Penentuan Tegangan Permukaan1BAB IPENDAHULUANA. Latar BelakangTegangan permukaan cairan () adalah kerja yang dilakukan untuk memperluas permukaan cairan dalam satuan luas. Tegangan permukaan cairan dapat diukur dengan cara drop out, buble pressure, tensiometer dan cara capilary rise.Besarnya tegangan permukaan merupakan usaha yang diperlukan cincin untuk menciptakan suatu permukaan baru, sifat permukaan yang dimiliki oleh zat cair yang berperilaku layaknya selapis kulit tipis yang kenyal atau lentur akibat pengaruh tegangan. Tegangan ini terjadi jika molekulmolekul di permukaan suatu cairan saling tarik menarik satu sama lain, sehingga menciptakan pembatas antara udara dengan cairan itu.Tegangan antarmuka antara dua cairan yang berbeda polaritasnya menunjukkan seberapa besar kekuatan tarik antarmolekul yang berbeda dari dua fasa cairan tersebut. Tegangan antarmuka menjadi penting diperhatikan daripada tegangan permukaan, ketika pembahasannya menyangkut sistem emulsi. Karena begitu penting untuk mengetahui tentang tegangan permukaan dalam manaatnya dalam bidang farmasi, maka dilakukan percobaan penentuan tegangan permukaan.

B. Rumusan MasalahRumusan masalah dari percobaan ini adalah bagaimana cara penentuan tegangan permukaan dan faktor-faktor apa saja yang mempengaruhinya ?

C. Tujuan PercobaanTujuan dari percobaan ini adalah untuk mengetahui penentuan tegangan permukaan dan faktor-faktor yang mempengaruhinya.

