Pembahasan Kerapatan Dan Bobot Jenis [PDF]

Citation preview

I. Judul Penentuan Kerapatan Dan Bobot Jenis Zat Cair dan Zat Padat II. Tujuan Mahasiswa dapat menentukan kerapatan dan bobot jenis dari bermacam-macam zat menggunakan metode piknometer. III. Dasar Teori Kerapatan adalah massa per unit volume suatu zat pada temperatur tertentu, dan dinyatakan dalam sistem cgs dalam gram per sentimeter kubik (gram/cm3). Sifat ini merupakan salah satu sifat fisika yang paling sederhana dan sekaligus merupakan salah satu sifat fisika yang paling definitive, dengan demikian dapat digunakan untuk menentukan kemurnian suatu zat (Martin, A., 1993). Hubungan antara massa dan volume tidak hanya menunjukan ukuran dan bobot molekul suatu komponen, tetapi juga gaya - gaya yang mempengaruhi sifat karakteristik pemadatan” (“ Packing Characteristic ”). Dalam sistem matriks kerapatan diukur engan gram/milimeter (untuk cairan) atau gram/cm2 (Martin, A., 1993). Berbeda dengan kerapatan, berat jenis adalah bilangan murni tanpa dimensi; yang dapat diubah menjadi kerapatan dengan menggunakan rumus yang cocok. Berat jenis didefinisikan sebagai perbandingan kerapatan dari suatu zat terhadap kerapatan air, harga kedua zat itu ditentukan pada temperatur yang sama, jika tidak dengan cara lain yang khusus. Istilah berat jenis, dilihat dari definisinya, sangat lemah; akan lebih cocok apabila dikatakan sebagai kerapatan relative (Martin, A., 1993). Berat jenis untuk penggunaan praktis lebih sering didefinisikan sebagai perbandingan massa dari suatu zat terhadap massa sejumlah volume air yang sama pada suhu 4° atau temperatur lain yang tertentu. Notasi berikut sering ditemukan dalam pembacaan berat jenis: 25°/25°, 25°/4°, dan 4°/4°. Angka yang pertama menunjukkan temperatur udara di mana zat ditimbang; angka di bawah garis miring menunjukkan temperatur air yang dipakai. Buku-buku farmasi resmi menggunakan patokan 25°/25° untuk menyatakan berat jenis (Martin, A., 1993).



Berat jenis dapat ditentukan dengan menggunakan berbagai tipe piknometer, neraca Mohr-Westphal, hidrometer dan alat-alat lain. Pengukuran dan perhitungan didiskusikan di buku kimia dasar, fisika dan farmasi (Martin, A., 1993). Metode penentuan untuk cairan (Roth, dkk. 1988) : 1.Metode Piknometer Prinsip metode ini didasarkan atas penentuan massa cairan dan penentuan ruang, yang ditempati cairan ini. Untuk ini dibutuhkan wadah untuk menimbang yang dinamakan piknometer. Ketelitian metode piknometer akan bertambah hingga mencapai keoptimuman tertentu dengan bertambahnya volume piknometer. Keoptimuman ini terletak pada sekitar isi ruang 30 ml. 2. Metode Neraca Hidrostatik Metode ini berdasarkan hukum Archimedes yaitu suatu benda yang dicelupkan ke dalam cairan akan kehilangan massa sebesar berat volume cairan yang terdesak. 3. Metode Neraca Mohr-Westphal Benda dari kaca dibenamkan tergantung pada balok timbangan yang ditoreh menjadi 10 bagian sama dan disitimbangkan dengan bobot lawan. Keuntungan penentuan kerapatan dengan neraca Mohr-Westphal adalah penggunan waktu yang singkat dan mudah dlaksanakan. 4. Metode areometer Penentuan kerapatan dengan areometer berskala (timbangan benam, sumbu) didasarkan pada pembacaan seberapa dalamnya tabung gelas tercelup yang sepihak diberati dan pada kedua ujung ditutup dengan pelelehan. d = Massa (m) / Volume (V) Suatu sifat yang besarnya tergantung pada jumlah bahan yang sedang diselidiki disebut sifat ekstensif. Baik massa maupun volume adalah sifat-sifat ekstensif. Suatu sifat tergantung pada jumlah bahan adalah sifat intensif. Rapatan yang merupakan perbandingan antara massa dan volume, adalah sifat intensif. Sifat-sifat intensif umumnya dipilih oleh para ilmuwan untuk pekerjaan ilmiah karena tidak tergantung pada jumlah bahan yang sedang diteliti (Petrucci, R. H., 1985). Cara penentuan bobot jenis sangat penting diketahui oleh seorang farmasis karena tiap larutan mempunyai bobot jenis dan rapat jenis yang berlainan sehingga dalam



