PENENTUAN
BERAT MOLEKUL POLIMER DENGAN VISKOMETER OSTWALD
A.
TUJUAN
Tujuan dalam percobaan ini adalah untuk menentukan
berat molekul primer dengan menggunakan viskometer ostwald.
B.
LANDASAN
TEORI
Viskositas dapat dianggap sebagai gerakan dalam suatu
fluida. Viskositas terdapat pada zat cair maupun gas, dan intinya pada gerakan
merupakan gaya gesekan-gesekan antara lapisan yang bersisisan pada fluida
amtara lapisn- lapisan tersebut bergerak saat melewati yang lainnya. Pada
viskositas gas, viskosistas muncul dari tumbukan antar molekul. Pada zat cair,
viskositas terutama disebabkan oleh gaya kohesi antar molekul. Fluida yang
berbeda memiliki besar viskositas yang berbeda, dan zat cair umumnya lebih
kental dari gas. Sifat yang disebut viskositas fluida merupakan ukuran sebuah
ketahanan fluida terhadap deformasi atau perubahan bentuk fluida. Viskositas
suatu gas bertambah dengan naiknya
temperatur, karena makin besarnya suatu molekuler ketika temperatur
meningkat. Sedangkan pada zat cair, jarak antar molekul lebih kecil dibanding
pada gas, sehingga kohesi molekuler kuat sekali. Peningkatan temperatur
meningkatkan kohesi molekuler dan diwujudkan dengan berkurangnya viskositas
fluida. Viskometer merupakan alat untuk mengukur suatu fluida. Model viskometer
yang digunakan biasanya berupa viskometer bola jatuh, viskometer rotasi
silinder bersumbuh (Maulida, 2010).
Intersept dari garis lurus tersebut
dinamakan dengan viskositas intrinsik. Sedangkan untuk memperoleh nilai berat
molekul dapat dicari dengan menggunakan persamaan Mark-Kuhn-Houwink. Dari
persamaan tersebut dapat dilihat bahwa viskositas intrinsik berbanding lurus
dengan berat molekul. Berat molekul selulosa sangat bervariasi tergantung pada
asal sampelnya dan pada viskositas dari larutannya (Habibah, 2013) .
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. Jadi viskositas
tidak lain menentukan kecepatan mengalirnya suatu cairan. Viskositas dihitung
sesuai persamaan Poiseuille
berikut dengan
t
ialah waktu
yang diperlukan cairan bervolume V, yang mengalir melalui pipa kapiler dengan panjang l dan jari-jari r. Tekanan P merupakan perbedaan tekanan aliran
kedua ujung pipa viskosimeter dan besarnya diasumsikan sebanding dengan berat cairan.
Hal ini disebabkan harga r dan l sukar ditentukan secara tepat. Kesalahan pengukuran terutama
r, sangat besar pengaruhnya karena harga
ini dipangkatkan empat. Untuk menghindari kesalahan tersebut dalam prakteknya digunakan
suatu cairan pembanding. Cairan yang paling sering digunakan adalah air Jadi, cairan pembanding diketahui, maka
dengan mengukur waktu yang diperlukan untuk mengalir kedua cairan melalui alat
yang sama dapat ditentukan cairan yang sudah diketahui rapatannya (Firdausi, 2008).
Viskositas adalah suatu pernyataan “tahanan untuk
mengalir” dari suatu system yang mendapatkan suatu tekanan. Semakin kental
suatu cairan, maka semakin besar gaya yang dibutuhkan untuk membuatnya mengalir
pada kecepatan tertentu. Apabila viskositas gas meningkat jika temperatur
dinaikan , maka sebaliknya viskositas cairan akan menurun jika temperatur
dinaikan. Fluiditas dari suatu cairan yang merupakan kebalikan dari viskositas
akan meningkat dengan makin tinggi temperatur (Martin, 1993).
Cara
menentukan viskositas suatu zat digunakan alat yang disebut viskometer, yang
terdiri atas: Viskometer kapiler / Ostwald. Viskositas dari cairan
yang ditentukan dengan mengukur waktu yang dibutuhkan bagi cairan tersebut
untuk lewat antara 2 tanda ketika mengalirkarena gravitasi melalui viskometer
Ostwald. Waktu alir dari cairan yang diuji, dibandingkan
dengan waktu yang dibutuhkan bagi suatu zat yangviskositasnya sudah
diketahui (biasanya air) untuk lewat 2 tanda tersebut. Viskometer Hoppler.
