka yang sama pada saat filemnya pecah.

6. Dilakukan cara yang sama pada sampel minyak jarak dan campurkan

minyak jarak.

b. Penentuan Pengaruh Surfaktan Terhadap Peganganan Permukaan Zat

Cair

1. Disiapkan alat dan bahan yang akan digunakan

2. Diatur posisi cincin du-nouy

3. Dicelupkan ke dalam air suling 100 ml yang telah ditambahkan

tween-80 dengan konsentrasi 0,2%.

4. Diputar sekrup cincin du-nouy hingga terlepas dari permukaan air

atau sampai filemnya pecah, lalu diamati skalanya.

5. Diputar posisi cincin du-nouy ke arah semula dan diberikan beban

hingga menunjukkan angka yang sama pada saat filmnya pec

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

No Nama Zat Tinggi cairan (cm) Bobot Jenis (g/ml) (dyne/cm)

1 Air 1,7 0,997 47,786

2 Span 1 % 1,5 1,01 42,714

3 Tween 1 % 1,5 1,089 45,67

4 Tween 2 % 1,7 1,08 51,764

5 Span 2 % 1,6 1,01 45,561

6 Parafin 1,8 0,85 43,137

7 Tween 4 % 1,9 1,08 57,854

8 Tweeen 5 % 2,1 1,08 63,944

9 Span 5 % 1,5 1,01 42,764

10 Tween 3 % 1, 1,01 51,764

11 Span 3 % 1,9 1,01 54,104

12 Span 4 % 1,6 1,01 45,561

IV. Pembahasan

Suatu molekul dalam fasa cair dapat dianggap secara sempurna dikelilingi

oleh molekul lainnya yang secara rata-rata mengalami daya tarik yang sama ke semua

arah. Bila terdapat molekul-molekul yang terletak di permukaan cair maka gaya tarik

molekul lain pada fasa uapnya. Gejala ini menyebabkan permukaan cairan cenderung

berubah menuju ke luas permukaan yang sekecil mungkin, sehingga nampak dalam

keadaan tegang. Pada percobaan kali ini kita akan menganalisa tegangan permukaan

pada cairan dengan menggunakan metode berat tetes. Dengan menganalisa tegangan

permukaan menggunakan metode berat tetes, kita dapat mengetahui nilai tegangan

permukaan dari suatu larutan.

Tegangan permukaan adalah suatu kemampuan atau kecenderungan zat cair

menuju keadaan yang luas pemukaannya lebih kecil, seperti contoh yaitu

permukaan datar, atau bulat seperti bola. Dengan sifat tersebut zat cair mampu

untuk menahan benda-benda kecil di permukaannya. Seperti silet, berat dari silet

menyebabkan permukaan zait cair sedikit melengkung kebawah dimana silet itu

berada. Lengkungan itu memperluas permukaan zat cair namun zat cair dengan

tegangan permukaannya berusaha mempertahankan luas permukaannya sekecil

mungkin. Tegangan permukaan merupakan fenomena menarik yang terjadi pada

zat cair (fluida) yang berada dalam keadaan diam (statis). Tegangan permukaan (γ)

didefinisikan sebagai gaya ( F ) persatuan panjang ( L ) yang bekerja tegak lurus

pada setiap garis di permukaan fluida

Dari hasil, bisa kita lihat bahwa nilai tegangan permukaan yang diperoleh

nilainya berbeda-beda, sedangkan tegangan permukaan yang seharusnya didapat pada

setiap kenaikan suhu, nilai tegangan permukaan yang diperoleh yaitu semakin kecil.

Hal ini dikarenakan molekul cairan akan bergerak semakin cepat ketika suhu

meningkat, sehingga gaya tarik menarik antar molekul cairan merenggang. Akibatnya

massa larutan menjadi menurun ketika suhu meningkat. Dan dari data percobaan

yang diperoleh pun massa yang kami dapat memiliki nilai yang berbeda-beda, hal ini

dikarenakan karena pada saat pemanasan larutan berlangsung, ada sebagian molekul

yang memiliki gaya tarik menarik antar molekul sehingga molekul yang terdapat pada

cairan ada yang merapat sebagian. Oleh karena itu massa yang diperolehnya berbeda-

beda.

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

V.1 Kesimpulan

No Nama Zat Tinggi cairan (cm) Bobot Jenis (g/ml) (dyne/cm)

1 Air 1,7 0,997 47,786

2 Span 1 % 1,5 1,01 42,714

3 Tween 1 % 1,5 1,089 45,67

4 Tween 2 % 1,7 1,08 51,764

5 Span 2 % 1,6 1,01 45,561

6 Parafin 1,8 0,85 43,137

7 Tween 4 % 1,9 1,08 57,854

8 Tweeen 5 % 2,1 1,08 63,944

9 Span 5 % 1,5 1,01 42,764

10 Tween 3 % 1, 1,01 51,764

11 Span 3 % 1,9 1,01 54,104

12 Span 4 % 1,6 1,01 45,561

V.2 Saran

Sebaiknya alat – alat yang digunakan pada praktikum ini bisa lebih

ditingkatkan agar pengetahuan dari mahasiswa semakin luas serta dapat

dibandingkan dari beberapa alat yang digunakan.