BAB IITINJAUAN PUSTAKASurfaktan adalah zat-zat yang mengabsorbsi pada permukaan atau antar muka untuk menurunkan tegangan antar muka suatu cairan. Karena sifatnya yang menurunkan tegangan permukaan, surfaktan dapat digunakan sebagai bahan pembasah atau wetting agent, bahan pengemulsi atau emulsifying agent dan bahan pelarut atau solubilizing agent (Ansel, 1989). Surfaktan merupakan bagian penting dalam industi kimia dan sangat dibutuhkan hampir disetiap bidang industri modern (Khan & Shah, 2008). Fenomena antarmuka dalam farmasi dan kedokteran adalah faktor-faktor yang berarti mempengaruhi adsorbsi obat pada bahan pembantu padat dalam bentuk sediaan, penetrasi (penembusan) molekul melalui membran biologis, pembentukan dan kestabilan emulsi, dan dispersi dari partikel yang tidak larut dalam media cair untuk membentuk suspense (Syofyan, 2013).Surfaktan merupakan molekul yang memiliki gugus polar yang suka air (hidrofilik) dan gugus non polar yang suka minyak (lifofilik), sehingga dapat mempersatukan campuran yang terdiri dari minyak dan air. Surfaktan adalah bahan aktif permukaan, yang bekerja menurunkan tegangan permukaan cairan, sifat aktif ini diperoleh dari sifat ganda molekulnya. Bagian polar molekulnya dapat bermuatan positif, negatif ataupun netral, bagian polar mempunyai gugus hidroksil semetara bagian non polar biasanya merupakan rantai alkil yang panjang. Surfaktan pada umumnya disintesis dari turunan minyak bumi dan limbahnya dapat mencemarkan lingkungan, karena sifatnya yang sukar terdegradasi. Penelitian yang telah dilakukan hanya pada tahap beberapa parameter (tegangan, suhu dan temperatur) untuk konversi total CO masih belum terungkap tentang reaksi yang terjadi dalam sel elektrokimia dan reaksi oksidasi reduksinya. Belum ada laporan mengenai laju transfer reaksi kobalt menjadi kobalt maka disini dipelajari penggunaan beberapa elektroda. Belum pernah dikaji dan ditemukan dalam literatur adalah: Studi voltametri siklik untuk menentukan kondisi optimum elektroda dan mediator (Mulyani, 2012).Emulsifier merupakan bahan yang diguna-kan untuk menurunkan tegangan antarmuka antara dua fasa yang dalam keadaan normal tidak saling bercampur, sehingga keduanya dapat teremulsi. Secara struktural, emulsifier adalah molekul amfifilik, yaitu memiliki gugus hidrofilik maupun lipofilik atau gugus yang suka air dan suka lemak dalam satu molekul. Lesitin merupakan salah satu emulsifier yang berperan secara aktif menurunkan tegangan permukaan dalam pembuatan emulsi. Lesitin kasar biasanya diperoleh dari kedelai dan kuning telur. Lesitin ini merupakan campuran dari lipida (fosfolipida) dengan fosfatidilkolin, etanolamina, dan inositol sebagai komponen utama (Nasution, 2011).Tegangan permukaan merupakan sifat pennukaan suatu zat cair yang berperilaku layaknya selapis kulit tipis yang kenyal atau lentur akibat pengaruh tegangan. Pengaruh tegangan tersebut disebabkan oleh adanya gaya tarik-menarik antar molekul di permukaan zat cair tersebut. Untuk mengetahui seberapa besar nilai tegangan permukaan suatu zat. Besamya tegangan pennukaan merupakan usaba yang diperlukan cincin untuk menciptakan suatu pennukaan sifat permukaan yang dimiliki oleh zat cair yang berperilaku layaknya selapis kulit tipis yang kenyal atau lentur akibat pengaruh tegangan . Tegangan ini terjadi jika molekul molekul di permukaan suatu cairan saling tarik menarik satu sama lain, sehingga menciptakan pembatas antara udam dengan cairan itu (Indarniati, 2008).Tegangan permukaan suatu cairan dapat didefinisikan sebagai banyaknya kerja yang dibutuhkan untuk memperluas permukaan cairan per satu satuan luas. Pada satuan cgs, dinyatakan dalam erg cm atau dyne cm sedangkan dalam satuan SI, dinyatakn dalam N m. Molekul yang ada di dalam cairan akan mengalami gaya tarik menarik (gaya van der Waals) yang sama besarnya ke segala arah. Namun, molekul pada permukaan cairan akan mengalami resultan gaya yang mengarah ke dalam cairan itu sendiri karena tidak ada lagi molekul di atas permukaan dan akibatnya luas permukaan cairan cenderung untuk menyusut. Pengukuran tegangan permukaan dengan metode cincin Du Nouy didasarkan atas penentuan gaya yang dibutuhkan untuk mengangkat cincin dari permukaan cairan. Gaya ini diukur dengan jalan mencelupkan cincin yang digantung pada lengan neraca dan perlahan-lahan mengangkatnya sampai cincin tersebut meninggalkan cairan.Metode ini tidak hanya dapat digunakan mengukur tegangan permukaan cairan-udara, tetapi juga dapat digunakan untuk mengukur tegangan antarmuka cairan-cairan seperti misalnya tegangan antarmuka (minyak-air atau kloroform-air). Gaya yang dibutuhkan untuk mengangkat cincin dari permukaan cairan dapat dihitung dari persamaan: Gaya (F) = 4pRDengan R adalah jari-jari cincin.Keliling 2pR harus dikalikan dua mengingat bahwa ada batas dalam dan batas luar antara cairan dan kawat. Perlakuan ini berlaku untuk cairan dengan sudut kontak = 0.Dalam kenyatannya ada sebagian cairan yang terangkat sebelum permukaan cairan pecah, sehingga persamaan (1) perlu memperhitungkan faktor koreksi (Fr), yang merupakan fungsi dari R/V dan R/r, dengan V adalah volume cairan yang terangkat, r adalah jari-jari kawat cincin, dan R adalah jari-jari cincin. Volume yang diperoleh dari persamaan gaya, F = mg = V gSifat ini menyebabkan surfaktan dapat diabsorbsi pada antar muka udara-air, minyak air, dan zat padat-air, membentuk lapisan tunggal dimana sifat hidrofilik berada pada permukaan air dan rantai hidrokarbon menjauhi permukaan air artinya sifat hidrofobik kontak dengan udara dan zat padat maupun terendam dalam fasa minyak. Umumnya sifat polar (hidrofilik) mengandung gugus hidroksil, sementara sifat non polar (hidrofobik) memiliki rantai alkil panjang. Surfaktan adalah senyawa yang dapat menurunkan tegangan permukaan air/larutan. Aktivitas surfaktan diperoleh karena memiliki sifat ganda dari molekulnya. Molekul surfaktan memiliki sifat polar (gugus hidrofilik) dapat dengan mudah larut di dalam air dan sifat non polar (gugus hidrofobik) yang mudah larut dalam minyak. Jika proses interaksi dengan fasa air lebih kuat dibandingkan dengan fasa minyak, hal ini menunjukkan bahwa jumlah gugus hidrofiliknya lebih banyak. Sebagai akibatnya akibatnya, tegangan permukaan air menjadi lebih rendah sehingga dengan mudah menyebar dan menjadi fasa kontinu. Demikian pula sebaliknya, jika interaksi dengan fasa minyak lebih kuat dibandingkan dengan fasa air, yang diakibatkan oleh jumlah gugus hidrofobik yang lebih dominan. Hal ini akan mengakibatkan tegangan permukaan minyak menjadi lebih rendah sehingga dengan mudah menyebar dan menjadi fasa kontinu (Tang, 2011).