penggunaan setiap zat dapat diidentifikasikan secara kualitatif yang sangat erat hubungannya dengan massa dan volumenya. Disamping itu dengan mengetahui bobot jenis suatu zat, maka akan mempermudah dalam memformulasi obat. Karena dengan mengetahui bobot jenisnya maka kita dapat menentukan apakah suatu zat dapat bercampur atau tidak dengan zat lainnya. IV. Alat dan Bahan a) Alat: Neraca analitik Piknometer Thermometer Tissue Pipet tetes b) Bahan: Zat Padat (gotri, peniti) Zat Cair (aquadest, minyak, etanol) Air Es Cera Alba Paraffin Padat / Lilin



V. Prosedur Kerja a) Penentuan Volume Piknometer Pada Suhu Percobaan Ditimbang piknometer yang bersih dan kering Diisi piknometer dengan air hingga penuh, piknometer ditutup Direndam dalam air es sampai dengan suhu 20°C dikeluarkan dari air es, dibiarkan hingga suhu mencapai 250C



Air yang menempel diusap dengan tisu sampai kering Ditimbang b) Penentuan Kerapatan Zat Cair Ditimbang piknometer yang bersih dan kering Diisi zat cair hingga penuh, direndam dalam air es sampai dengan suhu 200C Dikeluarkan dari air es dan dibiarkan terbuka sampai suhu 250C Zat cair yang menempel diusap dengan tisu sampai kering Ditimbang c) Penentuan Kerapatan Zat Padat Ditimbang piknometer yang bersih dan kering Diisi zat cair hingga penuh Dimasukkan zat padat dan piknometer ditutup Direndam dalam air es sampai dengan suhu 200C Dikeluarkan dari air es dan dibiarkan hingga suhu mencapai 250C Zat cair yang menempel diusap dengan tisu sampai kering Ditimbang VI. Hasil VII. Pembahasan Kerapatan merupakan massa setiap unit volume. Sedangkan yang dimaksud dengan bobot jenis adalah ratio kerapatan suatu zat terhadap kerapatan air. Kerapatan suatu zat dipengaruhi oleh suhu, karena suhu dapat meningkatkan bahkan menurunkan kerapatan zat. Semakin tinggi suhu maka semakin rendah kerapatannyadan begitu sebaliknya. Hal ini terjadi karena suhu yang terlalu tinggi dapat menyebabkan putus atau meregangganya ikatan antar partikel suatu zat sehingga kerapatannya rendah, sedangkan suhu yang terlalu rendah dapat memperkuat ikatan partikel suatu zat sehingga kerapatannya tinggi. Maka



dari itu, dalam praktikm penentuan kerapatan dan bobot jenis suatu zat, suhu menjadi faktor yang harus diperhatikan. Dalam bidang farmasi kerapatan dan bobot jenis zat sangat berperan penting, karena digunakan untuk mengetahui kekentalan suatu zat cair serta untuk mengetahui kemurnian suatu zat yang akan dijadikan sebagai bahan obat. Disamping itu, dengan mengetahui kerapatan dan bobot jenis zat, maka akan mudah dalam formulasi obat, karena dapat ditentuka apakah suatu zat dapat bercampur atau tidak dengan zat lain. Pada praktikum ini akan dilakukan percobaan menentukan massa jenis zat cair dan zat padat. Sampel zat cair yang digunakan antara lain adalah minyak, n-hexana dan paraffin cair, sedangkan zat padat yang digunakan adalah gotri. Percobaan pertama adalah mencari volume piknometer pada suhu percobaan. Tujuan penentuan volume piknometer, karena volume piknometer nantinya akan digunakan untuk menentukan massa jenis zat pada sampel. Langkah awal penentuan volume piknometer yaitu, ditimbang piknometer kosong beserta tutupnya dalam keadaan kering dan bersih mengggunakan neraca analitik kemudian dicatat bobot, dan diperoleh bobot sebesar 35.96 gram. Kemudian diisi piknometer dengan air hingga penuh dan direndam dengan air es hingga suhu mencapai 200C yang diukur dengan thermometer. Selanjutya, piknometer dibiarkan di suhu kamar hingga suhu mencapai 25 0C, sambil dibersihkan air yang menempel pada permukaan luar piknometer menggunakan tissue. Alasan digunakan suhu kamar karena zat akan stabil pada suhu kamar. Setelah itu piknometer ditutup, ketika menutup piknometer harus dilakukan cepat, dengan



