farfis2 before mid.pdf

50
1 CATATAN PERKULIAHAN FARMASI FISIKA 2 ( SEMESTER GANJIL TA 2014/2015 ) Kategori : A NAMA : Nurul Husnah NPM : 1343050099 FAKULTAS FARMASI UNIVERSITAS 17 AGUSTUS 1945 JAKARTA 2014

Upload: nurul

Post on 10-Dec-2015

63 views

Category:

Documents


7 download

DESCRIPTION

materi kuliah farfis2 uta45 jkt

TRANSCRIPT

Page 1: Farfis2 before mid.pdf

1

CATATAN PERKULIAHAN FARMASI FISIKA 2

( SEMESTER GANJIL TA 20142015 )

Kategori A

NAMA Nurul Husnah

NPM 1343050099

FAKULTAS FARMASI UNIVERSITAS 17 AGUSTUS 1945 JAKARTA

2014

2

Pertemuan 1

Tanggal 2 September 2014

STABILITAS PRODUK OBATKOSMETIK

Stabilitas obatkomestik adalah kemampuan suatu produk mempertahankan

spesifikasinya agar tetap sama dari saat diproduksi dalam batasan waktu yang

ditetapkan sepanjang periode penyimpanan dan penggunaan (batasan waktu

penyimpananpenggunaan Shelf life t90) Tanggal kadaluarsa (expiration date)

adalah waktu yang menunjukkan batas waktu produk obatkosmetik masih boleh

digunakan

Jenis Spesifikasi

- Spesifikasi release

Spesifikasi release adalah spesifikasi yang harus dipenuhi pada

waktu pembuatan misalnya 95-105

- Spesifikasi periksa Spesifikasi waktu simpan atau spesifikasi umur

produk

Spesifikasi yang harus dipenuhi dengan batas toleransi degradasi

max 10 hellip (t90) hellipdimana sifat dan karakteristik kerjanya masih sama

dengan yang dimiliki pada saat dibuat misalnya 90-110

Jenis Stabilitas

a Stabilitas fisika contoh degradasi

Stabilitas fisika adalah mengevaluasi perubahan sifat fisika dari

suatu produk yang tergantung waktu (periode penyimpanan) Contoh dari

perubahan fisika antara lain migrasi (perubahan) warna perubahan rasa

perubahan bau perubahan tekstur atau penampilan Evaluasi dari uji

stabilitas fisika meliputi pemeriksaan organoleptis homogenitas pH

bobot jenis

3

b Stabilitas kimia contoh reduksi

Stabilitas kimia suatu obat adalah lamanya waktu suatu obat untuk

mempertahanakan integritas kimia dan potensinya seperti yang tercantum

pada etiket dalam batas waktu yang ditentukan

c Stabilitas mikrobiologi contoh kontaminasi

Stabilitas kimia suatu obat adalah lamanya waktu suatu obat untuk

mempertahanakan integritas kimia dan potensinya seperti yang

tercantum pada etiket dalam batas waktu yang ditentukan

d Stabilitas terapi contoh kenaikanpenurunan dosis

e Stabilitas toksikologi contoh hasil degradasi yang mengakibatkan

obat menjadi racun

Degradasi Secara Kimia

Reaksi degradasi yang umum terjadi

- Hidrolisis

misal

a Aspirin + H2O asam salisilat + asam asetat

b Procaine + H2O p-Aminobenzoic acid + β-Diehylaminoethanol

- Oksidasi

misal

Ascorbic acid + O2 Dehydroascorbic acid

KINETIKA REAKSI

Kinetika kimia adalah bahagian ilmu kimia fisika yang mempelajari

laju reaksi kimia faktor-faktor yang mempengaruhinya serta penjelasan

hubungannya terhadap mekanisme reaksi Kinetika kimia disebut juga

dinamika kimia karena adanya gerakan molekul elemen atau ion dalam

mekanisme reaksi dan laju reaksi sebagai fungsi waktu Mekanisme reaksi

dapat diramalkan dengan bantuan pengamatan dan pengukuran besaran

termodinamika suatu reaksi dengan mengamati arah jalannya reaktan maupun

produk suatu sistem

4

A Laju Reaksi

Laju reaksi menyatakan laju perubahan konsentrasi zat-zat

komponen reaksi setiap satuan waktu

Laju pengurangan konsentrasi pereaksi per satuan waktu

Laju penambahan konsentrasi hasil reaksi per satuan waktu

Perbadingan laju perubahan masing-masing komponen sama

dengan perbandingan koefisien reaksinya

Laju reaksi menggambarkan seberapa cepat reaktan terpakai dan

produk terbentuk

Jumlah mol reaktan persatuan volume yang bereaksi per satuan

waktu

Satuan molL-1detik-1

Hukum Laju Reaksi

Persamaan dasar reaksi

REAKTAN PRODUK

(R) (P)

Laju reaksi v atau r

V = [ ] (laju konsumsi reaktan)

V = [ ] (laju pembentukkan produk)

note ketika keadaan reversible laju penambahan ldquoprdquo dan laju

pengurangan ldquorrdquo bisa stabil atau konstan

Hukum Persamaan Laju Reaksi

Hukum laju menyatakan hubungan laju reaksi dengan konstanta

laju dan pangkat dari konsentrasi reaktan

aA + bB cC + dD

Laju = k [A]x[B]y

Reaksi orde ke-x dalam A

Orde keseluruhannya adalah (x + y)

5

atau

V = [ ] = k [R]x

ket x = orde reaksi

k = konstanta laju reaksi nilai orde dan konstanta laju reaksi

ditetapkan melalui percobaan

Hukum-hukum Laju

Hukum laju selalu ditentukan lewat percobaan

Orde reaksi selalu dinyatakan dalam konsentrasi reaktan (bukan

produk)

Orde reaktan tidak terkait dengan koefisien reaksi dari reaktan dalam

persamaan reaksi setimbang

F2 (g) + 2ClO2 (g) 2FClO2 (g)

laju = k [F2][ClO2]1

Orde reaksi

0 1 2 hellip pecahan pseudo campuran dan negatif

Hukum persamaan laju reaksi menurut ordenya

A produk hellip v = k [A]x

A + B + dst produk hellip v = k [A]x [B]y dst

Orde reaksi terhadap perubahan [A] = x dan terhadap [B] = y maka

orde reaksi (keseluruhan) = x + y

Untuk keperluan estimasi tingkat degradasi sediaan obat yang penting

orde 0 1 2 pseudo (semu) orde 0 dan pseudo orde 1

Menentukan Orde Reaksi dengan Percobaan

Jika diketahui reaksi O2 (g) + 2 NO(g) 2 NO2 (g)

Hujum laju untuk reaksi ini adalah laju = k [O2]m[NO]n

6

Untuk mencari orde reaksi kita lakukan beberapa percobaan

masing-masing dengan konsentrasi-konsentrasi reaktan yang berbeda dan

menentukan laju reaksi awal

Percobaan

Konsentrasi Reaktan Awal

(moll) Laju Awal

(molLs) O2 NO

1 110x10-2 130x10-2 321x10-3

2 220x10-2 130x10-2 640 x10-3

3 110x10-2 260x10-2 128 x10-3

4 330x10-2 130x10-2 960 x10-3

5 110x10-2 390x10-2 288 x10-3

Reaksi Order Pertama

Beberapa aplikasi dari reaksi order I

Menggabarkan berapa banyak obat yang dilepas pada

peredaran darah atau yang digunakan tubuh

Sangat berguna di bidang geokimia

Peluruhan radioakif

Waktu Paruh (t12)

Waktu yang dibutuhkan untuk meluruhkan frac12 dari kuantitas

awal suatu reaktan Waktu paruh dapat digunakan untuk

menghitung konsntanta laju reaksi orde pertama

Orde reaksi (m) ndash Secara intuitif

a Reaksi orde 0

Menaikkanmenurunkan konsentrasi tidak mempengaruhi laju reaksi

7

b Reaksi orde 1

Menaikkan konsentrasi 1x akan menaikkan laju reaksi 1x dan

sebaliknya

c Reaksi orde 2

Menaikkan konsentrasi 1x akan menaikkan laju reaksi 2x dan

sebaliknya

Keterangan pseudo orde

A + B produk

V = k [A]x [B]y misal x = 1 dan y = 1

V = k [A] [B] orde reaksi = 2

Bila [B] dibuat tetap maka laju reaksi hanya dipengaruhi oleh perubahan

[A] maka

V = krsquo [A] pseudo orde 1 dimana krsquo = k[B]y

Selanjutnya bila [A] juga dibuat tetap maka

V = krdquo pseudo orde 0 dimana krdquo = k [A]x [B]y

Contoh pseudo orde

1 Hidrolisis sukrosa (dalam suasana asam) v = k [sukrosa] [H+] kinetika

orde hidrolisis sukrosa = 2 dan bila hidrolisis berlangsung dalam

larutan yang dibuffer berarti nilai [H+] tetap maka kinetika orde

hidrolisis sukrosa pseudo orde 1 hellip (mengikuti kinetika orde 1)

Persamaan v = krsquo [sukrosa]

2 Hidrolisis ampisilin dalam larutan suasana basa

Amp + OH- produk

V = k [Amp] [OH-]

Kinetika orde hidrolisis ampisilin = 2

Bila hirdrolisis berlangsung dalam larutan yang dibuffer berarti nilai

[OH-] tetap maka kinetika orde hidrolisis ampisilin = pseudo orde 1

Selanjutnya bila ampisilin dibuat dalam sediaan suspense yang dibuffer

8

maka kinetika orde hidrolisis ampisilin = pseudo orde 0 hellip (mengikuti

kinetika orde 0)

Persamaan I = krsquo [Amp] pseudo orde 1

Persamaan II = krdquo pseudo orde 0

Persamaan Laju Reaksi (hellip laju konsumsi reaktan)

V = = kCx

= kCx

dimana C = [reaktan]

x = orde reaksi

k = konstanta laju reaksi dan satuannya bergantung pada orde reaksi

Pertemuan Ke-2

Tanggal 9 September 2014

INTEGRAL PERSAMAAN LAJU REAKSI

Persamaan Laju Reaksi dan Orde Reaksi

Pada umumnya hubungan antara laju reaksi dengan konsentrasi zat-zat

pereaksi hanya diturunkan dari data eksperimen Bilangan pangkat yang

menyatakan hubungan konsentrasi zat pereaksi dengan laju reaksi disebut

orde reaksi

9

Keterangan

r = laju reaksi

k = tetapan laju reaksi

[A] = konsentrasi zat A dalam mol per liter

[B] = konsentrasi zat B dalam mol per liter

m = orde reaksi terhadap zat A

n = orde reaksi terhadap zat B

Beberapa contoh reaksi dan rumus laju reaksi yang diperoleh dari

hasil eksperimen dapat dilihat pada Tabel berikut

Tabel Contoh beberapa reaksi dan rumus laju reaksinya

Orde reaksi dapat ditentukan dari persamaan laju reaksi Misalnya pada

reaksi

dengan persamaan laju reaksi

orde reaksi terhadap H2 = orde satu orde reaksi terhadap NO = orde dua

dan orde reaksi total adalah tiga Untuk lebih memahami cara menentukan orde

reaksi dan rumus laju reaksi Orde reaksi dapat juga ditentukan melalui

kecenderungan dari data suatu percobaan yang digambarkan dengan grafik

Berikut ini dijelaskan penentuan orde reaksi melalui grafik

10

1 Grafik Orde Nol

Laju reaksi tidak dipengaruhi oleh

besarnya konsentrasi pereaksi Persamaan

laju reaksinya ditulis

Bilangan dipangkatkan nol sama dengan satu sehingga persamaan laju

reaksi menjadi r raquo k Jadi reaksi dengan laju tetap mempunyai orde reaksi

nol Grafiknya digambarkan seperti Grafik diatas

2 Grafik Orde Satu

Hubungan kecepatan dengan konsentrasi

Untuk orde satu persamaan laju reaksi adalah

Persamaan reaksi orde satu merupakan persamaan linier berarti laju

reaksi berbanding lurus terhadap konsentrasinya pereaksinya Jika

konsentrasi pereaksinya dinaikkan misalnya 4 kali maka laju reaksi akan

menjadi 41 atau 4 kali lebih besar

3 Grafik Orde Dua

Hubungan konsentrasi dengan waktu

11

Persamaan laju reaksi untuk reaksi orde dua

adalah

Apabila suatu reaksi berorde dua terhadap suatu pereaksi berarti laju

reaksi itu berubah secara kuadrat terhadap perubahan konsentrasinya

Apabila konsentrasi zat A dinaikkan misalnya 2 kali maka laju reaksi akan

menjadi 22 atau 4 kali lebih besar

- Reaksi orde 0

Laju reaksi orde 0 tidak bergantung pada reaktan

푉 = 퐾

ndash = kCx dimana x=0 maka = k

ndash = k disusun menjadi ndashdC = kdt atau dC = -kdt

int 푑퐶 = -k

int 푑푡 int 푑퐶 = Ct ndash Co pers Regresi linear

Ct = Co ndash kt

Plotting Ct vs t

Ct = Co - kt

Y = A + Bx

12

- Reaksi orde 1

= kCx dimana X = 1 maka = kC

= kC disusun menjadi = kdt atau

int = -k int 푑푡 ln Ct = ln Co ndash kt

int = ln ln angka 퐶푡 퐶표

ln Ct ndash ln Co

kurva plot ln Ct vs t

- Reaksi orde 2

= kCx dimana X = 2 maka = kC2

= kC2 disusun menjadi = kdt atau = -kdt

int = - k int 푑푡

minus ndash minus = minus푘푡 atau = + 푘푡

Kurva

13

Penetapan orde reaksi dan konstanta laju reaksi (harus) melalui percobaan

- Metode

Metode laju reaksi awal kombinasi dengan metode isolasi pseudo

reaksi

Metode integrasi dan mencocokan persamaan laju reaksi dengan data

percobaan

Untuk reaksi dengan mekanisme sederhana (1 tahap)

Orde reaksi = koefisien stokiometri reaksi

Untuk reaksi dengan mekanisme kompleks ( beberapa tahap)

Orde reaksi mungkin sama atau tidak sama dengan koefisien stokiometri

reaksi

Contoh Tentukan orde reaksi dan konstanta laju reaksi berikut

2 H2(g) + 2 NO(g) N2(g) + 2 H2O(g)

V = k [H2]x [NO2] x= dan y=

Data percobaan

Exp P(H2)0 P(NO)0 V reaksi

1 533 kpa 200 kpa 0035 kpa det-1

2 533 kpa 400 kpa 0140 kpa det-1

3 196 kpa 533 kpa 0091 kpa det-1

4 392 kpa 533 kpa 0182 kpa det-1

Cermati data exp 1 vs 2

V~ [NO]y ie [NO] dibuat 2x v menjadi 4x maka y=2

Cermati data exp 3 vs 4

V ~ [H2]x ie[H2] dibuat 2x v menjadi 2x maka x=1

Jadi diperoleh x=1 dan y=2

V = k [H2] [NO2] 2 reaksi orde 2

14

Menetapkan nilai waktu paruh (T12) dan umur simpan (T90)

Reaksi reaksi orde ke nol dan ke satu

Ct = Co ndash kt

t =

t1 2 = =

t1 2 =

t90 =

t90 =

Reaksi orde satu

ln Ct = ln Co ndash kt

t =

t1 2 =

t1 2 = 0693k

t90 = (= ln

= ln

= ln 1111)

t90 =

t90 =

Note

Misal waktu paruh PCT sediaan 500 mg 1 tahun kemudian

kandungannya menjadi 250 mg (T12) untuk unsur-unsur radioaktif dan

isotop t90 = kimia atau zat kimia pada sediaan masih ada 90 (berkurang

90) paling penting dalam sediaan farmasi ditulis ED

15

Pertemuan 3

Tanggal 16 September 2014

MENETAPKAN NILAI WAKTU PARUH (tfrac12) DAN UMUR SIMPAN (t90)

UNTUK REAKSI-REAKSI ORDE 0 DAN 1

Waktu paruh (tfrac12) dari suatu obat adalah waktu yang dibutuhkan oleh

separuh konsentrasi obat untuk dieliminasi Metabolisme dan eliminasi

mempengaruhi waktu paruh obat Contohnya pada kelainan fungsi hati atau

ginjal waktu paruh obat menjadi lebih panjang dan lebih sedikit obat

dimetabolisme dan dieliminasi Jika suatu obat diberikan terus-menerus

maka dapat terjadi penumpukan obat

Suatu obat akan melalui beberapa kali waktu paruh sebelum lebih dari

90 obat itu dieliminasi Jika seorang klien mendapat 650mg aspirin dan

waktu paruhnya adalah 3jam maka dibutuhkan 3jam waktu paruh pertama

untuk mengeliminasi 325mg dan waktu paruh kedua 9 atau 6jam untuk

mengeliminasi 162mg berikutnya dan seterusnya sampai pada waktu paruh

keenam atau 18jam dimana tinggal 10mg aspirin terdapat dalam tubuh

waktu paruh selama 4-8jam dianggap singkat dan 24jam atau lebih

dianggap panjang Jika obat memiliki waktu paruh yang panjang (seperti

digoksin 36 jam) maka diperlukan beberapa hari agar tubuh dapat

mengeliminasi obat tersebut seluruhnya

Sedangkan umur simpan (t90) adalah jangka waktu penyimpanan pada

kondisi tertentu di mana produk obat masih memenuhi spesifikasi yang

ditetapkan oleh perusahaan pembuat obat

Reaksi Orde 0

퐶푡 = 퐶표 minus 푘푡

푡 =퐶표 minus 퐶푡

16

Nilai waktu paruh (tfrac12)

푡frac12 =

푡frac12 =05퐶표푘

Nilai umur simpan (t90)

푡 =

푡 = 01퐶표푘

Reaksi Orde 1

푙푛퐶푡 = 푙푛퐶표 minus 푘푡

푡 =푙푛퐶표 minus 푙푛퐶푡

Nilai waktu paruh (tfrac12)

푡frac12 =푙푛퐶푡 minus 푙푛05퐶표

푡frac12 =

푡frac12 =0693푘

Nilai umur simpan (t90)

푡 =푙푛퐶표 minus 푙푛09퐶표

푡 =

푡 =0105푘

17

Contoh soal

Sediaan Aspirin dalam larutan (pH 25) dengan konsentrasi awal

030g100ml memperlihatkan kinetika degradasi orde ke 1 dan konstanta laju

degradasinya pada suhu kamar 97times10-7det-1 Hitung

a tfrac12 dan t90 sediaan larutan Aspirin

b Hitung tfrac12 dan t90 Aspirin bila sediaan dibuat dalam bentuk suspensi dengan

dosis 10g100ml diketahui kelarutan Aspirin 033g100ml

Jawab a Diketahui pH larutan 25

Co=03g100ml

Korde 1= 97times10-7det-1

Ditanya tfrac12 dan t90

Dijawab 푡frac12 =

푡frac12 = times

푡frac12 = times

푡frac12 = 71443298detik (826hari)

푡 =

푡 = times

푡 = times

푡 = 10824742detik (125hari)

b Diketahui Suspensi dosis 10g100ml

Kelarutan Aspirin 033g100ml

Ditanya k tfrac12 dan t90

18

Dijawab korde0 = korde1 [Aspirin]

= 97times10-7 times 033

= 3201times10-7

tfrac12 =

tfrac12 = times times

tfrac12 = 156201187detik (1808hari)

푡 =

푡 = times times

푡 = 31240237detik (36hari)

Pertemuan 4

Tanggal 23 September 2014

FAKTOR YANG MEMPENGARUHI LAJU REAKSI

Laju reaksi atau kecepatan reaksi menyatakan banyaknya reaksi

kimia yang berlangsung per satuan waktu Laju reaksi menyataka molaritas

zat terlarut dalam reaksi yang dihasilkan tiap detik reaksi Perkaratan besi

merupakan contoh reaksi kimia yang berlangsung lambat sedangkan

peledakan mesiu atau kembang api adalah contoh reaksi yang cepat Reaksi

kimia untuk laju reaksi sebagai berikut

aA + bB pP + qQ

Dengan a b p dan q adalah koefisien reaksi dan A B P dan Q

adalah zat-zat yang terlibat dalam reaksi laju reaksi dalam suatu system

tertutup adalah

19

v = minus [ ] = minus [ ] = minus [ ] = minus [ ]

dengan [A] [B] [P] dan [Q] menyatakan konsentrasi zat-zat tersebut

Faktor-faktor yang mempengaruhi laju reaksi

Konsentrasi

Karena persamaan laju reaksi didefinisikan dalam bentuk konsentrasi

reaktan maka dengan naiknya konsentrasi maka naik pula kecepatan

reaksinya Artinya semakin tinggi konsentrasi maka semakin banyak molekul

reaktan yang tersedia dengan demikian kemungkinan bertumbukan akan

semakin banyak juga sehingga kecepatan reaksi meningkat Jadi semakin

tinggi konsentrasi semakin cepat pula laju reaksinya

Molaritas

Molaritas adalah banyaknya mol zat terlarut tiap satuan volume zat

pelarut Hubungannya dengan laju reaksi adalah semakin besar molaritas

suatu zat maka semakin cepat suatu reaksi berlangsung Dengan demikian

pada molaritas yang rendah suatu reaksi akan berlajan lebih lambat daripada

molaritas yang tinggi

Luas permukaan

Semakin besar luas permukaan bidang sentuh menyebkan laju reaksi

semakin cepat Begitu juga apabila semakin kecil luas permukaan bidang

sentuh maka semakin kecil tumbukan yang terjadi anatar partikel ehingga laju

reaksi pun semakin kecil

Suhu

Suhu juga turut berperan dalam mempengaruhi laju reaksi Apabila

suhu pada suatu reaksi yang berlangsung dinaikkan maka menyebabkan

partikel semakin bergerak aktif sehingga tumbukan yang terjadi semakin

sering menyebabkan laju reaksi semakin besar Sebaliknya apabila suhu

diturunkan maka partikel semakin tak aktif sehingga laju reaksi semakin

kecil

20

Katalisator

Katalis adalah suatu zat yang mempercepat laju reaksi kimia pada suhu

tertentu tanpa mengalami perubahan oleh reaksi itu sendiri Suatu katalis

berperan dalam reaksi tetapi bukan sebagai pereaksi ataupun produk Katalis

memungkinkan reaksi berlansung lebih cepat atau memungkinkan reaksi pada

suhu yang lebih rendah akibat perubahan yang dipicunya terhadap pereaksi

Katalis menyediakan suatu jalur pilihan dengan energi aktivasi yang lebih

rendah Katalis mengurangi energi yang dibutuhkan untuk berlangsungnya

reaksi

Katalis dapat dibedakan ke dalam dua golongan utama yaitu katalis

homogeny dan katalis heterogen Katalis heterogen adalah katalis yang ada

dalam fase yang berbeda dengan pereaksi dengan reaksi yang dikatalisisnya

Sedangkan katalis homogen berada dalam fase yang sama Katalis homogeny

umumnya bereaksi dengan satu atau lebih pereaksi untuk membentuk suatu

perantara kimia yang selanjutnya bereaksi membentuk produk akhir reaksi

dalam suatu proses yang memulihkan katalisnya

Pengaruh suhu terhadap laju reaksi

Persamaan Arrhenius ( 1889 ) Persamaan empiris pengaruh suhu

terhadap konstanta laju reaksi Rumus

Dimana

K = Konstanta rata-rata

A = konstanta Arrhenius

Ea = Energi aktivasi

R = konstanta gas

T = temperaur )Catatan Bilangan pokok ion disebut juga e = 10

K = A e ndash

21

Persamaan Regresi

K = A e ndash

ln K = ln A + ( ln e ndashEaRT )

ln K = ln A + ( )

ln K = ln A ndash

y = A + BX

)Catatan

Intersept = ln A

Slope =

Didapatkan Ea dari regresi linear

Slope =

Ln K

1T

Persamaan Arrhenius untuk dua suhu ( bila salah satu suhu diketahui )

Ln = ( - ) atau ln K ( T2 ) = ln (T1 ) + ( minus)

Kurva persamaan Arrhenius untuk dua suhu

22

Contoh soal

1 Hasil percobaan dekomposisi suatu sediaan 5-hidroksimetilfurfural

memperlihatkan kinetika obat order ke satu dengan data konstanta

laju dekomposisinya seperti berikut ini yaitu pada suhu

120 o C = 3258 x 10-4 det-1

130oC = 838 x 10-4 det-1

140oC = 1350 x10-4 det-1

Hitunglah

a Ea

b K (25)

c T ( 90 25 )

Jawab

Diketahui R = 8314 JK-1mol-1

a 1ln k ( T2 ) = ln k ( T1 ) - ( minus )

ln 838x10-4 = ln 3258x10-4 ndash

( minus )

= minus

(000254minus 000248)

= minus

(000006)

17998 = minus

x 610-5

minus퐸푎 =

minus퐸푎 = 249 x 105 gmol

= 249 KJmol

b Didapat persamaan dari Excel

y = - 11850 x + 22148

23

ln k = - 11850 ( ) + 22148

ln k = - 39765 + 22148

ln k = - 17617

k = 22 x 10-8

c t90 =

=

= 2102102 detik ~ 24 hari

Bila dihitung dengan kalkulator maka

t90 =

=

= 4772727 detik ~ 55 hari

2 konstanta laju dekomposisi sulfacetamid dalam sediaan larutan ( pH =

74 ) pada suhu 80oC = 325 x 10-7det-1 dengan Ea = 9581 KJmol-1

Diketahui R = 8314 JK-1 mol-1 Hitung K dan t90 sediaan sulfacetamid

tsb pada suhu 250C

Jawab

ln K2 = ln K1 - minus

= ln 325x10-7 -

( minus )

= - 1493 1152 (283푥10 minus 335푥10 )

= - 1493 + 1152(minus052푥10 )

= - 1493 - 59904푥10

= - 1493 - 0006177

ln K 2 = - 14936977

K = 326푥10 푑푒푡

24

t90 =

=

= 322푥10 푑푒푡 푎푡푎푢103푡푎ℎ푢푛

Pertemuan 5

Tanggal 30 September 2014

REAKSI ENZIMATIS

Sel-sel tubuh makhluk hidup didalamnya melakukan proses

metabolism Proses metabolisme yang terjadi dalam sel-sel tubuh dapat

digolongkan menjadi dua yaitu katabolisme dan anabolisme Katabolisme

merupakan reaksi penguraian senyawa kompleks menjadi senyawa

sederhana dengan tujuan mendapatkan energi siap pakai dalam bentuk

Adenosine Triphosphate (ATP) Reaksi anabolisme merupakan reaksi

pembentukan senyawa organik dari senyawa anorganik Pada reaksi

anabolisme dibutuhkan ATP sebagai sumber energinya Adapun reaksi

katabolisme atau reaksi anabolisme yang terjadi didalam tubuh keduanya

membutuhkan enzim sebagai biokatalisator

Setiap reaksi penguraian (katabolisme) merupakan reaksi eksoterm

sedangkan setiap reaksi pembentukan (anabolisme) merupakan reaksi

endoterm Dalam tubuh sel-sel memerlukan energi aktivasi Makhluk hidup

mengganti energy aktivasi dengan suatu struktur protein yang dikenal

dengan sebutan enzim

25

Ea reaksi dengan enzim lt Ea reaksi tanpa enzim

(Ea reaksi dengan ezim berlangsung lebih cepat)

RUMUS

minusdsdt =

dPdt = Velocity =

Vmax SKm + S

E + S harr ES + P + E

V = K2 [E]0 [S]0

[S]0 + Km

Keterangan

Km Konstanta

Michaelis

K2 Daya enzim mentansformasi suatu substrat membentuk

produk

(Jumlah molekul yang dikonversikan menjadi produk dalam

suatu waktu permolekul enzim)

Bila [S]0 berlebihan laju reaksi maksimal

Maka K2 [E]0 = Vmax

V = Vmax [S]0

[S]0 + Km

(Persamaan Lineweaver-Burk)

Keterangan V = kecepatan reaksi (laju reaksi) Km = konstanta Michaelis-Menten Vmax = kecepatan reaksi maksimal [S] = konsentrasi substrat

26

Faktor ndash faktor yang mempengaruhi

kerja enzim

Dalam aktivitasnya enzim sangat

dipengaruhi oleh factor lingkungan seperti

suhu pH konsentasi enzim konsentrasi

substrat dan inhibitor

a Suhu

Suhu merupakan factor ligkungan yang penting bagi kerja enzim sampai

pada titik tertentu kecepatan reaksi akan meningkat seiring dengan

meningkatnya suhu Pada akhirnya kecepatan reaksi akan menurun drastis

pada suhu tersebut melewati suhu optimumnya Pada suhu yang lebih tinggi

(ekstrim) protein penyusun enzim akan mengalami denaturasi Enzim pada

mamalia (manusia) bekerja pada suhu 37degC Bakteri yang hidup di sumber air

panas mempunyai enzim dengan suhu optimal 70degC

b pH

Enzim bekerja pada pH tertentu umumnya enzim mmembutuhkan pH

optimum netral (pH=7) Enzim yang berada dalam lambung memiliki pH

optimum asam (pH=2) Peningkatan atau penurunan pH yang ekstrim akan

menyebabkan enzim mengalami denaturasi

c Konsentasi enzim

Pada konsentrasi substrat tertentu konsentrasi enzim akan meningkatkan

kecepatan reaksi enzimatis Dengan kata lain kecepatan reaksi enzimatis (V)

berbanding lurus dengan konsentrasi enzim (E) sampai batas tertentu

sehingga reaksi mengalami kesetimbangan Pada saat setimbang peningkatan

konsentrasi enzim sudah tidak berpengaruh

1푣 푣푠

1[푆]0

27

d Konsentrasi substrat

Pada konsentrasi enzim yang tetap peningkatan konsentrasi substrat akan

menaikkan kecepatan reaksi enzimatis

sampai mencapai kecepatan maksimum

yang tetap Pada titik maksimum semua

enzim telah jenuh dengan substrat

sehingga penambahan substrat sudah tidak

akan meningkatkan kecepatan reaksi

enzimatis

Transformasi Lineweaver-Burk

1V = KmVmax 1S + 1Vmax

y = m x = t

1V

y ndash intercept = 1Vmax

x ndash intercept = -1Km1 [S]

e Inhibisi enzim

1 Inhibisi Kompetitif

Penghambatan aktivitas enzim melalui mekanisme inhibisi

kompetitif terjadi ketika substrat (S) dan inhibitor (I) bersaing untuk dapat

mengikat sisi aktif enzim Hal ini disebabkan karena bentuk inhibitor

menyerupai substrat Kompleks EI yang terbentuk tidak dapat menjalani

28

langkah katalitik dan tidak dapat membentuk produk Akibatnya terjadi

penurunan jumlah produk yang terbentuk

Berikut adalah pendekatan keadaan tunak dalam penentuan hukum

laju inhibisi kompetitif enzim

K1 = [E][I] helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (1)

[EI]

[E][S] = k-1 + k2 = KM (2)

[ES] k1

[Etot] = [E] + [ES] +[EI]helliphelliphellip (3)

[Etot] = [E] + [ES] + [E][I]

K1

[Etot] = [E] 1 + [I] + [ES]

K1

maka

[퐸] = [ ] [ ]

helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (4)

Berdasarkan teori Michaelis-Mentein kecepatan awal ditentukan oleh

kecepatan penguraian [ES] yang ketetapan kecepatan reaksinya adalah k2

sehingga

V =k2 [ES] helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip(8)

substitusi persamaan (7) ke dalam persamaan (8)

V = k2 [Etot] [S]

[S] + KrsquoM (9)

29

Vmax didefinisikan sebagai kecepatan pada saat semua E yang tersedia

terdapat sebagai ES

Vmax = k2 [Etot] helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip(10)

Sehingga diperoleh

V = kcat [Etot] [S] helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (11)

KM 1 + [I] + [S]

K1

Transformasi persamaan Michaelis-Mesntein (persamaan Lineweaver-

Burk) yaitu dari persamaan (11)

V = Vmax [S]

[S] + KrsquoM

Maka

1 = [S] + KMrsquo

V Vmax [S]

1 = KMrsquo + [S]

V Vmax [S] Vmax [S]

1 = KMrsquo 1 + [S]

V Vmax [S] Vmax

2 Inhibisi Uncompetitive

Inhibisi uncompetitive enzim terjadi apabila inhibitor (I) mengikat

salah satu sisi dari kompleks enzim dan substrat (ES) Kompleks ESI yang

terbentuk tidak dapat membentuk produk (P)

Berikut adalah pendekatan keadaan tunak dalam penentuan hukum

laju inhibisi kompetitif enzim

30

KI = [ES] [I] helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (1)

ESI

[E] [S] = k-1 + k2 = KM helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (2)

[ES] k1

[Etot] = [E] + [S] + [ES] helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (3)

Berdasarkan teori Michaelis-Mentein kecepatan awal ditentukan oleh

kecepatan penguraian [ES] yang tetapan kecepatan reaksinya adalah k2

sehingga

V = k2 [ES] helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (7)

Substitusi persamaan (6) ke persamaan (7)

V = k2 [Etot] [S]

[S] 1 + [I] KM helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (8)

KI

Vmax didefinisikan sebagai kecepatan pada saat semua E yang

tersedia terdapat sebagai ES

Vmax = k2 [Etot] helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (9)

Substitusi persamaan (9) ke persamaan (8)

V = Vmax [S]

[S] 1 + [I] + KM

KI

3 Inhibisi Non Kompetitif

Penghambatan non kompetitif terjadi apabila inhibitor (I) mengikat

sisi aktif pada enzim (E) maupun pada kompleks enzim dan subtrat (ES)

