LAPORAN PRATIKUM FISIKA FARMASI
PENENTUAN KERAPATAN DAN BOBOT JENIS
Di susun oleh: Nama
: Linus Seta Adi Nugraha
No. Mahasiswa
: 09.0064
Dosen Pembimbing
: Margareta Retno Priamsari, S.Si., Apt
LABORATORIUM FISIKA FARMASI AKADEMI FARMASI THERESIANA SEMARANG 2010
PENENTUAN KERAPATAN DAN BOBOT JENIS
I.
TUJUAN Mahasiswa dapat menentukan kerapatan dan bobot jenis bermacam-macam zat, yaitu air, aseton, etanol, kloroform, paraffin, dan cera.
II.
DASAR TEORI Kerapatan adalah massa per unit volume suatu zat pada temperatur tertentu. 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 dengan gram/milimeter (untuk cairan) atau gram/cm2 (Martin, A., 1993). Kerapatan dan berat jenis. Ahli farmasi sering kali mempergunakan besaran pengukuran ini apabila mengadakan perubahan antara massa dan volume. Kerapatan adalah turunan besaran karena menyangkut satuan massa dan volume. Batasannya adalah massa per satuan volume pada temperatur dan tekanan tertentu, dan dinyatakan dalam sistem cgs dalam gram per sentimeter kubik (gram/cm3) (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 relatif (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 4o atau temperatur lain yang tertentu. Notasi berikut sering ditemukan dalam pembacaan berat jenis: 25o/25o, 25o/4o, dan 4o/4o. 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 25o/25o 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). Rapatan diperoleh dengan membagi massa suatu obyek dengan volumenya.
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. Sifatsifat intensif umumnya dipilih oleh para ilmuwan untuk pekerjaan ilmiah karena tidak tergantung pada jumlah bahan yang sedang diteliti (Petrucci, R. H., 1985).
III.
ALAT 1. Neraca Elektrik (Mettler tuledo)
5. Tissue
2. Piknometer dengan termometer (Blaubrand)
6. Waterbath
3. Termometer Ruang
7. Cawan Porselen
4. Pipet tetes
IV.
V.
BAHAN 1. Air
4. Zat Padat (gotri)
2. Air Es
5. Cera Alba
3. Zat Cair (etanol 70%, aseton, kloroform)
6. Paraffin Padat / Lilin
CARA KERJA A.
Penentuan volume piknometer pada suhu percobaan
1.
Timbang piknometer kosong yang bersih dan kering dengan seksama.
2.
Isi piknometer dengan air hingga penuh, lalu rendam dalam air es hingga suhu + 2o di bawah suhu percobaan (25oC, jadi sampai suhu 23oC).
3.
Tutup piknometer, biarkan pipa kapiler terbuka dan suhu air naik sampai mencapai suhu percobaan (25oC) lalu tutup pipa kapiler piknometer.
4.
Biarkan suhu air dalam piknometer mencapai suhu kamar (27oC). Air yang menempel diusap dengan tissue, timbang piknometer dengan seksama.
5.
Catat hasilnya, kemudian dilakukan replikasi 1 kali lagi.
6.
Cara perhitungan : Bobot piknometer + air
=
A (gram)
Bobot piknometer kosong
=
B (gram)
Bobot air
=
C (gram)
Kerapatan air pada suhu percobaan (tabel) = ρ air C (gram) Volume piknometer (Vp)
B.
=
ρ air (gram/ml)
Penentuan kerapatan dan berat jenis zat cair (etanol 70%, aseton, dan kloroform)
1.
Lakukan penimbangan etanol 70% dengan menggunakan piknometer yang sama seperti pada percobaan A. Misal bobot zat X = D (gram)
2.
Bobot piknometer kosong
= B (gram)
3.
Volume piknometer
= Vp (ml)
4.
Kerapatan air pada suhu percobaan (tabel) : ρ air
5.
Kerapatan etanol 70% dihitung dengan cara :
ρ=
D – B (gram Vp (ml)
= ....... gram.ml-1
6.
Berat jenis etanol 70% dihitung dengan cara :
ρ ethanol d=
7.
ρ air
Cara di atas juga digunakan untuk mencari kerapatan dan bobot jenis aseton dan kloroform.
C.
Penentuan kerapatan berat jenis zat padat yang kerapatan dan berat jenisnya lebih besar dari air
1.