dijatuhkan tepat pada mulut



piknometer dan tidak ditekan. Hal ini bertujuan agar tidak banyak cairan yang tumpah dan tidak terjadi gelembung, kerena itu dapat memengaruhi bobot ketika ditimbang. Kemudian ditimbang piknometer yang telah berisi air dan diperoleh bobot sebesar 136.75 gram. Setelah diperoleh data dari penimbangan, maka dihitung volume piknometer, sesuai perhitungan yang telah dilakukan diperoleh volume piknometer sebesar 100.79 ml. Setelah itu, dilakukan penentuan kerapatan terhadap sampel cair yang digunakan. Disiapkan 3 piknometer kosong dan bersih, yang maasing-masing diberi label sesuai zat yang akan di tentukan bobot jenisnya (minyak goreng, n—hexana dan paraffin cair). Perlakuan penentuan bobot jenis sama dengan percobaan pertama ketika menentukan



volume piknometer. Dari percobaan, diperoleh data bahwa bobot piknometer kosong untuk wadah minyak goreng; n—hexana dan paraffin cair secara beurutan yaitu 38.94; 38.22 dan 36.47 gram. Bobot piknometer dan zat cair minyak goreng; n—hexana dan paraffin cair secara beurutan yaitu 129.66; 104.35 dan 118.88 gram. Sedangkan bobot zat cair minyak goreng; n—hexana dan paraffin cair secara berurutan yaitu 90.72; 66.13 dan 82.41 gram. Berdasar data yang diperoleh dan perhitungan yang telah dilakukan diperoleh kerapatan minyak goreng sebesar 0.90 g/ml, hasil ini mendekati literatur yaitu 0.905 g/ml, kerapatan nhexana sebesar 0.65 g/ml, hasil ini mendekati literatur yaitu 0.6548 g/ml dan kerapatan paraffin cair sebesar 0.82 g/ml, hasil ini juga mendekati literatur yaitu 0.870-0.890 g/ml. Meskipun data yang diperoleh dari percobaan telah mendekati literatur, namun masih terdapat selisih dengan yang tersebut pada literature, hal ini kemungkinan disebabkan karena : 1. Pada proses pengeringan dan pembersihan piknometer dan tutupnya, belum benarbenar bersih sehingga memengaruhi bobot sebenarnya. 2. Pada saat menutup piknometer kurang tepat, sehingga banyak zat cair yang tumpah dan terdapat gelembung. 3. Pada saat melakukan percobaan, piknometer tersentuh atau kontak langsung dengan tangan, sehingga lemak tubuh menempel pada piknometer dan memengaruhi bobot. 4. Suhu yang digunakan belum tepat. Pada percobaan berikutnya dilakukan penentuan kerapatan dari sampel padat yaitu gotri. Langkah yang dilakukan, dimaksukkan gotri dalam piknometer yang berisi air penuh dan langkah selanjutnya sama dengan percobaan penentuan kerapatan zat cair. Dari percobaan sampel gotri, diperoleh bobot piknometer kosong sebesar 38.22, bobot piknometer yang berisi air dan gotri sebesar 140.17 gram dan bobot piknometer dan air sebesar 136.75 gram. Setelah diperoleh data tersebut maka dilakukan perhitungan untuk menentukan kerapatan sampel padat gotri, dan diperoleh kerapatan gotri sebesar 1.51 g/ml. VIII. Kesimpulan Dari percobaan penentuan kerapatan zat cair dan zat padat yang telah dilakukan diperoleh kerapatan dari : = 0.90 g/ml 1. Minyak goreng = 0.65 g/ml 2. N-hexana



3. 4.



Paraffin cair Gotri



= 0.82 g/ml = 1.51 g/ml



IX. Saran Seharusnya praktikan memakai sarung tangan ketika melakukan percobaan agar piknometer tidak kontak langsung dengan tangan yang menyebabkan lemak tubuh menempel pada piknometer dan memengaruhi bobot penimbangan, supaya hasil yang diperoleh lebih tepat dan akurat. X. Daftar Pustaka Depkes RI. 1995.Farmakope Indonesia edisiIV. Departemen Kesehatan Republik Indonesia : Jakarta. Martin, A., 1993, Farmasi Fisika : Bagian Larutan dan Sistem Dispersi, Gadjah Mada University Press, Jogjakarta. Petrucci, R. H., 1985, General Chemistry, Principles and Application, 4th Ed., Collier Mac Inc., New York. Roth, Hermann J dan Gottfried Blaschke.1988. Analisis Farmasi.UGM-Press. Yogyakarta