BAB IIIMETODE PERCOBAANA. Waktu dan TempatPercobaan ini dilakukan pada hari Selasa, 15 Desember 2015 pukul 13:00 - 15:00 WITA. Percobaan ini dilakukan di Laboratorium Farmasi Universitas Halu Oleo.

B. Alat dan Bahan1. AlatAlat yang digunakan pada percobaan ini adalah sebagai berikut.a. Botol vialb. Gelas kimiac. Hot plated. Mistare. Piknometerf. Pipa kapilerg. Pipet tetesh. Timbangan analitik

2. BahanBahan yang digunakan pada percobaan ini adalah sebagai berikut.a. Akuadesb. Etanolc. Gulad. Minyake. Sabun

C. Cara Kerja1. Penentuan Densitas

Piknometer

ditimbang dalam keadaan kosong diisi dengan sampel yang akan ditentukan densitasnya ditimbang dalam keadaan berisi ditentukan densitas masing-masing sampel Piknometer Kosong= 19,49 gDensitas Akuades= 1050 kg/m3Densitas Minyak= 950 kg/m3Densitas Etanol= 880 kg/m3

2. Penentuan Tegangan Permukaan

EtanolMinyakAquadest

dimasukan masing-masing sampel kedalam gelas kimia dicelupkan pipa kapiler pada permukaan masing-masing sampel ditunggu hingga kenaikan pada pipa kapiler konstan dihitung tegangan permukaannya Akuades= N/m3 Minyak= N/m3 Etanol= N/m3

3. Penambahan Konsentrasi Fluida

MinyakEtanolAquadest

Dilarutkan garam sebanyak 2 gram pada masing-masing sampel sebnyak 15 ml Dicelupkan pipa kapiler pada permukaan masing-masing sampel Ditunggu hingga kenaikan pada pipa kapiler konstan Dihitung tegangan permukaannya Akuades= N/m3 Minyak= N/m3 Etanol= N/m3

4. Pengaruh Suhu Terhadap Tegangan Permukaan

MinyakEtanolAquadest

Dimasukan masing-masing sampel kedalam gelas kimia lalu dipanaskan diatas hot plate selama 5 menit Dicelupkan pipa kapiler pada permukaan masing-masing sampel Ditunggu hingga kenaikan pada pipa kapiler konstan Dihitung tegangan permukaannya

Akuades= N/m3 Minyak= N/m3 Etanol= N/m3

5. Pengaruh Viskositas Terhadap Tegangan Permukaan

EtanolMinyakAquadest

Dilarutkan garam pada masing-masing sampel hingga jenuh Dicelupkan pipa kapiler pada permukaan masing-masing sampel Ditunggu hingga kenaikan pada pipa kapiler konstan Dihitung tegangan permukaannya

Akuades= N/m3 Minyak= N/m3 Etanol= N/m3

BAB IVHASIL DAN PEMBAHASANA. Hasil Pengamatan1. Tabel Hasil Pengamatana. Penentuan DensitasNo.SampelPiknometer Kosong (g)Piknometer + Sampel (g)Densitas (g/mL)

1.