Berdasarkan hukum Stokes pada kecepatan bola maksimum, terjadi keseimbangan
sehingga gaya gesek = gaya berat – gaya archimides. Prinsip kerjanya
adalah menggelindingkan bola (yang terbuat dari kaca) melalui tabung gelas yang
berisi zat cair yang diselidiki. Kecepatan jatuhnya bola merupakan fungsi dari
harga resiprok sampel. Viskometer Cup dan Bob, Prinsip kerjanya sample digeser
dalam ruangan antara dinding 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 sepanjang keliling bagian
tube sehingga menyebabkan penurunan konsentrasi. Penurunan konsentrasi ini
menyebabkan bagian tengahzat yang ditekan keluar memadat. Hal ini disebut
aliran sumbat. Viskometer Cone dan Plate. Cara pemakaiannya adalah sampel
ditempatkan ditengah-tengah papan,kemudian dinaikkan hingga posisi di bawah
kerucut. Kerucut digerakkan olehmotor dengan bermacam kecepatan dan sampelnya digeser
di dalam ruang semitransparan yang diam dan kemudian kerucut yang berputar
(Moechtar,1990).
Untuk fluida
yang mengencer akibat geseran viskositasnya berkurang dengan meningkatnya laju
geseran maka semakin kuat fluida yang mengalami geseran dan fluida akan semakin
encer (viskositasnya berkurang). Untuk fluida yang mengental akibat geseran
viskositasnya meningkat dengan peningkatan laju geseran maka semakin kuat
fluida yang mengalami geseran dan fluida akan semkin kental. Viskositas
biasanya hanya tergantung pada tekanan dan biasanya pengaruh tekanan diabaikan
(Munson, 2001).
Kitosan
adalah kitin yang telah dihilangkan gugus asetilnya menyisakan gugus amina
bebas yang menjadikannya bersifat polikationik. Dengan sifat polikationiknya
maka kitosan dapat berfungsi sebagai agen penggumpal dalam penanganan limbah
terutama limbah berprotein dan lebih mudah diolah menjadi bentuk lain. Kitosan banyak terdapat dalam kulit luar
hewan golongan Crustasea seperti
udang dan kepiting. Biopolimer
kitosan dapat digunakan pada salah satu upaya untuk menurunkan
kadar kolesterol dalam lemak. Senyawa ini akan membawa muatan listrik positif, dapat menyatu
dengan zat asam empedu yang bermuatan negatif sehingga menghambat penyerapan
kolesterol, karena zat lemak yang masuk
bersama makanan harus dicerna dan diserap dengan bantuan zat asam
empedu yang disekresi liver (Hargono, 2008).
C.
ALAT
DAN BAHAN
1. Alat
Alat yang digunakan
pada percobaan kali ini yaitu:
· Viskometer
Ostwald
· Labu
ukur
· Gelas
kimia
· Tabung
sentrifugase
· Stopwatch
· Filer
· Statif
dan klem
· Pipet
tetes
2. Bahan
Bahan yang digunakan pada
percobaan kali ini yaitu:
·
Kitosan 0,02 g/100ml,
0,04 g/100ml, 0,06 g/100ml, 0,08 g/100ml
·
Asam asetat 2%
·
Akuades
D. PROSEDUR KERJA
|
Asam
Asetat 2%
|
- Dipipet
sebanyak 50 ml
-
|
Kitosan
0,06 gr
|
|
Kitosan
0,04 gr
|
|
Kitosan
0,08 gr
|
|
Kitosan
0,02 gr
|
- Dikocok
hingga larut
- Ditambahkan
asam asetat 50 ml kocok lagi hingga larut
- Dipipet
sebanyak 15 ml
- Dihisap
sampai garis m ( garis atas )
- Dibiarkan
mengalir sampai garis n
( garis bawah )
- Dicatat waktu
alirnya
- Dilakukan
triplo
- Dihitung
viskositas relatif, viskositas spesifik, dan viskositas reduksinya
Hasil
Pengamatan ???