Lakukan penimbangan zat padat (misal gotri) yang akan ditentukan kerapatannya dengan seksama. Misal bobot = X (gram)
2.
Masukan gotri tersebut dalam piknometer, isi piknometer dengan air hingga penuh. Tutup piknometer dan cairan yang menempel usap dengan tissue. Lakukan penimbangan dengan memperhatikan suhu percobaan sama seperti percobaan A (1). Misal bobot = Y (gram)
3.
Bobot piknometer kosong
= B (gram)
4.
Bobot air
= C (gram)
5.
Kerapatan air pada suhu percobaan (tabel) : ρ air
6.
Kerapatan gotri dihitung dengan cara : Bobot piknometer + gotri + air Bobot gotri
= X (gram)
Bobot piknometer + air
(Y-X) = Z (gram)
Bobot air
(Z-B) = W (gram)
Bobot air yang ditumpahkan
V gotri
7.
= Y (gram)
= Volume gotri (ml)
=
Q (gram)
ρ air (gram / ml)
Kerapatan gotri dihitung dengan cara :
ρ gotri
=
Bobot gotri / X (gram) Volume gotri / V gotri (ml)
8.
Berat jenis gotri dihitung dengan cara :
ρ gotri d gotri
=
ρair
D.
Penentuan kerapatan dan berat jenis zat padat yang kerapatan dan berat jenisnya lebih kecil dari air.
1.
Cairkan paraffin, masukan gotri ke dalamnya dan biarkan memadat
2.
Ratakan paraffin yang menempel pada gotri supaya membentuk bulatan, sehingga bisa dimasukkan ke dalam piknometer.
3.
Timbang gotri dan paraffin secara saksama
= E (gram)
4.
Masukan gotri + paraffin ke dalam piknometer, isi air ke dalamnya hingga penuh dan tutup. Usap air yang menempel dengan tissue kemudian timbang dengan saksama.
5.
Bobot piknometer kosong
= B (gram)
6.
Bobot air
= C (gram)
7.
Bobot gotri
= X (gram)
8.
Kerapatan air pada suhu percobaan (tabel) : ρ air
9.
Kerapatan paraffin dihitung dengan cara : Bobot paraffin + gotri + air
= F (gram)
Bobot paraffin + gotri
= E (gram)
Bobot piknometer + air
= D (gram)
Bobot piknometer kosong
= B (gram)
Bobot air
= M (gram)
Bobot air yang ditumpahkan
= L (gram)
Volume air yang ditumpahkan = volume paraffin
V paraffin =
Bobot paraffin = (E-X) 10.
Kerapatan Paraffin / ρparaffin
11.
Berat jenis paraffin dihitung dengan cara :
=
ρ paraffin d paraffin
=
ρ air
VI.
HASIL DAN PENGOLAHAN DATA
A.
Penentuan volume piknometer pada suhu percobaan Percobaan 1 Bobot piknometer + air
=
59,4927 gram
Bobot piknometer kosong
=
34,5420 gram
Bobot air
=
24,9507 gram
Kerapatan air pada suhu percobaan (tabel)
=
0,9960
Volume piknometer (Vp)
=
24,9507 gram 0,9960
=
25,0509 ml
Bobot piknometer + air
=
59,4986 gram
Bobot piknometer kosong
=
34,5426 gram
Bobot air
=
24,9560 gram
Kerapatan air pada suhu percobaan (tabel)
=
0,9960
Volume piknometer (Vp)
=
Percobaan 2
24,9560 gram 0,9960
Volume rata-rata piknometer
B.
=
25,0562 ml
=
25,0509 + 25,0562 2
=
25,0535 mL
Penentuan kerapatan dan berat jenis aseton Percobaan 1 Bobot aseton + piknometer
=
54,2187 gram
Bobot piknometer kosong
=
34,5421 gram
Volume piknometer
=
25,0535 mL
Kerapatan air pada suhu percobaan (tabel)
=
0,9960
54,2187 – 34,5421 gram Kerapatan aseton
=
ρ
=
25,0535 0,7854 gram.ml-1
ρ aseton Berat jenis aseton
=
ρ air 0,7854
d
=
0,9960
=
0,7885
Bobot aseton + piknometer
=
54,2873 gram
Bobot piknometer kosong
=
34,5421 gram
Volume piknometer
=
25,0535 mL
Kerapatan air pada suhu percobaan (tabel)
=
0,9960
Kerapatan aseton
=
Percobaan 2
ρ
54,2873 – 34,5421 gram 25,0535
=
0,7881 gram.ml-1
ρ aseton Berat jenis aseton
=
ρ air 0,7881
d
=
=
Berat jenis rata-rata aseton
0,7899 - 0,7890 Penyimpangan =
0,7890
=
= x 100 %
0,9960 0,7913 0,7885 + 0,7913 2 0,7899 =
0,11%
C.