EI + S ESI

31

Berikut adalah pendekatan keadaan tunak dalam penentuan

hukum laju inhibisi kompetitif enzim

KI = [E] [I] = [ES] [I]

[EI] [ES] helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (1)

[E] [S] = k-1 + k2 = KM

[ES] k1 helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (2)

[Etot] = [E] + [ES] + [EI] + [ESI]helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (3)

Vmax didefinisikan sebagai kecepatan pada saat semua E yang

tersedia terdapat sebagai ES

Vmax = k2 [Etot] helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (4)

Parameter kinetika dalam mekanisme inhibisi enzim (kompetitif

uncompetitive non kompetitif) antara lain Vmax KM dan kcat

1 Vmax adalah laju reaksi maksimum yang dikatalisis enzim

2 KM menyatakan konsentrasi substrat yang diperlukan agar reaksi

katalisis efektif

kcat adalah tetapan laju pada tahap penentu laju yang menyatakan

jumlah substrat yang dapat diubah per detik

Contoh reaksi berikut

Fumarase

Furmarate + H2O mdashmdashmdashrarr L-Malate

1 Hitung laju perubahan fumarate menjadi L-Malate bila diketahui

Konsentrasi fumarate = 124 x 10-4 molL

Konsentrasi enzim fumarase = 105 x 10-6 molL

Konstata Michaelis = 185 x 10-6 molL

Dan bilangan turnover enzim fumarase = 175 x 103 det-1

32

Diketahui [S]0 = 124 x 10-4 molL

[E]0 = 105 x 10-6 molL

Km = 185 x 10-6 molL

K2 = 175 x 103 det-1

Ditanya V hellip

Jawab

V = Vmax [S]0

[S]0 + Km

V = K2 [E]0 [S]0

[S]0 + Km

V = [175 x 103 det-1] [105 x 10-6 molL] [124 x 10-4 molL]

[124 x 10-4 molL] + [185 x 10-6 molL]

V = 22785 X 10-7 molLdet

12585 x 10-4

V = 181 X 10-3 molLdet

2 Laju awal dekomposisi H2O2 yang dikatalisis dengan enzim

katalase adalah 138 x 10-2 267 x 10-2 an 60 x 10-2 Mdet

berturut-turut untuk konsentrasi awal H2O2 = 001 002 005 M

Konsentrasi enzim katalase = 40 x 10-8 M

Hitung Vmax konstanta Michaelis

Dan bilangan turnover enzim

Diketahui V1 = 138 X 10-2

V2 = 267 x 10-2

33

V3 = 60 X 10-2

[H2O2] = 001 002 005 M

[Ekatalase] = 40 x 10-2 M

Ditanya Vmax Km dan K2 hellip

Jawab

X (1[H2O2] Y (1V)

100 7246

50 3745

20 1667

y = 0697x + 25691

Intercept = 26591

Slope = 06977

R2 = 09999 rarr R2 = 1

a 1 = 25691 (intercept)

Vmax

Vmax = 1

25691

= 0389 molLdet

b Km = 06977 (slope)

Vmax

Km = 06977

0389

Km = 0272 molL

34

c Vmax = k2 [E]0

0389 = k2 40 x 10-8 M

k2 = 0389

40 x 10-8

= 0097 x 108

3 Laju pertumbuhan bakteri Lactobacillus acidephilus (dalam suatu

media) selama fase pertumbuhan exponensial menunjukan 924 x

10-3menit Hitung waktu generasi (tg) bakteri tersebut tg waktu

yang diperlukan mikroorganisme untuk melipat gandakan

populasinya yakni menjadi

Jawab

ln = Nt = λt ln = 2N0 = λtg

N0 N0

tg = ln2 tg = 0693

λ 924 x 10-3

tg = 0075 x 103

tg = 75 menit

35

Pertemuan 6

Tanggal 7 Oktober 2014

TEGANGAN PERMUKAAN

Molekul di permukaan mengalami gaya

resultan ke arah dalam media Molekul di

dalam media tidak mengalami gaya resultan

Molekul-molekul cairan memberikan

gaya tarik satu dengan lainnya terdapat gaya

total yang besarnya nol pada molekul di dalam volume cairan tetapi molekul

permukaan ditarik ke dalam volume Sehingga cairan cenderung memperkecil

luas permukaannya hanya dengan meregang lapisan (Fisika Universitas Jl 110

hal 431)

Tegangan permukaan (ᵞ)

- Molekul di bagian dalam media yang bergeak ke permukaan

media membutuhkan kerja untuk mengalami gaya tarik menarik

ke bawah

- Makin banyak jumlah molekul di permukaan media suatu

cairan makin luas permukaan media tersebut

36

- Tetapi dengan adanya gaya resultan ke arah dalam yang dialami

oleh molekul-molekul dipermukaan maka sifat cairan

cenderung untuk meminimumkan luas permukaan

Fenomena alam yang berkaitan dengan sifat kecenderuungan cairan

menimbulkan permukaanya antara lain

- Embun air di atas air

- Air dihinggapi nyamuk

Permukaan zat cair mempunyai sifat ingin meregang sehingga

permukaannya seolah- olah ditutupi oleh suatu lapisan yang elastis Hal ini

disebabkan adanya gaya tarik menarik antara partikel sejenis di dalam zat

cair sampai ke permukaan

Di dalam cairan tiap molekul ditarik oleh molekul lain yang sejenis di

dekatnya dengan gaya yang sama kesegala arah Pada permukaan cairan

tiap molekul ditarik oleh molekul sejenis didekatnya dengan arah hanya

kesamping dan kebawah tetapi tidak ditarik oleh molekul diatasnya karena

diatas permukaan cairan berupa fase uap ( udara ) dengan jarak antara

molekul sangat renggang

Adanya gaya atau tarikan ke bawah menyebabkan permukaan cairan

berkontraksi dan berada dalam keadaan tegang Tegangan ini disebut

dengan tegangan permukaan

Besarnya tegangan permukaan cairan bergantung pada gaya tarik

antara molekul- molekulnya Ketika gaya tarik besar seperti dengan H2O

tegangan permukaan besar Sebaliknya cairan seperti bensin yang tersusun

atas molekul- molekul non polar mempunyai tegangan permukaan yang

kecil karena tarikan antarmolekul lebih lemah

Zat yang tegangan permukaannya rendah sangat mudah membasahi

permukaan bagaimanapun keadaan permukaannya Pelarut hidrokarbon

misalnya nafta atau bensin menyebar pada kaca maupun permukaan

berminyak dengan mudahnya sebab tarikan sesama molekul hidrokarbon

sangat lemah Hampir tidak ada usaha untuk memperluas permukaan cairan

akibatnya mereka mudah menyebar pada permukaan apapun (Brady 1994)

37

Tegangan permukaan (ᵞ)

Banyaknya kerja yang diperlukan untuk memperluas

permukaan suatu cairan Satuannya dalam SI adalah newton per meter

(NM) tetapi satuan cgs dyene per centimeter lebih sering digunakan

1 dynecm = 10-3 Nm = 1 mNm

(Fisika Universitas Jl 110 hal 432)

Tegangan permukaan

- Antara cairan dengan gas atau udara tegangan permukaan

- Antara cairan dengan cairan tegangan antar muka

Contoh nilai ᵞ beberapa cairan pada 20degC

Cairan Cairan-udara (dynecm) Cairan-air (dynecm)

Hg 485 375

H2O 7275 -

C6H6 2888 350

CCl4 2680 451

Aceton 2394 -

Etanol 2249 -

Isopropanol 2192 -

Sukrosa (aquos ) 7645 -

Faktor- Faktor Yang Mempengaruhi Tegangan Permukaan

a Jenis cairan

Pada umumnya cairan yang memiliki gaya tarik antara molekulnya

besar seperti air maka tegangan permukaannya juga besar Sebaliknya pada

cairan seperti bensin karena gaya tarik antara molekulnya kecil maka

tegangan permukaannya juga kecil

38

b Suhu

Tegangan permukaan cairan turun bila suhu naik karena dengan

bertambahnya suhu molekul- molekul cairan bergerak lebih cepat dan

pengaruh interaksi antara molekul berkurang sehingga tegangan

permukaannya menurun

c Adanya zat terlarut

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 detergen dan alkohol

adalah efektif dalam menurunkan tegangan permukaan ( Yazid 2005)

Metode pengukuran tegangan permukaan

- Metode kapiler

- Metode cincin Du Nouy

- Metode Lempengan Wilhelmi

- Metode Tekanan Gelembung maksimum

- Dll

a Metode Kapiler

- Yang digunakan yang luas permukaannya naik

- Permukaan air dalam pipa kapiler terus naik hingga tercapai

keseimbangan dengan gaya gravitasi

Metode ini didasarkan pada kenyataan bahwa bila sebatang pipa

kapiler dimasukan kedalam cairan maka permukaan cairan dalam pipa

kapiler dapat mengalami kenaikan atau penurunan Apabila cairan

membasahi bejana ( θ lt 90 ) maka permukaan cairan akan naik

Sedangkan bila cairan tidak membasahi bejana ( θ gt 90 ) permukaan

cairan akan turun Peristiwa naik turunnya permukaan cairan dalam

kapiler ini disebut dengan kapilaritas

39

Kenaikan atau penurunan cairan dalam kapiler disebabkan oleh

adanya tegangan permukaan yang bekerja pada permukaan cairan yang

menyentuh dinding sepanjang keliling pipa Akibat tegangan permukaan ini

pipa akan memberikan gaya reaksi pada permukaan cairan yang besarnya

sama tapi arahnya berlawanan ( Yazid 2005 )

Catatan

- Jika permukaan atas larutan cembung sudut kontak besar - Jika permukaan atas larutan cekung sudut kontak kecil

Tegangan permukaan diukur dengan melihat ketinggian air cairan yang naik melalui suatu kapiler Metode kenaikan kapiler hanya dapat digunakan untuk mengukur tegangan permukaan tidak bisa untuk mengukur tegangan permukaan tidak bias untuk mengukur tegangan antar muka

Persamaan

퐹푢푝 = 훾(2휋푟) cos휃

퐹푑표푤푛 = 휌푔(ℎ휋푟 )

퐹푢푝 = 퐹푑표푤푛 훾 = Keterangan

- 휌 = bobot jenis cairan gml - 푔 = 980 cms - 푟 = jari-jari pipa kapiler - ℎ = tinggi miniskus cairan untuk kapiler - 휃 = sudut kontak ( untuk air dan kebanyakan cairan sangat kecil yakni

mendekati 1 )

Untuk cairan dengan sudut kontak sangat kecil

훾 = atau ℎ =

Sedangkan untuk cairan yang tidak membasahi bejana seperti raksa θ = 140 sehingga cos θ = - 0766 ( berharga negatip) Akibatnya h memiliki harga negatip yang berarti cairan mengalami penurunan atau ditekan dalam kapiler

40

b Metode Cincin Du Nouy

Metode cincin du nouy merupakan metode yang paling baik digunakan karena lebih akurat dan cepat dalam pengukuran tegangan permukaan deterjen serum suspensi koloid dan lain- lain

Berdasarkan pengukuran gaya yang diperlukan untuk melepaskan cincin dari permukaan cairan Metode ini digunakan untuk mengukur tegangan antar muka cairan

Persamaan

훾 = 퐹

4휋푅 퐶

Keterangan - F = gaya yang diperlukan untuk melepaskan cincin dari

permukaan - R = jari-jari lingkar cincin - C = Faktor koreksi

Faktor Koreksi

(퐶 minus 푎) = 4푏휋 푥

1푅 푥

퐹4휋휌푅 + 푐

Keterangan

- a = 07250 (konstan) - b = 009075 m-1 s2 (konstan) - c = 004534 ndash 1695 rR (konstan) - r = jari-jari kawat yang digunakan untuk membuat cincin - R = jari-jari rata-rata lingkaran - 휌 = masa jenis cairan sempel

Ketika mengukur tegangan permuakaan cairan- cairan harus diperhatikan bahwa cairan yang ada dibawah benar- benar membasahi cincin (Bird 1987)

c Metode Lempengan Wilhelmi

Metode ini didasarkan pada gaya yang diperlukan untuk menarik pelat tipis dari permukaan cairan Pelat digantung pada salah satu lengan neraca dan dimasukkan kedalam cairan yang akan diselidiki Besarnya gaya tarik pada neraca yang digunakan untuk melepas pelat dari permukaan cairan dicatat

Persamaan

푃 = 푚푔 + 퐿훾 cos휃 minus 푠ℎ휌푔

41

Keterangan

- P = gaya yang dipergunakan untuk melepaskan lempengan dari permkaan cincin

- m = berat lempengan - 푔 = gaya gravitasi - 푠 = luas penampang lempengan - ℎ = kedalaman lempeng yang dicelupkan - 퐿 = keliling lempengan - 휌 = bobot jenis cairan

Dalam metode ini diandaikan sudut kontak θ = 00 dan pengaruh

dari ujung- ujung lempeng dapat diabaikan ( Yazid 2005 ) Pada metode ini digunakan lempengan mika tipis atau kaca slide

mikrosip yang digantung pada neraca Pengukuran dapat dilakukan dengan cara statistik ataupun dengan detasment yang secara akurat diberikan pada persamaan ideal

Jika pengukurannya dilakukan dengan metode detasmen prosedurnya hampir sama dengan metode cincin Du Nouy tetapi faktor koreksi hanya 01 ( Adamson 1990)

d Metode Tekanan Gelembung Maksimum Tegangan permukaan menyebabkan adanya perbedaan tekanan

pada kedua sisi permukaan cairan yang lengkung Tekanan pada sisi yang cembung Ketika pertama kali tekanan dikenakan jari- jari gelembung sangat besar Sementara gelembung itu mengembang jari- jarinya akan semakin kecil sampai nilai minimum

Pada keadaan ini jari- jari gelembung sama dengan jari- jari tabung gelas Bila tekanan terus dinaikkan jari- jari gelembung akan membesar kembali sampai akhirnya gelembung ini lepas dari tabung gelas dan naik ke permukaan cairan jelas bahwa tekanan maksimum diperoleh pada saat jari- jari minimum

Tekanan maksimum ini bukan hanya disebabkan perbedaan tekanan pada kedua sisi gelembung tetapi juga disebabkan oleh adanya tekanan hidrostatik ( yang bergantung pada ketinggian tabung gelas dalam cairan )

Persamaan

훾 = ∆휌푔푑푒 1퐻

Keterangan

o ∆휌 = perbedaan bobot jenis o 푑푒 = diameter maksimum tetesan

42

o = faktor koreksi yang ditentukan oleh rasio 푑푠 푑푒

Metode tekanan gelembung maksimum memiliki keakuratan di bawah 10 yang mana tidak tergantung pada jarak kontak dan hanya merupakan sebuah pengetahuan dasar dari densitas suatu cairan ( Jika menggunakan pipa ganda ) dan pengukurannya juga relatif cepat Rata- rata sebuah gelembung harganya sekitar 1 sek (Adamson 1990)

Pertemuan 7

Tanggal 14 Oktober 2014

TEGANGAN ANTAR MUKA

Tegangan permukaan merupakan gaya persatuan panjang yang

harus dikerjakan sejajar permukaan untuk mengimbangi gaya tarikan

kedalam pada cairan Hal tersebut terjadi karena pada permukaan gaya

adhesi (antara cairan dan udara) lebih kecil dari pada gaya kohesi antar

molekul cairan sehingga menyebabkan terjadinya gaya kedalam pada

permukaan cairan

Tegangan antar muka adalah gaya per satuan panjang yang terdapat

pada antar muka dua fase cairan yang tidak dapat tercampur Tegangan antar

muka selalu lebih kecil dari pada tegangan permukaan kerena gaya adhesi

antara dua cairan tidak bercampur lebih besar dari pada adhesi antara cairan

dan udara

Cairan-cairan (immisible)

L ƔL ƔL Tegangan permukaan L

ƔS Tegangan permukaan S

ƔSL ƔSL Tegangan antarmuka SL

S ƔS

43

Missible dua zat yang bercampurlarut dengan sempurna berapapun

konsentrasijumlahnya

Immisible dua zat (cairan dengan cairan) yang sama sekali tidak

dapat bercampurlarut

Pada dasarnya tegangan permukaan suatu zat cair

dipengaruhi oleh beberapa faktor diantaranya suhu dan zat terlarut

Dimana keberadaan zat terlarut dalamsuatu cairan akan

mempengaruhi besarnya tegangan permukaan terutama molekul zat

yang berada pada permukaan cairan berbentuk lapisan monomolekuler

yang disebut dengan molekul surfaktan Kemudian suhu juga sangat

mempengaruhi tegangan permukaan suatu cairan dimana ketika suhu

naik maka tegangan permukaan cairan akan turun

Suhu uarr = Tegangan permukaan darr ldquoberbanding terbalikrdquo

Fenomena Permukaan dan Fenomena Antar muka

Permukaan Fenomena

Cairan ndash Udara Tegangan Permukaan

Padat ndash Udara Adsorbsi

Antar Muka Fenomena

Cairan ndash Cairan

(immisible)

Tegangan Antar Muka

Padat ndash Cair Pembasah (Wetting)

Tegangan Antar Muka Cairan ndash Cairan (immisible)

1) Gaya persatuan panjang yang bekerja pada antar muka dua cairan

yang immisible

Satuan dynecm-1

44

2) Kerja yang diperlukan untuk memisahkan 2 permukaan cairan

immisible

Satuan ergcm-2

Manfaat fenomena antar muka dalam farmasi

1 Formulasi sediaan serbuk yang hidrofob

2 Menentukan jenis surfaktan untuk membuat emulsi

3 Meningkatkan stabilitas suspensi dan emulsi

4 Mengatasi sediaan obat yang berbusa

5 Adsorbsi obat pada saluran pencernaan

Soal

1 Hitung Ɣ fenol bila diketahui tinggi kenaikan permukaan fenol dalam

pipa kapiler (r = 007 cm) adalah 093 cm pada suhu 37˚C Bila

diketahui bobot jenis fenol 113 gcm-1 dan konstanta gravitasi = 9807

cm det-2

Diketahui

a) r = 007 cm

b) ρ = 113 gcm-1

c) g = 9807 cm det-2

d) h = 093 cm

Ditanya Ɣfenol

Jawab

Ɣfenol = frac12 (rρgh)

= frac12 (007 x 113 x 9807 x 093)

= 3607 dynecm-1

45

Gaya Kohesi dan Adhesi

Terdapat dua macam gaya tarik menarik antar partikel yaitu kohesi

dan adhesi Kohesi adalah gaya tarik menarik antara partikel yang sejenis

Kohesi dipengaruhi oleh kerapatan dan jarak antar partikel dalam zat gaya

kohesi mengakibatkan dua zat bila dicampurkan tidak akan saling

bercampur Contoh tidak bercampurnya air dengan minyak tidak

melekatnya air raksa pada dinding pipa kapiler dan air pada daun talas

Adhesi adalah gaya tarik menarik antara partikel-partikel yang

tidak sejenis Gaya adhesi akan mengakibatkan dua zat akan saling melekat

bila dicampurkan Contoh bercampurnya air dengan tehkopi melekatnya

air pada dinding pipa kapiler dan melekatnya tinta pada kertas

Adanya gaya tarik menarik antara partikel zat cair menyebabkan

adanya tegangan permukaan dimana permukaan zat cair cenderung

menegang dan seolah terdapat selaput atau lapisan yang tegang sehingga

dapat menahan benda Selain adanya peristiwa tegangan permukaan akibat

adanya gaya tarik menarik antara partikel juga menyebabkan terjadinya

peristiwa meniskus cembung dan meniskus cekung

Meniskus Cembung dan Meniskus Cekung

Meniskus adalah peristiwa mencekung atau mencembungnya

permukaan zat cair Berdasarkan bentuk permukaan zat cair meniskus

dibedakan menjadi dua yaitu meniskus cembung dan meniskus cekung

Meniskus cembung terjadi jika gaya kohesi lebih besar dari pada gaya

adhesi Sedangkan meniskus cekung terjadi jika adhesi lebih besar dari pada

kohesi

46

Jika Wc lt Wa

Sudut Cos Ɵ Kecil

Permukaan cairan dalam kapiler cekung dan naik

Jika Wc gt Wa

Sudut Cos Ɵ Besar

Permukaan cairan dalam kapiler turun dan berbentuk cembung

Ɣ Rasio imbangan antara gaya Kohesi dan Adhesi

Cairan-Cairan (immisible)

Mempengaruhi koefisien sebaran (S)

Jika kerja kohesi lebih besar dari kerja adhesi maka nilai

koefisien sebarannya kecilrendah

Contoh

Asam stearat jika dilarutkan dengan air maka koefisien sebarannya

rendah karena gugus nonpolar pada asam stearat lebih panjang dari

gugus polarnya (gugus polar jadi titak berpengaruh)

47

Jika kerja kohesi lebih rendah dari kerja adhesi maka nilai koefisien

sebarannya tinggi Spreading

Contoh

Propanol jika dilarutkan dengan air maka koefisien sebarannya tinggi

karena mempunyai gugus ndashOH yang dapat berikatan hidrogen dengan

air dan bersifat polar

Tegangan permukaan dipengaruhi oleh

Rasio

Polar

Nonpolar

Si = Wa ndash Wc

Wc = 2 Ɣx

Wa = (Ɣx + Ɣair - Ɣx-air)

Si Bila nilai Si positif maka sebaranspreading terjadi

Bila nilai Si 0 tetap ada peluang sebaran

Bila nilai Si negatif tidak terjadi sebaran

Soal

Diketahui Ɣbenzen = 289 dynecm-1 Ɣair = 728 dynecm-1 dan Ɣbenzen-air =

35 dynecm-1 Hitung nilai kerja kohesi benzen kerja adhesi benzen-air

dan koefisien penyebaran awal benzen

Diketahui

a) Ɣbenzen = 289 dynecm-1

b) Ɣair = 728 dynecm-1

c) Ɣbenzen-air = 35 dynecm-1

48

Ditanya

a) Wc

b) Wa

c) Si

Jawab

Wc = 2 Ɣbenzen

= 2 x 289

= 578 dynecm-1

Wa = (Ɣbenzen + Ɣair ndash Ɣbenzen-air)

= (289 + 728 ndash 35)

= 667 dynecm-1

Si = Wa ndash Wc

= 667 ndash 578

= 89 dynecm-1

Benzen dapat tersebar dalam air karena nilai Si positif (+)

49

DAFTAR PUSTAKA

1 Tayangan Dosen

2 UraianPenjelasan Dosen pada saat Perkuliaha

3 Text Book

- Yazid Estein dan Nursanti Lisda 2006 Penuntun Praktikum Biokimia

Yogyakarta ANDI

- Santoso Begot 2007 BIOLOGI Jakarta Interplus Ridho_Brilliantoro

Tugas_Enzimologi

- Eistein Yazid 2005 Kimia Fisika Untuk Paramedis Yogyakarta Penerbit

Andi

- Adamson A W (1990) Physical Chemistry of Surfaces 5 th Ed New

York Willey

- Hugh DYoung Roger A Freedman 2002 Fisika Universitas Ed10 Alih

bahasa Juliastuti Endangdkk Jakarta Erlangga

- Kamajaya(2007)Cerdas Belajar FisikaBandungGrafindo Media Pratama

- IndrajitDudi(2007)Mudah dan Aktif Belajar FisikaBandungPT Setia

Purna Inves

4 Internet

- httprepositoryusuacidbitstream123456789395874Chapter20IIpdf

- httpstaffuiacidsystemfilesusersjoshitadjajadisastramaterialkestabil

anobatkuliahs2pdf

- httpstaffunyacidsitesdefaultfilespendidikanPurwanti20Widhy2

0Hastuti20SPd20MPdLaju20Reaksi20(2)pdf

- fileCUsersElrio20PutraDownloadsChapter20820Kinetika20

Kimiapdf

- httpusupressusuacidfilesKinetika20Kimia20Reaksi20Element

er_Normal_bab201pdf

- httpffarmasiuadacidwp-contentuploads201301orde-reaksi-waktu-

paruhpdfhttpnissanisso-fkp11webunairacidartikel_detail-49831-

Umum-sifat20kerja20obathtml

- httpmipa-farmasiblogspotcom201202tegangan-permukaan-tegangan-

antar-mukahtmlm=1

50

Page 2: Farfis2 before mid.pdf

2

Pertemuan 1

Tanggal 2 September 2014

STABILITAS PRODUK OBATKOSMETIK

Stabilitas obatkomestik adalah kemampuan suatu produk mempertahankan

spesifikasinya agar tetap sama dari saat diproduksi dalam batasan waktu yang

ditetapkan sepanjang periode penyimpanan dan penggunaan (batasan waktu

penyimpananpenggunaan Shelf life t90) Tanggal kadaluarsa (expiration date)

adalah waktu yang menunjukkan batas waktu produk obatkosmetik masih boleh

digunakan

Jenis Spesifikasi

- Spesifikasi release

Spesifikasi release adalah spesifikasi yang harus dipenuhi pada

waktu pembuatan misalnya 95-105

- Spesifikasi periksa Spesifikasi waktu simpan atau spesifikasi umur

produk

Spesifikasi yang harus dipenuhi dengan batas toleransi degradasi

max 10 hellip (t90) hellipdimana sifat dan karakteristik kerjanya masih sama

dengan yang dimiliki pada saat dibuat misalnya 90-110

Jenis Stabilitas

a Stabilitas fisika contoh degradasi

Stabilitas fisika adalah mengevaluasi perubahan sifat fisika dari

suatu produk yang tergantung waktu (periode penyimpanan) Contoh dari

perubahan fisika antara lain migrasi (perubahan) warna perubahan rasa

perubahan bau perubahan tekstur atau penampilan Evaluasi dari uji

stabilitas fisika meliputi pemeriksaan organoleptis homogenitas pH

bobot jenis

3

b Stabilitas kimia contoh reduksi

Stabilitas kimia suatu obat adalah lamanya waktu suatu obat untuk

mempertahanakan integritas kimia dan potensinya seperti yang tercantum

pada etiket dalam batas waktu yang ditentukan

c Stabilitas mikrobiologi contoh kontaminasi

Stabilitas kimia suatu obat adalah lamanya waktu suatu obat untuk

mempertahanakan integritas kimia dan potensinya seperti yang

tercantum pada etiket dalam batas waktu yang ditentukan

d Stabilitas terapi contoh kenaikanpenurunan dosis

e Stabilitas toksikologi contoh hasil degradasi yang mengakibatkan

obat menjadi racun

Degradasi Secara Kimia

Reaksi degradasi yang umum terjadi

- Hidrolisis

misal

a Aspirin + H2O asam salisilat + asam asetat

b Procaine + H2O p-Aminobenzoic acid + β-Diehylaminoethanol

- Oksidasi

misal

Ascorbic acid + O2 Dehydroascorbic acid

KINETIKA REAKSI

Kinetika kimia adalah bahagian ilmu kimia fisika yang mempelajari

laju reaksi kimia faktor-faktor yang mempengaruhinya serta penjelasan

hubungannya terhadap mekanisme reaksi Kinetika kimia disebut juga

dinamika kimia karena adanya gerakan molekul elemen atau ion dalam

mekanisme reaksi dan laju reaksi sebagai fungsi waktu Mekanisme reaksi

dapat diramalkan dengan bantuan pengamatan dan pengukuran besaran

termodinamika suatu reaksi dengan mengamati arah jalannya reaktan maupun

produk suatu sistem

4

A Laju Reaksi

Laju reaksi menyatakan laju perubahan konsentrasi zat-zat

komponen reaksi setiap satuan waktu

Laju pengurangan konsentrasi pereaksi per satuan waktu

Laju penambahan konsentrasi hasil reaksi per satuan waktu

Perbadingan laju perubahan masing-masing komponen sama

dengan perbandingan koefisien reaksinya

Laju reaksi menggambarkan seberapa cepat reaktan terpakai dan

produk terbentuk

Jumlah mol reaktan persatuan volume yang bereaksi per satuan

waktu

Satuan molL-1detik-1

Hukum Laju Reaksi

Persamaan dasar reaksi

REAKTAN PRODUK

(R) (P)

Laju reaksi v atau r

V = [ ] (laju konsumsi reaktan)

V = [ ] (laju pembentukkan produk)

note ketika keadaan reversible laju penambahan ldquoprdquo dan laju

pengurangan ldquorrdquo bisa stabil atau konstan

Hukum Persamaan Laju Reaksi

Hukum laju menyatakan hubungan laju reaksi dengan konstanta

laju dan pangkat dari konsentrasi reaktan

aA + bB cC + dD

Laju = k [A]x[B]y

Reaksi orde ke-x dalam A

Orde keseluruhannya adalah (x + y)

5

atau

V = [ ] = k [R]x

ket x = orde reaksi

k = konstanta laju reaksi nilai orde dan konstanta laju reaksi

ditetapkan melalui percobaan

Hukum-hukum Laju

Hukum laju selalu ditentukan lewat percobaan

Orde reaksi selalu dinyatakan dalam konsentrasi reaktan (bukan

produk)

Orde reaktan tidak terkait dengan koefisien reaksi dari reaktan dalam

persamaan reaksi setimbang

F2 (g) + 2ClO2 (g) 2FClO2 (g)

laju = k [F2][ClO2]1

Orde reaksi

0 1 2 hellip pecahan pseudo campuran dan negatif

Hukum persamaan laju reaksi menurut ordenya

A produk hellip v = k [A]x

A + B + dst produk hellip v = k [A]x [B]y dst

Orde reaksi terhadap perubahan [A] = x dan terhadap [B] = y maka

orde reaksi (keseluruhan) = x + y

Untuk keperluan estimasi tingkat degradasi sediaan obat yang penting

orde 0 1 2 pseudo (semu) orde 0 dan pseudo orde 1

Menentukan Orde Reaksi dengan Percobaan

Jika diketahui reaksi O2 (g) + 2 NO(g) 2 NO2 (g)

Hujum laju untuk reaksi ini adalah laju = k [O2]m[NO]n

6

Untuk mencari orde reaksi kita lakukan beberapa percobaan

masing-masing dengan konsentrasi-konsentrasi reaktan yang berbeda dan

menentukan laju reaksi awal

Percobaan

Konsentrasi Reaktan Awal

(moll) Laju Awal

(molLs) O2 NO

1 110x10-2 130x10-2 321x10-3

2 220x10-2 130x10-2 640 x10-3

3 110x10-2 260x10-2 128 x10-3

4 330x10-2 130x10-2 960 x10-3

5 110x10-2 390x10-2 288 x10-3

Reaksi Order Pertama

Beberapa aplikasi dari reaksi order I

Menggabarkan berapa banyak obat yang dilepas pada

peredaran darah atau yang digunakan tubuh

Sangat berguna di bidang geokimia

Peluruhan radioakif

Waktu Paruh (t12)

Waktu yang dibutuhkan untuk meluruhkan frac12 dari kuantitas

awal suatu reaktan Waktu paruh dapat digunakan untuk

menghitung konsntanta laju reaksi orde pertama

Orde reaksi (m) ndash Secara intuitif

a Reaksi orde 0

Menaikkanmenurunkan konsentrasi tidak mempengaruhi laju reaksi

7

b Reaksi orde 1

Menaikkan konsentrasi 1x akan menaikkan laju reaksi 1x dan

sebaliknya

c Reaksi orde 2

Menaikkan konsentrasi 1x akan menaikkan laju reaksi 2x dan

sebaliknya

Keterangan pseudo orde

A + B produk

V = k [A]x [B]y misal x = 1 dan y = 1

V = k [A] [B] orde reaksi = 2

Bila [B] dibuat tetap maka laju reaksi hanya dipengaruhi oleh perubahan

[A] maka

V = krsquo [A] pseudo orde 1 dimana krsquo = k[B]y

Selanjutnya bila [A] juga dibuat tetap maka

V = krdquo pseudo orde 0 dimana krdquo = k [A]x [B]y

Contoh pseudo orde

1 Hidrolisis sukrosa (dalam suasana asam) v = k [sukrosa] [H+] kinetika

orde hidrolisis sukrosa = 2 dan bila hidrolisis berlangsung dalam

larutan yang dibuffer berarti nilai [H+] tetap maka kinetika orde

hidrolisis sukrosa pseudo orde 1 hellip (mengikuti kinetika orde 1)

Persamaan v = krsquo [sukrosa]

2 Hidrolisis ampisilin dalam larutan suasana basa

Amp + OH- produk

V = k [Amp] [OH-]

Kinetika orde hidrolisis ampisilin = 2

Bila hirdrolisis berlangsung dalam larutan yang dibuffer berarti nilai

[OH-] tetap maka kinetika orde hidrolisis ampisilin = pseudo orde 1

Selanjutnya bila ampisilin dibuat dalam sediaan suspense yang dibuffer

8

maka kinetika orde hidrolisis ampisilin = pseudo orde 0 hellip (mengikuti

kinetika orde 0)

Persamaan I = krsquo [Amp] pseudo orde 1

Persamaan II = krdquo pseudo orde 0

Persamaan Laju Reaksi (hellip laju konsumsi reaktan)