E. HASIL PENGAMATAN
1. Tabel
hasil pengamatan
|
Larutan
|
Konsentrasi
(g/ml)
|
Waktu
|
t
rata-rata
|
ηrel
|
ηsps
|
ηred
|
||
|
I
|
II
|
III
|
||||||
|
Asam
asetat 1 %
|
0,01
|
3.05
|
3.05
|
3.05
|
3.05
|
-
|
-
|
-
|
|
Kitosan
2%
|
0,02
|
4.33
|
3.92
|
3.79
|
4.01
|
1,31
|
0,31
|
15,5
|
|
Kitosan
4%
|
0,04
|
6.88
|
6.60
|
6.47
|
6.65
|
2,18
|
1,18
|
29,5
|
|
Kitosan
6%
|
0,06
|
9.31
|
9.67
|
9.73
|
9.57
|
3,14
|
2,14
|
35,67
|
|
Kitosan
8%
|
0,08
|
5.11
|
4.91
|
5.59
|
5.20
|
1,70
|
0,7
|
8,75
|
2. Perhitungan
a. ηrel
tiap bahan
Kitosan
2% =
=
=
1,31
Kitosan
4% =
=
=
2,81
Kitosan
6% =
=
=
3,14
Kitosan
8% =
=
=
1,70
b. ηsps
tiap bahan
Kitosan 2% = ηrel -1 = 1,31 – 1 = 0,31
Kitosan 2% = ηrel -1 = 1,31 – 1 = 0,31
Kitosan
4% = ηrel -1 = 2,18 – 1 = 1,18
Kitosan
6% = ηrel -1 = 3,14 – 1 = 2,14
Kitosan
8% = ηrel -1 = 1,70 – 1 = 0,70
c. ηred
tiap bahan
Kitosan
0,02% =
=
=
15,5
Kitosan
0,04% =
=
=
29,5
Kitosan
0,06% =
=
=
35,67
Kitosan
0,02% =
=
=
8,75
3. Grafik
Hubungan Antara Konsentrasi Kitosan Dengan Nilai ηred
F. PEMBAHASAN
Viskositas dapat dinyatakan
sebagai tahanan aliran fluida yang merupakan gesekan antara
molekul-molekul cairan satu dengan yang lain. Suatu jenis cairan yang mudah
mengalir, dapat dikatakan memiliki viskositas yang rendah, dan sebaliknya
bahan yang sulit mengalir dikatakan memiliki viskositas yang tinggi. Di dalam zat cair, viskositas dihasilkan
oleh gaya kohesi antara molekul zat cair. Sedangkan dalam gas, viskositas
timbul sebagai akibat tumbukan antara molekul gas. Viskositas zat cair dapat
ditentukan secara kuantitatif dengan besaran yang disebut koefisien viskositas.
Satuan SI untuk koefisien viskositas adalah Ns/m2 atau pascal sekon (Pa s).
Fluida ideal tidak mempunyai koefisien viskositas. Apabila suatu benda bergerak
dengan kelajuan v dalam suatu fluida kental yang koefisien viskositasnya, maka
benda tersebut akan mengalami gaya
gesekan fluida , dengan k adalah konstanta yang bergantung pada bentuk
geometris benda.
Besarnya viskositas
dipengaruhi oleh beberapa faktor yaitu tekanan temeperatur, ukuran dan
berat molekul, serta kehadiran zat lain. Viskosita scairan naik dengan
naiknya tekanan, sedangkan viskositas gas tidak dipengaruhi oleh tekanan.
Viskositas akan turun dengan naiknya suhu, sedangkan
viskositas gas naik dengan naiknya suhu. 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.
Sifat-sifat polimer seperti kekuatan dan viskositas
lebih tergantung pada molekul yang berukuran lebih besar dibanding ukuran
molekul yang lebih kecil. Makin bertambahnya panjang
rantai, maka jumlah tempat (sites) yang berinteraksi di anatara berbagai rantai
tersebut juga akan bertambah. Hal ini menyebabkan sifat kimia, fisika, dan
mekanik dari suatu polimer akan bervariasi.