Penentuan kerapatan dan berat jenis kloroform
Percobaan 1 Bobot kloroform + piknometer
=
71,2341 gram
Bobot piknometer kosong
=
34,5421 gram
Volume piknometer
=
25,0535 mL
Kerapatan air pada suhu percobaan (tabel)
=
0,9960 71,2341 – 34,5421 gram
Kerapatan kloroform
=
ρ
=
25,0535
1,4645 gram.ml-1
ρ kloroform Berat jenis kloroform
=
ρ air 1,4645
d
=
0,9960
=
1,4703
Bobot kloroform + piknometer
=
71,2520 gram
Bobot piknometer kosong
=
34,5421 gram
Volume piknometer
=
25,0535 mL
Kerapatan air pada suhu percobaan (tabel)
=
0,9960
Kerapatan kloroform
=
Percobaan 2
71,2520 – 34,5421 gram 25,0535 ml
ρ
=
1,4652 gram.ml-1
ρ kloroform Berat jenis kloroform
=
ρ air
1,4652 d
=
0,9960
=
Berat jenis rata-rata kloroform
=
D.
1,4707
1,4703 + 1,4710 2
=
1,476 – 1,4707 Penyimpangan =
1,4710
1,4707
x 100%
=
0,36 %
Penentuan kerapatan dan berat jenis etanol 70% Pengenceran Alkohol
= 70/96 x 300 ml
= 218,75 ml
Aquadest
= 300 – 218,75 ml
= 81,25 ml
Percobaan 1 Bobot etanol 70% + piknometer
=
57,0423 gram
Bobot piknometer kosong
=
34,5421 gram
Volume piknometer
=
25,0535 mL
Kerapatan air pada suhu percobaan (tabel)
=
0,9960 57,0423 – 34,5421 gram
Kerapatan etanol 70%
=
ρ
=
25,0535
0,8980 gram.ml-1
ρ etanol 70% Berat jenis etanol 70%
=
ρ air 0,8980
d
=
=
0,9960 0,9016
Percobaan 2 Bobot etanol 70% + piknometer
=
57,0754 gram
Bobot piknometer kosong
=
34,5421 gram
Volume piknometer
=
25,0535 mL
Kerapatan air pada suhu percobaan (tabel)
=
0,9960
Kerapatan etanol 70%
=
57,0754 – 34,5421 gram 25,0535 ml
ρ
=
0,8994 gram.ml-1
ρ etanol 70% Berat jenis etanol 70%
=
ρ air 0,8994
d
=
=
Berat jenis rata-rata etanol 70%
Penyimpangan =
E.
0,9023 – 0,8837 0,8837
=
= x 100%
0,9960 0,9030 0,9016 + 0,9030 2 0,9023 =
2,11 %
Penentuan kerapatan dan berat jenis gotri Percobaan 1 Bobot gotri + piknometer + air
=
57,0423 gram
Bobot piknometer kosong
=
34,5421 gram
Bobot air
=
25,0535 gram
Bobot gotri
=
0,4410 gram
Bobot piknometer + air
=
59,8607 – 0,4410
=
59,4190 gram
Bobot air
Bobot air yang ditumpahkan
=
59,4190 – 34,5421
=
24,8769 gram
=
25,0535 – 24,8769
=
0,1766 gram
Volume air yang ditumpahkan = volume gotri (ml) Volume gotri
= =
0,1766 0,9960 0,1773 0,4410
Kerapatan gotri
=
ρ
=
0,1773 2,4873 gram.ml-1
ρ gotri Berat jenis gotri
=
ρ air 2,4873
d
=
=
F.