V = = kCx

= kCx

dimana C = [reaktan]

x = orde reaksi

k = konstanta laju reaksi dan satuannya bergantung pada orde reaksi

Pertemuan Ke-2

Tanggal 9 September 2014

INTEGRAL PERSAMAAN LAJU REAKSI

Persamaan Laju Reaksi dan Orde Reaksi

Pada umumnya hubungan antara laju reaksi dengan konsentrasi zat-zat

pereaksi hanya diturunkan dari data eksperimen Bilangan pangkat yang

menyatakan hubungan konsentrasi zat pereaksi dengan laju reaksi disebut

orde reaksi

9

Keterangan

r = laju reaksi

k = tetapan laju reaksi

[A] = konsentrasi zat A dalam mol per liter

[B] = konsentrasi zat B dalam mol per liter

m = orde reaksi terhadap zat A

n = orde reaksi terhadap zat B

Beberapa contoh reaksi dan rumus laju reaksi yang diperoleh dari

hasil eksperimen dapat dilihat pada Tabel berikut

Tabel Contoh beberapa reaksi dan rumus laju reaksinya

Orde reaksi dapat ditentukan dari persamaan laju reaksi Misalnya pada

reaksi

dengan persamaan laju reaksi

orde reaksi terhadap H2 = orde satu orde reaksi terhadap NO = orde dua

dan orde reaksi total adalah tiga Untuk lebih memahami cara menentukan orde

reaksi dan rumus laju reaksi Orde reaksi dapat juga ditentukan melalui

kecenderungan dari data suatu percobaan yang digambarkan dengan grafik

Berikut ini dijelaskan penentuan orde reaksi melalui grafik

10

1 Grafik Orde Nol

Laju reaksi tidak dipengaruhi oleh

besarnya konsentrasi pereaksi Persamaan

laju reaksinya ditulis

Bilangan dipangkatkan nol sama dengan satu sehingga persamaan laju

reaksi menjadi r raquo k Jadi reaksi dengan laju tetap mempunyai orde reaksi

nol Grafiknya digambarkan seperti Grafik diatas

2 Grafik Orde Satu

Hubungan kecepatan dengan konsentrasi

Untuk orde satu persamaan laju reaksi adalah

Persamaan reaksi orde satu merupakan persamaan linier berarti laju

reaksi berbanding lurus terhadap konsentrasinya pereaksinya Jika

konsentrasi pereaksinya dinaikkan misalnya 4 kali maka laju reaksi akan

menjadi 41 atau 4 kali lebih besar

3 Grafik Orde Dua

Hubungan konsentrasi dengan waktu

11

Persamaan laju reaksi untuk reaksi orde dua

adalah

Apabila suatu reaksi berorde dua terhadap suatu pereaksi berarti laju

reaksi itu berubah secara kuadrat terhadap perubahan konsentrasinya

Apabila konsentrasi zat A dinaikkan misalnya 2 kali maka laju reaksi akan

menjadi 22 atau 4 kali lebih besar

- Reaksi orde 0

Laju reaksi orde 0 tidak bergantung pada reaktan

푉 = 퐾

ndash = kCx dimana x=0 maka = k

ndash = k disusun menjadi ndashdC = kdt atau dC = -kdt

int 푑퐶 = -k

int 푑푡 int 푑퐶 = Ct ndash Co pers Regresi linear

Ct = Co ndash kt

Plotting Ct vs t

Ct = Co - kt

Y = A + Bx

12

- Reaksi orde 1

= kCx dimana X = 1 maka = kC

= kC disusun menjadi = kdt atau

int = -k int 푑푡 ln Ct = ln Co ndash kt

int = ln ln angka 퐶푡 퐶표

ln Ct ndash ln Co

kurva plot ln Ct vs t

- Reaksi orde 2

= kCx dimana X = 2 maka = kC2

= kC2 disusun menjadi = kdt atau = -kdt

int = - k int 푑푡

minus ndash minus = minus푘푡 atau = + 푘푡

Kurva

13

Penetapan orde reaksi dan konstanta laju reaksi (harus) melalui percobaan

- Metode

Metode laju reaksi awal kombinasi dengan metode isolasi pseudo

reaksi

Metode integrasi dan mencocokan persamaan laju reaksi dengan data

percobaan

Untuk reaksi dengan mekanisme sederhana (1 tahap)

Orde reaksi = koefisien stokiometri reaksi

Untuk reaksi dengan mekanisme kompleks ( beberapa tahap)

Orde reaksi mungkin sama atau tidak sama dengan koefisien stokiometri

reaksi

Contoh Tentukan orde reaksi dan konstanta laju reaksi berikut

2 H2(g) + 2 NO(g) N2(g) + 2 H2O(g)

V = k [H2]x [NO2] x= dan y=

Data percobaan

Exp P(H2)0 P(NO)0 V reaksi

1 533 kpa 200 kpa 0035 kpa det-1

2 533 kpa 400 kpa 0140 kpa det-1

3 196 kpa 533 kpa 0091 kpa det-1

4 392 kpa 533 kpa 0182 kpa det-1

Cermati data exp 1 vs 2

V~ [NO]y ie [NO] dibuat 2x v menjadi 4x maka y=2

Cermati data exp 3 vs 4

V ~ [H2]x ie[H2] dibuat 2x v menjadi 2x maka x=1

Jadi diperoleh x=1 dan y=2

V = k [H2] [NO2] 2 reaksi orde 2

14

Menetapkan nilai waktu paruh (T12) dan umur simpan (T90)

Reaksi reaksi orde ke nol dan ke satu

Ct = Co ndash kt

t =

t1 2 = =

t1 2 =

t90 =

t90 =

Reaksi orde satu

ln Ct = ln Co ndash kt

t =

t1 2 =

t1 2 = 0693k

t90 = (= ln

= ln

= ln 1111)

t90 =

t90 =

Note

Misal waktu paruh PCT sediaan 500 mg 1 tahun kemudian

kandungannya menjadi 250 mg (T12) untuk unsur-unsur radioaktif dan

isotop t90 = kimia atau zat kimia pada sediaan masih ada 90 (berkurang

90) paling penting dalam sediaan farmasi ditulis ED

15

Pertemuan 3

Tanggal 16 September 2014

MENETAPKAN NILAI WAKTU PARUH (tfrac12) DAN UMUR SIMPAN (t90)

UNTUK REAKSI-REAKSI ORDE 0 DAN 1

Waktu paruh (tfrac12) dari suatu obat adalah waktu yang dibutuhkan oleh

separuh konsentrasi obat untuk dieliminasi Metabolisme dan eliminasi

mempengaruhi waktu paruh obat Contohnya pada kelainan fungsi hati atau

ginjal waktu paruh obat menjadi lebih panjang dan lebih sedikit obat

dimetabolisme dan dieliminasi Jika suatu obat diberikan terus-menerus

maka dapat terjadi penumpukan obat

Suatu obat akan melalui beberapa kali waktu paruh sebelum lebih dari

90 obat itu dieliminasi Jika seorang klien mendapat 650mg aspirin dan

waktu paruhnya adalah 3jam maka dibutuhkan 3jam waktu paruh pertama

untuk mengeliminasi 325mg dan waktu paruh kedua 9 atau 6jam untuk

mengeliminasi 162mg berikutnya dan seterusnya sampai pada waktu paruh

keenam atau 18jam dimana tinggal 10mg aspirin terdapat dalam tubuh

waktu paruh selama 4-8jam dianggap singkat dan 24jam atau lebih

dianggap panjang Jika obat memiliki waktu paruh yang panjang (seperti

digoksin 36 jam) maka diperlukan beberapa hari agar tubuh dapat

mengeliminasi obat tersebut seluruhnya

Sedangkan umur simpan (t90) adalah jangka waktu penyimpanan pada

kondisi tertentu di mana produk obat masih memenuhi spesifikasi yang

ditetapkan oleh perusahaan pembuat obat

Reaksi Orde 0

퐶푡 = 퐶표 minus 푘푡

푡 =퐶표 minus 퐶푡

16

Nilai waktu paruh (tfrac12)

푡frac12 =

푡frac12 =05퐶표푘

Nilai umur simpan (t90)

푡 =

푡 = 01퐶표푘

Reaksi Orde 1

푙푛퐶푡 = 푙푛퐶표 minus 푘푡

푡 =푙푛퐶표 minus 푙푛퐶푡

Nilai waktu paruh (tfrac12)

푡frac12 =푙푛퐶푡 minus 푙푛05퐶표

푡frac12 =

푡frac12 =0693푘

Nilai umur simpan (t90)

푡 =푙푛퐶표 minus 푙푛09퐶표

푡 =

푡 =0105푘

17

Contoh soal

Sediaan Aspirin dalam larutan (pH 25) dengan konsentrasi awal

030g100ml memperlihatkan kinetika degradasi orde ke 1 dan konstanta laju

degradasinya pada suhu kamar 97times10-7det-1 Hitung

a tfrac12 dan t90 sediaan larutan Aspirin

b Hitung tfrac12 dan t90 Aspirin bila sediaan dibuat dalam bentuk suspensi dengan

dosis 10g100ml diketahui kelarutan Aspirin 033g100ml

Jawab a Diketahui pH larutan 25

Co=03g100ml

Korde 1= 97times10-7det-1

Ditanya tfrac12 dan t90

Dijawab 푡frac12 =

푡frac12 = times

푡frac12 = times

푡frac12 = 71443298detik (826hari)

푡 =

푡 = times

푡 = times

푡 = 10824742detik (125hari)

b Diketahui Suspensi dosis 10g100ml

Kelarutan Aspirin 033g100ml

Ditanya k tfrac12 dan t90

18

Dijawab korde0 = korde1 [Aspirin]

= 97times10-7 times 033

= 3201times10-7

tfrac12 =

tfrac12 = times times

tfrac12 = 156201187detik (1808hari)

푡 =

푡 = times times

푡 = 31240237detik (36hari)

Pertemuan 4

Tanggal 23 September 2014

FAKTOR YANG MEMPENGARUHI LAJU REAKSI

Laju reaksi atau kecepatan reaksi menyatakan banyaknya reaksi

kimia yang berlangsung per satuan waktu Laju reaksi menyataka molaritas

zat terlarut dalam reaksi yang dihasilkan tiap detik reaksi Perkaratan besi

merupakan contoh reaksi kimia yang berlangsung lambat sedangkan

peledakan mesiu atau kembang api adalah contoh reaksi yang cepat Reaksi

kimia untuk laju reaksi sebagai berikut

aA + bB pP + qQ

Dengan a b p dan q adalah koefisien reaksi dan A B P dan Q

adalah zat-zat yang terlibat dalam reaksi laju reaksi dalam suatu system

tertutup adalah

19

v = minus [ ] = minus [ ] = minus [ ] = minus [ ]

dengan [A] [B] [P] dan [Q] menyatakan konsentrasi zat-zat tersebut

Faktor-faktor yang mempengaruhi laju reaksi

Konsentrasi

Karena persamaan laju reaksi didefinisikan dalam bentuk konsentrasi

reaktan maka dengan naiknya konsentrasi maka naik pula kecepatan

reaksinya Artinya semakin tinggi konsentrasi maka semakin banyak molekul

reaktan yang tersedia dengan demikian kemungkinan bertumbukan akan

semakin banyak juga sehingga kecepatan reaksi meningkat Jadi semakin

tinggi konsentrasi semakin cepat pula laju reaksinya

Molaritas

Molaritas adalah banyaknya mol zat terlarut tiap satuan volume zat

pelarut Hubungannya dengan laju reaksi adalah semakin besar molaritas

suatu zat maka semakin cepat suatu reaksi berlangsung Dengan demikian

pada molaritas yang rendah suatu reaksi akan berlajan lebih lambat daripada

molaritas yang tinggi

Luas permukaan

Semakin besar luas permukaan bidang sentuh menyebkan laju reaksi

semakin cepat Begitu juga apabila semakin kecil luas permukaan bidang

sentuh maka semakin kecil tumbukan yang terjadi anatar partikel ehingga laju

reaksi pun semakin kecil

Suhu

Suhu juga turut berperan dalam mempengaruhi laju reaksi Apabila

suhu pada suatu reaksi yang berlangsung dinaikkan maka menyebabkan

partikel semakin bergerak aktif sehingga tumbukan yang terjadi semakin

sering menyebabkan laju reaksi semakin besar Sebaliknya apabila suhu

diturunkan maka partikel semakin tak aktif sehingga laju reaksi semakin

kecil

20

Katalisator

Katalis adalah suatu zat yang mempercepat laju reaksi kimia pada suhu

tertentu tanpa mengalami perubahan oleh reaksi itu sendiri Suatu katalis

berperan dalam reaksi tetapi bukan sebagai pereaksi ataupun produk Katalis

memungkinkan reaksi berlansung lebih cepat atau memungkinkan reaksi pada

suhu yang lebih rendah akibat perubahan yang dipicunya terhadap pereaksi

Katalis menyediakan suatu jalur pilihan dengan energi aktivasi yang lebih

rendah Katalis mengurangi energi yang dibutuhkan untuk berlangsungnya

reaksi

Katalis dapat dibedakan ke dalam dua golongan utama yaitu katalis

homogeny dan katalis heterogen Katalis heterogen adalah katalis yang ada

dalam fase yang berbeda dengan pereaksi dengan reaksi yang dikatalisisnya

Sedangkan katalis homogen berada dalam fase yang sama Katalis homogeny

umumnya bereaksi dengan satu atau lebih pereaksi untuk membentuk suatu

perantara kimia yang selanjutnya bereaksi membentuk produk akhir reaksi

dalam suatu proses yang memulihkan katalisnya

Pengaruh suhu terhadap laju reaksi

Persamaan Arrhenius ( 1889 ) Persamaan empiris pengaruh suhu

terhadap konstanta laju reaksi Rumus

Dimana

K = Konstanta rata-rata

A = konstanta Arrhenius

Ea = Energi aktivasi

R = konstanta gas

T = temperaur )Catatan Bilangan pokok ion disebut juga e = 10

K = A e ndash

21

Persamaan Regresi

K = A e ndash

ln K = ln A + ( ln e ndashEaRT )

ln K = ln A + ( )

ln K = ln A ndash

y = A + BX

)Catatan

Intersept = ln A

Slope =

Didapatkan Ea dari regresi linear

Slope =

Ln K

1T

Persamaan Arrhenius untuk dua suhu ( bila salah satu suhu diketahui )

Ln = ( - ) atau ln K ( T2 ) = ln (T1 ) + ( minus)

Kurva persamaan Arrhenius untuk dua suhu

22

Contoh soal

1 Hasil percobaan dekomposisi suatu sediaan 5-hidroksimetilfurfural

memperlihatkan kinetika obat order ke satu dengan data konstanta

laju dekomposisinya seperti berikut ini yaitu pada suhu

120 o C = 3258 x 10-4 det-1

130oC = 838 x 10-4 det-1

140oC = 1350 x10-4 det-1

Hitunglah

a Ea

b K (25)

c T ( 90 25 )

Jawab

Diketahui R = 8314 JK-1mol-1

a 1ln k ( T2 ) = ln k ( T1 ) - ( minus )

ln 838x10-4 = ln 3258x10-4 ndash

( minus )

= minus

(000254minus 000248)

= minus

(000006)

17998 = minus

x 610-5

minus퐸푎 =

minus퐸푎 = 249 x 105 gmol

= 249 KJmol

b Didapat persamaan dari Excel

y = - 11850 x + 22148

23

ln k = - 11850 ( ) + 22148

ln k = - 39765 + 22148

ln k = - 17617

k = 22 x 10-8

c t90 =

=

= 2102102 detik ~ 24 hari

Bila dihitung dengan kalkulator maka

t90 =

=

= 4772727 detik ~ 55 hari

2 konstanta laju dekomposisi sulfacetamid dalam sediaan larutan ( pH =

74 ) pada suhu 80oC = 325 x 10-7det-1 dengan Ea = 9581 KJmol-1

Diketahui R = 8314 JK-1 mol-1 Hitung K dan t90 sediaan sulfacetamid

tsb pada suhu 250C

Jawab

ln K2 = ln K1 - minus

= ln 325x10-7 -

( minus )

= - 1493 1152 (283푥10 minus 335푥10 )

= - 1493 + 1152(minus052푥10 )

= - 1493 - 59904푥10

= - 1493 - 0006177

ln K 2 = - 14936977

K = 326푥10 푑푒푡

24

t90 =

=

= 322푥10 푑푒푡 푎푡푎푢103푡푎ℎ푢푛

Pertemuan 5

Tanggal 30 September 2014

REAKSI ENZIMATIS

Sel-sel tubuh makhluk hidup didalamnya melakukan proses

metabolism Proses metabolisme yang terjadi dalam sel-sel tubuh dapat

digolongkan menjadi dua yaitu katabolisme dan anabolisme Katabolisme

merupakan reaksi penguraian senyawa kompleks menjadi senyawa

sederhana dengan tujuan mendapatkan energi siap pakai dalam bentuk

Adenosine Triphosphate (ATP) Reaksi anabolisme merupakan reaksi

pembentukan senyawa organik dari senyawa anorganik Pada reaksi

anabolisme dibutuhkan ATP sebagai sumber energinya Adapun reaksi

katabolisme atau reaksi anabolisme yang terjadi didalam tubuh keduanya

membutuhkan enzim sebagai biokatalisator

Setiap reaksi penguraian (katabolisme) merupakan reaksi eksoterm

sedangkan setiap reaksi pembentukan (anabolisme) merupakan reaksi

endoterm Dalam tubuh sel-sel memerlukan energi aktivasi Makhluk hidup

mengganti energy aktivasi dengan suatu struktur protein yang dikenal

dengan sebutan enzim

25

Ea reaksi dengan enzim lt Ea reaksi tanpa enzim

(Ea reaksi dengan ezim berlangsung lebih cepat)

RUMUS

minusdsdt =

dPdt = Velocity =

Vmax SKm + S

E + S harr ES + P + E

V = K2 [E]0 [S]0

[S]0 + Km

Keterangan

Km Konstanta

Michaelis

K2 Daya enzim mentansformasi suatu substrat membentuk

produk

(Jumlah molekul yang dikonversikan menjadi produk dalam

suatu waktu permolekul enzim)

Bila [S]0 berlebihan laju reaksi maksimal

Maka K2 [E]0 = Vmax

V = Vmax [S]0

[S]0 + Km

(Persamaan Lineweaver-Burk)

Keterangan V = kecepatan reaksi (laju reaksi) Km = konstanta Michaelis-Menten Vmax = kecepatan reaksi maksimal [S] = konsentrasi substrat

26

Faktor ndash faktor yang mempengaruhi

kerja enzim

Dalam aktivitasnya enzim sangat

dipengaruhi oleh factor lingkungan seperti

suhu pH konsentasi enzim konsentrasi

substrat dan inhibitor

a Suhu

Suhu merupakan factor ligkungan yang penting bagi kerja enzim sampai

pada titik tertentu kecepatan reaksi akan meningkat seiring dengan

meningkatnya suhu Pada akhirnya kecepatan reaksi akan menurun drastis

pada suhu tersebut melewati suhu optimumnya Pada suhu yang lebih tinggi

(ekstrim) protein penyusun enzim akan mengalami denaturasi Enzim pada

mamalia (manusia) bekerja pada suhu 37degC Bakteri yang hidup di sumber air

panas mempunyai enzim dengan suhu optimal 70degC

b pH

Enzim bekerja pada pH tertentu umumnya enzim mmembutuhkan pH

optimum netral (pH=7) Enzim yang berada dalam lambung memiliki pH

optimum asam (pH=2) Peningkatan atau penurunan pH yang ekstrim akan

menyebabkan enzim mengalami denaturasi

c Konsentasi enzim

Pada konsentrasi substrat tertentu konsentrasi enzim akan meningkatkan

kecepatan reaksi enzimatis Dengan kata lain kecepatan reaksi enzimatis (V)

berbanding lurus dengan konsentrasi enzim (E) sampai batas tertentu

sehingga reaksi mengalami kesetimbangan Pada saat setimbang peningkatan

konsentrasi enzim sudah tidak berpengaruh

1푣 푣푠

1[푆]0

27

d Konsentrasi substrat

Pada konsentrasi enzim yang tetap peningkatan konsentrasi substrat akan

menaikkan kecepatan reaksi enzimatis

sampai mencapai kecepatan maksimum

yang tetap Pada titik maksimum semua

enzim telah jenuh dengan substrat

sehingga penambahan substrat sudah tidak

akan meningkatkan kecepatan reaksi

enzimatis

Transformasi Lineweaver-Burk

1V = KmVmax 1S + 1Vmax

y = m x = t

1V

y ndash intercept = 1Vmax

x ndash intercept = -1Km1 [S]

e Inhibisi enzim

1 Inhibisi Kompetitif

Penghambatan aktivitas enzim melalui mekanisme inhibisi

kompetitif terjadi ketika substrat (S) dan inhibitor (I) bersaing untuk dapat

mengikat sisi aktif enzim Hal ini disebabkan karena bentuk inhibitor

menyerupai substrat Kompleks EI yang terbentuk tidak dapat menjalani

28

langkah katalitik dan tidak dapat membentuk produk Akibatnya terjadi

penurunan jumlah produk yang terbentuk

Berikut adalah pendekatan keadaan tunak dalam penentuan hukum

laju inhibisi kompetitif enzim

K1 = [E][I] helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (1)

[EI]

[E][S] = k-1 + k2 = KM (2)

[ES] k1

[Etot] = [E] + [ES] +[EI]helliphelliphellip (3)

[Etot] = [E] + [ES] + [E][I]

K1

[Etot] = [E] 1 + [I] + [ES]

K1

maka

[퐸] = [ ] [ ]

helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (4)

Berdasarkan teori Michaelis-Mentein kecepatan awal ditentukan oleh

kecepatan penguraian [ES] yang ketetapan kecepatan reaksinya adalah k2

sehingga

V =k2 [ES] helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip(8)

substitusi persamaan (7) ke dalam persamaan (8)

V = k2 [Etot] [S]

[S] + KrsquoM (9)

29

Vmax didefinisikan sebagai kecepatan pada saat semua E yang tersedia

terdapat sebagai ES

Vmax = k2 [Etot] helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip(10)

Sehingga diperoleh

V = kcat [Etot] [S] helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (11)

KM 1 + [I] + [S]

K1

Transformasi persamaan Michaelis-Mesntein (persamaan Lineweaver-

Burk) yaitu dari persamaan (11)

V = Vmax [S]

[S] + KrsquoM

Maka

1 = [S] + KMrsquo

V Vmax [S]

1 = KMrsquo + [S]

V Vmax [S] Vmax [S]

1 = KMrsquo 1 + [S]

V Vmax [S] Vmax

2 Inhibisi Uncompetitive

Inhibisi uncompetitive enzim terjadi apabila inhibitor (I) mengikat

salah satu sisi dari kompleks enzim dan substrat (ES) Kompleks ESI yang

terbentuk tidak dapat membentuk produk (P)

Berikut adalah pendekatan keadaan tunak dalam penentuan hukum

laju inhibisi kompetitif enzim

30

KI = [ES] [I] helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (1)

ESI

[E] [S] = k-1 + k2 = KM helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (2)

[ES] k1

[Etot] = [E] + [S] + [ES] helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (3)

Berdasarkan teori Michaelis-Mentein kecepatan awal ditentukan oleh

kecepatan penguraian [ES] yang tetapan kecepatan reaksinya adalah k2

sehingga

V = k2 [ES] helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (7)

Substitusi persamaan (6) ke persamaan (7)

V = k2 [Etot] [S]

[S] 1 + [I] KM helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (8)

KI

Vmax didefinisikan sebagai kecepatan pada saat semua E yang

tersedia terdapat sebagai ES

Vmax = k2 [Etot] helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (9)

Substitusi persamaan (9) ke persamaan (8)

V = Vmax [S]

[S] 1 + [I] + KM

KI

3 Inhibisi Non Kompetitif

Penghambatan non kompetitif terjadi apabila inhibitor (I) mengikat

sisi aktif pada enzim (E) maupun pada kompleks enzim dan subtrat (ES)

EI + S ESI

31

Berikut adalah pendekatan keadaan tunak dalam penentuan

hukum laju inhibisi kompetitif enzim

KI = [E] [I] = [ES] [I]

[EI] [ES] helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (1)

[E] [S] = k-1 + k2 = KM

[ES] k1 helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (2)

[Etot] = [E] + [ES] + [EI] + [ESI]helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (3)

Vmax didefinisikan sebagai kecepatan pada saat semua E yang

tersedia terdapat sebagai ES

Vmax = k2 [Etot] helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (4)

Parameter kinetika dalam mekanisme inhibisi enzim (kompetitif

uncompetitive non kompetitif) antara lain Vmax KM dan kcat

1 Vmax adalah laju reaksi maksimum yang dikatalisis enzim

2 KM menyatakan konsentrasi substrat yang diperlukan agar reaksi

katalisis efektif

kcat adalah tetapan laju pada tahap penentu laju yang menyatakan

jumlah substrat yang dapat diubah per detik

Contoh reaksi berikut

Fumarase

Furmarate + H2O mdashmdashmdashrarr L-Malate

1 Hitung laju perubahan fumarate menjadi L-Malate bila diketahui

Konsentrasi fumarate = 124 x 10-4 molL

Konsentrasi enzim fumarase = 105 x 10-6 molL

Konstata Michaelis = 185 x 10-6 molL

Dan bilangan turnover enzim fumarase = 175 x 103 det-1

32

Diketahui [S]0 = 124 x 10-4 molL

[E]0 = 105 x 10-6 molL

Km = 185 x 10-6 molL

K2 = 175 x 103 det-1

Ditanya V hellip

Jawab

V = Vmax [S]0

[S]0 + Km

V = K2 [E]0 [S]0

[S]0 + Km

V = [175 x 103 det-1] [105 x 10-6 molL] [124 x 10-4 molL]

[124 x 10-4 molL] + [185 x 10-6 molL]

V = 22785 X 10-7 molLdet

12585 x 10-4

V = 181 X 10-3 molLdet

2 Laju awal dekomposisi H2O2 yang dikatalisis dengan enzim

katalase adalah 138 x 10-2 267 x 10-2 an 60 x 10-2 Mdet

berturut-turut untuk konsentrasi awal H2O2 = 001 002 005 M

Konsentrasi enzim katalase = 40 x 10-8 M

Hitung Vmax konstanta Michaelis

Dan bilangan turnover enzim

Diketahui V1 = 138 X 10-2

V2 = 267 x 10-2

33

V3 = 60 X 10-2

[H2O2] = 001 002 005 M

[Ekatalase] = 40 x 10-2 M

Ditanya Vmax Km dan K2 hellip

Jawab

X (1[H2O2] Y (1V)

100 7246

50 3745

20 1667

y = 0697x + 25691

Intercept = 26591

Slope = 06977

R2 = 09999 rarr R2 = 1

a 1 = 25691 (intercept)

Vmax

Vmax = 1

25691

= 0389 molLdet

b Km = 06977 (slope)

Vmax

Km = 06977

0389

Km = 0272 molL

34

c Vmax = k2 [E]0

0389 = k2 40 x 10-8 M

k2 = 0389

40 x 10-8

= 0097 x 108

3 Laju pertumbuhan bakteri Lactobacillus acidephilus (dalam suatu

media) selama fase pertumbuhan exponensial menunjukan 924 x

10-3menit Hitung waktu generasi (tg) bakteri tersebut tg waktu

yang diperlukan mikroorganisme untuk melipat gandakan

populasinya yakni menjadi

Jawab

ln = Nt = λt ln = 2N0 = λtg

N0 N0

tg = ln2 tg = 0693

λ 924 x 10-3

tg = 0075 x 103

tg = 75 menit

35

Pertemuan 6

Tanggal 7 Oktober 2014

TEGANGAN PERMUKAAN

Molekul di permukaan mengalami gaya

resultan ke arah dalam media Molekul di

dalam media tidak mengalami gaya resultan

Molekul-molekul cairan memberikan

gaya tarik satu dengan lainnya terdapat gaya

total yang besarnya nol pada molekul di dalam volume cairan tetapi molekul

permukaan ditarik ke dalam volume Sehingga cairan cenderung memperkecil

luas permukaannya hanya dengan meregang lapisan (Fisika Universitas Jl 110

hal 431)

Tegangan permukaan (ᵞ)

- Molekul di bagian dalam media yang bergeak ke permukaan

media membutuhkan kerja untuk mengalami gaya tarik menarik

ke bawah

- Makin banyak jumlah molekul di permukaan media suatu

cairan makin luas permukaan media tersebut

36

- Tetapi dengan adanya gaya resultan ke arah dalam yang dialami

oleh molekul-molekul dipermukaan maka sifat cairan

cenderung untuk meminimumkan luas permukaan

Fenomena alam yang berkaitan dengan sifat kecenderuungan cairan

menimbulkan permukaanya antara lain

- Embun air di atas air

- Air dihinggapi nyamuk

Permukaan zat cair mempunyai sifat ingin meregang sehingga

permukaannya seolah- olah ditutupi oleh suatu lapisan yang elastis Hal ini

disebabkan adanya gaya tarik menarik antara partikel sejenis di dalam zat

cair sampai ke permukaan

Di dalam cairan tiap molekul ditarik oleh molekul lain yang sejenis di

dekatnya dengan gaya yang sama kesegala arah Pada permukaan cairan

tiap molekul ditarik oleh molekul sejenis didekatnya dengan arah hanya

kesamping dan kebawah tetapi tidak ditarik oleh molekul diatasnya karena

diatas permukaan cairan berupa fase uap ( udara ) dengan jarak antara

molekul sangat renggang

Adanya gaya atau tarikan ke bawah menyebabkan permukaan cairan

berkontraksi dan berada dalam keadaan tegang Tegangan ini disebut

dengan tegangan permukaan

Besarnya tegangan permukaan cairan bergantung pada gaya tarik

antara molekul- molekulnya Ketika gaya tarik besar seperti dengan H2O

tegangan permukaan besar Sebaliknya cairan seperti bensin yang tersusun

atas molekul- molekul non polar mempunyai tegangan permukaan yang

kecil karena tarikan antarmolekul lebih lemah

Zat yang tegangan permukaannya rendah sangat mudah membasahi

permukaan bagaimanapun keadaan permukaannya Pelarut hidrokarbon

misalnya nafta atau bensin menyebar pada kaca maupun permukaan

berminyak dengan mudahnya sebab tarikan sesama molekul hidrokarbon

sangat lemah Hampir tidak ada usaha untuk memperluas permukaan cairan

akibatnya mereka mudah menyebar pada permukaan apapun (Brady 1994)

37

Tegangan permukaan (ᵞ)

Banyaknya kerja yang diperlukan untuk memperluas

permukaan suatu cairan Satuannya dalam SI adalah newton per meter

(NM) tetapi satuan cgs dyene per centimeter lebih sering digunakan

1 dynecm = 10-3 Nm = 1 mNm

(Fisika Universitas Jl 110 hal 432)

Tegangan permukaan

- Antara cairan dengan gas atau udara tegangan permukaan

- Antara cairan dengan cairan tegangan antar muka

Contoh nilai ᵞ beberapa cairan pada 20degC

Cairan Cairan-udara (dynecm) Cairan-air (dynecm)

Hg 485 375

H2O 7275 -

C6H6 2888 350

CCl4 2680 451

Aceton 2394 -

Etanol 2249 -

Isopropanol 2192 -

Sukrosa (aquos ) 7645 -

Faktor- Faktor Yang Mempengaruhi Tegangan Permukaan

a Jenis cairan

Pada umumnya cairan yang memiliki gaya tarik antara molekulnya

besar seperti air maka tegangan permukaannya juga besar Sebaliknya pada

cairan seperti bensin karena gaya tarik antara molekulnya kecil maka

tegangan permukaannya juga kecil

38

b Suhu

Tegangan permukaan cairan turun bila suhu naik karena dengan

bertambahnya suhu molekul- molekul cairan bergerak lebih cepat dan

pengaruh interaksi antara molekul berkurang sehingga tegangan

permukaannya menurun

c Adanya zat terlarut

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 detergen dan alkohol

adalah efektif dalam menurunkan tegangan permukaan ( Yazid 2005)

Metode pengukuran tegangan permukaan

- Metode kapiler

- Metode cincin Du Nouy

- Metode Lempengan Wilhelmi

- Metode Tekanan Gelembung maksimum

- Dll

a Metode Kapiler

- Yang digunakan yang luas permukaannya naik

- Permukaan air dalam pipa kapiler terus naik hingga tercapai

keseimbangan dengan gaya gravitasi

Metode ini didasarkan pada kenyataan bahwa bila sebatang pipa

kapiler dimasukan kedalam cairan maka permukaan cairan dalam pipa

kapiler dapat mengalami kenaikan atau penurunan Apabila cairan

membasahi bejana ( θ lt 90 ) maka permukaan cairan akan naik

Sedangkan bila cairan tidak membasahi bejana ( θ gt 90 ) permukaan

cairan akan turun Peristiwa naik turunnya permukaan cairan dalam

kapiler ini disebut dengan kapilaritas

39

Kenaikan atau penurunan cairan dalam kapiler disebabkan oleh

adanya tegangan permukaan yang bekerja pada permukaan cairan yang

menyentuh dinding sepanjang keliling pipa Akibat tegangan permukaan ini

pipa akan memberikan gaya reaksi pada permukaan cairan yang besarnya

sama tapi arahnya berlawanan ( Yazid 2005 )

Catatan

- Jika permukaan atas larutan cembung sudut kontak besar - Jika permukaan atas larutan cekung sudut kontak kecil

Tegangan permukaan diukur dengan melihat ketinggian air cairan yang naik melalui suatu kapiler Metode kenaikan kapiler hanya dapat digunakan untuk mengukur tegangan permukaan tidak bisa untuk mengukur tegangan permukaan tidak bias untuk mengukur tegangan antar muka

Persamaan

퐹푢푝 = 훾(2휋푟) cos휃

퐹푑표푤푛 = 휌푔(ℎ휋푟 )