Akuades19,4945,851,05

2.

Minyak43,230,95

3.

Etanol41,490,88

b. Penentuan Tegangan PermukaanNo.SampelKenaikan (m)Densitas (kg/m3)Tegangan Permukaan (N/m)

1.

Akuades0,0581050

2.

Minyak0,059950

3.

Etanol0,06880

c. Penambahan Konsentrasi FluidaNo.SampelKenaikan (m)Densitas (kg/m3)Tegangan Permukaan (N/m)

1.

Gula + Akuades0,0481050

2.

Gula + Minyak0,047950

3.

Gula + Etanol0,045880

d. Pengaruh Suhu Terhadap Tegangan PermukaanNo.SampelKenaikan (m)Densitas (kg/m3)Tegangan Permukaan (N/m)

1.

Akuades0,0611050

2.

Minyak0,05950

3.

Etanol0,061880

e. Pengaruh Viskositas Terhadap Tegangan PermukaanNo.SampelKenaikan (m)Densitas (kg/m3)Tegangan Permukaan (N/m)

1.

Gula + Akuades0,0481050

2.

Gula + Minyak0,047950

3.

Gula + Etanol0,045880

2. Perhitungan a. Penentuan Densitas1) AkuadesDik.:Berat piknometer kosong= 19,49 gBerat piknometer + akuades= 45,85 gVolume piknometer= 25 mLDit.:Densitas (= ...?Peny.:

2) MinyakDik.:Berat piknometer kosong= 19,49 gBerat piknometer + minyak= 43,23 gVolume piknometer= 25 mLDit.:Densitas (= ...?Peny.:

3) EtanolDik.:Berat piknometer kosong= 19,49 gBerat piknometer + etanol= 41,49 gVolume piknometer= 25 mLDit.:Densitas (= ...?Peny.:

b. Penentuan Tegangan Permukaan1) AkuadesDik.:r= 0,5 x 10-3 mh= 5,8 cm = 0,058 mg= 9,8 m/s2= 1050 kg/m3Dit.:= ...?Peny.:

2) MinyakDik.:r= 0,5 x 10-3 mh= 5,9 cm = 0,059 mg= 9,8 m/s2= 950 kg/m3Dit.:= ...?Peny.:

3) EtanolDik.:r= 0,5 x 10-3 mh= 6 cm = 0,06 mg= 9,8 m/s2= 880 kg/m3Dit.:= ...?Peny.:

c. Penambahan Konsentrasi Fluida1) Gula + AkuadesDik.:r= 0,5 x 10-3 mh= 4,8 cm = 0,048 mg= 9,8 m/s2= 1050 kg/m3Dit.:= ...?Peny.:

2) Gula + MinyakDik.:r= 0,5 x 10-3 mh= 4,7 cm = 0,047 mg= 9,8 m/s2= 950 kg/m3Dit.:= ...?Peny.:

3) Gula + EtanolDik.:r= 0,5 x 10-3 mh= 4,5 cm = 0,045 mg= 9,8 m/s2= 880 kg/m3Dit.:= ...?Peny.:

d. Pengaruh Suhu Terhadap Tegangan Permukaan1) AkuadesDik.:r= 0,5 x 10-3 mh= 6,1 cm = 0,061 mg= 9,8 m/s2= 1050 kg/m3Dit.:= ...?Peny.:

2) MinyakDik.:r= 0,5 x 10-3 mh= 5 cm = 0,05 mg= 9,8 m/s2= 950 kg/m3Dit.:= ...?Peny.:

3) EtanolDik.:r= 0,5 x 10-3 mh= 6,1 cm = 0,061 mg= 9,8 m/s2= 880 kg/m3Dit.:= ...?Peny.:

e. Pengaruh Viskositas Terhadap Tegangan Permukaan1) Gula + AkuadesDik.:r= 0,5 x 10-3 mh= 4,8 cm = 0,048 mg= 9,8 m/s2= 1050 kg/m3Dit.:= ...?Peny.:

2) Gula + MinyakDik.:r= 0,5 x 10-3 mh= 4,7 cm = 0,047 mg= 9,8 m/s2= 950 kg/m3Dit.:= ...?Peny.:

3) Gula + EtanolDik.:r= 0,5 x 10-3 mh= 4,5 cm = 0,045 mg= 9,8 m/s2= 880 kg/m3Dit.:= ...?Peny.:

B. Pembahasan Tegangan permukaan adalah gaya atau tarikan kebawah yang menyebabkan permukaan cairan berkontraksi dengan benda dalam keadaan tegang. Hal ini disebabkan oleh gaya-gaya tarik yang tidak seimbang pada antar muka cairan. Gaya ini biasa segera diketahui pada kenaikan cairan biasa dalam pipa kapiler dan bentuk suatu tetesan kecil cairan.tegangan permukaan merupakan fenomena menarik yang terjadi pada zat cair (fluida) yang berada dalam keadaan diam (statis). Selain itu, terdapat pula tegangan antar-muka yaitu tegangan yang diukur pada bidang batas dua cairan yang tidak bisa saling bercampur.Tegangan permukaan terjadi karena permukaan zar cair cenderung untuk menegang, sehingga permukaannya tampak seperti selaput tipis. Hal ini dipengaruhi oleh adanya gaya kohesi antara molekul air. Pada zat cair yang adesiv berlaku bahwa besar gaya kohesinya lebih kecil daripada gaya adesinya dan pada zat yang non-adesiv berlaku sebaliknya. Salah satu model peralatan tang sering digunakan untuk mengukur tegangan permukaan zar cair adalah pipa kapiler. Salah satu besaran yang berlaku pada sebuah pipa kapiler adalah sudut kontak, yaitu sudut yang dibentuk oleh permukaan zat cair yang dekat dengan dinding. Sudut kontak ini timbul akibat gaya tarik-menarik antara zat yang sama (gaya kohesi) dan gaya tarik-menarik antara molekul zat yang berbeda (adesi).Tegangan muka adalah gaya yang terjadi pada permukaan suatu cairan yang dapat menghalangi ekspansi cairan itu. Tegangan antarmuka adalah gaya persatuan panjang yang terdapat pada antarmuka dua fase cair yang tidak bercampur. Tegangan antarmuka selalu lebih kecil daripada tegangan permukaan sebab gaya adhesi antara dua cairan tidak bercampur lebih besar daripada adhesi antara cairan dan udara. Ada dua metode pengukuran tegangan permukaan yaitu metode tersiometer Du-Nouy dan metode kenaikan pipa kapiler. Dalam percobaan ini akan digunakan metode kenaikan pipa kapiler. Metode kenaikan pipa kapiler ini menggunakan prinsip dengan melihat ketinggian air/cairan yang naik melalui suatu kapiler. Namun, metode ini hanya dapat digunakan untuk mengukur tegangan permukaan, dan tidak bisa untuk mengukur tegangan antarmuka.Faktor-faktor yang mempengaruhi tegangan permukaan antara lain adalah jenis cairan dimana pada umumnya cairan yang memiliki gaya tarik antara molekulnya besar, maka tegangan permukaannya juga besar. Sebaliknya, karena gaya tarik-menarik antar molekulnya juga kecil, maka tegangan permukaannya juga akan kecil. Selain jenis cairan, faktor yang mempengaruhi tegangan permukaan juga ada suhu. Dimana tegangan permukaan cairan turun bila suhu naik. Hal ini disebabkan karena dengan bertambahnya suhu molekul-molekul cairan bergerak lebih cepat dan pengaruh interaksi antara molekul berkurang sehingga tegangan permukaannya menurun. Adanya zat terlarut juga dapat mempengaruhi tegangan permukaan. Adanya zat terlarut pada cairan dapat menaikkan atau menurunkan tegangan permukaan. Untuk air adanya elektrolit anorganik dan non elektrolit tertentu seperti sukrosa dan gliserin menaikkan tegangan permukaan. Sedangkan adanya zat-zat seperti sabun, deterjen, dan alkohol adalah efektif dalam menurunkan tegangan permukaan. Selanjutnay surfaktan juga dapat mempengaruhi tegangan permukaan. Surfaktan merupakan zat yang dapat mengaktifkan permukaan, karena cenderung terkonsentrasi pada permukaan atau antarmuka. Surfaktan mempunyaii orientasi yang jelas, sehingga cenderung pada rantai lurus. Faktor terakhir yang mempengaruhi tegangan permukaan yaitu konsentrasi zat terlarut. Solut merupakan suatu larutan biner mempunyai pengaruh terhadap sifat-sifat larutan termasuk tegangan muka dan adsorbsi pada permukaan larutan. Telah diamati bahwa solut yang ditambahkan kedalam larutan akan menurunkan tegangan muka, karena mempunyai konsentrasi dipermukaan yang lebih besar daripada didalam larutan. Sebaliknya solut yang penambahannya kedalam larutan menaikkan tegangan muka mempunyai konsentrasi dipermukaan yang lebih kecil daripada didalam larutan.Percobaan ini metode yang digunakan adalah metode kenaikan kapiler, dimana prinsip kerjanya dengan mencelupkan pipa kapiler ke dalam cairan dan mengukur kenaikan cairan tersebut. Bila suatu tabung kapiler diletakkan dalam suatu cairan di sebuah beker, biasanya cairan itu naik ke pipa sampai ketinggian tertentu. Dan larutan sabun yang digunakan mempunyai efek menurunkan tegangan permukaan air. Hal ini diinginkan untuk mencuci dan membersihkan karena tegangan permukaan air murni yang tinggi mencegahnya masuk dan dengan mudah diantara serat serat materi dan lekuk lekuk yang terkecil. Zat zat yang memperkecil tegangan permukaan cairan disebut SurfactantBidang farmasi, tegangan permukaan dapat mempermudah para farmasis membuat sediaan berupa larutan di dalam air dan zat-zat yang tidak larut atau sangat sedikit larut di dalam air dengan bantuan suatu surfaktan. Surfaktan berperan dalam solubilisasi yang dipergunakan untuk membuat sediaan farmasi dan kosmetika yang dapat menurunkan tegangan permukaan. Tegangan permukaan juga dapat membantu dalam pembentukan dan kestabilan emulsi dan disprsi partikel tidak larut dalam media cair untuk membentuk sediaan suspensi.