Percobaan kali
ini sampel
diukur viskositasnya menggunakan viskometer
ostwald. Pada viskometer oswaltd yang diukur adalah waktu yang diperlukan oleh sejumlah tertentu
cairan untuk mengalir melalui pipa kapiler dengan gaya yang disebabkan oleh
berat cairan itu sendiri. Cairan yang digunakan
dalam percobaan ini adalah kitosan yang masing-masing berkonsentrasi 0,02 g/100ml, 0,04 g/100ml, 0,06 g/100ml, dan 0,08 g/100ml. Dan
sebagai pelarutnya digunakan larutan asam asetat. Pada percobaan ini masing-masing larutan kitosan dipipet dan
dimasukkan ke dalam viskometer. Cairan kemudian dihisap menggunakan filler
sampai permukaan cairan lebih tinggi dari batas “m” atau garis atas. Cairan dibiarkan turun karena pengaruh gaya
gravitasi hingga permukaan cairan turun melewati batas “n” atau garis
bawah. Waktu yang dibutuhkan cairan untuk melewati jarak dari m ke n inilah
yang digunakan untuk menentukan viskositas larutan tersebut. Perlakuan ini
dilakukan sebanyak tiga kali (triplo) yang bertujuan untuk mendapatkan
keakuratan data jika dibandingkan dengan perlakuan hanya satu kali. Pertama-tama
yang akan diukur waktu alirnya adalah asam asetat dan diperoleh waktu yang pertama 05.72 menit, kedua 14,72 menit dan ketiga 09,39 menit. Kemudian
dilanjutkan dengan larutan kitosan dengan berbagai konsentrasi.
Diperoleh waktu rata-rata yaitu kitosan 0,02 g/100ml yang pertama
yaitu 07,73 menit, kedua 11,52 menit, ketiga 07,66 menit, kitosan 0,04 g/100ml pertama yaitu
09,65 menit, kedua 13,80 menit, ketiga 09,12
menit, kitosan 0,06 g/100ml yang pertama 07,97 menit, kedua 11,12 menit, ketiga 07,76
menit, dan kitosan
0,08 g/100ml yaitu yang pertama 11,82 menit, kedua 17, 15 menit, ketiga
12,01 menit.
Dari hasil yang diperoleh,
dapat dilihat bahwa konsentrasi berbanding lurus dengan waktu yang dibutuhkan larutan untuk mengalir. Artinya semakin tinggi konsentrasi dari larutan
kitosan maka semakin lama pula waktu yang dibutuhkan
larutan untuk mengalir. Hal ini disebabkan 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.
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.
DAFTAR PUSTAKA
Habibah, rudrinin. 2013. Penentuan Berat Molekul Dan
Derajat Polimerisasi Α – Selulosa Yang Berasal Dari Alang-Alang (Imperata
Cylindrica) Dengan Metode Viskositas. Jurnal saintia
kimia . Vol. 1. No 2.
Hargono, 2008.
Pembuatan Kitosan Dari Limbah Cangkang Udang Serta Aplikasinya Dalam Mereduksi
Kolesterol Lemak Kambing. Reaktor. Vol.
12 No. 1.
Martin , A., 1993, Farmasi Fisik , Penerbit Universitas Indonesia, Jakarta.
Maulida, HR, dkk. Analisis Karakteristik Pengaruh
Suhu Dan Kontaminan Terhadap Viskositas Oli Yang Menggunakan Rotarati
Viscometer. Jurnal neutrino. Vol
3. No 1.
Moechtar,
1990, Farmasi Fisik, UGM-press:
Yogyakarta.
Sutiah, dkk. 2008. Studi Kualitas Minyak Goreng Dengan Parameter
Viskositas Dan Indeks Bias. Berkala Fisika. Vol 11. No 2. ISSN : 1410 – 9662.
LAPORAN PRAKTIKUM FARMASI FISIK II
PERCOBAAN IV
PENENTUAN BERAT MOLEKUL POLIMER DENGAN VISKOMETER OSTWALD
OLEH
NAMA :
KARMILA WATI
N I M :
F1F1 12 105
KELOMPOK :
IV (EMPAT)
ASISTEN :
NUR SALIMAH TAANO
JURUSAN FARMASI
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS HALU OLEO
KENDARI
2013
Tidak ada komentar:
Posting Komentar