퐹푢푝 = 퐹푑표푤푛 훾 = Keterangan

- 휌 = bobot jenis cairan gml - 푔 = 980 cms - 푟 = jari-jari pipa kapiler - ℎ = tinggi miniskus cairan untuk kapiler - 휃 = sudut kontak ( untuk air dan kebanyakan cairan sangat kecil yakni

mendekati 1 )

Untuk cairan dengan sudut kontak sangat kecil

훾 = atau ℎ =

Sedangkan untuk cairan yang tidak membasahi bejana seperti raksa θ = 140 sehingga cos θ = - 0766 ( berharga negatip) Akibatnya h memiliki harga negatip yang berarti cairan mengalami penurunan atau ditekan dalam kapiler

40

b Metode Cincin Du Nouy

Metode cincin du nouy merupakan metode yang paling baik digunakan karena lebih akurat dan cepat dalam pengukuran tegangan permukaan deterjen serum suspensi koloid dan lain- lain

Berdasarkan pengukuran gaya yang diperlukan untuk melepaskan cincin dari permukaan cairan Metode ini digunakan untuk mengukur tegangan antar muka cairan

Persamaan

훾 = 퐹

4휋푅 퐶

Keterangan - F = gaya yang diperlukan untuk melepaskan cincin dari

permukaan - R = jari-jari lingkar cincin - C = Faktor koreksi

Faktor Koreksi

(퐶 minus 푎) = 4푏휋 푥

1푅 푥

퐹4휋휌푅 + 푐

Keterangan

- a = 07250 (konstan) - b = 009075 m-1 s2 (konstan) - c = 004534 ndash 1695 rR (konstan) - r = jari-jari kawat yang digunakan untuk membuat cincin - R = jari-jari rata-rata lingkaran - 휌 = masa jenis cairan sempel

Ketika mengukur tegangan permuakaan cairan- cairan harus diperhatikan bahwa cairan yang ada dibawah benar- benar membasahi cincin (Bird 1987)

c Metode Lempengan Wilhelmi

Metode ini didasarkan pada gaya yang diperlukan untuk menarik pelat tipis dari permukaan cairan Pelat digantung pada salah satu lengan neraca dan dimasukkan kedalam cairan yang akan diselidiki Besarnya gaya tarik pada neraca yang digunakan untuk melepas pelat dari permukaan cairan dicatat

Persamaan

푃 = 푚푔 + 퐿훾 cos휃 minus 푠ℎ휌푔

41

Keterangan

- P = gaya yang dipergunakan untuk melepaskan lempengan dari permkaan cincin

- m = berat lempengan - 푔 = gaya gravitasi - 푠 = luas penampang lempengan - ℎ = kedalaman lempeng yang dicelupkan - 퐿 = keliling lempengan - 휌 = bobot jenis cairan

Dalam metode ini diandaikan sudut kontak θ = 00 dan pengaruh

dari ujung- ujung lempeng dapat diabaikan ( Yazid 2005 ) Pada metode ini digunakan lempengan mika tipis atau kaca slide

mikrosip yang digantung pada neraca Pengukuran dapat dilakukan dengan cara statistik ataupun dengan detasment yang secara akurat diberikan pada persamaan ideal

Jika pengukurannya dilakukan dengan metode detasmen prosedurnya hampir sama dengan metode cincin Du Nouy tetapi faktor koreksi hanya 01 ( Adamson 1990)

d Metode Tekanan Gelembung Maksimum Tegangan permukaan menyebabkan adanya perbedaan tekanan

pada kedua sisi permukaan cairan yang lengkung Tekanan pada sisi yang cembung Ketika pertama kali tekanan dikenakan jari- jari gelembung sangat besar Sementara gelembung itu mengembang jari- jarinya akan semakin kecil sampai nilai minimum

Pada keadaan ini jari- jari gelembung sama dengan jari- jari tabung gelas Bila tekanan terus dinaikkan jari- jari gelembung akan membesar kembali sampai akhirnya gelembung ini lepas dari tabung gelas dan naik ke permukaan cairan jelas bahwa tekanan maksimum diperoleh pada saat jari- jari minimum

Tekanan maksimum ini bukan hanya disebabkan perbedaan tekanan pada kedua sisi gelembung tetapi juga disebabkan oleh adanya tekanan hidrostatik ( yang bergantung pada ketinggian tabung gelas dalam cairan )

Persamaan

훾 = ∆휌푔푑푒 1퐻

Keterangan

o ∆휌 = perbedaan bobot jenis o 푑푒 = diameter maksimum tetesan

42

o = faktor koreksi yang ditentukan oleh rasio 푑푠 푑푒

Metode tekanan gelembung maksimum memiliki keakuratan di bawah 10 yang mana tidak tergantung pada jarak kontak dan hanya merupakan sebuah pengetahuan dasar dari densitas suatu cairan ( Jika menggunakan pipa ganda ) dan pengukurannya juga relatif cepat Rata- rata sebuah gelembung harganya sekitar 1 sek (Adamson 1990)

Pertemuan 7

Tanggal 14 Oktober 2014

TEGANGAN ANTAR MUKA

Tegangan permukaan merupakan gaya persatuan panjang yang

harus dikerjakan sejajar permukaan untuk mengimbangi gaya tarikan

kedalam pada cairan Hal tersebut terjadi karena pada permukaan gaya

adhesi (antara cairan dan udara) lebih kecil dari pada gaya kohesi antar

molekul cairan sehingga menyebabkan terjadinya gaya kedalam pada

permukaan cairan

Tegangan antar muka adalah gaya per satuan panjang yang terdapat

pada antar muka dua fase cairan yang tidak dapat tercampur Tegangan antar

muka selalu lebih kecil dari pada tegangan permukaan kerena gaya adhesi

antara dua cairan tidak bercampur lebih besar dari pada adhesi antara cairan

dan udara

Cairan-cairan (immisible)

L ƔL ƔL Tegangan permukaan L

ƔS Tegangan permukaan S

ƔSL ƔSL Tegangan antarmuka SL

S ƔS

43

Missible dua zat yang bercampurlarut dengan sempurna berapapun

konsentrasijumlahnya

Immisible dua zat (cairan dengan cairan) yang sama sekali tidak

dapat bercampurlarut

Pada dasarnya tegangan permukaan suatu zat cair

dipengaruhi oleh beberapa faktor diantaranya suhu dan zat terlarut

Dimana keberadaan zat terlarut dalamsuatu cairan akan

mempengaruhi besarnya tegangan permukaan terutama molekul zat

yang berada pada permukaan cairan berbentuk lapisan monomolekuler

yang disebut dengan molekul surfaktan Kemudian suhu juga sangat

mempengaruhi tegangan permukaan suatu cairan dimana ketika suhu

naik maka tegangan permukaan cairan akan turun

Suhu uarr = Tegangan permukaan darr ldquoberbanding terbalikrdquo

Fenomena Permukaan dan Fenomena Antar muka

Permukaan Fenomena

Cairan ndash Udara Tegangan Permukaan

Padat ndash Udara Adsorbsi

Antar Muka Fenomena

Cairan ndash Cairan

(immisible)

Tegangan Antar Muka

Padat ndash Cair Pembasah (Wetting)

Tegangan Antar Muka Cairan ndash Cairan (immisible)

1) Gaya persatuan panjang yang bekerja pada antar muka dua cairan

yang immisible

Satuan dynecm-1

44

2) Kerja yang diperlukan untuk memisahkan 2 permukaan cairan

immisible

Satuan ergcm-2

Manfaat fenomena antar muka dalam farmasi

1 Formulasi sediaan serbuk yang hidrofob

2 Menentukan jenis surfaktan untuk membuat emulsi

3 Meningkatkan stabilitas suspensi dan emulsi

4 Mengatasi sediaan obat yang berbusa

5 Adsorbsi obat pada saluran pencernaan

Soal

1 Hitung Ɣ fenol bila diketahui tinggi kenaikan permukaan fenol dalam

pipa kapiler (r = 007 cm) adalah 093 cm pada suhu 37˚C Bila

diketahui bobot jenis fenol 113 gcm-1 dan konstanta gravitasi = 9807

cm det-2

Diketahui

a) r = 007 cm

b) ρ = 113 gcm-1

c) g = 9807 cm det-2

d) h = 093 cm

Ditanya Ɣfenol

Jawab

Ɣfenol = frac12 (rρgh)

= frac12 (007 x 113 x 9807 x 093)

= 3607 dynecm-1

45

Gaya Kohesi dan Adhesi

Terdapat dua macam gaya tarik menarik antar partikel yaitu kohesi

dan adhesi Kohesi adalah gaya tarik menarik antara partikel yang sejenis

Kohesi dipengaruhi oleh kerapatan dan jarak antar partikel dalam zat gaya

kohesi mengakibatkan dua zat bila dicampurkan tidak akan saling

bercampur Contoh tidak bercampurnya air dengan minyak tidak

melekatnya air raksa pada dinding pipa kapiler dan air pada daun talas

Adhesi adalah gaya tarik menarik antara partikel-partikel yang

tidak sejenis Gaya adhesi akan mengakibatkan dua zat akan saling melekat

bila dicampurkan Contoh bercampurnya air dengan tehkopi melekatnya

air pada dinding pipa kapiler dan melekatnya tinta pada kertas

Adanya gaya tarik menarik antara partikel zat cair menyebabkan

adanya tegangan permukaan dimana permukaan zat cair cenderung

menegang dan seolah terdapat selaput atau lapisan yang tegang sehingga

dapat menahan benda Selain adanya peristiwa tegangan permukaan akibat

adanya gaya tarik menarik antara partikel juga menyebabkan terjadinya

peristiwa meniskus cembung dan meniskus cekung

Meniskus Cembung dan Meniskus Cekung

Meniskus adalah peristiwa mencekung atau mencembungnya

permukaan zat cair Berdasarkan bentuk permukaan zat cair meniskus

dibedakan menjadi dua yaitu meniskus cembung dan meniskus cekung

Meniskus cembung terjadi jika gaya kohesi lebih besar dari pada gaya

adhesi Sedangkan meniskus cekung terjadi jika adhesi lebih besar dari pada

kohesi

46

Jika Wc lt Wa

Sudut Cos Ɵ Kecil

Permukaan cairan dalam kapiler cekung dan naik

Jika Wc gt Wa

Sudut Cos Ɵ Besar

Permukaan cairan dalam kapiler turun dan berbentuk cembung

Ɣ Rasio imbangan antara gaya Kohesi dan Adhesi

Cairan-Cairan (immisible)

Mempengaruhi koefisien sebaran (S)

Jika kerja kohesi lebih besar dari kerja adhesi maka nilai

koefisien sebarannya kecilrendah

Contoh

Asam stearat jika dilarutkan dengan air maka koefisien sebarannya

rendah karena gugus nonpolar pada asam stearat lebih panjang dari

gugus polarnya (gugus polar jadi titak berpengaruh)

47

Jika kerja kohesi lebih rendah dari kerja adhesi maka nilai koefisien

sebarannya tinggi Spreading

Contoh

Propanol jika dilarutkan dengan air maka koefisien sebarannya tinggi

karena mempunyai gugus ndashOH yang dapat berikatan hidrogen dengan

air dan bersifat polar

Tegangan permukaan dipengaruhi oleh

Rasio

Polar

Nonpolar

Si = Wa ndash Wc

Wc = 2 Ɣx

Wa = (Ɣx + Ɣair - Ɣx-air)

Si Bila nilai Si positif maka sebaranspreading terjadi

Bila nilai Si 0 tetap ada peluang sebaran

Bila nilai Si negatif tidak terjadi sebaran

Soal

Diketahui Ɣbenzen = 289 dynecm-1 Ɣair = 728 dynecm-1 dan Ɣbenzen-air =

35 dynecm-1 Hitung nilai kerja kohesi benzen kerja adhesi benzen-air

dan koefisien penyebaran awal benzen

Diketahui

a) Ɣbenzen = 289 dynecm-1

b) Ɣair = 728 dynecm-1

c) Ɣbenzen-air = 35 dynecm-1

48

Ditanya

a) Wc

b) Wa

c) Si

Jawab

Wc = 2 Ɣbenzen

= 2 x 289

= 578 dynecm-1

Wa = (Ɣbenzen + Ɣair ndash Ɣbenzen-air)

= (289 + 728 ndash 35)

= 667 dynecm-1

Si = Wa ndash Wc

= 667 ndash 578

= 89 dynecm-1

Benzen dapat tersebar dalam air karena nilai Si positif (+)

49

DAFTAR PUSTAKA

1 Tayangan Dosen

2 UraianPenjelasan Dosen pada saat Perkuliaha

3 Text Book

- Yazid Estein dan Nursanti Lisda 2006 Penuntun Praktikum Biokimia

Yogyakarta ANDI

- Santoso Begot 2007 BIOLOGI Jakarta Interplus Ridho_Brilliantoro

Tugas_Enzimologi

- Eistein Yazid 2005 Kimia Fisika Untuk Paramedis Yogyakarta Penerbit

Andi

- Adamson A W (1990) Physical Chemistry of Surfaces 5 th Ed New

York Willey

- Hugh DYoung Roger A Freedman 2002 Fisika Universitas Ed10 Alih

bahasa Juliastuti Endangdkk Jakarta Erlangga

- Kamajaya(2007)Cerdas Belajar FisikaBandungGrafindo Media Pratama

- IndrajitDudi(2007)Mudah dan Aktif Belajar FisikaBandungPT Setia

Purna Inves

4 Internet

- httprepositoryusuacidbitstream123456789395874Chapter20IIpdf

- httpstaffuiacidsystemfilesusersjoshitadjajadisastramaterialkestabil

anobatkuliahs2pdf

- httpstaffunyacidsitesdefaultfilespendidikanPurwanti20Widhy2

0Hastuti20SPd20MPdLaju20Reaksi20(2)pdf

- fileCUsersElrio20PutraDownloadsChapter20820Kinetika20

Kimiapdf

- httpusupressusuacidfilesKinetika20Kimia20Reaksi20Element

er_Normal_bab201pdf

- httpffarmasiuadacidwp-contentuploads201301orde-reaksi-waktu-

paruhpdfhttpnissanisso-fkp11webunairacidartikel_detail-49831-

Umum-sifat20kerja20obathtml

- httpmipa-farmasiblogspotcom201202tegangan-permukaan-tegangan-

antar-mukahtmlm=1

50

Page 3: Farfis2 before mid.pdf

3

b Stabilitas kimia contoh reduksi

Stabilitas kimia suatu obat adalah lamanya waktu suatu obat untuk

mempertahanakan integritas kimia dan potensinya seperti yang tercantum

pada etiket dalam batas waktu yang ditentukan

c Stabilitas mikrobiologi contoh kontaminasi

Stabilitas kimia suatu obat adalah lamanya waktu suatu obat untuk

mempertahanakan integritas kimia dan potensinya seperti yang

tercantum pada etiket dalam batas waktu yang ditentukan

d Stabilitas terapi contoh kenaikanpenurunan dosis

e Stabilitas toksikologi contoh hasil degradasi yang mengakibatkan

obat menjadi racun

Degradasi Secara Kimia

Reaksi degradasi yang umum terjadi

- Hidrolisis

misal

a Aspirin + H2O asam salisilat + asam asetat

b Procaine + H2O p-Aminobenzoic acid + β-Diehylaminoethanol

- Oksidasi

misal

Ascorbic acid + O2 Dehydroascorbic acid

KINETIKA REAKSI

Kinetika kimia adalah bahagian ilmu kimia fisika yang mempelajari

laju reaksi kimia faktor-faktor yang mempengaruhinya serta penjelasan

hubungannya terhadap mekanisme reaksi Kinetika kimia disebut juga

dinamika kimia karena adanya gerakan molekul elemen atau ion dalam

mekanisme reaksi dan laju reaksi sebagai fungsi waktu Mekanisme reaksi

dapat diramalkan dengan bantuan pengamatan dan pengukuran besaran

termodinamika suatu reaksi dengan mengamati arah jalannya reaktan maupun

produk suatu sistem

4

A Laju Reaksi

Laju reaksi menyatakan laju perubahan konsentrasi zat-zat

komponen reaksi setiap satuan waktu

Laju pengurangan konsentrasi pereaksi per satuan waktu

Laju penambahan konsentrasi hasil reaksi per satuan waktu

Perbadingan laju perubahan masing-masing komponen sama

dengan perbandingan koefisien reaksinya

Laju reaksi menggambarkan seberapa cepat reaktan terpakai dan

produk terbentuk

Jumlah mol reaktan persatuan volume yang bereaksi per satuan

waktu

Satuan molL-1detik-1

Hukum Laju Reaksi

Persamaan dasar reaksi

REAKTAN PRODUK

(R) (P)

Laju reaksi v atau r

V = [ ] (laju konsumsi reaktan)

V = [ ] (laju pembentukkan produk)

note ketika keadaan reversible laju penambahan ldquoprdquo dan laju

pengurangan ldquorrdquo bisa stabil atau konstan

Hukum Persamaan Laju Reaksi

Hukum laju menyatakan hubungan laju reaksi dengan konstanta

laju dan pangkat dari konsentrasi reaktan

aA + bB cC + dD

Laju = k [A]x[B]y

Reaksi orde ke-x dalam A

Orde keseluruhannya adalah (x + y)

5

atau

V = [ ] = k [R]x

ket x = orde reaksi

k = konstanta laju reaksi nilai orde dan konstanta laju reaksi

ditetapkan melalui percobaan

Hukum-hukum Laju

Hukum laju selalu ditentukan lewat percobaan

Orde reaksi selalu dinyatakan dalam konsentrasi reaktan (bukan

produk)

Orde reaktan tidak terkait dengan koefisien reaksi dari reaktan dalam

persamaan reaksi setimbang

F2 (g) + 2ClO2 (g) 2FClO2 (g)

laju = k [F2][ClO2]1

Orde reaksi

0 1 2 hellip pecahan pseudo campuran dan negatif

Hukum persamaan laju reaksi menurut ordenya

A produk hellip v = k [A]x

A + B + dst produk hellip v = k [A]x [B]y dst

Orde reaksi terhadap perubahan [A] = x dan terhadap [B] = y maka

orde reaksi (keseluruhan) = x + y

Untuk keperluan estimasi tingkat degradasi sediaan obat yang penting

orde 0 1 2 pseudo (semu) orde 0 dan pseudo orde 1

Menentukan Orde Reaksi dengan Percobaan

Jika diketahui reaksi O2 (g) + 2 NO(g) 2 NO2 (g)

Hujum laju untuk reaksi ini adalah laju = k [O2]m[NO]n

6

Untuk mencari orde reaksi kita lakukan beberapa percobaan

masing-masing dengan konsentrasi-konsentrasi reaktan yang berbeda dan

menentukan laju reaksi awal

Percobaan

Konsentrasi Reaktan Awal

(moll) Laju Awal

(molLs) O2 NO

1 110x10-2 130x10-2 321x10-3

2 220x10-2 130x10-2 640 x10-3

3 110x10-2 260x10-2 128 x10-3

4 330x10-2 130x10-2 960 x10-3

5 110x10-2 390x10-2 288 x10-3

Reaksi Order Pertama

Beberapa aplikasi dari reaksi order I

Menggabarkan berapa banyak obat yang dilepas pada

peredaran darah atau yang digunakan tubuh

Sangat berguna di bidang geokimia

Peluruhan radioakif

Waktu Paruh (t12)

Waktu yang dibutuhkan untuk meluruhkan frac12 dari kuantitas

awal suatu reaktan Waktu paruh dapat digunakan untuk

menghitung konsntanta laju reaksi orde pertama

Orde reaksi (m) ndash Secara intuitif

a Reaksi orde 0

Menaikkanmenurunkan konsentrasi tidak mempengaruhi laju reaksi

7

b Reaksi orde 1

Menaikkan konsentrasi 1x akan menaikkan laju reaksi 1x dan

sebaliknya

c Reaksi orde 2

Menaikkan konsentrasi 1x akan menaikkan laju reaksi 2x dan

sebaliknya

Keterangan pseudo orde

A + B produk

V = k [A]x [B]y misal x = 1 dan y = 1

V = k [A] [B] orde reaksi = 2

Bila [B] dibuat tetap maka laju reaksi hanya dipengaruhi oleh perubahan

[A] maka

V = krsquo [A] pseudo orde 1 dimana krsquo = k[B]y

Selanjutnya bila [A] juga dibuat tetap maka

V = krdquo pseudo orde 0 dimana krdquo = k [A]x [B]y

Contoh pseudo orde

1 Hidrolisis sukrosa (dalam suasana asam) v = k [sukrosa] [H+] kinetika

orde hidrolisis sukrosa = 2 dan bila hidrolisis berlangsung dalam

larutan yang dibuffer berarti nilai [H+] tetap maka kinetika orde

hidrolisis sukrosa pseudo orde 1 hellip (mengikuti kinetika orde 1)

Persamaan v = krsquo [sukrosa]

2 Hidrolisis ampisilin dalam larutan suasana basa

Amp + OH- produk

V = k [Amp] [OH-]

Kinetika orde hidrolisis ampisilin = 2

Bila hirdrolisis berlangsung dalam larutan yang dibuffer berarti nilai

[OH-] tetap maka kinetika orde hidrolisis ampisilin = pseudo orde 1

Selanjutnya bila ampisilin dibuat dalam sediaan suspense yang dibuffer

8

maka kinetika orde hidrolisis ampisilin = pseudo orde 0 hellip (mengikuti

kinetika orde 0)

Persamaan I = krsquo [Amp] pseudo orde 1

Persamaan II = krdquo pseudo orde 0

Persamaan Laju Reaksi (hellip laju konsumsi reaktan)

V = = kCx

= kCx

dimana C = [reaktan]

x = orde reaksi

k = konstanta laju reaksi dan satuannya bergantung pada orde reaksi

Pertemuan Ke-2

Tanggal 9 September 2014

INTEGRAL PERSAMAAN LAJU REAKSI

Persamaan Laju Reaksi dan Orde Reaksi

Pada umumnya hubungan antara laju reaksi dengan konsentrasi zat-zat

pereaksi hanya diturunkan dari data eksperimen Bilangan pangkat yang

menyatakan hubungan konsentrasi zat pereaksi dengan laju reaksi disebut

orde reaksi

9

Keterangan

r = laju reaksi

k = tetapan laju reaksi

[A] = konsentrasi zat A dalam mol per liter

[B] = konsentrasi zat B dalam mol per liter

m = orde reaksi terhadap zat A

n = orde reaksi terhadap zat B

Beberapa contoh reaksi dan rumus laju reaksi yang diperoleh dari

hasil eksperimen dapat dilihat pada Tabel berikut

Tabel Contoh beberapa reaksi dan rumus laju reaksinya

Orde reaksi dapat ditentukan dari persamaan laju reaksi Misalnya pada

reaksi

dengan persamaan laju reaksi

orde reaksi terhadap H2 = orde satu orde reaksi terhadap NO = orde dua

dan orde reaksi total adalah tiga Untuk lebih memahami cara menentukan orde

reaksi dan rumus laju reaksi Orde reaksi dapat juga ditentukan melalui

kecenderungan dari data suatu percobaan yang digambarkan dengan grafik

Berikut ini dijelaskan penentuan orde reaksi melalui grafik

10

1 Grafik Orde Nol

Laju reaksi tidak dipengaruhi oleh

besarnya konsentrasi pereaksi Persamaan

laju reaksinya ditulis

Bilangan dipangkatkan nol sama dengan satu sehingga persamaan laju

reaksi menjadi r raquo k Jadi reaksi dengan laju tetap mempunyai orde reaksi

nol Grafiknya digambarkan seperti Grafik diatas

2 Grafik Orde Satu

Hubungan kecepatan dengan konsentrasi

Untuk orde satu persamaan laju reaksi adalah

Persamaan reaksi orde satu merupakan persamaan linier berarti laju

reaksi berbanding lurus terhadap konsentrasinya pereaksinya Jika

konsentrasi pereaksinya dinaikkan misalnya 4 kali maka laju reaksi akan

menjadi 41 atau 4 kali lebih besar

3 Grafik Orde Dua

Hubungan konsentrasi dengan waktu

11

Persamaan laju reaksi untuk reaksi orde dua

adalah

Apabila suatu reaksi berorde dua terhadap suatu pereaksi berarti laju

reaksi itu berubah secara kuadrat terhadap perubahan konsentrasinya

Apabila konsentrasi zat A dinaikkan misalnya 2 kali maka laju reaksi akan

menjadi 22 atau 4 kali lebih besar

- Reaksi orde 0

Laju reaksi orde 0 tidak bergantung pada reaktan

푉 = 퐾

ndash = kCx dimana x=0 maka = k

ndash = k disusun menjadi ndashdC = kdt atau dC = -kdt

int 푑퐶 = -k

int 푑푡 int 푑퐶 = Ct ndash Co pers Regresi linear

Ct = Co ndash kt

Plotting Ct vs t

Ct = Co - kt

Y = A + Bx

12

- Reaksi orde 1

= kCx dimana X = 1 maka = kC

= kC disusun menjadi = kdt atau

int = -k int 푑푡 ln Ct = ln Co ndash kt

int = ln ln angka 퐶푡 퐶표

ln Ct ndash ln Co

kurva plot ln Ct vs t

- Reaksi orde 2

= kCx dimana X = 2 maka = kC2

= kC2 disusun menjadi = kdt atau = -kdt

int = - k int 푑푡

minus ndash minus = minus푘푡 atau = + 푘푡

Kurva

13

Penetapan orde reaksi dan konstanta laju reaksi (harus) melalui percobaan

- Metode

Metode laju reaksi awal kombinasi dengan metode isolasi pseudo

reaksi

Metode integrasi dan mencocokan persamaan laju reaksi dengan data

percobaan

Untuk reaksi dengan mekanisme sederhana (1 tahap)

Orde reaksi = koefisien stokiometri reaksi

Untuk reaksi dengan mekanisme kompleks ( beberapa tahap)

Orde reaksi mungkin sama atau tidak sama dengan koefisien stokiometri

reaksi

Contoh Tentukan orde reaksi dan konstanta laju reaksi berikut

2 H2(g) + 2 NO(g) N2(g) + 2 H2O(g)

V = k [H2]x [NO2] x= dan y=

Data percobaan

Exp P(H2)0 P(NO)0 V reaksi

1 533 kpa 200 kpa 0035 kpa det-1

2 533 kpa 400 kpa 0140 kpa det-1

3 196 kpa 533 kpa 0091 kpa det-1

4 392 kpa 533 kpa 0182 kpa det-1

Cermati data exp 1 vs 2

V~ [NO]y ie [NO] dibuat 2x v menjadi 4x maka y=2

Cermati data exp 3 vs 4

V ~ [H2]x ie[H2] dibuat 2x v menjadi 2x maka x=1

Jadi diperoleh x=1 dan y=2

V = k [H2] [NO2] 2 reaksi orde 2

14

Menetapkan nilai waktu paruh (T12) dan umur simpan (T90)

Reaksi reaksi orde ke nol dan ke satu

Ct = Co ndash kt

t =

t1 2 = =

t1 2 =

t90 =

t90 =

Reaksi orde satu

ln Ct = ln Co ndash kt

t =

t1 2 =

t1 2 = 0693k

t90 = (= ln

= ln

= ln 1111)

t90 =

t90 =

Note

Misal waktu paruh PCT sediaan 500 mg 1 tahun kemudian

kandungannya menjadi 250 mg (T12) untuk unsur-unsur radioaktif dan

isotop t90 = kimia atau zat kimia pada sediaan masih ada 90 (berkurang

90) paling penting dalam sediaan farmasi ditulis ED

15

Pertemuan 3

Tanggal 16 September 2014

MENETAPKAN NILAI WAKTU PARUH (tfrac12) DAN UMUR SIMPAN (t90)

UNTUK REAKSI-REAKSI ORDE 0 DAN 1

Waktu paruh (tfrac12) dari suatu obat adalah waktu yang dibutuhkan oleh

separuh konsentrasi obat untuk dieliminasi Metabolisme dan eliminasi

mempengaruhi waktu paruh obat Contohnya pada kelainan fungsi hati atau

ginjal waktu paruh obat menjadi lebih panjang dan lebih sedikit obat

dimetabolisme dan dieliminasi Jika suatu obat diberikan terus-menerus

maka dapat terjadi penumpukan obat

Suatu obat akan melalui beberapa kali waktu paruh sebelum lebih dari

90 obat itu dieliminasi Jika seorang klien mendapat 650mg aspirin dan

waktu paruhnya adalah 3jam maka dibutuhkan 3jam waktu paruh pertama

untuk mengeliminasi 325mg dan waktu paruh kedua 9 atau 6jam untuk

mengeliminasi 162mg berikutnya dan seterusnya sampai pada waktu paruh

keenam atau 18jam dimana tinggal 10mg aspirin terdapat dalam tubuh

waktu paruh selama 4-8jam dianggap singkat dan 24jam atau lebih

dianggap panjang Jika obat memiliki waktu paruh yang panjang (seperti

digoksin 36 jam) maka diperlukan beberapa hari agar tubuh dapat

mengeliminasi obat tersebut seluruhnya

Sedangkan umur simpan (t90) adalah jangka waktu penyimpanan pada

kondisi tertentu di mana produk obat masih memenuhi spesifikasi yang

ditetapkan oleh perusahaan pembuat obat

Reaksi Orde 0

퐶푡 = 퐶표 minus 푘푡

푡 =퐶표 minus 퐶푡

16

Nilai waktu paruh (tfrac12)

푡frac12 =

푡frac12 =05퐶표푘

Nilai umur simpan (t90)

푡 =

푡 = 01퐶표푘

Reaksi Orde 1

푙푛퐶푡 = 푙푛퐶표 minus 푘푡

푡 =푙푛퐶표 minus 푙푛퐶푡

Nilai waktu paruh (tfrac12)

푡frac12 =푙푛퐶푡 minus 푙푛05퐶표

푡frac12 =

푡frac12 =0693푘

Nilai umur simpan (t90)

푡 =푙푛퐶표 minus 푙푛09퐶표

푡 =

푡 =0105푘

17

Contoh soal

Sediaan Aspirin dalam larutan (pH 25) dengan konsentrasi awal

030g100ml memperlihatkan kinetika degradasi orde ke 1 dan konstanta laju

degradasinya pada suhu kamar 97times10-7det-1 Hitung

a tfrac12 dan t90 sediaan larutan Aspirin

b Hitung tfrac12 dan t90 Aspirin bila sediaan dibuat dalam bentuk suspensi dengan

dosis 10g100ml diketahui kelarutan Aspirin 033g100ml

Jawab a Diketahui pH larutan 25

Co=03g100ml

Korde 1= 97times10-7det-1

Ditanya tfrac12 dan t90

Dijawab 푡frac12 =

푡frac12 = times

푡frac12 = times

푡frac12 = 71443298detik (826hari)

푡 =

푡 = times

푡 = times

푡 = 10824742detik (125hari)

b Diketahui Suspensi dosis 10g100ml

Kelarutan Aspirin 033g100ml

Ditanya k tfrac12 dan t90

18

Dijawab korde0 = korde1 [Aspirin]

= 97times10-7 times 033

= 3201times10-7

tfrac12 =

tfrac12 = times times

tfrac12 = 156201187detik (1808hari)

푡 =

푡 = times times

푡 = 31240237detik (36hari)

Pertemuan 4

Tanggal 23 September 2014

FAKTOR YANG MEMPENGARUHI LAJU REAKSI

Laju reaksi atau kecepatan reaksi menyatakan banyaknya reaksi

kimia yang berlangsung per satuan waktu Laju reaksi menyataka molaritas

zat terlarut dalam reaksi yang dihasilkan tiap detik reaksi Perkaratan besi

merupakan contoh reaksi kimia yang berlangsung lambat sedangkan

peledakan mesiu atau kembang api adalah contoh reaksi yang cepat Reaksi

kimia untuk laju reaksi sebagai berikut

aA + bB pP + qQ

Dengan a b p dan q adalah koefisien reaksi dan A B P dan Q

adalah zat-zat yang terlibat dalam reaksi laju reaksi dalam suatu system

tertutup adalah

19

v = minus [ ] = minus [ ] = minus [ ] = minus [ ]

dengan [A] [B] [P] dan [Q] menyatakan konsentrasi zat-zat tersebut

Faktor-faktor yang mempengaruhi laju reaksi

Konsentrasi

Karena persamaan laju reaksi didefinisikan dalam bentuk konsentrasi

reaktan maka dengan naiknya konsentrasi maka naik pula kecepatan

reaksinya Artinya semakin tinggi konsentrasi maka semakin banyak molekul

reaktan yang tersedia dengan demikian kemungkinan bertumbukan akan

semakin banyak juga sehingga kecepatan reaksi meningkat Jadi semakin

tinggi konsentrasi semakin cepat pula laju reaksinya

Molaritas

Molaritas adalah banyaknya mol zat terlarut tiap satuan volume zat

pelarut Hubungannya dengan laju reaksi adalah semakin besar molaritas

suatu zat maka semakin cepat suatu reaksi berlangsung Dengan demikian

pada molaritas yang rendah suatu reaksi akan berlajan lebih lambat daripada

molaritas yang tinggi

Luas permukaan

Semakin besar luas permukaan bidang sentuh menyebkan laju reaksi

semakin cepat Begitu juga apabila semakin kecil luas permukaan bidang

sentuh maka semakin kecil tumbukan yang terjadi anatar partikel ehingga laju

reaksi pun semakin kecil

Suhu

Suhu juga turut berperan dalam mempengaruhi laju reaksi Apabila

suhu pada suatu reaksi yang berlangsung dinaikkan maka menyebabkan

partikel semakin bergerak aktif sehingga tumbukan yang terjadi semakin

sering menyebabkan laju reaksi semakin besar Sebaliknya apabila suhu

diturunkan maka partikel semakin tak aktif sehingga laju reaksi semakin

kecil

20

Katalisator

Katalis adalah suatu zat yang mempercepat laju reaksi kimia pada suhu

tertentu tanpa mengalami perubahan oleh reaksi itu sendiri Suatu katalis

berperan dalam reaksi tetapi bukan sebagai pereaksi ataupun produk Katalis

memungkinkan reaksi berlansung lebih cepat atau memungkinkan reaksi pada

suhu yang lebih rendah akibat perubahan yang dipicunya terhadap pereaksi

Katalis menyediakan suatu jalur pilihan dengan energi aktivasi yang lebih

rendah Katalis mengurangi energi yang dibutuhkan untuk berlangsungnya

reaksi

Katalis dapat dibedakan ke dalam dua golongan utama yaitu katalis

homogeny dan katalis heterogen Katalis heterogen adalah katalis yang ada

dalam fase yang berbeda dengan pereaksi dengan reaksi yang dikatalisisnya

Sedangkan katalis homogen berada dalam fase yang sama Katalis homogeny

umumnya bereaksi dengan satu atau lebih pereaksi untuk membentuk suatu

perantara kimia yang selanjutnya bereaksi membentuk produk akhir reaksi

dalam suatu proses yang memulihkan katalisnya

Pengaruh suhu terhadap laju reaksi

Persamaan Arrhenius ( 1889 ) Persamaan empiris pengaruh suhu

terhadap konstanta laju reaksi Rumus

Dimana

K = Konstanta rata-rata

A = konstanta Arrhenius

Ea = Energi aktivasi

R = konstanta gas

T = temperaur )Catatan Bilangan pokok ion disebut juga e = 10

K = A e ndash

21

Persamaan Regresi

K = A e ndash

ln K = ln A + ( ln e ndashEaRT )

ln K = ln A + ( )

ln K = ln A ndash

y = A + BX

)Catatan

Intersept = ln A

Slope =

Didapatkan Ea dari regresi linear

Slope =

Ln K

1T

Persamaan Arrhenius untuk dua suhu ( bila salah satu suhu diketahui )