BAB VPENUTUPA. Kesimpulan Berdasarkan percobaan yang telah dilakukan, dapat disimpulkan bahwa tegangan permukaan dapat dilakukan dengan beberapa metode salah satunya adalah metode kenaikan pipa kapiler. Adapun faktor-faktor yang mempengaruhi tegangan permukaan adalah jenis cairan, suhu, adanya zat terlarut, surfaktan, dan konsentrasi zat terlarut.

B. Saran Adapun saran berdasarkan percobaan ini, agar sebaiknya dalam melakukan percobaan harus lebih teliti agar hasil yang diperoleh sesuai yang diharapkan.

DAFTAR PUSTAKAIndarniati, Ennawati. 2008. Perancangan Alat Ukur Tegangan Permukaan Dengan Induksi Elektromagnetik. Jurnal Fisika. Vol 4(1).

Mulyani, R., Buchari, Noviandri I., Ciptati. 2012. Studi Voltametri Siklik Sodium Dedocyl Benzen Sulfonat Dalam Berbagai Elektroda Dan Elektrolit Pendukung. Jurnal Teknologi Pengelolaan Limbah. Vol 15(1).Nasution, M. Z., Suryani A., Susanti I. 2011. Pemisahan Dan Karakterisasi Emulsifier Dalam Minyak Cacing Tanah (Lumbricus Rubellus). Jurnal Teknologi Industri Pertanian. Vol 13(3).Syofyan, Safari T.A., Azhar R. 2013. Pengaruh Kombinasi Surfaktan Natrium Lauryl Sulfat Dan Benzalkonium Klorida Terhadap Kelarutan Ibufrofen. Jurnal Sains dan Teknologi Farmasi. Vol 18(1).Tang, M., Suendo. V. 2011. Pengaruh Penambahan Pelarut Organik Terhadap Tegangan Permukan Larutan Sabun. Prosiding Simposium Nasional Inovasi Pembelajaran dan Sains.

Devita Suba Mairi Rd. Kartini Putri O1A114009