0,9960 2,4972
Pnentuan kerapatan dan berat jenis cera alba Bobot cera + gotri + piknometer
=
57,0754 gram
Bobot air
=
25,0535 gram
Bobot gotri
=
0,4410 gram
Bobot Piknometer + air
=
59,231 gram
Bobot piknometer kosong
=
34,5421 gram
Bobot air
=
24,6889 gram
Bobot air yang ditumpahkan
=
25,0535 – 24,6889
=
0,3646 gram
Volume air yang ditumpahkan = volume cera 0,3646 – 0,1773 Volume cera = =
0,1880 ml
0,9960 Bobot cera
= 0,5329 – 0,4410
Kerapatan cera
= =
0,0919 gram 0,0919 gram 0,1880 ml
Berat jenis cera
=
0,4888 gram/ml
=
ρ cera ρ air 0,4888
d
Penyimpangan
F.
=
0,9960
=
0,4907
=
0,95-0,4709 x 100%
=
45,93 %
Pnentuan kerapatan dan berat jenis paraffin Bobot piknometer + termometer
=
33,2585 gram
Bobot piknometer + termometer + gotri + paraffin =
54,1449 gram
Bobot gotri
0,4404 gram
Bobot paraffin =
= 54,1449 – 33,2585 – 0,4404 =
Bobot gotri + paraffin = Volume paraffin
=
20,4460 gram
20,4460 + 0,4404
=
20,8864 gram
20,8864
=
20,9701 ml
=
0,9750 gr/ml
=
0,9285
0,9960
Kerapatan paraffin
=
20,4460 20,9702
Berat jenis paraffin
=
20,4460 20,9702
VII.
PEMBAHASAN Pada saat praktikum penentuan kerapatan dan bobot jenis zat-zat tersebut sering terjadi penyimpangan sehingga memberikan hasil yang berbeda dengan yang seharusnya (sesuai ketentuan di Farmakope Indonesia). Penyimpangan-penyimpangan ini antara lain disebabkan oleh karena berbagai kesalahan pada saat melakukan praktikum. Kesalahan penimbangan, cara penutupan piknometer yang salah, pengaruh perubahan suhu yang terlalu cepat, piknometer belum benar-benar kering dan bersih, volume air yang di masukkan ke dalam piknometer tidak tepat, kebersihan, sampel yang terkontaminasi, dan juga karena pengenceran etanol yang kurang tepat. 1.
Penimbangan Kesalahan akibat penimbangan ini bisa disebabkan karena timbangan yang digunakan berganti-ganti. Sehingga hasil penimbangan antara timbangan yang satu dengan yang lain belum tentu sama.
2.
Cara penutupan piknometer yang salah Cara penutupan piknometer yang terlalu cepat dapat menyebabkan air yang tumpah terlalu banyak sehingga tentu mempengaruhi berat pada penimbangan.
3.
Pengaruh perubahan suhu Perubahan suhu yang terlalu cepat dapat menyebabkan cairan di dalam piknometer memuai/menyusut dengan tidak semestinya, sehingga pada waktu ditimbang zat tersebut memberikan hasil yang berbeda dengan yang telah ditentukan.
4.
Piknometer yang belum kering dan bersih Piknometer yang demikian belum bisa digunakan untuk penentuan kerapatan dan bobot jenis, karena masih ada cairan/kontaminan yang tertinggal di dalamnya sehingga tentu saja akan mempengaruhi hasil akhir.
5.
Volume air yang tidak tepat Volume air yang dimasukan ke dalam piknometer harus tepat dengan yang telah ditentukan, karena jika terlalu banyak atau terlalu sedikit maka akan mempengaruhi hasil akhir.
6.
Sampel yang terkontaminasi Sampel yang terkontaminasi tentu saja akan memberikan hasil yang menyimpang, karena kemurnian zat tersebut sudah berbeda dengan zat yang masih murni.
7.
Pengenceran alkohol yang tidak tepat Pengenceran alkohol yang tidak sesuai akan memberikan hasil yang berbeda karena alkohol yang ditimbang belum tentu kadarnya sesuai dengan yang diinginkan.
IX.
KESIMPULAN 1.
Pada saat pengukuran suhu diharapkan penurunan/kenaikan suhu diperhatikan dengan seksama, karena jika suhu turun/naik melebihi dari yang telah ditentukan, tentu saja hasil yang diberikan akan menyimpang.
2.
Pada saat memegang piknometer sebaiknya menggunakan tissue atau kain, jangan menggunakan tangan secara langsung, karena dikhawatirkan lemak yang terdapat pada tangan akan menempel di piknometer sehingga akan menambah berat piknometer.
X.
DAFTAR PUSTAKA
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.