Ln = ( - ) atau ln K ( T2 ) = ln (T1 ) + ( minus)

Kurva persamaan Arrhenius untuk dua suhu

22

Contoh soal

1 Hasil percobaan dekomposisi suatu sediaan 5-hidroksimetilfurfural

memperlihatkan kinetika obat order ke satu dengan data konstanta

laju dekomposisinya seperti berikut ini yaitu pada suhu

120 o C = 3258 x 10-4 det-1

130oC = 838 x 10-4 det-1

140oC = 1350 x10-4 det-1

Hitunglah

a Ea

b K (25)

c T ( 90 25 )

Jawab

Diketahui R = 8314 JK-1mol-1

a 1ln k ( T2 ) = ln k ( T1 ) - ( minus )

ln 838x10-4 = ln 3258x10-4 ndash

( minus )

= minus

(000254minus 000248)

= minus

(000006)

17998 = minus

x 610-5

minus퐸푎 =

minus퐸푎 = 249 x 105 gmol

= 249 KJmol

b Didapat persamaan dari Excel

y = - 11850 x + 22148

23

ln k = - 11850 ( ) + 22148

ln k = - 39765 + 22148

ln k = - 17617

k = 22 x 10-8

c t90 =

=

= 2102102 detik ~ 24 hari

Bila dihitung dengan kalkulator maka

t90 =

=

= 4772727 detik ~ 55 hari

2 konstanta laju dekomposisi sulfacetamid dalam sediaan larutan ( pH =

74 ) pada suhu 80oC = 325 x 10-7det-1 dengan Ea = 9581 KJmol-1

Diketahui R = 8314 JK-1 mol-1 Hitung K dan t90 sediaan sulfacetamid

tsb pada suhu 250C

Jawab

ln K2 = ln K1 - minus

= ln 325x10-7 -

( minus )

= - 1493 1152 (283푥10 minus 335푥10 )

= - 1493 + 1152(minus052푥10 )

= - 1493 - 59904푥10

= - 1493 - 0006177

ln K 2 = - 14936977

K = 326푥10 푑푒푡

24

t90 =

=

= 322푥10 푑푒푡 푎푡푎푢103푡푎ℎ푢푛

Pertemuan 5

Tanggal 30 September 2014

REAKSI ENZIMATIS

Sel-sel tubuh makhluk hidup didalamnya melakukan proses

metabolism Proses metabolisme yang terjadi dalam sel-sel tubuh dapat

digolongkan menjadi dua yaitu katabolisme dan anabolisme Katabolisme

merupakan reaksi penguraian senyawa kompleks menjadi senyawa

sederhana dengan tujuan mendapatkan energi siap pakai dalam bentuk

Adenosine Triphosphate (ATP) Reaksi anabolisme merupakan reaksi

pembentukan senyawa organik dari senyawa anorganik Pada reaksi

anabolisme dibutuhkan ATP sebagai sumber energinya Adapun reaksi

katabolisme atau reaksi anabolisme yang terjadi didalam tubuh keduanya

membutuhkan enzim sebagai biokatalisator

Setiap reaksi penguraian (katabolisme) merupakan reaksi eksoterm

sedangkan setiap reaksi pembentukan (anabolisme) merupakan reaksi

endoterm Dalam tubuh sel-sel memerlukan energi aktivasi Makhluk hidup

mengganti energy aktivasi dengan suatu struktur protein yang dikenal

dengan sebutan enzim

25

Ea reaksi dengan enzim lt Ea reaksi tanpa enzim

(Ea reaksi dengan ezim berlangsung lebih cepat)

RUMUS

minusdsdt =

dPdt = Velocity =

Vmax SKm + S

E + S harr ES + P + E

V = K2 [E]0 [S]0

[S]0 + Km

Keterangan

Km Konstanta

Michaelis

K2 Daya enzim mentansformasi suatu substrat membentuk

produk

(Jumlah molekul yang dikonversikan menjadi produk dalam

suatu waktu permolekul enzim)

Bila [S]0 berlebihan laju reaksi maksimal

Maka K2 [E]0 = Vmax

V = Vmax [S]0

[S]0 + Km

(Persamaan Lineweaver-Burk)

Keterangan V = kecepatan reaksi (laju reaksi) Km = konstanta Michaelis-Menten Vmax = kecepatan reaksi maksimal [S] = konsentrasi substrat

26

Faktor ndash faktor yang mempengaruhi

kerja enzim

Dalam aktivitasnya enzim sangat

dipengaruhi oleh factor lingkungan seperti

suhu pH konsentasi enzim konsentrasi

substrat dan inhibitor

a Suhu

Suhu merupakan factor ligkungan yang penting bagi kerja enzim sampai

pada titik tertentu kecepatan reaksi akan meningkat seiring dengan

meningkatnya suhu Pada akhirnya kecepatan reaksi akan menurun drastis

pada suhu tersebut melewati suhu optimumnya Pada suhu yang lebih tinggi

(ekstrim) protein penyusun enzim akan mengalami denaturasi Enzim pada

mamalia (manusia) bekerja pada suhu 37degC Bakteri yang hidup di sumber air

panas mempunyai enzim dengan suhu optimal 70degC

b pH

Enzim bekerja pada pH tertentu umumnya enzim mmembutuhkan pH

optimum netral (pH=7) Enzim yang berada dalam lambung memiliki pH

optimum asam (pH=2) Peningkatan atau penurunan pH yang ekstrim akan

menyebabkan enzim mengalami denaturasi

c Konsentasi enzim

Pada konsentrasi substrat tertentu konsentrasi enzim akan meningkatkan

kecepatan reaksi enzimatis Dengan kata lain kecepatan reaksi enzimatis (V)

berbanding lurus dengan konsentrasi enzim (E) sampai batas tertentu

sehingga reaksi mengalami kesetimbangan Pada saat setimbang peningkatan

konsentrasi enzim sudah tidak berpengaruh

1푣 푣푠

1[푆]0

27

d Konsentrasi substrat

Pada konsentrasi enzim yang tetap peningkatan konsentrasi substrat akan

menaikkan kecepatan reaksi enzimatis

sampai mencapai kecepatan maksimum

yang tetap Pada titik maksimum semua

enzim telah jenuh dengan substrat

sehingga penambahan substrat sudah tidak

akan meningkatkan kecepatan reaksi

enzimatis

Transformasi Lineweaver-Burk

1V = KmVmax 1S + 1Vmax

y = m x = t

1V

y ndash intercept = 1Vmax

x ndash intercept = -1Km1 [S]

e Inhibisi enzim

1 Inhibisi Kompetitif

Penghambatan aktivitas enzim melalui mekanisme inhibisi

kompetitif terjadi ketika substrat (S) dan inhibitor (I) bersaing untuk dapat

mengikat sisi aktif enzim Hal ini disebabkan karena bentuk inhibitor

menyerupai substrat Kompleks EI yang terbentuk tidak dapat menjalani

28

langkah katalitik dan tidak dapat membentuk produk Akibatnya terjadi

penurunan jumlah produk yang terbentuk

Berikut adalah pendekatan keadaan tunak dalam penentuan hukum

laju inhibisi kompetitif enzim

K1 = [E][I] helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (1)

[EI]

[E][S] = k-1 + k2 = KM (2)

[ES] k1

[Etot] = [E] + [ES] +[EI]helliphelliphellip (3)

[Etot] = [E] + [ES] + [E][I]

K1

[Etot] = [E] 1 + [I] + [ES]

K1

maka

[퐸] = [ ] [ ]

helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (4)

Berdasarkan teori Michaelis-Mentein kecepatan awal ditentukan oleh

kecepatan penguraian [ES] yang ketetapan kecepatan reaksinya adalah k2

sehingga

V =k2 [ES] helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip(8)

substitusi persamaan (7) ke dalam persamaan (8)

V = k2 [Etot] [S]

[S] + KrsquoM (9)

29

Vmax didefinisikan sebagai kecepatan pada saat semua E yang tersedia

terdapat sebagai ES

Vmax = k2 [Etot] helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip(10)

Sehingga diperoleh

V = kcat [Etot] [S] helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (11)

KM 1 + [I] + [S]

K1

Transformasi persamaan Michaelis-Mesntein (persamaan Lineweaver-

Burk) yaitu dari persamaan (11)

V = Vmax [S]

[S] + KrsquoM

Maka

1 = [S] + KMrsquo

V Vmax [S]

1 = KMrsquo + [S]

V Vmax [S] Vmax [S]

1 = KMrsquo 1 + [S]

V Vmax [S] Vmax

2 Inhibisi Uncompetitive

Inhibisi uncompetitive enzim terjadi apabila inhibitor (I) mengikat

salah satu sisi dari kompleks enzim dan substrat (ES) Kompleks ESI yang

terbentuk tidak dapat membentuk produk (P)

Berikut adalah pendekatan keadaan tunak dalam penentuan hukum

laju inhibisi kompetitif enzim

30

KI = [ES] [I] helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (1)

ESI

[E] [S] = k-1 + k2 = KM helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (2)

[ES] k1

[Etot] = [E] + [S] + [ES] helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (3)

Berdasarkan teori Michaelis-Mentein kecepatan awal ditentukan oleh

kecepatan penguraian [ES] yang tetapan kecepatan reaksinya adalah k2

sehingga

V = k2 [ES] helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (7)

Substitusi persamaan (6) ke persamaan (7)

V = k2 [Etot] [S]

[S] 1 + [I] KM helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (8)

KI

Vmax didefinisikan sebagai kecepatan pada saat semua E yang

tersedia terdapat sebagai ES

Vmax = k2 [Etot] helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (9)

Substitusi persamaan (9) ke persamaan (8)

V = Vmax [S]

[S] 1 + [I] + KM

KI

3 Inhibisi Non Kompetitif

Penghambatan non kompetitif terjadi apabila inhibitor (I) mengikat

sisi aktif pada enzim (E) maupun pada kompleks enzim dan subtrat (ES)

EI + S ESI

31

Berikut adalah pendekatan keadaan tunak dalam penentuan

hukum laju inhibisi kompetitif enzim

KI = [E] [I] = [ES] [I]

[EI] [ES] helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (1)

[E] [S] = k-1 + k2 = KM

[ES] k1 helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (2)

[Etot] = [E] + [ES] + [EI] + [ESI]helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (3)

Vmax didefinisikan sebagai kecepatan pada saat semua E yang

tersedia terdapat sebagai ES

Vmax = k2 [Etot] helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (4)

Parameter kinetika dalam mekanisme inhibisi enzim (kompetitif

uncompetitive non kompetitif) antara lain Vmax KM dan kcat

1 Vmax adalah laju reaksi maksimum yang dikatalisis enzim

2 KM menyatakan konsentrasi substrat yang diperlukan agar reaksi

katalisis efektif

kcat adalah tetapan laju pada tahap penentu laju yang menyatakan

jumlah substrat yang dapat diubah per detik

Contoh reaksi berikut

Fumarase

Furmarate + H2O mdashmdashmdashrarr L-Malate

1 Hitung laju perubahan fumarate menjadi L-Malate bila diketahui

Konsentrasi fumarate = 124 x 10-4 molL

Konsentrasi enzim fumarase = 105 x 10-6 molL

Konstata Michaelis = 185 x 10-6 molL

Dan bilangan turnover enzim fumarase = 175 x 103 det-1

32

Diketahui [S]0 = 124 x 10-4 molL

[E]0 = 105 x 10-6 molL

Km = 185 x 10-6 molL

K2 = 175 x 103 det-1

Ditanya V hellip

Jawab

V = Vmax [S]0

[S]0 + Km

V = K2 [E]0 [S]0

[S]0 + Km

V = [175 x 103 det-1] [105 x 10-6 molL] [124 x 10-4 molL]

[124 x 10-4 molL] + [185 x 10-6 molL]

V = 22785 X 10-7 molLdet

12585 x 10-4

V = 181 X 10-3 molLdet

2 Laju awal dekomposisi H2O2 yang dikatalisis dengan enzim

katalase adalah 138 x 10-2 267 x 10-2 an 60 x 10-2 Mdet

berturut-turut untuk konsentrasi awal H2O2 = 001 002 005 M

Konsentrasi enzim katalase = 40 x 10-8 M

Hitung Vmax konstanta Michaelis

Dan bilangan turnover enzim

Diketahui V1 = 138 X 10-2

V2 = 267 x 10-2

33

V3 = 60 X 10-2

[H2O2] = 001 002 005 M

[Ekatalase] = 40 x 10-2 M

Ditanya Vmax Km dan K2 hellip

Jawab

X (1[H2O2] Y (1V)

100 7246

50 3745

20 1667

y = 0697x + 25691

Intercept = 26591

Slope = 06977

R2 = 09999 rarr R2 = 1

a 1 = 25691 (intercept)

Vmax

Vmax = 1

25691

= 0389 molLdet

b Km = 06977 (slope)

Vmax

Km = 06977

0389

Km = 0272 molL

34

c Vmax = k2 [E]0

0389 = k2 40 x 10-8 M

k2 = 0389

40 x 10-8

= 0097 x 108

3 Laju pertumbuhan bakteri Lactobacillus acidephilus (dalam suatu

media) selama fase pertumbuhan exponensial menunjukan 924 x

10-3menit Hitung waktu generasi (tg) bakteri tersebut tg waktu

yang diperlukan mikroorganisme untuk melipat gandakan

populasinya yakni menjadi

Jawab

ln = Nt = λt ln = 2N0 = λtg

N0 N0

tg = ln2 tg = 0693

λ 924 x 10-3

tg = 0075 x 103

tg = 75 menit

35

Pertemuan 6

Tanggal 7 Oktober 2014

TEGANGAN PERMUKAAN

Molekul di permukaan mengalami gaya

resultan ke arah dalam media Molekul di

dalam media tidak mengalami gaya resultan

Molekul-molekul cairan memberikan

gaya tarik satu dengan lainnya terdapat gaya

total yang besarnya nol pada molekul di dalam volume cairan tetapi molekul

permukaan ditarik ke dalam volume Sehingga cairan cenderung memperkecil

luas permukaannya hanya dengan meregang lapisan (Fisika Universitas Jl 110

hal 431)

Tegangan permukaan (ᵞ)

- Molekul di bagian dalam media yang bergeak ke permukaan

media membutuhkan kerja untuk mengalami gaya tarik menarik

ke bawah

- Makin banyak jumlah molekul di permukaan media suatu

cairan makin luas permukaan media tersebut

36

- Tetapi dengan adanya gaya resultan ke arah dalam yang dialami

oleh molekul-molekul dipermukaan maka sifat cairan

cenderung untuk meminimumkan luas permukaan

Fenomena alam yang berkaitan dengan sifat kecenderuungan cairan

menimbulkan permukaanya antara lain

- Embun air di atas air

- Air dihinggapi nyamuk

Permukaan zat cair mempunyai sifat ingin meregang sehingga

permukaannya seolah- olah ditutupi oleh suatu lapisan yang elastis Hal ini

disebabkan adanya gaya tarik menarik antara partikel sejenis di dalam zat

cair sampai ke permukaan

Di dalam cairan tiap molekul ditarik oleh molekul lain yang sejenis di

dekatnya dengan gaya yang sama kesegala arah Pada permukaan cairan

tiap molekul ditarik oleh molekul sejenis didekatnya dengan arah hanya

kesamping dan kebawah tetapi tidak ditarik oleh molekul diatasnya karena

diatas permukaan cairan berupa fase uap ( udara ) dengan jarak antara

molekul sangat renggang

Adanya gaya atau tarikan ke bawah menyebabkan permukaan cairan

berkontraksi dan berada dalam keadaan tegang Tegangan ini disebut

dengan tegangan permukaan

Besarnya tegangan permukaan cairan bergantung pada gaya tarik

antara molekul- molekulnya Ketika gaya tarik besar seperti dengan H2O

tegangan permukaan besar Sebaliknya cairan seperti bensin yang tersusun

atas molekul- molekul non polar mempunyai tegangan permukaan yang

kecil karena tarikan antarmolekul lebih lemah

Zat yang tegangan permukaannya rendah sangat mudah membasahi

permukaan bagaimanapun keadaan permukaannya Pelarut hidrokarbon

misalnya nafta atau bensin menyebar pada kaca maupun permukaan

berminyak dengan mudahnya sebab tarikan sesama molekul hidrokarbon

sangat lemah Hampir tidak ada usaha untuk memperluas permukaan cairan

akibatnya mereka mudah menyebar pada permukaan apapun (Brady 1994)

37

Tegangan permukaan (ᵞ)

Banyaknya kerja yang diperlukan untuk memperluas

permukaan suatu cairan Satuannya dalam SI adalah newton per meter

(NM) tetapi satuan cgs dyene per centimeter lebih sering digunakan

1 dynecm = 10-3 Nm = 1 mNm

(Fisika Universitas Jl 110 hal 432)

Tegangan permukaan

- Antara cairan dengan gas atau udara tegangan permukaan

- Antara cairan dengan cairan tegangan antar muka

Contoh nilai ᵞ beberapa cairan pada 20degC

Cairan Cairan-udara (dynecm) Cairan-air (dynecm)

Hg 485 375

H2O 7275 -

C6H6 2888 350

CCl4 2680 451

Aceton 2394 -

Etanol 2249 -

Isopropanol 2192 -

Sukrosa (aquos ) 7645 -

Faktor- Faktor Yang Mempengaruhi Tegangan Permukaan

a Jenis cairan

Pada umumnya cairan yang memiliki gaya tarik antara molekulnya

besar seperti air maka tegangan permukaannya juga besar Sebaliknya pada

cairan seperti bensin karena gaya tarik antara molekulnya kecil maka

tegangan permukaannya juga kecil

38

b Suhu

Tegangan permukaan cairan turun bila suhu naik karena dengan

bertambahnya suhu molekul- molekul cairan bergerak lebih cepat dan

pengaruh interaksi antara molekul berkurang sehingga tegangan

permukaannya menurun

c Adanya zat terlarut

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 detergen dan alkohol

adalah efektif dalam menurunkan tegangan permukaan ( Yazid 2005)

Metode pengukuran tegangan permukaan

- Metode kapiler

- Metode cincin Du Nouy

- Metode Lempengan Wilhelmi

- Metode Tekanan Gelembung maksimum

- Dll

a Metode Kapiler

- Yang digunakan yang luas permukaannya naik

- Permukaan air dalam pipa kapiler terus naik hingga tercapai

keseimbangan dengan gaya gravitasi

Metode ini didasarkan pada kenyataan bahwa bila sebatang pipa

kapiler dimasukan kedalam cairan maka permukaan cairan dalam pipa

kapiler dapat mengalami kenaikan atau penurunan Apabila cairan

membasahi bejana ( θ lt 90 ) maka permukaan cairan akan naik

Sedangkan bila cairan tidak membasahi bejana ( θ gt 90 ) permukaan

cairan akan turun Peristiwa naik turunnya permukaan cairan dalam

kapiler ini disebut dengan kapilaritas

39

Kenaikan atau penurunan cairan dalam kapiler disebabkan oleh

adanya tegangan permukaan yang bekerja pada permukaan cairan yang

menyentuh dinding sepanjang keliling pipa Akibat tegangan permukaan ini

pipa akan memberikan gaya reaksi pada permukaan cairan yang besarnya

sama tapi arahnya berlawanan ( Yazid 2005 )

Catatan

- Jika permukaan atas larutan cembung sudut kontak besar - Jika permukaan atas larutan cekung sudut kontak kecil

Tegangan permukaan diukur dengan melihat ketinggian air cairan yang naik melalui suatu kapiler Metode kenaikan kapiler hanya dapat digunakan untuk mengukur tegangan permukaan tidak bisa untuk mengukur tegangan permukaan tidak bias untuk mengukur tegangan antar muka

Persamaan

퐹푢푝 = 훾(2휋푟) cos휃

퐹푑표푤푛 = 휌푔(ℎ휋푟 )

퐹푢푝 = 퐹푑표푤푛 훾 = Keterangan

- 휌 = bobot jenis cairan gml - 푔 = 980 cms - 푟 = jari-jari pipa kapiler - ℎ = tinggi miniskus cairan untuk kapiler - 휃 = sudut kontak ( untuk air dan kebanyakan cairan sangat kecil yakni

mendekati 1 )

Untuk cairan dengan sudut kontak sangat kecil

훾 = atau ℎ =

Sedangkan untuk cairan yang tidak membasahi bejana seperti raksa θ = 140 sehingga cos θ = - 0766 ( berharga negatip) Akibatnya h memiliki harga negatip yang berarti cairan mengalami penurunan atau ditekan dalam kapiler

40

b Metode Cincin Du Nouy

Metode cincin du nouy merupakan metode yang paling baik digunakan karena lebih akurat dan cepat dalam pengukuran tegangan permukaan deterjen serum suspensi koloid dan lain- lain

Berdasarkan pengukuran gaya yang diperlukan untuk melepaskan cincin dari permukaan cairan Metode ini digunakan untuk mengukur tegangan antar muka cairan

Persamaan

훾 = 퐹

4휋푅 퐶

Keterangan - F = gaya yang diperlukan untuk melepaskan cincin dari

permukaan - R = jari-jari lingkar cincin - C = Faktor koreksi

Faktor Koreksi

(퐶 minus 푎) = 4푏휋 푥

1푅 푥

퐹4휋휌푅 + 푐

Keterangan

- a = 07250 (konstan) - b = 009075 m-1 s2 (konstan) - c = 004534 ndash 1695 rR (konstan) - r = jari-jari kawat yang digunakan untuk membuat cincin - R = jari-jari rata-rata lingkaran - 휌 = masa jenis cairan sempel

Ketika mengukur tegangan permuakaan cairan- cairan harus diperhatikan bahwa cairan yang ada dibawah benar- benar membasahi cincin (Bird 1987)

c Metode Lempengan Wilhelmi

Metode ini didasarkan pada gaya yang diperlukan untuk menarik pelat tipis dari permukaan cairan Pelat digantung pada salah satu lengan neraca dan dimasukkan kedalam cairan yang akan diselidiki Besarnya gaya tarik pada neraca yang digunakan untuk melepas pelat dari permukaan cairan dicatat

Persamaan

푃 = 푚푔 + 퐿훾 cos휃 minus 푠ℎ휌푔

41

Keterangan

- P = gaya yang dipergunakan untuk melepaskan lempengan dari permkaan cincin

- m = berat lempengan - 푔 = gaya gravitasi - 푠 = luas penampang lempengan - ℎ = kedalaman lempeng yang dicelupkan - 퐿 = keliling lempengan - 휌 = bobot jenis cairan

Dalam metode ini diandaikan sudut kontak θ = 00 dan pengaruh

dari ujung- ujung lempeng dapat diabaikan ( Yazid 2005 ) Pada metode ini digunakan lempengan mika tipis atau kaca slide

mikrosip yang digantung pada neraca Pengukuran dapat dilakukan dengan cara statistik ataupun dengan detasment yang secara akurat diberikan pada persamaan ideal

Jika pengukurannya dilakukan dengan metode detasmen prosedurnya hampir sama dengan metode cincin Du Nouy tetapi faktor koreksi hanya 01 ( Adamson 1990)

d Metode Tekanan Gelembung Maksimum Tegangan permukaan menyebabkan adanya perbedaan tekanan

pada kedua sisi permukaan cairan yang lengkung Tekanan pada sisi yang cembung Ketika pertama kali tekanan dikenakan jari- jari gelembung sangat besar Sementara gelembung itu mengembang jari- jarinya akan semakin kecil sampai nilai minimum

Pada keadaan ini jari- jari gelembung sama dengan jari- jari tabung gelas Bila tekanan terus dinaikkan jari- jari gelembung akan membesar kembali sampai akhirnya gelembung ini lepas dari tabung gelas dan naik ke permukaan cairan jelas bahwa tekanan maksimum diperoleh pada saat jari- jari minimum

Tekanan maksimum ini bukan hanya disebabkan perbedaan tekanan pada kedua sisi gelembung tetapi juga disebabkan oleh adanya tekanan hidrostatik ( yang bergantung pada ketinggian tabung gelas dalam cairan )

Persamaan

훾 = ∆휌푔푑푒 1퐻

Keterangan

o ∆휌 = perbedaan bobot jenis o 푑푒 = diameter maksimum tetesan

42

o = faktor koreksi yang ditentukan oleh rasio 푑푠 푑푒

Metode tekanan gelembung maksimum memiliki keakuratan di bawah 10 yang mana tidak tergantung pada jarak kontak dan hanya merupakan sebuah pengetahuan dasar dari densitas suatu cairan ( Jika menggunakan pipa ganda ) dan pengukurannya juga relatif cepat Rata- rata sebuah gelembung harganya sekitar 1 sek (Adamson 1990)

Pertemuan 7

Tanggal 14 Oktober 2014

TEGANGAN ANTAR MUKA

Tegangan permukaan merupakan gaya persatuan panjang yang

harus dikerjakan sejajar permukaan untuk mengimbangi gaya tarikan

kedalam pada cairan Hal tersebut terjadi karena pada permukaan gaya

adhesi (antara cairan dan udara) lebih kecil dari pada gaya kohesi antar

molekul cairan sehingga menyebabkan terjadinya gaya kedalam pada

permukaan cairan

Tegangan antar muka adalah gaya per satuan panjang yang terdapat

pada antar muka dua fase cairan yang tidak dapat tercampur Tegangan antar

muka selalu lebih kecil dari pada tegangan permukaan kerena gaya adhesi

antara dua cairan tidak bercampur lebih besar dari pada adhesi antara cairan

dan udara

Cairan-cairan (immisible)

L ƔL ƔL Tegangan permukaan L

ƔS Tegangan permukaan S

ƔSL ƔSL Tegangan antarmuka SL

S ƔS

43

Missible dua zat yang bercampurlarut dengan sempurna berapapun

konsentrasijumlahnya

Immisible dua zat (cairan dengan cairan) yang sama sekali tidak

dapat bercampurlarut

Pada dasarnya tegangan permukaan suatu zat cair

dipengaruhi oleh beberapa faktor diantaranya suhu dan zat terlarut

Dimana keberadaan zat terlarut dalamsuatu cairan akan

mempengaruhi besarnya tegangan permukaan terutama molekul zat

yang berada pada permukaan cairan berbentuk lapisan monomolekuler

yang disebut dengan molekul surfaktan Kemudian suhu juga sangat

mempengaruhi tegangan permukaan suatu cairan dimana ketika suhu

naik maka tegangan permukaan cairan akan turun

Suhu uarr = Tegangan permukaan darr ldquoberbanding terbalikrdquo

Fenomena Permukaan dan Fenomena Antar muka

Permukaan Fenomena

Cairan ndash Udara Tegangan Permukaan

Padat ndash Udara Adsorbsi

Antar Muka Fenomena

Cairan ndash Cairan

(immisible)

Tegangan Antar Muka

Padat ndash Cair Pembasah (Wetting)

Tegangan Antar Muka Cairan ndash Cairan (immisible)

1) Gaya persatuan panjang yang bekerja pada antar muka dua cairan

yang immisible

Satuan dynecm-1

44

2) Kerja yang diperlukan untuk memisahkan 2 permukaan cairan

immisible

Satuan ergcm-2

Manfaat fenomena antar muka dalam farmasi

1 Formulasi sediaan serbuk yang hidrofob

2 Menentukan jenis surfaktan untuk membuat emulsi

3 Meningkatkan stabilitas suspensi dan emulsi

4 Mengatasi sediaan obat yang berbusa

5 Adsorbsi obat pada saluran pencernaan

Soal

1 Hitung Ɣ fenol bila diketahui tinggi kenaikan permukaan fenol dalam

pipa kapiler (r = 007 cm) adalah 093 cm pada suhu 37˚C Bila

diketahui bobot jenis fenol 113 gcm-1 dan konstanta gravitasi = 9807

cm det-2

Diketahui

a) r = 007 cm

b) ρ = 113 gcm-1

c) g = 9807 cm det-2

d) h = 093 cm

Ditanya Ɣfenol

Jawab

Ɣfenol = frac12 (rρgh)

= frac12 (007 x 113 x 9807 x 093)

= 3607 dynecm-1

45

Gaya Kohesi dan Adhesi

Terdapat dua macam gaya tarik menarik antar partikel yaitu kohesi

dan adhesi Kohesi adalah gaya tarik menarik antara partikel yang sejenis

Kohesi dipengaruhi oleh kerapatan dan jarak antar partikel dalam zat gaya

kohesi mengakibatkan dua zat bila dicampurkan tidak akan saling

bercampur Contoh tidak bercampurnya air dengan minyak tidak

melekatnya air raksa pada dinding pipa kapiler dan air pada daun talas

Adhesi adalah gaya tarik menarik antara partikel-partikel yang

tidak sejenis Gaya adhesi akan mengakibatkan dua zat akan saling melekat

bila dicampurkan Contoh bercampurnya air dengan tehkopi melekatnya

air pada dinding pipa kapiler dan melekatnya tinta pada kertas

Adanya gaya tarik menarik antara partikel zat cair menyebabkan

adanya tegangan permukaan dimana permukaan zat cair cenderung

menegang dan seolah terdapat selaput atau lapisan yang tegang sehingga

dapat menahan benda Selain adanya peristiwa tegangan permukaan akibat

adanya gaya tarik menarik antara partikel juga menyebabkan terjadinya

peristiwa meniskus cembung dan meniskus cekung

Meniskus Cembung dan Meniskus Cekung

Meniskus adalah peristiwa mencekung atau mencembungnya

permukaan zat cair Berdasarkan bentuk permukaan zat cair meniskus

dibedakan menjadi dua yaitu meniskus cembung dan meniskus cekung

Meniskus cembung terjadi jika gaya kohesi lebih besar dari pada gaya

adhesi Sedangkan meniskus cekung terjadi jika adhesi lebih besar dari pada

kohesi

46

Jika Wc lt Wa

Sudut Cos Ɵ Kecil

Permukaan cairan dalam kapiler cekung dan naik

Jika Wc gt Wa

Sudut Cos Ɵ Besar

Permukaan cairan dalam kapiler turun dan berbentuk cembung

Ɣ Rasio imbangan antara gaya Kohesi dan Adhesi

Cairan-Cairan (immisible)

Mempengaruhi koefisien sebaran (S)

Jika kerja kohesi lebih besar dari kerja adhesi maka nilai

koefisien sebarannya kecilrendah

Contoh

Asam stearat jika dilarutkan dengan air maka koefisien sebarannya

rendah karena gugus nonpolar pada asam stearat lebih panjang dari

gugus polarnya (gugus polar jadi titak berpengaruh)

47

Jika kerja kohesi lebih rendah dari kerja adhesi maka nilai koefisien

sebarannya tinggi Spreading

Contoh

Propanol jika dilarutkan dengan air maka koefisien sebarannya tinggi

karena mempunyai gugus ndashOH yang dapat berikatan hidrogen dengan

air dan bersifat polar

Tegangan permukaan dipengaruhi oleh

Rasio

Polar

Nonpolar

Si = Wa ndash Wc

Wc = 2 Ɣx

Wa = (Ɣx + Ɣair - Ɣx-air)

Si Bila nilai Si positif maka sebaranspreading terjadi

Bila nilai Si 0 tetap ada peluang sebaran

Bila nilai Si negatif tidak terjadi sebaran

Soal

Diketahui Ɣbenzen = 289 dynecm-1 Ɣair = 728 dynecm-1 dan Ɣbenzen-air =

35 dynecm-1 Hitung nilai kerja kohesi benzen kerja adhesi benzen-air

dan koefisien penyebaran awal benzen

Diketahui

a) Ɣbenzen = 289 dynecm-1

b) Ɣair = 728 dynecm-1

c) Ɣbenzen-air = 35 dynecm-1

48

Ditanya

a) Wc

b) Wa

c) Si

Jawab

Wc = 2 Ɣbenzen

= 2 x 289

= 578 dynecm-1

Wa = (Ɣbenzen + Ɣair ndash Ɣbenzen-air)

= (289 + 728 ndash 35)

= 667 dynecm-1

Si = Wa ndash Wc

= 667 ndash 578

= 89 dynecm-1

Benzen dapat tersebar dalam air karena nilai Si positif (+)

49

DAFTAR PUSTAKA

1 Tayangan Dosen

2 UraianPenjelasan Dosen pada saat Perkuliaha

3 Text Book

- Yazid Estein dan Nursanti Lisda 2006 Penuntun Praktikum Biokimia

Yogyakarta ANDI

- Santoso Begot 2007 BIOLOGI Jakarta Interplus Ridho_Brilliantoro

Tugas_Enzimologi

- Eistein Yazid 2005 Kimia Fisika Untuk Paramedis Yogyakarta Penerbit

Andi

- Adamson A W (1990) Physical Chemistry of Surfaces 5 th Ed New

York Willey

- Hugh DYoung Roger A Freedman 2002 Fisika Universitas Ed10 Alih

bahasa Juliastuti Endangdkk Jakarta Erlangga

- Kamajaya(2007)Cerdas Belajar FisikaBandungGrafindo Media Pratama

- IndrajitDudi(2007)Mudah dan Aktif Belajar FisikaBandungPT Setia

Purna Inves

4 Internet

- httprepositoryusuacidbitstream123456789395874Chapter20IIpdf

- httpstaffuiacidsystemfilesusersjoshitadjajadisastramaterialkestabil

anobatkuliahs2pdf

- httpstaffunyacidsitesdefaultfilespendidikanPurwanti20Widhy2

0Hastuti20SPd20MPdLaju20Reaksi20(2)pdf

- fileCUsersElrio20PutraDownloadsChapter20820Kinetika20

Kimiapdf

- httpusupressusuacidfilesKinetika20Kimia20Reaksi20Element

er_Normal_bab201pdf

- httpffarmasiuadacidwp-contentuploads201301orde-reaksi-waktu-

paruhpdfhttpnissanisso-fkp11webunairacidartikel_detail-49831-

Umum-sifat20kerja20obathtml

- httpmipa-farmasiblogspotcom201202tegangan-permukaan-tegangan-

antar-mukahtmlm=1

50

Page 4: Farfis2 before mid.pdf

4

A Laju Reaksi

Laju reaksi menyatakan laju perubahan konsentrasi zat-zat

komponen reaksi setiap satuan waktu

Laju pengurangan konsentrasi pereaksi per satuan waktu

Laju penambahan konsentrasi hasil reaksi per satuan waktu

Perbadingan laju perubahan masing-masing komponen sama

dengan perbandingan koefisien reaksinya

Laju reaksi menggambarkan seberapa cepat reaktan terpakai dan

produk terbentuk

Jumlah mol reaktan persatuan volume yang bereaksi per satuan

waktu

Satuan molL-1detik-1

Hukum Laju Reaksi

Persamaan dasar reaksi

REAKTAN PRODUK

(R) (P)

Laju reaksi v atau r

V = [ ] (laju konsumsi reaktan)

V = [ ] (laju pembentukkan produk)

note ketika keadaan reversible laju penambahan ldquoprdquo dan laju

pengurangan ldquorrdquo bisa stabil atau konstan

Hukum Persamaan Laju Reaksi

Hukum laju menyatakan hubungan laju reaksi dengan konstanta

laju dan pangkat dari konsentrasi reaktan

aA + bB cC + dD

Laju = k [A]x[B]y

Reaksi orde ke-x dalam A

Orde keseluruhannya adalah (x + y)

5

atau

V = [ ] = k [R]x

ket x = orde reaksi

k = konstanta laju reaksi nilai orde dan konstanta laju reaksi

ditetapkan melalui percobaan

Hukum-hukum Laju

Hukum laju selalu ditentukan lewat percobaan

Orde reaksi selalu dinyatakan dalam konsentrasi reaktan (bukan

produk)

Orde reaktan tidak terkait dengan koefisien reaksi dari reaktan dalam

persamaan reaksi setimbang

F2 (g) + 2ClO2 (g) 2FClO2 (g)

laju = k [F2][ClO2]1

Orde reaksi

0 1 2 hellip pecahan pseudo campuran dan negatif

Hukum persamaan laju reaksi menurut ordenya

A produk hellip v = k [A]x

A + B + dst produk hellip v = k [A]x [B]y dst

Orde reaksi terhadap perubahan [A] = x dan terhadap [B] = y maka

orde reaksi (keseluruhan) = x + y

Untuk keperluan estimasi tingkat degradasi sediaan obat yang penting

orde 0 1 2 pseudo (semu) orde 0 dan pseudo orde 1

Menentukan Orde Reaksi dengan Percobaan

Jika diketahui reaksi O2 (g) + 2 NO(g) 2 NO2 (g)

Hujum laju untuk reaksi ini adalah laju = k [O2]m[NO]n

6

Untuk mencari orde reaksi kita lakukan beberapa percobaan

masing-masing dengan konsentrasi-konsentrasi reaktan yang berbeda dan

menentukan laju reaksi awal

Percobaan

Konsentrasi Reaktan Awal

(moll) Laju Awal

(molLs) O2 NO

1 110x10-2 130x10-2 321x10-3

2 220x10-2 130x10-2 640 x10-3

3 110x10-2 260x10-2 128 x10-3

4 330x10-2 130x10-2 960 x10-3

5 110x10-2 390x10-2 288 x10-3

Reaksi Order Pertama

Beberapa aplikasi dari reaksi order I

Menggabarkan berapa banyak obat yang dilepas pada

peredaran darah atau yang digunakan tubuh

Sangat berguna di bidang geokimia

Peluruhan radioakif

Waktu Paruh (t12)

Waktu yang dibutuhkan untuk meluruhkan frac12 dari kuantitas

awal suatu reaktan Waktu paruh dapat digunakan untuk

menghitung konsntanta laju reaksi orde pertama

Orde reaksi (m) ndash Secara intuitif

a Reaksi orde 0

Menaikkanmenurunkan konsentrasi tidak mempengaruhi laju reaksi

7

b Reaksi orde 1

Menaikkan konsentrasi 1x akan menaikkan laju reaksi 1x dan

sebaliknya

c Reaksi orde 2

Menaikkan konsentrasi 1x akan menaikkan laju reaksi 2x dan

sebaliknya

Keterangan pseudo orde

A + B produk

V = k [A]x [B]y misal x = 1 dan y = 1

V = k [A] [B] orde reaksi = 2

Bila [B] dibuat tetap maka laju reaksi hanya dipengaruhi oleh perubahan

[A] maka

V = krsquo [A] pseudo orde 1 dimana krsquo = k[B]y

Selanjutnya bila [A] juga dibuat tetap maka

V = krdquo pseudo orde 0 dimana krdquo = k [A]x [B]y

Contoh pseudo orde

1 Hidrolisis sukrosa (dalam suasana asam) v = k [sukrosa] [H+] kinetika

orde hidrolisis sukrosa = 2 dan bila hidrolisis berlangsung dalam

larutan yang dibuffer berarti nilai [H+] tetap maka kinetika orde

hidrolisis sukrosa pseudo orde 1 hellip (mengikuti kinetika orde 1)

Persamaan v = krsquo [sukrosa]

2 Hidrolisis ampisilin dalam larutan suasana basa

Amp + OH- produk

V = k [Amp] [OH-]

Kinetika orde hidrolisis ampisilin = 2

Bila hirdrolisis berlangsung dalam larutan yang dibuffer berarti nilai

[OH-] tetap maka kinetika orde hidrolisis ampisilin = pseudo orde 1

Selanjutnya bila ampisilin dibuat dalam sediaan suspense yang dibuffer

8

maka kinetika orde hidrolisis ampisilin = pseudo orde 0 hellip (mengikuti

kinetika orde 0)

Persamaan I = krsquo [Amp] pseudo orde 1

Persamaan II = krdquo pseudo orde 0

Persamaan Laju Reaksi (hellip laju konsumsi reaktan)

V = = kCx

= kCx

dimana C = [reaktan]

x = orde reaksi

k = konstanta laju reaksi dan satuannya bergantung pada orde reaksi

Pertemuan Ke-2

Tanggal 9 September 2014

INTEGRAL PERSAMAAN LAJU REAKSI

Persamaan Laju Reaksi dan Orde Reaksi

Pada umumnya hubungan antara laju reaksi dengan konsentrasi zat-zat

pereaksi hanya diturunkan dari data eksperimen Bilangan pangkat yang

menyatakan hubungan konsentrasi zat pereaksi dengan laju reaksi disebut

orde reaksi

9

Keterangan

r = laju reaksi

k = tetapan laju reaksi

[A] = konsentrasi zat A dalam mol per liter

[B] = konsentrasi zat B dalam mol per liter

m = orde reaksi terhadap zat A

n = orde reaksi terhadap zat B

Beberapa contoh reaksi dan rumus laju reaksi yang diperoleh dari

hasil eksperimen dapat dilihat pada Tabel berikut

Tabel Contoh beberapa reaksi dan rumus laju reaksinya

Orde reaksi dapat ditentukan dari persamaan laju reaksi Misalnya pada

reaksi

dengan persamaan laju reaksi

orde reaksi terhadap H2 = orde satu orde reaksi terhadap NO = orde dua

dan orde reaksi total adalah tiga Untuk lebih memahami cara menentukan orde

reaksi dan rumus laju reaksi Orde reaksi dapat juga ditentukan melalui

kecenderungan dari data suatu percobaan yang digambarkan dengan grafik

Berikut ini dijelaskan penentuan orde reaksi melalui grafik

10

1 Grafik Orde Nol

Laju reaksi tidak dipengaruhi oleh

besarnya konsentrasi pereaksi Persamaan

laju reaksinya ditulis

Bilangan dipangkatkan nol sama dengan satu sehingga persamaan laju

reaksi menjadi r raquo k Jadi reaksi dengan laju tetap mempunyai orde reaksi

nol Grafiknya digambarkan seperti Grafik diatas

2 Grafik Orde Satu

Hubungan kecepatan dengan konsentrasi

Untuk orde satu persamaan laju reaksi adalah

Persamaan reaksi orde satu merupakan persamaan linier berarti laju

reaksi berbanding lurus terhadap konsentrasinya pereaksinya Jika

konsentrasi pereaksinya dinaikkan misalnya 4 kali maka laju reaksi akan

menjadi 41 atau 4 kali lebih besar

3 Grafik Orde Dua

Hubungan konsentrasi dengan waktu

11

Persamaan laju reaksi untuk reaksi orde dua

adalah

Apabila suatu reaksi berorde dua terhadap suatu pereaksi berarti laju

reaksi itu berubah secara kuadrat terhadap perubahan konsentrasinya

Apabila konsentrasi zat A dinaikkan misalnya 2 kali maka laju reaksi akan

menjadi 22 atau 4 kali lebih besar

- Reaksi orde 0

Laju reaksi orde 0 tidak bergantung pada reaktan

푉 = 퐾

ndash = kCx dimana x=0 maka = k

ndash = k disusun menjadi ndashdC = kdt atau dC = -kdt

int 푑퐶 = -k

int 푑푡 int 푑퐶 = Ct ndash Co pers Regresi linear

Ct = Co ndash kt

Plotting Ct vs t

Ct = Co - kt

Y = A + Bx

12

- Reaksi orde 1

= kCx dimana X = 1 maka = kC

= kC disusun menjadi = kdt atau

int = -k int 푑푡 ln Ct = ln Co ndash kt

int = ln ln angka 퐶푡 퐶표

ln Ct ndash ln Co

kurva plot ln Ct vs t

- Reaksi orde 2

= kCx dimana X = 2 maka = kC2

= kC2 disusun menjadi = kdt atau = -kdt

int = - k int 푑푡

minus ndash minus = minus푘푡 atau = + 푘푡

Kurva

13

Penetapan orde reaksi dan konstanta laju reaksi (harus) melalui percobaan

- Metode

Metode laju reaksi awal kombinasi dengan metode isolasi pseudo

reaksi

Metode integrasi dan mencocokan persamaan laju reaksi dengan data

percobaan

Untuk reaksi dengan mekanisme sederhana (1 tahap)

Orde reaksi = koefisien stokiometri reaksi

Untuk reaksi dengan mekanisme kompleks ( beberapa tahap)

Orde reaksi mungkin sama atau tidak sama dengan koefisien stokiometri

reaksi

Contoh Tentukan orde reaksi dan konstanta laju reaksi berikut

2 H2(g) + 2 NO(g) N2(g) + 2 H2O(g)

V = k [H2]x [NO2] x= dan y=

Data percobaan

Exp P(H2)0 P(NO)0 V reaksi

1 533 kpa 200 kpa 0035 kpa det-1

2 533 kpa 400 kpa 0140 kpa det-1

3 196 kpa 533 kpa 0091 kpa det-1

4 392 kpa 533 kpa 0182 kpa det-1

Cermati data exp 1 vs 2

V~ [NO]y ie [NO] dibuat 2x v menjadi 4x maka y=2

Cermati data exp 3 vs 4

V ~ [H2]x ie[H2] dibuat 2x v menjadi 2x maka x=1

Jadi diperoleh x=1 dan y=2

V = k [H2] [NO2] 2 reaksi orde 2

14

Menetapkan nilai waktu paruh (T12) dan umur simpan (T90)

Reaksi reaksi orde ke nol dan ke satu

Ct = Co ndash kt

t =

t1 2 = =

t1 2 =

t90 =

t90 =

Reaksi orde satu

ln Ct = ln Co ndash kt

t =

t1 2 =

t1 2 = 0693k

t90 = (= ln

= ln

= ln 1111)

t90 =

t90 =

Note

Misal waktu paruh PCT sediaan 500 mg 1 tahun kemudian

kandungannya menjadi 250 mg (T12) untuk unsur-unsur radioaktif dan

isotop t90 = kimia atau zat kimia pada sediaan masih ada 90 (berkurang

90) paling penting dalam sediaan farmasi ditulis ED

15

Pertemuan 3

Tanggal 16 September 2014

MENETAPKAN NILAI WAKTU PARUH (tfrac12) DAN UMUR SIMPAN (t90)

UNTUK REAKSI-REAKSI ORDE 0 DAN 1

Waktu paruh (tfrac12) dari suatu obat adalah waktu yang dibutuhkan oleh

separuh konsentrasi obat untuk dieliminasi Metabolisme dan eliminasi

mempengaruhi waktu paruh obat Contohnya pada kelainan fungsi hati atau

ginjal waktu paruh obat menjadi lebih panjang dan lebih sedikit obat

dimetabolisme dan dieliminasi Jika suatu obat diberikan terus-menerus

maka dapat terjadi penumpukan obat

Suatu obat akan melalui beberapa kali waktu paruh sebelum lebih dari

90 obat itu dieliminasi Jika seorang klien mendapat 650mg aspirin dan

waktu paruhnya adalah 3jam maka dibutuhkan 3jam waktu paruh pertama

untuk mengeliminasi 325mg dan waktu paruh kedua 9 atau 6jam untuk

mengeliminasi 162mg berikutnya dan seterusnya sampai pada waktu paruh

keenam atau 18jam dimana tinggal 10mg aspirin terdapat dalam tubuh

waktu paruh selama 4-8jam dianggap singkat dan 24jam atau lebih

dianggap panjang Jika obat memiliki waktu paruh yang panjang (seperti

digoksin 36 jam) maka diperlukan beberapa hari agar tubuh dapat

mengeliminasi obat tersebut seluruhnya

Sedangkan umur simpan (t90) adalah jangka waktu penyimpanan pada

kondisi tertentu di mana produk obat masih memenuhi spesifikasi yang

ditetapkan oleh perusahaan pembuat obat

Reaksi Orde 0

퐶푡 = 퐶표 minus 푘푡

푡 =퐶표 minus 퐶푡

16

Nilai waktu paruh (tfrac12)

푡frac12 =

푡frac12 =05퐶표푘

Nilai umur simpan (t90)

푡 =

푡 = 01퐶표푘

Reaksi Orde 1

푙푛퐶푡 = 푙푛퐶표 minus 푘푡

푡 =푙푛퐶표 minus 푙푛퐶푡

Nilai waktu paruh (tfrac12)

푡frac12 =푙푛퐶푡 minus 푙푛05퐶표

푡frac12 =

푡frac12 =0693푘

Nilai umur simpan (t90)

푡 =푙푛퐶표 minus 푙푛09퐶표

푡 =

푡 =0105푘

17

Contoh soal

Sediaan Aspirin dalam larutan (pH 25) dengan konsentrasi awal

030g100ml memperlihatkan kinetika degradasi orde ke 1 dan konstanta laju

degradasinya pada suhu kamar 97times10-7det-1 Hitung

a tfrac12 dan t90 sediaan larutan Aspirin

b Hitung tfrac12 dan t90 Aspirin bila sediaan dibuat dalam bentuk suspensi dengan

dosis 10g100ml diketahui kelarutan Aspirin 033g100ml

Jawab a Diketahui pH larutan 25

Co=03g100ml

Korde 1= 97times10-7det-1

Ditanya tfrac12 dan t90

Dijawab 푡frac12 =

푡frac12 = times

푡frac12 = times

푡frac12 = 71443298detik (826hari)

푡 =

푡 = times

푡 = times

푡 = 10824742detik (125hari)

b Diketahui Suspensi dosis 10g100ml

Kelarutan Aspirin 033g100ml

Ditanya k tfrac12 dan t90

18

Dijawab korde0 = korde1 [Aspirin]

= 97times10-7 times 033

= 3201times10-7

tfrac12 =

tfrac12 = times times

tfrac12 = 156201187detik (1808hari)

푡 =

푡 = times times

푡 = 31240237detik (36hari)

Pertemuan 4

Tanggal 23 September 2014

FAKTOR YANG MEMPENGARUHI LAJU REAKSI

Laju reaksi atau kecepatan reaksi menyatakan banyaknya reaksi

kimia yang berlangsung per satuan waktu Laju reaksi menyataka molaritas

zat terlarut dalam reaksi yang dihasilkan tiap detik reaksi Perkaratan besi

merupakan contoh reaksi kimia yang berlangsung lambat sedangkan

peledakan mesiu atau kembang api adalah contoh reaksi yang cepat Reaksi

kimia untuk laju reaksi sebagai berikut

aA + bB pP + qQ

Dengan a b p dan q adalah koefisien reaksi dan A B P dan Q

adalah zat-zat yang terlibat dalam reaksi laju reaksi dalam suatu system

tertutup adalah

19

v = minus [ ] = minus [ ] = minus [ ] = minus [ ]

dengan [A] [B] [P] dan [Q] menyatakan konsentrasi zat-zat tersebut

Faktor-faktor yang mempengaruhi laju reaksi

Konsentrasi

Karena persamaan laju reaksi didefinisikan dalam bentuk konsentrasi

reaktan maka dengan naiknya konsentrasi maka naik pula kecepatan

reaksinya Artinya semakin tinggi konsentrasi maka semakin banyak molekul

reaktan yang tersedia dengan demikian kemungkinan bertumbukan akan

semakin banyak juga sehingga kecepatan reaksi meningkat Jadi semakin

tinggi konsentrasi semakin cepat pula laju reaksinya

Molaritas

Molaritas adalah banyaknya mol zat terlarut tiap satuan volume zat

pelarut Hubungannya dengan laju reaksi adalah semakin besar molaritas

suatu zat maka semakin cepat suatu reaksi berlangsung Dengan demikian

pada molaritas yang rendah suatu reaksi akan berlajan lebih lambat daripada

molaritas yang tinggi

Luas permukaan

Semakin besar luas permukaan bidang sentuh menyebkan laju reaksi

semakin cepat Begitu juga apabila semakin kecil luas permukaan bidang

sentuh maka semakin kecil tumbukan yang terjadi anatar partikel ehingga laju

reaksi pun semakin kecil

Suhu

Suhu juga turut berperan dalam mempengaruhi laju reaksi Apabila

suhu pada suatu reaksi yang berlangsung dinaikkan maka menyebabkan

partikel semakin bergerak aktif sehingga tumbukan yang terjadi semakin

sering menyebabkan laju reaksi semakin besar Sebaliknya apabila suhu

diturunkan maka partikel semakin tak aktif sehingga laju reaksi semakin

kecil

20

Katalisator

Katalis adalah suatu zat yang mempercepat laju reaksi kimia pada suhu

tertentu tanpa mengalami perubahan oleh reaksi itu sendiri Suatu katalis

berperan dalam reaksi tetapi bukan sebagai pereaksi ataupun produk Katalis

memungkinkan reaksi berlansung lebih cepat atau memungkinkan reaksi pada

suhu yang lebih rendah akibat perubahan yang dipicunya terhadap pereaksi

Katalis menyediakan suatu jalur pilihan dengan energi aktivasi yang lebih

rendah Katalis mengurangi energi yang dibutuhkan untuk berlangsungnya

reaksi

Katalis dapat dibedakan ke dalam dua golongan utama yaitu katalis

homogeny dan katalis heterogen Katalis heterogen adalah katalis yang ada

dalam fase yang berbeda dengan pereaksi dengan reaksi yang dikatalisisnya

Sedangkan katalis homogen berada dalam fase yang sama Katalis homogeny

umumnya bereaksi dengan satu atau lebih pereaksi untuk membentuk suatu

perantara kimia yang selanjutnya bereaksi membentuk produk akhir reaksi

dalam suatu proses yang memulihkan katalisnya

Pengaruh suhu terhadap laju reaksi

Persamaan Arrhenius ( 1889 ) Persamaan empiris pengaruh suhu

terhadap konstanta laju reaksi Rumus

Dimana

K = Konstanta rata-rata

A = konstanta Arrhenius

Ea = Energi aktivasi

R = konstanta gas

T = temperaur )Catatan Bilangan pokok ion disebut juga e = 10

K = A e ndash

21

Persamaan Regresi

K = A e ndash

ln K = ln A + ( ln e ndashEaRT )

ln K = ln A + ( )

ln K = ln A ndash

y = A + BX

)Catatan

Intersept = ln A

Slope =

Didapatkan Ea dari regresi linear

Slope =

Ln K

1T

Persamaan Arrhenius untuk dua suhu ( bila salah satu suhu diketahui )

Ln = ( - ) atau ln K ( T2 ) = ln (T1 ) + ( minus)

Kurva persamaan Arrhenius untuk dua suhu

22

Contoh soal

1 Hasil percobaan dekomposisi suatu sediaan 5-hidroksimetilfurfural

memperlihatkan kinetika obat order ke satu dengan data konstanta

laju dekomposisinya seperti berikut ini yaitu pada suhu

120 o C = 3258 x 10-4 det-1

130oC = 838 x 10-4 det-1

140oC = 1350 x10-4 det-1

Hitunglah

a Ea

b K (25)

c T ( 90 25 )

Jawab

Diketahui R = 8314 JK-1mol-1

a 1ln k ( T2 ) = ln k ( T1 ) - ( minus )

ln 838x10-4 = ln 3258x10-4 ndash

( minus )

= minus

(000254minus 000248)

= minus

(000006)

17998 = minus

x 610-5

minus퐸푎 =

minus퐸푎 = 249 x 105 gmol

= 249 KJmol

b Didapat persamaan dari Excel

y = - 11850 x + 22148

23

ln k = - 11850 ( ) + 22148

ln k = - 39765 + 22148

ln k = - 17617

k = 22 x 10-8

c t90 =

=

= 2102102 detik ~ 24 hari

Bila dihitung dengan kalkulator maka

t90 =

=

= 4772727 detik ~ 55 hari

2 konstanta laju dekomposisi sulfacetamid dalam sediaan larutan ( pH =

74 ) pada suhu 80oC = 325 x 10-7det-1 dengan Ea = 9581 KJmol-1

Diketahui R = 8314 JK-1 mol-1 Hitung K dan t90 sediaan sulfacetamid

tsb pada suhu 250C

Jawab

ln K2 = ln K1 - minus

= ln 325x10-7 -

( minus )

= - 1493 1152 (283푥10 minus 335푥10 )

= - 1493 + 1152(minus052푥10 )

= - 1493 - 59904푥10

= - 1493 - 0006177

ln K 2 = - 14936977

K = 326푥10 푑푒푡

24

t90 =

=

= 322푥10 푑푒푡 푎푡푎푢103푡푎ℎ푢푛

Pertemuan 5

Tanggal 30 September 2014

REAKSI ENZIMATIS

Sel-sel tubuh makhluk hidup didalamnya melakukan proses

metabolism Proses metabolisme yang terjadi dalam sel-sel tubuh dapat

digolongkan menjadi dua yaitu katabolisme dan anabolisme Katabolisme

merupakan reaksi penguraian senyawa kompleks menjadi senyawa

sederhana dengan tujuan mendapatkan energi siap pakai dalam bentuk

Adenosine Triphosphate (ATP) Reaksi anabolisme merupakan reaksi

pembentukan senyawa organik dari senyawa anorganik Pada reaksi

anabolisme dibutuhkan ATP sebagai sumber energinya Adapun reaksi

katabolisme atau reaksi anabolisme yang terjadi didalam tubuh keduanya

membutuhkan enzim sebagai biokatalisator

Setiap reaksi penguraian (katabolisme) merupakan reaksi eksoterm

sedangkan setiap reaksi pembentukan (anabolisme) merupakan reaksi

endoterm Dalam tubuh sel-sel memerlukan energi aktivasi Makhluk hidup

mengganti energy aktivasi dengan suatu struktur protein yang dikenal

dengan sebutan enzim

25

Ea reaksi dengan enzim lt Ea reaksi tanpa enzim

(Ea reaksi dengan ezim berlangsung lebih cepat)

RUMUS

minusdsdt =

dPdt = Velocity =

Vmax SKm + S

E + S harr ES + P + E

V = K2 [E]0 [S]0

[S]0 + Km

Keterangan

Km Konstanta

Michaelis

K2 Daya enzim mentansformasi suatu substrat membentuk

produk

(Jumlah molekul yang dikonversikan menjadi produk dalam

suatu waktu permolekul enzim)

Bila [S]0 berlebihan laju reaksi maksimal

Maka K2 [E]0 = Vmax

V = Vmax [S]0

[S]0 + Km

(Persamaan Lineweaver-Burk)

Keterangan V = kecepatan reaksi (laju reaksi) Km = konstanta Michaelis-Menten Vmax = kecepatan reaksi maksimal [S] = konsentrasi substrat

26

Faktor ndash faktor yang mempengaruhi

kerja enzim

Dalam aktivitasnya enzim sangat

dipengaruhi oleh factor lingkungan seperti

suhu pH konsentasi enzim konsentrasi

substrat dan inhibitor

a Suhu

Suhu merupakan factor ligkungan yang penting bagi kerja enzim sampai

pada titik tertentu kecepatan reaksi akan meningkat seiring dengan

meningkatnya suhu Pada akhirnya kecepatan reaksi akan menurun drastis

pada suhu tersebut melewati suhu optimumnya Pada suhu yang lebih tinggi

(ekstrim) protein penyusun enzim akan mengalami denaturasi Enzim pada

mamalia (manusia) bekerja pada suhu 37degC Bakteri yang hidup di sumber air

panas mempunyai enzim dengan suhu optimal 70degC

b pH

Enzim bekerja pada pH tertentu umumnya enzim mmembutuhkan pH

optimum netral (pH=7) Enzim yang berada dalam lambung memiliki pH

optimum asam (pH=2) Peningkatan atau penurunan pH yang ekstrim akan

menyebabkan enzim mengalami denaturasi

c Konsentasi enzim

Pada konsentrasi substrat tertentu konsentrasi enzim akan meningkatkan

kecepatan reaksi enzimatis Dengan kata lain kecepatan reaksi enzimatis (V)

berbanding lurus dengan konsentrasi enzim (E) sampai batas tertentu

sehingga reaksi mengalami kesetimbangan Pada saat setimbang peningkatan

konsentrasi enzim sudah tidak berpengaruh

1푣 푣푠

1[푆]0

27

d Konsentrasi substrat

Pada konsentrasi enzim yang tetap peningkatan konsentrasi substrat akan

menaikkan kecepatan reaksi enzimatis

sampai mencapai kecepatan maksimum

yang tetap Pada titik maksimum semua

enzim telah jenuh dengan substrat

sehingga penambahan substrat sudah tidak

akan meningkatkan kecepatan reaksi

enzimatis

Transformasi Lineweaver-Burk

1V = KmVmax 1S + 1Vmax

y = m x = t

1V

y ndash intercept = 1Vmax

x ndash intercept = -1Km1 [S]

e Inhibisi enzim

1 Inhibisi Kompetitif

Penghambatan aktivitas enzim melalui mekanisme inhibisi

kompetitif terjadi ketika substrat (S) dan inhibitor (I) bersaing untuk dapat

mengikat sisi aktif enzim Hal ini disebabkan karena bentuk inhibitor

menyerupai substrat Kompleks EI yang terbentuk tidak dapat menjalani

28

langkah katalitik dan tidak dapat membentuk produk Akibatnya terjadi

penurunan jumlah produk yang terbentuk

Berikut adalah pendekatan keadaan tunak dalam penentuan hukum

laju inhibisi kompetitif enzim

K1 = [E][I] helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (1)

[EI]

[E][S] = k-1 + k2 = KM (2)

[ES] k1

[Etot] = [E] + [ES] +[EI]helliphelliphellip (3)

[Etot] = [E] + [ES] + [E][I]

K1

[Etot] = [E] 1 + [I] + [ES]

K1

maka

[퐸] = [ ] [ ]

helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (4)

Berdasarkan teori Michaelis-Mentein kecepatan awal ditentukan oleh

kecepatan penguraian [ES] yang ketetapan kecepatan reaksinya adalah k2

sehingga

V =k2 [ES] helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip(8)

substitusi persamaan (7) ke dalam persamaan (8)

V = k2 [Etot] [S]

[S] + KrsquoM (9)

29

Vmax didefinisikan sebagai kecepatan pada saat semua E yang tersedia

terdapat sebagai ES

Vmax = k2 [Etot] helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip(10)

Sehingga diperoleh

V = kcat [Etot] [S] helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (11)

KM 1 + [I] + [S]

K1

Transformasi persamaan Michaelis-Mesntein (persamaan Lineweaver-

Burk) yaitu dari persamaan (11)

V = Vmax [S]

[S] + KrsquoM

Maka

1 = [S] + KMrsquo

V Vmax [S]

1 = KMrsquo + [S]

V Vmax [S] Vmax [S]

1 = KMrsquo 1 + [S]

V Vmax [S] Vmax

2 Inhibisi Uncompetitive

Inhibisi uncompetitive enzim terjadi apabila inhibitor (I) mengikat

salah satu sisi dari kompleks enzim dan substrat (ES) Kompleks ESI yang

terbentuk tidak dapat membentuk produk (P)

Berikut adalah pendekatan keadaan tunak dalam penentuan hukum

laju inhibisi kompetitif enzim

30

KI = [ES] [I] helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (1)

ESI

[E] [S] = k-1 + k2 = KM helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (2)

[ES] k1

[Etot] = [E] + [S] + [ES] helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (3)

Berdasarkan teori Michaelis-Mentein kecepatan awal ditentukan oleh

kecepatan penguraian [ES] yang tetapan kecepatan reaksinya adalah k2

sehingga

V = k2 [ES] helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (7)

Substitusi persamaan (6) ke persamaan (7)

V = k2 [Etot] [S]

[S] 1 + [I] KM helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (8)

KI

Vmax didefinisikan sebagai kecepatan pada saat semua E yang

tersedia terdapat sebagai ES

Vmax = k2 [Etot] helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (9)

Substitusi persamaan (9) ke persamaan (8)

V = Vmax [S]

[S] 1 + [I] + KM

KI

3 Inhibisi Non Kompetitif

Penghambatan non kompetitif terjadi apabila inhibitor (I) mengikat

sisi aktif pada enzim (E) maupun pada kompleks enzim dan subtrat (ES)

EI + S ESI

31

Berikut adalah pendekatan keadaan tunak dalam penentuan

hukum laju inhibisi kompetitif enzim

KI = [E] [I] = [ES] [I]

[EI] [ES] helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (1)

[E] [S] = k-1 + k2 = KM

[ES] k1 helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (2)

[Etot] = [E] + [ES] + [EI] + [ESI]helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (3)

Vmax didefinisikan sebagai kecepatan pada saat semua E yang

tersedia terdapat sebagai ES

Vmax = k2 [Etot] helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (4)

Parameter kinetika dalam mekanisme inhibisi enzim (kompetitif

uncompetitive non kompetitif) antara lain Vmax KM dan kcat

1 Vmax adalah laju reaksi maksimum yang dikatalisis enzim

2 KM menyatakan konsentrasi substrat yang diperlukan agar reaksi

katalisis efektif

kcat adalah tetapan laju pada tahap penentu laju yang menyatakan

jumlah substrat yang dapat diubah per detik

Contoh reaksi berikut

Fumarase

Furmarate + H2O mdashmdashmdashrarr L-Malate

1 Hitung laju perubahan fumarate menjadi L-Malate bila diketahui

Konsentrasi fumarate = 124 x 10-4 molL

Konsentrasi enzim fumarase = 105 x 10-6 molL

Konstata Michaelis = 185 x 10-6 molL

Dan bilangan turnover enzim fumarase = 175 x 103 det-1

32

Diketahui [S]0 = 124 x 10-4 molL

[E]0 = 105 x 10-6 molL

Km = 185 x 10-6 molL

K2 = 175 x 103 det-1

Ditanya V hellip

Jawab

V = Vmax [S]0

[S]0 + Km

V = K2 [E]0 [S]0

[S]0 + Km

V = [175 x 103 det-1] [105 x 10-6 molL] [124 x 10-4 molL]

[124 x 10-4 molL] + [185 x 10-6 molL]

V = 22785 X 10-7 molLdet

12585 x 10-4

V = 181 X 10-3 molLdet

2 Laju awal dekomposisi H2O2 yang dikatalisis dengan enzim

katalase adalah 138 x 10-2 267 x 10-2 an 60 x 10-2 Mdet

berturut-turut untuk konsentrasi awal H2O2 = 001 002 005 M

Konsentrasi enzim katalase = 40 x 10-8 M

Hitung Vmax konstanta Michaelis

Dan bilangan turnover enzim

Diketahui V1 = 138 X 10-2

V2 = 267 x 10-2

33

V3 = 60 X 10-2

[H2O2] = 001 002 005 M

[Ekatalase] = 40 x 10-2 M

Ditanya Vmax Km dan K2 hellip

Jawab

X (1[H2O2] Y (1V)

100 7246

50 3745

20 1667

y = 0697x + 25691

Intercept = 26591

Slope = 06977

R2 = 09999 rarr R2 = 1

a 1 = 25691 (intercept)

Vmax

Vmax = 1

25691

= 0389 molLdet

b Km = 06977 (slope)

Vmax

Km = 06977

0389

Km = 0272 molL

34

c Vmax = k2 [E]0

0389 = k2 40 x 10-8 M

k2 = 0389

40 x 10-8

= 0097 x 108

3 Laju pertumbuhan bakteri Lactobacillus acidephilus (dalam suatu

media) selama fase pertumbuhan exponensial menunjukan 924 x

10-3menit Hitung waktu generasi (tg) bakteri tersebut tg waktu

yang diperlukan mikroorganisme untuk melipat gandakan

populasinya yakni menjadi

Jawab

ln = Nt = λt ln = 2N0 = λtg

N0 N0

tg = ln2 tg = 0693

λ 924 x 10-3

tg = 0075 x 103

tg = 75 menit

35

Pertemuan 6

Tanggal 7 Oktober 2014

TEGANGAN PERMUKAAN

Molekul di permukaan mengalami gaya

resultan ke arah dalam media Molekul di

dalam media tidak mengalami gaya resultan

Molekul-molekul cairan memberikan

gaya tarik satu dengan lainnya terdapat gaya

total yang besarnya nol pada molekul di dalam volume cairan tetapi molekul

permukaan ditarik ke dalam volume Sehingga cairan cenderung memperkecil

luas permukaannya hanya dengan meregang lapisan (Fisika Universitas Jl 110

hal 431)

Tegangan permukaan (ᵞ)

- Molekul di bagian dalam media yang bergeak ke permukaan

media membutuhkan kerja untuk mengalami gaya tarik menarik

ke bawah

- Makin banyak jumlah molekul di permukaan media suatu

cairan makin luas permukaan media tersebut

36

- Tetapi dengan adanya gaya resultan ke arah dalam yang dialami

oleh molekul-molekul dipermukaan maka sifat cairan

cenderung untuk meminimumkan luas permukaan

Fenomena alam yang berkaitan dengan sifat kecenderuungan cairan

menimbulkan permukaanya antara lain

- Embun air di atas air

- Air dihinggapi nyamuk

Permukaan zat cair mempunyai sifat ingin meregang sehingga

permukaannya seolah- olah ditutupi oleh suatu lapisan yang elastis Hal ini

disebabkan adanya gaya tarik menarik antara partikel sejenis di dalam zat

cair sampai ke permukaan

Di dalam cairan tiap molekul ditarik oleh molekul lain yang sejenis di

dekatnya dengan gaya yang sama kesegala arah Pada permukaan cairan

tiap molekul ditarik oleh molekul sejenis didekatnya dengan arah hanya

kesamping dan kebawah tetapi tidak ditarik oleh molekul diatasnya karena

diatas permukaan cairan berupa fase uap ( udara ) dengan jarak antara

molekul sangat renggang

Adanya gaya atau tarikan ke bawah menyebabkan permukaan cairan

berkontraksi dan berada dalam keadaan tegang Tegangan ini disebut

dengan tegangan permukaan

Besarnya tegangan permukaan cairan bergantung pada gaya tarik

antara molekul- molekulnya Ketika gaya tarik besar seperti dengan H2O

tegangan permukaan besar Sebaliknya cairan seperti bensin yang tersusun

atas molekul- molekul non polar mempunyai tegangan permukaan yang

kecil karena tarikan antarmolekul lebih lemah

Zat yang tegangan permukaannya rendah sangat mudah membasahi

permukaan bagaimanapun keadaan permukaannya Pelarut hidrokarbon

misalnya nafta atau bensin menyebar pada kaca maupun permukaan

berminyak dengan mudahnya sebab tarikan sesama molekul hidrokarbon

sangat lemah Hampir tidak ada usaha untuk memperluas permukaan cairan

akibatnya mereka mudah menyebar pada permukaan apapun (Brady 1994)

37

Tegangan permukaan (ᵞ)

Banyaknya kerja yang diperlukan untuk memperluas

permukaan suatu cairan Satuannya dalam SI adalah newton per meter

(NM) tetapi satuan cgs dyene per centimeter lebih sering digunakan

1 dynecm = 10-3 Nm = 1 mNm

(Fisika Universitas Jl 110 hal 432)

Tegangan permukaan

- Antara cairan dengan gas atau udara tegangan permukaan

- Antara cairan dengan cairan tegangan antar muka

Contoh nilai ᵞ beberapa cairan pada 20degC

Cairan Cairan-udara (dynecm) Cairan-air (dynecm)

Hg 485 375

H2O 7275 -

C6H6 2888 350

CCl4 2680 451

Aceton 2394 -

Etanol 2249 -

Isopropanol 2192 -

Sukrosa (aquos ) 7645 -

Faktor- Faktor Yang Mempengaruhi Tegangan Permukaan

a Jenis cairan

Pada umumnya cairan yang memiliki gaya tarik antara molekulnya

besar seperti air maka tegangan permukaannya juga besar Sebaliknya pada

cairan seperti bensin karena gaya tarik antara molekulnya kecil maka

tegangan permukaannya juga kecil

38

b Suhu

Tegangan permukaan cairan turun bila suhu naik karena dengan

bertambahnya suhu molekul- molekul cairan bergerak lebih cepat dan

pengaruh interaksi antara molekul berkurang sehingga tegangan

permukaannya menurun

c Adanya zat terlarut

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 detergen dan alkohol

adalah efektif dalam menurunkan tegangan permukaan ( Yazid 2005)

Metode pengukuran tegangan permukaan

- Metode kapiler

- Metode cincin Du Nouy

- Metode Lempengan Wilhelmi

- Metode Tekanan Gelembung maksimum

- Dll

a Metode Kapiler

- Yang digunakan yang luas permukaannya naik

- Permukaan air dalam pipa kapiler terus naik hingga tercapai

keseimbangan dengan gaya gravitasi

Metode ini didasarkan pada kenyataan bahwa bila sebatang pipa

kapiler dimasukan kedalam cairan maka permukaan cairan dalam pipa

kapiler dapat mengalami kenaikan atau penurunan Apabila cairan

membasahi bejana ( θ lt 90 ) maka permukaan cairan akan naik

Sedangkan bila cairan tidak membasahi bejana ( θ gt 90 ) permukaan

cairan akan turun Peristiwa naik turunnya permukaan cairan dalam

kapiler ini disebut dengan kapilaritas

39

Kenaikan atau penurunan cairan dalam kapiler disebabkan oleh

adanya tegangan permukaan yang bekerja pada permukaan cairan yang

menyentuh dinding sepanjang keliling pipa Akibat tegangan permukaan ini

pipa akan memberikan gaya reaksi pada permukaan cairan yang besarnya

sama tapi arahnya berlawanan ( Yazid 2005 )

Catatan

- Jika permukaan atas larutan cembung sudut kontak besar - Jika permukaan atas larutan cekung sudut kontak kecil

Tegangan permukaan diukur dengan melihat ketinggian air cairan yang naik melalui suatu kapiler Metode kenaikan kapiler hanya dapat digunakan untuk mengukur tegangan permukaan tidak bisa untuk mengukur tegangan permukaan tidak bias untuk mengukur tegangan antar muka

Persamaan

퐹푢푝 = 훾(2휋푟) cos휃

퐹푑표푤푛 = 휌푔(ℎ휋푟 )

퐹푢푝 = 퐹푑표푤푛 훾 = Keterangan

- 휌 = bobot jenis cairan gml - 푔 = 980 cms - 푟 = jari-jari pipa kapiler - ℎ = tinggi miniskus cairan untuk kapiler - 휃 = sudut kontak ( untuk air dan kebanyakan cairan sangat kecil yakni

mendekati 1 )

Untuk cairan dengan sudut kontak sangat kecil

훾 = atau ℎ =

Sedangkan untuk cairan yang tidak membasahi bejana seperti raksa θ = 140 sehingga cos θ = - 0766 ( berharga negatip) Akibatnya h memiliki harga negatip yang berarti cairan mengalami penurunan atau ditekan dalam kapiler

40

b Metode Cincin Du Nouy

Metode cincin du nouy merupakan metode yang paling baik digunakan karena lebih akurat dan cepat dalam pengukuran tegangan permukaan deterjen serum suspensi koloid dan lain- lain

Berdasarkan pengukuran gaya yang diperlukan untuk melepaskan cincin dari permukaan cairan Metode ini digunakan untuk mengukur tegangan antar muka cairan

Persamaan

훾 = 퐹

4휋푅 퐶

Keterangan - F = gaya yang diperlukan untuk melepaskan cincin dari

permukaan - R = jari-jari lingkar cincin - C = Faktor koreksi

Faktor Koreksi

(퐶 minus 푎) = 4푏휋 푥

1푅 푥

퐹4휋휌푅 + 푐

Keterangan

- a = 07250 (konstan) - b = 009075 m-1 s2 (konstan) - c = 004534 ndash 1695 rR (konstan) - r = jari-jari kawat yang digunakan untuk membuat cincin - R = jari-jari rata-rata lingkaran - 휌 = masa jenis cairan sempel

Ketika mengukur tegangan permuakaan cairan- cairan harus diperhatikan bahwa cairan yang ada dibawah benar- benar membasahi cincin (Bird 1987)

c Metode Lempengan Wilhelmi

Metode ini didasarkan pada gaya yang diperlukan untuk menarik pelat tipis dari permukaan cairan Pelat digantung pada salah satu lengan neraca dan dimasukkan kedalam cairan yang akan diselidiki Besarnya gaya tarik pada neraca yang digunakan untuk melepas pelat dari permukaan cairan dicatat

Persamaan

푃 = 푚푔 + 퐿훾 cos휃 minus 푠ℎ휌푔

41

Keterangan

- P = gaya yang dipergunakan untuk melepaskan lempengan dari permkaan cincin

- m = berat lempengan - 푔 = gaya gravitasi - 푠 = luas penampang lempengan - ℎ = kedalaman lempeng yang dicelupkan - 퐿 = keliling lempengan - 휌 = bobot jenis cairan

Dalam metode ini diandaikan sudut kontak θ = 00 dan pengaruh

dari ujung- ujung lempeng dapat diabaikan ( Yazid 2005 ) Pada metode ini digunakan lempengan mika tipis atau kaca slide

mikrosip yang digantung pada neraca Pengukuran dapat dilakukan dengan cara statistik ataupun dengan detasment yang secara akurat diberikan pada persamaan ideal

Jika pengukurannya dilakukan dengan metode detasmen prosedurnya hampir sama dengan metode cincin Du Nouy tetapi faktor koreksi hanya 01 ( Adamson 1990)

d Metode Tekanan Gelembung Maksimum Tegangan permukaan menyebabkan adanya perbedaan tekanan

pada kedua sisi permukaan cairan yang lengkung Tekanan pada sisi yang cembung Ketika pertama kali tekanan dikenakan jari- jari gelembung sangat besar Sementara gelembung itu mengembang jari- jarinya akan semakin kecil sampai nilai minimum

Pada keadaan ini jari- jari gelembung sama dengan jari- jari tabung gelas Bila tekanan terus dinaikkan jari- jari gelembung akan membesar kembali sampai akhirnya gelembung ini lepas dari tabung gelas dan naik ke permukaan cairan jelas bahwa tekanan maksimum diperoleh pada saat jari- jari minimum

Tekanan maksimum ini bukan hanya disebabkan perbedaan tekanan pada kedua sisi gelembung tetapi juga disebabkan oleh adanya tekanan hidrostatik ( yang bergantung pada ketinggian tabung gelas dalam cairan )

Persamaan

훾 = ∆휌푔푑푒 1퐻

Keterangan

o ∆휌 = perbedaan bobot jenis o 푑푒 = diameter maksimum tetesan

42

o = faktor koreksi yang ditentukan oleh rasio 푑푠 푑푒

Metode tekanan gelembung maksimum memiliki keakuratan di bawah 10 yang mana tidak tergantung pada jarak kontak dan hanya merupakan sebuah pengetahuan dasar dari densitas suatu cairan ( Jika menggunakan pipa ganda ) dan pengukurannya juga relatif cepat Rata- rata sebuah gelembung harganya sekitar 1 sek (Adamson 1990)

Pertemuan 7

Tanggal 14 Oktober 2014

TEGANGAN ANTAR MUKA

Tegangan permukaan merupakan gaya persatuan panjang yang

harus dikerjakan sejajar permukaan untuk mengimbangi gaya tarikan

kedalam pada cairan Hal tersebut terjadi karena pada permukaan gaya

adhesi (antara cairan dan udara) lebih kecil dari pada gaya kohesi antar

molekul cairan sehingga menyebabkan terjadinya gaya kedalam pada

permukaan cairan

Tegangan antar muka adalah gaya per satuan panjang yang terdapat

pada antar muka dua fase cairan yang tidak dapat tercampur Tegangan antar

muka selalu lebih kecil dari pada tegangan permukaan kerena gaya adhesi

antara dua cairan tidak bercampur lebih besar dari pada adhesi antara cairan

dan udara

Cairan-cairan (immisible)

L ƔL ƔL Tegangan permukaan L

ƔS Tegangan permukaan S

ƔSL ƔSL Tegangan antarmuka SL

S ƔS

43

Missible dua zat yang bercampurlarut dengan sempurna berapapun

konsentrasijumlahnya

Immisible dua zat (cairan dengan cairan) yang sama sekali tidak

dapat bercampurlarut

Pada dasarnya tegangan permukaan suatu zat cair

dipengaruhi oleh beberapa faktor diantaranya suhu dan zat terlarut

Dimana keberadaan zat terlarut dalamsuatu cairan akan

mempengaruhi besarnya tegangan permukaan terutama molekul zat

yang berada pada permukaan cairan berbentuk lapisan monomolekuler

yang disebut dengan molekul surfaktan Kemudian suhu juga sangat

mempengaruhi tegangan permukaan suatu cairan dimana ketika suhu

naik maka tegangan permukaan cairan akan turun

Suhu uarr = Tegangan permukaan darr ldquoberbanding terbalikrdquo

Fenomena Permukaan dan Fenomena Antar muka

Permukaan Fenomena

Cairan ndash Udara Tegangan Permukaan

Padat ndash Udara Adsorbsi

Antar Muka Fenomena

Cairan ndash Cairan

(immisible)

Tegangan Antar Muka

Padat ndash Cair Pembasah (Wetting)

Tegangan Antar Muka Cairan ndash Cairan (immisible)

1) Gaya persatuan panjang yang bekerja pada antar muka dua cairan

yang immisible

Satuan dynecm-1

44

2) Kerja yang diperlukan untuk memisahkan 2 permukaan cairan

immisible

Satuan ergcm-2

Manfaat fenomena antar muka dalam farmasi

1 Formulasi sediaan serbuk yang hidrofob

2 Menentukan jenis surfaktan untuk membuat emulsi

3 Meningkatkan stabilitas suspensi dan emulsi

4 Mengatasi sediaan obat yang berbusa

5 Adsorbsi obat pada saluran pencernaan

Soal

1 Hitung Ɣ fenol bila diketahui tinggi kenaikan permukaan fenol dalam

pipa kapiler (r = 007 cm) adalah 093 cm pada suhu 37˚C Bila

diketahui bobot jenis fenol 113 gcm-1 dan konstanta gravitasi = 9807

cm det-2

Diketahui

a) r = 007 cm

b) ρ = 113 gcm-1

c) g = 9807 cm det-2

d) h = 093 cm

Ditanya Ɣfenol

Jawab

Ɣfenol = frac12 (rρgh)

= frac12 (007 x 113 x 9807 x 093)

= 3607 dynecm-1

45

Gaya Kohesi dan Adhesi

Terdapat dua macam gaya tarik menarik antar partikel yaitu kohesi

dan adhesi Kohesi adalah gaya tarik menarik antara partikel yang sejenis

Kohesi dipengaruhi oleh kerapatan dan jarak antar partikel dalam zat gaya

kohesi mengakibatkan dua zat bila dicampurkan tidak akan saling

bercampur Contoh tidak bercampurnya air dengan minyak tidak

melekatnya air raksa pada dinding pipa kapiler dan air pada daun talas

Adhesi adalah gaya tarik menarik antara partikel-partikel yang

tidak sejenis Gaya adhesi akan mengakibatkan dua zat akan saling melekat

bila dicampurkan Contoh bercampurnya air dengan tehkopi melekatnya

air pada dinding pipa kapiler dan melekatnya tinta pada kertas

Adanya gaya tarik menarik antara partikel zat cair menyebabkan

adanya tegangan permukaan dimana permukaan zat cair cenderung

menegang dan seolah terdapat selaput atau lapisan yang tegang sehingga

dapat menahan benda Selain adanya peristiwa tegangan permukaan akibat

adanya gaya tarik menarik antara partikel juga menyebabkan terjadinya

peristiwa meniskus cembung dan meniskus cekung

Meniskus Cembung dan Meniskus Cekung

Meniskus adalah peristiwa mencekung atau mencembungnya

permukaan zat cair Berdasarkan bentuk permukaan zat cair meniskus

dibedakan menjadi dua yaitu meniskus cembung dan meniskus cekung

Meniskus cembung terjadi jika gaya kohesi lebih besar dari pada gaya

adhesi Sedangkan meniskus cekung terjadi jika adhesi lebih besar dari pada

kohesi

46

Jika Wc lt Wa

Sudut Cos Ɵ Kecil

Permukaan cairan dalam kapiler cekung dan naik

Jika Wc gt Wa

Sudut Cos Ɵ Besar

Permukaan cairan dalam kapiler turun dan berbentuk cembung

Ɣ Rasio imbangan antara gaya Kohesi dan Adhesi

Cairan-Cairan (immisible)

Mempengaruhi koefisien sebaran (S)

Jika kerja kohesi lebih besar dari kerja adhesi maka nilai

koefisien sebarannya kecilrendah

Contoh

Asam stearat jika dilarutkan dengan air maka koefisien sebarannya

rendah karena gugus nonpolar pada asam stearat lebih panjang dari

gugus polarnya (gugus polar jadi titak berpengaruh)

47

Jika kerja kohesi lebih rendah dari kerja adhesi maka nilai koefisien

sebarannya tinggi Spreading

Contoh

Propanol jika dilarutkan dengan air maka koefisien sebarannya tinggi

karena mempunyai gugus ndashOH yang dapat berikatan hidrogen dengan

air dan bersifat polar

Tegangan permukaan dipengaruhi oleh

Rasio

Polar

Nonpolar

Si = Wa ndash Wc

Wc = 2 Ɣx

Wa = (Ɣx + Ɣair - Ɣx-air)

Si Bila nilai Si positif maka sebaranspreading terjadi

Bila nilai Si 0 tetap ada peluang sebaran

Bila nilai Si negatif tidak terjadi sebaran

Soal

Diketahui Ɣbenzen = 289 dynecm-1 Ɣair = 728 dynecm-1 dan Ɣbenzen-air =

35 dynecm-1 Hitung nilai kerja kohesi benzen kerja adhesi benzen-air

dan koefisien penyebaran awal benzen

Diketahui

a) Ɣbenzen = 289 dynecm-1

b) Ɣair = 728 dynecm-1

c) Ɣbenzen-air = 35 dynecm-1

48

Ditanya

a) Wc

b) Wa

c) Si

Jawab

Wc = 2 Ɣbenzen

= 2 x 289

= 578 dynecm-1

Wa = (Ɣbenzen + Ɣair ndash Ɣbenzen-air)

= (289 + 728 ndash 35)

= 667 dynecm-1

Si = Wa ndash Wc

= 667 ndash 578

= 89 dynecm-1

Benzen dapat tersebar dalam air karena nilai Si positif (+)

49

DAFTAR PUSTAKA

1 Tayangan Dosen

2 UraianPenjelasan Dosen pada saat Perkuliaha

3 Text Book

- Yazid Estein dan Nursanti Lisda 2006 Penuntun Praktikum Biokimia

Yogyakarta ANDI

- Santoso Begot 2007 BIOLOGI Jakarta Interplus Ridho_Brilliantoro

Tugas_Enzimologi

- Eistein Yazid 2005 Kimia Fisika Untuk Paramedis Yogyakarta Penerbit

Andi

- Adamson A W (1990) Physical Chemistry of Surfaces 5 th Ed New

York Willey

- Hugh DYoung Roger A Freedman 2002 Fisika Universitas Ed10 Alih

bahasa Juliastuti Endangdkk Jakarta Erlangga

- Kamajaya(2007)Cerdas Belajar FisikaBandungGrafindo Media Pratama

- IndrajitDudi(2007)Mudah dan Aktif Belajar FisikaBandungPT Setia

Purna Inves

4 Internet

- httprepositoryusuacidbitstream123456789395874Chapter20IIpdf

- httpstaffuiacidsystemfilesusersjoshitadjajadisastramaterialkestabil

anobatkuliahs2pdf

- httpstaffunyacidsitesdefaultfilespendidikanPurwanti20Widhy2

0Hastuti20SPd20MPdLaju20Reaksi20(2)pdf

- fileCUsersElrio20PutraDownloadsChapter20820Kinetika20

Kimiapdf

- httpusupressusuacidfilesKinetika20Kimia20Reaksi20Element

er_Normal_bab201pdf

- httpffarmasiuadacidwp-contentuploads201301orde-reaksi-waktu-

paruhpdfhttpnissanisso-fkp11webunairacidartikel_detail-49831-

Umum-sifat20kerja20obathtml

- httpmipa-farmasiblogspotcom201202tegangan-permukaan-tegangan-

antar-mukahtmlm=1

50

Page 5: Farfis2 before mid.pdf

5

atau

V = [ ] = k [R]x

ket x = orde reaksi

k = konstanta laju reaksi nilai orde dan konstanta laju reaksi

ditetapkan melalui percobaan

Hukum-hukum Laju

Hukum laju selalu ditentukan lewat percobaan

Orde reaksi selalu dinyatakan dalam konsentrasi reaktan (bukan

produk)

Orde reaktan tidak terkait dengan koefisien reaksi dari reaktan dalam

persamaan reaksi setimbang

F2 (g) + 2ClO2 (g) 2FClO2 (g)

laju = k [F2][ClO2]1

Orde reaksi

0 1 2 hellip pecahan pseudo campuran dan negatif

Hukum persamaan laju reaksi menurut ordenya

A produk hellip v = k [A]x

A + B + dst produk hellip v = k [A]x [B]y dst

Orde reaksi terhadap perubahan [A] = x dan terhadap [B] = y maka

orde reaksi (keseluruhan) = x + y

Untuk keperluan estimasi tingkat degradasi sediaan obat yang penting

orde 0 1 2 pseudo (semu) orde 0 dan pseudo orde 1

Menentukan Orde Reaksi dengan Percobaan

Jika diketahui reaksi O2 (g) + 2 NO(g) 2 NO2 (g)

Hujum laju untuk reaksi ini adalah laju = k [O2]m[NO]n

6

Untuk mencari orde reaksi kita lakukan beberapa percobaan

masing-masing dengan konsentrasi-konsentrasi reaktan yang berbeda dan

menentukan laju reaksi awal

Percobaan

Konsentrasi Reaktan Awal

(moll) Laju Awal

(molLs) O2 NO

1 110x10-2 130x10-2 321x10-3

2 220x10-2 130x10-2 640 x10-3

3 110x10-2 260x10-2 128 x10-3

4 330x10-2 130x10-2 960 x10-3

5 110x10-2 390x10-2 288 x10-3

Reaksi Order Pertama

Beberapa aplikasi dari reaksi order I

Menggabarkan berapa banyak obat yang dilepas pada

peredaran darah atau yang digunakan tubuh

Sangat berguna di bidang geokimia

Peluruhan radioakif

Waktu Paruh (t12)

Waktu yang dibutuhkan untuk meluruhkan frac12 dari kuantitas

awal suatu reaktan Waktu paruh dapat digunakan untuk

menghitung konsntanta laju reaksi orde pertama

Orde reaksi (m) ndash Secara intuitif

a Reaksi orde 0

Menaikkanmenurunkan konsentrasi tidak mempengaruhi laju reaksi

7

b Reaksi orde 1

Menaikkan konsentrasi 1x akan menaikkan laju reaksi 1x dan

sebaliknya

c Reaksi orde 2

Menaikkan konsentrasi 1x akan menaikkan laju reaksi 2x dan

sebaliknya

Keterangan pseudo orde

A + B produk

V = k [A]x [B]y misal x = 1 dan y = 1

V = k [A] [B] orde reaksi = 2

Bila [B] dibuat tetap maka laju reaksi hanya dipengaruhi oleh perubahan

[A] maka

V = krsquo [A] pseudo orde 1 dimana krsquo = k[B]y

Selanjutnya bila [A] juga dibuat tetap maka

V = krdquo pseudo orde 0 dimana krdquo = k [A]x [B]y

Contoh pseudo orde

1 Hidrolisis sukrosa (dalam suasana asam) v = k [sukrosa] [H+] kinetika

orde hidrolisis sukrosa = 2 dan bila hidrolisis berlangsung dalam

larutan yang dibuffer berarti nilai [H+] tetap maka kinetika orde

hidrolisis sukrosa pseudo orde 1 hellip (mengikuti kinetika orde 1)

Persamaan v = krsquo [sukrosa]

2 Hidrolisis ampisilin dalam larutan suasana basa

Amp + OH- produk

V = k [Amp] [OH-]

Kinetika orde hidrolisis ampisilin = 2

Bila hirdrolisis berlangsung dalam larutan yang dibuffer berarti nilai

[OH-] tetap maka kinetika orde hidrolisis ampisilin = pseudo orde 1

Selanjutnya bila ampisilin dibuat dalam sediaan suspense yang dibuffer

8

maka kinetika orde hidrolisis ampisilin = pseudo orde 0 hellip (mengikuti

kinetika orde 0)

Persamaan I = krsquo [Amp] pseudo orde 1

Persamaan II = krdquo pseudo orde 0

Persamaan Laju Reaksi (hellip laju konsumsi reaktan)

V = = kCx

= kCx

dimana C = [reaktan]

x = orde reaksi

k = konstanta laju reaksi dan satuannya bergantung pada orde reaksi

Pertemuan Ke-2

Tanggal 9 September 2014

INTEGRAL PERSAMAAN LAJU REAKSI

Persamaan Laju Reaksi dan Orde Reaksi

Pada umumnya hubungan antara laju reaksi dengan konsentrasi zat-zat

pereaksi hanya diturunkan dari data eksperimen Bilangan pangkat yang

menyatakan hubungan konsentrasi zat pereaksi dengan laju reaksi disebut

orde reaksi

9

Keterangan

r = laju reaksi

k = tetapan laju reaksi

[A] = konsentrasi zat A dalam mol per liter

[B] = konsentrasi zat B dalam mol per liter

m = orde reaksi terhadap zat A

n = orde reaksi terhadap zat B

Beberapa contoh reaksi dan rumus laju reaksi yang diperoleh dari

hasil eksperimen dapat dilihat pada Tabel berikut

Tabel Contoh beberapa reaksi dan rumus laju reaksinya

Orde reaksi dapat ditentukan dari persamaan laju reaksi Misalnya pada

reaksi

dengan persamaan laju reaksi

orde reaksi terhadap H2 = orde satu orde reaksi terhadap NO = orde dua

dan orde reaksi total adalah tiga Untuk lebih memahami cara menentukan orde

reaksi dan rumus laju reaksi Orde reaksi dapat juga ditentukan melalui

kecenderungan dari data suatu percobaan yang digambarkan dengan grafik

Berikut ini dijelaskan penentuan orde reaksi melalui grafik

10

1 Grafik Orde Nol

Laju reaksi tidak dipengaruhi oleh

besarnya konsentrasi pereaksi Persamaan

laju reaksinya ditulis

Bilangan dipangkatkan nol sama dengan satu sehingga persamaan laju

reaksi menjadi r raquo k Jadi reaksi dengan laju tetap mempunyai orde reaksi

nol Grafiknya digambarkan seperti Grafik diatas

2 Grafik Orde Satu

Hubungan kecepatan dengan konsentrasi

Untuk orde satu persamaan laju reaksi adalah

Persamaan reaksi orde satu merupakan persamaan linier berarti laju

reaksi berbanding lurus terhadap konsentrasinya pereaksinya Jika

konsentrasi pereaksinya dinaikkan misalnya 4 kali maka laju reaksi akan

menjadi 41 atau 4 kali lebih besar

3 Grafik Orde Dua

Hubungan konsentrasi dengan waktu

11

Persamaan laju reaksi untuk reaksi orde dua

adalah

Apabila suatu reaksi berorde dua terhadap suatu pereaksi berarti laju

reaksi itu berubah secara kuadrat terhadap perubahan konsentrasinya

Apabila konsentrasi zat A dinaikkan misalnya 2 kali maka laju reaksi akan

menjadi 22 atau 4 kali lebih besar

- Reaksi orde 0

Laju reaksi orde 0 tidak bergantung pada reaktan

푉 = 퐾

ndash = kCx dimana x=0 maka = k

ndash = k disusun menjadi ndashdC = kdt atau dC = -kdt

int 푑퐶 = -k

int 푑푡 int 푑퐶 = Ct ndash Co pers Regresi linear

Ct = Co ndash kt

Plotting Ct vs t

Ct = Co - kt

Y = A + Bx

12

- Reaksi orde 1

= kCx dimana X = 1 maka = kC

= kC disusun menjadi = kdt atau

int = -k int 푑푡 ln Ct = ln Co ndash kt

int = ln ln angka 퐶푡 퐶표

ln Ct ndash ln Co

kurva plot ln Ct vs t

- Reaksi orde 2

= kCx dimana X = 2 maka = kC2

= kC2 disusun menjadi = kdt atau = -kdt

int = - k int 푑푡

minus ndash minus = minus푘푡 atau = + 푘푡

Kurva

13

Penetapan orde reaksi dan konstanta laju reaksi (harus) melalui percobaan

- Metode

Metode laju reaksi awal kombinasi dengan metode isolasi pseudo

reaksi

Metode integrasi dan mencocokan persamaan laju reaksi dengan data

percobaan

Untuk reaksi dengan mekanisme sederhana (1 tahap)

Orde reaksi = koefisien stokiometri reaksi

Untuk reaksi dengan mekanisme kompleks ( beberapa tahap)

Orde reaksi mungkin sama atau tidak sama dengan koefisien stokiometri

reaksi

Contoh Tentukan orde reaksi dan konstanta laju reaksi berikut

2 H2(g) + 2 NO(g) N2(g) + 2 H2O(g)

V = k [H2]x [NO2] x= dan y=

Data percobaan

Exp P(H2)0 P(NO)0 V reaksi

1 533 kpa 200 kpa 0035 kpa det-1

2 533 kpa 400 kpa 0140 kpa det-1

3 196 kpa 533 kpa 0091 kpa det-1

4 392 kpa 533 kpa 0182 kpa det-1

Cermati data exp 1 vs 2

V~ [NO]y ie [NO] dibuat 2x v menjadi 4x maka y=2

Cermati data exp 3 vs 4

V ~ [H2]x ie[H2] dibuat 2x v menjadi 2x maka x=1

Jadi diperoleh x=1 dan y=2

V = k [H2] [NO2] 2 reaksi orde 2

14

Menetapkan nilai waktu paruh (T12) dan umur simpan (T90)

Reaksi reaksi orde ke nol dan ke satu

Ct = Co ndash kt

t =

t1 2 = =

t1 2 =

t90 =

t90 =

Reaksi orde satu

ln Ct = ln Co ndash kt

t =

t1 2 =

t1 2 = 0693k

t90 = (= ln

= ln

= ln 1111)

t90 =

t90 =

Note

Misal waktu paruh PCT sediaan 500 mg 1 tahun kemudian

kandungannya menjadi 250 mg (T12) untuk unsur-unsur radioaktif dan

isotop t90 = kimia atau zat kimia pada sediaan masih ada 90 (berkurang

90) paling penting dalam sediaan farmasi ditulis ED

15

Pertemuan 3

Tanggal 16 September 2014

MENETAPKAN NILAI WAKTU PARUH (tfrac12) DAN UMUR SIMPAN (t90)

UNTUK REAKSI-REAKSI ORDE 0 DAN 1

Waktu paruh (tfrac12) dari suatu obat adalah waktu yang dibutuhkan oleh

separuh konsentrasi obat untuk dieliminasi Metabolisme dan eliminasi

mempengaruhi waktu paruh obat Contohnya pada kelainan fungsi hati atau

ginjal waktu paruh obat menjadi lebih panjang dan lebih sedikit obat

dimetabolisme dan dieliminasi Jika suatu obat diberikan terus-menerus

maka dapat terjadi penumpukan obat

Suatu obat akan melalui beberapa kali waktu paruh sebelum lebih dari

90 obat itu dieliminasi Jika seorang klien mendapat 650mg aspirin dan

waktu paruhnya adalah 3jam maka dibutuhkan 3jam waktu paruh pertama

untuk mengeliminasi 325mg dan waktu paruh kedua 9 atau 6jam untuk

mengeliminasi 162mg berikutnya dan seterusnya sampai pada waktu paruh

keenam atau 18jam dimana tinggal 10mg aspirin terdapat dalam tubuh

waktu paruh selama 4-8jam dianggap singkat dan 24jam atau lebih

dianggap panjang Jika obat memiliki waktu paruh yang panjang (seperti

digoksin 36 jam) maka diperlukan beberapa hari agar tubuh dapat

mengeliminasi obat tersebut seluruhnya

Sedangkan umur simpan (t90) adalah jangka waktu penyimpanan pada

kondisi tertentu di mana produk obat masih memenuhi spesifikasi yang

ditetapkan oleh perusahaan pembuat obat

Reaksi Orde 0

퐶푡 = 퐶표 minus 푘푡

푡 =퐶표 minus 퐶푡

16

Nilai waktu paruh (tfrac12)

푡frac12 =

푡frac12 =05퐶표푘

Nilai umur simpan (t90)

푡 =

푡 = 01퐶표푘

Reaksi Orde 1

푙푛퐶푡 = 푙푛퐶표 minus 푘푡

푡 =푙푛퐶표 minus 푙푛퐶푡

Nilai waktu paruh (tfrac12)

푡frac12 =푙푛퐶푡 minus 푙푛05퐶표

푡frac12 =

푡frac12 =0693푘

Nilai umur simpan (t90)

푡 =푙푛퐶표 minus 푙푛09퐶표

푡 =

푡 =0105푘

17

Contoh soal

Sediaan Aspirin dalam larutan (pH 25) dengan konsentrasi awal

030g100ml memperlihatkan kinetika degradasi orde ke 1 dan konstanta laju

degradasinya pada suhu kamar 97times10-7det-1 Hitung

a tfrac12 dan t90 sediaan larutan Aspirin

b Hitung tfrac12 dan t90 Aspirin bila sediaan dibuat dalam bentuk suspensi dengan

dosis 10g100ml diketahui kelarutan Aspirin 033g100ml

Jawab a Diketahui pH larutan 25

Co=03g100ml

Korde 1= 97times10-7det-1

Ditanya tfrac12 dan t90

Dijawab 푡frac12 =

푡frac12 = times

푡frac12 = times

푡frac12 = 71443298detik (826hari)

푡 =

푡 = times

푡 = times

푡 = 10824742detik (125hari)

b Diketahui Suspensi dosis 10g100ml

Kelarutan Aspirin 033g100ml

Ditanya k tfrac12 dan t90

18

Dijawab korde0 = korde1 [Aspirin]

= 97times10-7 times 033

= 3201times10-7

tfrac12 =

tfrac12 = times times

tfrac12 = 156201187detik (1808hari)

푡 =

푡 = times times

푡 = 31240237detik (36hari)

Pertemuan 4

Tanggal 23 September 2014

FAKTOR YANG MEMPENGARUHI LAJU REAKSI

Laju reaksi atau kecepatan reaksi menyatakan banyaknya reaksi

kimia yang berlangsung per satuan waktu Laju reaksi menyataka molaritas

zat terlarut dalam reaksi yang dihasilkan tiap detik reaksi Perkaratan besi

merupakan contoh reaksi kimia yang berlangsung lambat sedangkan

peledakan mesiu atau kembang api adalah contoh reaksi yang cepat Reaksi

kimia untuk laju reaksi sebagai berikut

aA + bB pP + qQ

Dengan a b p dan q adalah koefisien reaksi dan A B P dan Q

adalah zat-zat yang terlibat dalam reaksi laju reaksi dalam suatu system

tertutup adalah

19

v = minus [ ] = minus [ ] = minus [ ] = minus [ ]

dengan [A] [B] [P] dan [Q] menyatakan konsentrasi zat-zat tersebut

Faktor-faktor yang mempengaruhi laju reaksi

Konsentrasi

Karena persamaan laju reaksi didefinisikan dalam bentuk konsentrasi

reaktan maka dengan naiknya konsentrasi maka naik pula kecepatan

reaksinya Artinya semakin tinggi konsentrasi maka semakin banyak molekul

reaktan yang tersedia dengan demikian kemungkinan bertumbukan akan

semakin banyak juga sehingga kecepatan reaksi meningkat Jadi semakin

tinggi konsentrasi semakin cepat pula laju reaksinya

Molaritas

Molaritas adalah banyaknya mol zat terlarut tiap satuan volume zat

pelarut Hubungannya dengan laju reaksi adalah semakin besar molaritas

suatu zat maka semakin cepat suatu reaksi berlangsung Dengan demikian

pada molaritas yang rendah suatu reaksi akan berlajan lebih lambat daripada

molaritas yang tinggi

Luas permukaan

Semakin besar luas permukaan bidang sentuh menyebkan laju reaksi

semakin cepat Begitu juga apabila semakin kecil luas permukaan bidang

sentuh maka semakin kecil tumbukan yang terjadi anatar partikel ehingga laju

reaksi pun semakin kecil

Suhu

Suhu juga turut berperan dalam mempengaruhi laju reaksi Apabila

suhu pada suatu reaksi yang berlangsung dinaikkan maka menyebabkan

partikel semakin bergerak aktif sehingga tumbukan yang terjadi semakin

sering menyebabkan laju reaksi semakin besar Sebaliknya apabila suhu

diturunkan maka partikel semakin tak aktif sehingga laju reaksi semakin

kecil

20

Katalisator

Katalis adalah suatu zat yang mempercepat laju reaksi kimia pada suhu

tertentu tanpa mengalami perubahan oleh reaksi itu sendiri Suatu katalis

berperan dalam reaksi tetapi bukan sebagai pereaksi ataupun produk Katalis

memungkinkan reaksi berlansung lebih cepat atau memungkinkan reaksi pada

suhu yang lebih rendah akibat perubahan yang dipicunya terhadap pereaksi

Katalis menyediakan suatu jalur pilihan dengan energi aktivasi yang lebih

rendah Katalis mengurangi energi yang dibutuhkan untuk berlangsungnya

reaksi

Katalis dapat dibedakan ke dalam dua golongan utama yaitu katalis

homogeny dan katalis heterogen Katalis heterogen adalah katalis yang ada

dalam fase yang berbeda dengan pereaksi dengan reaksi yang dikatalisisnya

Sedangkan katalis homogen berada dalam fase yang sama Katalis homogeny

umumnya bereaksi dengan satu atau lebih pereaksi untuk membentuk suatu

perantara kimia yang selanjutnya bereaksi membentuk produk akhir reaksi

dalam suatu proses yang memulihkan katalisnya

Pengaruh suhu terhadap laju reaksi

Persamaan Arrhenius ( 1889 ) Persamaan empiris pengaruh suhu

terhadap konstanta laju reaksi Rumus

Dimana

K = Konstanta rata-rata

A = konstanta Arrhenius

Ea = Energi aktivasi

R = konstanta gas

T = temperaur )Catatan Bilangan pokok ion disebut juga e = 10

K = A e ndash

21

Persamaan Regresi

K = A e ndash

ln K = ln A + ( ln e ndashEaRT )

ln K = ln A + ( )

ln K = ln A ndash

y = A + BX

)Catatan

Intersept = ln A

Slope =

Didapatkan Ea dari regresi linear

Slope =

Ln K

1T

Persamaan Arrhenius untuk dua suhu ( bila salah satu suhu diketahui )

Ln = ( - ) atau ln K ( T2 ) = ln (T1 ) + ( minus)

Kurva persamaan Arrhenius untuk dua suhu

22

Contoh soal

1 Hasil percobaan dekomposisi suatu sediaan 5-hidroksimetilfurfural

memperlihatkan kinetika obat order ke satu dengan data konstanta

laju dekomposisinya seperti berikut ini yaitu pada suhu

120 o C = 3258 x 10-4 det-1

130oC = 838 x 10-4 det-1

140oC = 1350 x10-4 det-1

Hitunglah

a Ea

b K (25)

c T ( 90 25 )

Jawab

Diketahui R = 8314 JK-1mol-1

a 1ln k ( T2 ) = ln k ( T1 ) - ( minus )

ln 838x10-4 = ln 3258x10-4 ndash

( minus )

= minus

(000254minus 000248)

= minus

(000006)

17998 = minus

x 610-5

minus퐸푎 =

minus퐸푎 = 249 x 105 gmol

= 249 KJmol

b Didapat persamaan dari Excel

y = - 11850 x + 22148

23

ln k = - 11850 ( ) + 22148

ln k = - 39765 + 22148

ln k = - 17617

k = 22 x 10-8

c t90 =

=

= 2102102 detik ~ 24 hari

Bila dihitung dengan kalkulator maka

t90 =

=

= 4772727 detik ~ 55 hari

2 konstanta laju dekomposisi sulfacetamid dalam sediaan larutan ( pH =

74 ) pada suhu 80oC = 325 x 10-7det-1 dengan Ea = 9581 KJmol-1

Diketahui R = 8314 JK-1 mol-1 Hitung K dan t90 sediaan sulfacetamid

tsb pada suhu 250C

Jawab

ln K2 = ln K1 - minus

= ln 325x10-7 -

( minus )

= - 1493 1152 (283푥10 minus 335푥10 )

= - 1493 + 1152(minus052푥10 )

= - 1493 - 59904푥10

= - 1493 - 0006177

ln K 2 = - 14936977

K = 326푥10 푑푒푡

24

t90 =

=

= 322푥10 푑푒푡 푎푡푎푢103푡푎ℎ푢푛

Pertemuan 5

Tanggal 30 September 2014

REAKSI ENZIMATIS

Sel-sel tubuh makhluk hidup didalamnya melakukan proses

metabolism Proses metabolisme yang terjadi dalam sel-sel tubuh dapat

digolongkan menjadi dua yaitu katabolisme dan anabolisme Katabolisme

merupakan reaksi penguraian senyawa kompleks menjadi senyawa

sederhana dengan tujuan mendapatkan energi siap pakai dalam bentuk

Adenosine Triphosphate (ATP) Reaksi anabolisme merupakan reaksi

pembentukan senyawa organik dari senyawa anorganik Pada reaksi

anabolisme dibutuhkan ATP sebagai sumber energinya Adapun reaksi

katabolisme atau reaksi anabolisme yang terjadi didalam tubuh keduanya

membutuhkan enzim sebagai biokatalisator

Setiap reaksi penguraian (katabolisme) merupakan reaksi eksoterm

sedangkan setiap reaksi pembentukan (anabolisme) merupakan reaksi

endoterm Dalam tubuh sel-sel memerlukan energi aktivasi Makhluk hidup

mengganti energy aktivasi dengan suatu struktur protein yang dikenal

dengan sebutan enzim

25

Ea reaksi dengan enzim lt Ea reaksi tanpa enzim

(Ea reaksi dengan ezim berlangsung lebih cepat)

RUMUS

minusdsdt =

dPdt = Velocity =

Vmax SKm + S

E + S harr ES + P + E

V = K2 [E]0 [S]0

[S]0 + Km

Keterangan

Km Konstanta

Michaelis

K2 Daya enzim mentansformasi suatu substrat membentuk

produk

(Jumlah molekul yang dikonversikan menjadi produk dalam

suatu waktu permolekul enzim)

Bila [S]0 berlebihan laju reaksi maksimal

Maka K2 [E]0 = Vmax

V = Vmax [S]0

[S]0 + Km

(Persamaan Lineweaver-Burk)

Keterangan V = kecepatan reaksi (laju reaksi) Km = konstanta Michaelis-Menten Vmax = kecepatan reaksi maksimal [S] = konsentrasi substrat

26

Faktor ndash faktor yang mempengaruhi

kerja enzim

Dalam aktivitasnya enzim sangat

dipengaruhi oleh factor lingkungan seperti

suhu pH konsentasi enzim konsentrasi

substrat dan inhibitor

a Suhu

Suhu merupakan factor ligkungan yang penting bagi kerja enzim sampai

pada titik tertentu kecepatan reaksi akan meningkat seiring dengan

meningkatnya suhu Pada akhirnya kecepatan reaksi akan menurun drastis

pada suhu tersebut melewati suhu optimumnya Pada suhu yang lebih tinggi

(ekstrim) protein penyusun enzim akan mengalami denaturasi Enzim pada

mamalia (manusia) bekerja pada suhu 37degC Bakteri yang hidup di sumber air

panas mempunyai enzim dengan suhu optimal 70degC

b pH

Enzim bekerja pada pH tertentu umumnya enzim mmembutuhkan pH

optimum netral (pH=7) Enzim yang berada dalam lambung memiliki pH

optimum asam (pH=2) Peningkatan atau penurunan pH yang ekstrim akan

menyebabkan enzim mengalami denaturasi

c Konsentasi enzim

Pada konsentrasi substrat tertentu konsentrasi enzim akan meningkatkan

kecepatan reaksi enzimatis Dengan kata lain kecepatan reaksi enzimatis (V)

berbanding lurus dengan konsentrasi enzim (E) sampai batas tertentu

sehingga reaksi mengalami kesetimbangan Pada saat setimbang peningkatan

konsentrasi enzim sudah tidak berpengaruh

1푣 푣푠

1[푆]0

27

d Konsentrasi substrat

Pada konsentrasi enzim yang tetap peningkatan konsentrasi substrat akan

menaikkan kecepatan reaksi enzimatis

sampai mencapai kecepatan maksimum

yang tetap Pada titik maksimum semua

enzim telah jenuh dengan substrat

sehingga penambahan substrat sudah tidak

akan meningkatkan kecepatan reaksi

enzimatis

Transformasi Lineweaver-Burk

1V = KmVmax 1S + 1Vmax

y = m x = t

1V

y ndash intercept = 1Vmax

x ndash intercept = -1Km1 [S]

e Inhibisi enzim

1 Inhibisi Kompetitif

Penghambatan aktivitas enzim melalui mekanisme inhibisi

kompetitif terjadi ketika substrat (S) dan inhibitor (I) bersaing untuk dapat

mengikat sisi aktif enzim Hal ini disebabkan karena bentuk inhibitor

menyerupai substrat Kompleks EI yang terbentuk tidak dapat menjalani

28

langkah katalitik dan tidak dapat membentuk produk Akibatnya terjadi

penurunan jumlah produk yang terbentuk

Berikut adalah pendekatan keadaan tunak dalam penentuan hukum

laju inhibisi kompetitif enzim

K1 = [E][I] helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (1)

[EI]

[E][S] = k-1 + k2 = KM (2)

[ES] k1

[Etot] = [E] + [ES] +[EI]helliphelliphellip (3)

[Etot] = [E] + [ES] + [E][I]

K1

[Etot] = [E] 1 + [I] + [ES]

K1

maka

[퐸] = [ ] [ ]

helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (4)

Berdasarkan teori Michaelis-Mentein kecepatan awal ditentukan oleh

kecepatan penguraian [ES] yang ketetapan kecepatan reaksinya adalah k2

sehingga

V =k2 [ES] helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip(8)

substitusi persamaan (7) ke dalam persamaan (8)

V = k2 [Etot] [S]

[S] + KrsquoM (9)

29

Vmax didefinisikan sebagai kecepatan pada saat semua E yang tersedia

terdapat sebagai ES

Vmax = k2 [Etot] helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip(10)

Sehingga diperoleh

V = kcat [Etot] [S] helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (11)

KM 1 + [I] + [S]

K1

Transformasi persamaan Michaelis-Mesntein (persamaan Lineweaver-

Burk) yaitu dari persamaan (11)

V = Vmax [S]

[S] + KrsquoM

Maka

1 = [S] + KMrsquo

V Vmax [S]

1 = KMrsquo + [S]

V Vmax [S] Vmax [S]

1 = KMrsquo 1 + [S]

V Vmax [S] Vmax

2 Inhibisi Uncompetitive

Inhibisi uncompetitive enzim terjadi apabila inhibitor (I) mengikat

salah satu sisi dari kompleks enzim dan substrat (ES) Kompleks ESI yang

terbentuk tidak dapat membentuk produk (P)

Berikut adalah pendekatan keadaan tunak dalam penentuan hukum

laju inhibisi kompetitif enzim

30

KI = [ES] [I] helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (1)

ESI

[E] [S] = k-1 + k2 = KM helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (2)

[ES] k1

[Etot] = [E] + [S] + [ES] helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (3)

Berdasarkan teori Michaelis-Mentein kecepatan awal ditentukan oleh

kecepatan penguraian [ES] yang tetapan kecepatan reaksinya adalah k2

sehingga

V = k2 [ES] helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (7)

Substitusi persamaan (6) ke persamaan (7)

V = k2 [Etot] [S]

[S] 1 + [I] KM helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (8)

KI

Vmax didefinisikan sebagai kecepatan pada saat semua E yang

tersedia terdapat sebagai ES

Vmax = k2 [Etot] helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (9)

Substitusi persamaan (9) ke persamaan (8)

V = Vmax [S]

[S] 1 + [I] + KM

KI

3 Inhibisi Non Kompetitif

Penghambatan non kompetitif terjadi apabila inhibitor (I) mengikat

sisi aktif pada enzim (E) maupun pada kompleks enzim dan subtrat (ES)

EI + S ESI

31

Berikut adalah pendekatan keadaan tunak dalam penentuan

hukum laju inhibisi kompetitif enzim

KI = [E] [I] = [ES] [I]

[EI] [ES] helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (1)

[E] [S] = k-1 + k2 = KM

[ES] k1 helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (2)

[Etot] = [E] + [ES] + [EI] + [ESI]helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (3)

Vmax didefinisikan sebagai kecepatan pada saat semua E yang

tersedia terdapat sebagai ES

Vmax = k2 [Etot] helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (4)

Parameter kinetika dalam mekanisme inhibisi enzim (kompetitif

uncompetitive non kompetitif) antara lain Vmax KM dan kcat

1 Vmax adalah laju reaksi maksimum yang dikatalisis enzim

2 KM menyatakan konsentrasi substrat yang diperlukan agar reaksi

katalisis efektif

kcat adalah tetapan laju pada tahap penentu laju yang menyatakan

jumlah substrat yang dapat diubah per detik

Contoh reaksi berikut

Fumarase

Furmarate + H2O mdashmdashmdashrarr L-Malate

1 Hitung laju perubahan fumarate menjadi L-Malate bila diketahui

Konsentrasi fumarate = 124 x 10-4 molL

Konsentrasi enzim fumarase = 105 x 10-6 molL

Konstata Michaelis = 185 x 10-6 molL

Dan bilangan turnover enzim fumarase = 175 x 103 det-1

32

Diketahui [S]0 = 124 x 10-4 molL

[E]0 = 105 x 10-6 molL

Km = 185 x 10-6 molL

K2 = 175 x 103 det-1

Ditanya V hellip

Jawab

V = Vmax [S]0

[S]0 + Km

V = K2 [E]0 [S]0

[S]0 + Km

V = [175 x 103 det-1] [105 x 10-6 molL] [124 x 10-4 molL]

[124 x 10-4 molL] + [185 x 10-6 molL]

V = 22785 X 10-7 molLdet

12585 x 10-4

V = 181 X 10-3 molLdet

2 Laju awal dekomposisi H2O2 yang dikatalisis dengan enzim

katalase adalah 138 x 10-2 267 x 10-2 an 60 x 10-2 Mdet

berturut-turut untuk konsentrasi awal H2O2 = 001 002 005 M

Konsentrasi enzim katalase = 40 x 10-8 M

Hitung Vmax konstanta Michaelis

Dan bilangan turnover enzim

Diketahui V1 = 138 X 10-2

V2 = 267 x 10-2

33

V3 = 60 X 10-2

[H2O2] = 001 002 005 M

[Ekatalase] = 40 x 10-2 M

Ditanya Vmax Km dan K2 hellip

Jawab

X (1[H2O2] Y (1V)

100 7246

50 3745

20 1667

y = 0697x + 25691

Intercept = 26591

Slope = 06977

R2 = 09999 rarr R2 = 1

a 1 = 25691 (intercept)

Vmax

Vmax = 1

25691

= 0389 molLdet

b Km = 06977 (slope)

Vmax

Km = 06977

0389

Km = 0272 molL

34

c Vmax = k2 [E]0

0389 = k2 40 x 10-8 M

k2 = 0389

40 x 10-8

= 0097 x 108

3 Laju pertumbuhan bakteri Lactobacillus acidephilus (dalam suatu

media) selama fase pertumbuhan exponensial menunjukan 924 x

10-3menit Hitung waktu generasi (tg) bakteri tersebut tg waktu

yang diperlukan mikroorganisme untuk melipat gandakan

populasinya yakni menjadi

Jawab

ln = Nt = λt ln = 2N0 = λtg

N0 N0

tg = ln2 tg = 0693

λ 924 x 10-3

tg = 0075 x 103

tg = 75 menit

35

Pertemuan 6

Tanggal 7 Oktober 2014

TEGANGAN PERMUKAAN

Molekul di permukaan mengalami gaya

resultan ke arah dalam media Molekul di

dalam media tidak mengalami gaya resultan

Molekul-molekul cairan memberikan

gaya tarik satu dengan lainnya terdapat gaya

total yang besarnya nol pada molekul di dalam volume cairan tetapi molekul

permukaan ditarik ke dalam volume Sehingga cairan cenderung memperkecil

luas permukaannya hanya dengan meregang lapisan (Fisika Universitas Jl 110

hal 431)

Tegangan permukaan (ᵞ)

- Molekul di bagian dalam media yang bergeak ke permukaan

media membutuhkan kerja untuk mengalami gaya tarik menarik

ke bawah

- Makin banyak jumlah molekul di permukaan media suatu

cairan makin luas permukaan media tersebut

36

- Tetapi dengan adanya gaya resultan ke arah dalam yang dialami

oleh molekul-molekul dipermukaan maka sifat cairan

cenderung untuk meminimumkan luas permukaan

Fenomena alam yang berkaitan dengan sifat kecenderuungan cairan

menimbulkan permukaanya antara lain

- Embun air di atas air

- Air dihinggapi nyamuk

Permukaan zat cair mempunyai sifat ingin meregang sehingga

permukaannya seolah- olah ditutupi oleh suatu lapisan yang elastis Hal ini

disebabkan adanya gaya tarik menarik antara partikel sejenis di dalam zat

cair sampai ke permukaan

Di dalam cairan tiap molekul ditarik oleh molekul lain yang sejenis di

dekatnya dengan gaya yang sama kesegala arah Pada permukaan cairan

tiap molekul ditarik oleh molekul sejenis didekatnya dengan arah hanya

kesamping dan kebawah tetapi tidak ditarik oleh molekul diatasnya karena

diatas permukaan cairan berupa fase uap ( udara ) dengan jarak antara

molekul sangat renggang

Adanya gaya atau tarikan ke bawah menyebabkan permukaan cairan

berkontraksi dan berada dalam keadaan tegang Tegangan ini disebut

dengan tegangan permukaan

Besarnya tegangan permukaan cairan bergantung pada gaya tarik

antara molekul- molekulnya Ketika gaya tarik besar seperti dengan H2O

tegangan permukaan besar Sebaliknya cairan seperti bensin yang tersusun

atas molekul- molekul non polar mempunyai tegangan permukaan yang

kecil karena tarikan antarmolekul lebih lemah

Zat yang tegangan permukaannya rendah sangat mudah membasahi

permukaan bagaimanapun keadaan permukaannya Pelarut hidrokarbon

misalnya nafta atau bensin menyebar pada kaca maupun permukaan

berminyak dengan mudahnya sebab tarikan sesama molekul hidrokarbon

sangat lemah Hampir tidak ada usaha untuk memperluas permukaan cairan

akibatnya mereka mudah menyebar pada permukaan apapun (Brady 1994)

37

Tegangan permukaan (ᵞ)

Banyaknya kerja yang diperlukan untuk memperluas

permukaan suatu cairan Satuannya dalam SI adalah newton per meter

(NM) tetapi satuan cgs dyene per centimeter lebih sering digunakan

1 dynecm = 10-3 Nm = 1 mNm

(Fisika Universitas Jl 110 hal 432)

Tegangan permukaan

- Antara cairan dengan gas atau udara tegangan permukaan

- Antara cairan dengan cairan tegangan antar muka

Contoh nilai ᵞ beberapa cairan pada 20degC

Cairan Cairan-udara (dynecm) Cairan-air (dynecm)

Hg 485 375

H2O 7275 -

C6H6 2888 350

CCl4 2680 451

Aceton 2394 -

Etanol 2249 -

Isopropanol 2192 -

Sukrosa (aquos ) 7645 -

Faktor- Faktor Yang Mempengaruhi Tegangan Permukaan

a Jenis cairan

Pada umumnya cairan yang memiliki gaya tarik antara molekulnya

besar seperti air maka tegangan permukaannya juga besar Sebaliknya pada

cairan seperti bensin karena gaya tarik antara molekulnya kecil maka

tegangan permukaannya juga kecil

38

b Suhu

Tegangan permukaan cairan turun bila suhu naik karena dengan

bertambahnya suhu molekul- molekul cairan bergerak lebih cepat dan

pengaruh interaksi antara molekul berkurang sehingga tegangan

permukaannya menurun

c Adanya zat terlarut

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 detergen dan alkohol

adalah efektif dalam menurunkan tegangan permukaan ( Yazid 2005)

Metode pengukuran tegangan permukaan

- Metode kapiler

- Metode cincin Du Nouy

- Metode Lempengan Wilhelmi

- Metode Tekanan Gelembung maksimum

- Dll

a Metode Kapiler

- Yang digunakan yang luas permukaannya naik

- Permukaan air dalam pipa kapiler terus naik hingga tercapai

keseimbangan dengan gaya gravitasi

Metode ini didasarkan pada kenyataan bahwa bila sebatang pipa

kapiler dimasukan kedalam cairan maka permukaan cairan dalam pipa

kapiler dapat mengalami kenaikan atau penurunan Apabila cairan

membasahi bejana ( θ lt 90 ) maka permukaan cairan akan naik

Sedangkan bila cairan tidak membasahi bejana ( θ gt 90 ) permukaan

cairan akan turun Peristiwa naik turunnya permukaan cairan dalam

kapiler ini disebut dengan kapilaritas

39

Kenaikan atau penurunan cairan dalam kapiler disebabkan oleh

adanya tegangan permukaan yang bekerja pada permukaan cairan yang

menyentuh dinding sepanjang keliling pipa Akibat tegangan permukaan ini

pipa akan memberikan gaya reaksi pada permukaan cairan yang besarnya

sama tapi arahnya berlawanan ( Yazid 2005 )

Catatan

- Jika permukaan atas larutan cembung sudut kontak besar - Jika permukaan atas larutan cekung sudut kontak kecil

Tegangan permukaan diukur dengan melihat ketinggian air cairan yang naik melalui suatu kapiler Metode kenaikan kapiler hanya dapat digunakan untuk mengukur tegangan permukaan tidak bisa untuk mengukur tegangan permukaan tidak bias untuk mengukur tegangan antar muka

Persamaan

퐹푢푝 = 훾(2휋푟) cos휃

퐹푑표푤푛 = 휌푔(ℎ휋푟 )

퐹푢푝 = 퐹푑표푤푛 훾 = Keterangan

- 휌 = bobot jenis cairan gml - 푔 = 980 cms - 푟 = jari-jari pipa kapiler - ℎ = tinggi miniskus cairan untuk kapiler - 휃 = sudut kontak ( untuk air dan kebanyakan cairan sangat kecil yakni

mendekati 1 )

Untuk cairan dengan sudut kontak sangat kecil

훾 = atau ℎ =

Sedangkan untuk cairan yang tidak membasahi bejana seperti raksa θ = 140 sehingga cos θ = - 0766 ( berharga negatip) Akibatnya h memiliki harga negatip yang berarti cairan mengalami penurunan atau ditekan dalam kapiler

40

b Metode Cincin Du Nouy

Metode cincin du nouy merupakan metode yang paling baik digunakan karena lebih akurat dan cepat dalam pengukuran tegangan permukaan deterjen serum suspensi koloid dan lain- lain

Berdasarkan pengukuran gaya yang diperlukan untuk melepaskan cincin dari permukaan cairan Metode ini digunakan untuk mengukur tegangan antar muka cairan

Persamaan

훾 = 퐹

4휋푅 퐶

Keterangan - F = gaya yang diperlukan untuk melepaskan cincin dari

permukaan - R = jari-jari lingkar cincin - C = Faktor koreksi

Faktor Koreksi

(퐶 minus 푎) = 4푏휋 푥

1푅 푥

퐹4휋휌푅 + 푐

Keterangan

- a = 07250 (konstan) - b = 009075 m-1 s2 (konstan) - c = 004534 ndash 1695 rR (konstan) - r = jari-jari kawat yang digunakan untuk membuat cincin - R = jari-jari rata-rata lingkaran - 휌 = masa jenis cairan sempel

Ketika mengukur tegangan permuakaan cairan- cairan harus diperhatikan bahwa cairan yang ada dibawah benar- benar membasahi cincin (Bird 1987)

c Metode Lempengan Wilhelmi

Metode ini didasarkan pada gaya yang diperlukan untuk menarik pelat tipis dari permukaan cairan Pelat digantung pada salah satu lengan neraca dan dimasukkan kedalam cairan yang akan diselidiki Besarnya gaya tarik pada neraca yang digunakan untuk melepas pelat dari permukaan cairan dicatat

Persamaan

푃 = 푚푔 + 퐿훾 cos휃 minus 푠ℎ휌푔

41

Keterangan

- P = gaya yang dipergunakan untuk melepaskan lempengan dari permkaan cincin

- m = berat lempengan - 푔 = gaya gravitasi - 푠 = luas penampang lempengan - ℎ = kedalaman lempeng yang dicelupkan - 퐿 = keliling lempengan - 휌 = bobot jenis cairan

Dalam metode ini diandaikan sudut kontak θ = 00 dan pengaruh

dari ujung- ujung lempeng dapat diabaikan ( Yazid 2005 ) Pada metode ini digunakan lempengan mika tipis atau kaca slide

mikrosip yang digantung pada neraca Pengukuran dapat dilakukan dengan cara statistik ataupun dengan detasment yang secara akurat diberikan pada persamaan ideal

Jika pengukurannya dilakukan dengan metode detasmen prosedurnya hampir sama dengan metode cincin Du Nouy tetapi faktor koreksi hanya 01 ( Adamson 1990)

d Metode Tekanan Gelembung Maksimum Tegangan permukaan menyebabkan adanya perbedaan tekanan

pada kedua sisi permukaan cairan yang lengkung Tekanan pada sisi yang cembung Ketika pertama kali tekanan dikenakan jari- jari gelembung sangat besar Sementara gelembung itu mengembang jari- jarinya akan semakin kecil sampai nilai minimum

Pada keadaan ini jari- jari gelembung sama dengan jari- jari tabung gelas Bila tekanan terus dinaikkan jari- jari gelembung akan membesar kembali sampai akhirnya gelembung ini lepas dari tabung gelas dan naik ke permukaan cairan jelas bahwa tekanan maksimum diperoleh pada saat jari- jari minimum

Tekanan maksimum ini bukan hanya disebabkan perbedaan tekanan pada kedua sisi gelembung tetapi juga disebabkan oleh adanya tekanan hidrostatik ( yang bergantung pada ketinggian tabung gelas dalam cairan )

Persamaan

훾 = ∆휌푔푑푒 1퐻

Keterangan

o ∆휌 = perbedaan bobot jenis o 푑푒 = diameter maksimum tetesan

42

o = faktor koreksi yang ditentukan oleh rasio 푑푠 푑푒

Metode tekanan gelembung maksimum memiliki keakuratan di bawah 10 yang mana tidak tergantung pada jarak kontak dan hanya merupakan sebuah pengetahuan dasar dari densitas suatu cairan ( Jika menggunakan pipa ganda ) dan pengukurannya juga relatif cepat Rata- rata sebuah gelembung harganya sekitar 1 sek (Adamson 1990)

Pertemuan 7

Tanggal 14 Oktober 2014

TEGANGAN ANTAR MUKA

Tegangan permukaan merupakan gaya persatuan panjang yang

harus dikerjakan sejajar permukaan untuk mengimbangi gaya tarikan

kedalam pada cairan Hal tersebut terjadi karena pada permukaan gaya

adhesi (antara cairan dan udara) lebih kecil dari pada gaya kohesi antar

molekul cairan sehingga menyebabkan terjadinya gaya kedalam pada

permukaan cairan

Tegangan antar muka adalah gaya per satuan panjang yang terdapat

pada antar muka dua fase cairan yang tidak dapat tercampur Tegangan antar

muka selalu lebih kecil dari pada tegangan permukaan kerena gaya adhesi

antara dua cairan tidak bercampur lebih besar dari pada adhesi antara cairan

dan udara

Cairan-cairan (immisible)

L ƔL ƔL Tegangan permukaan L

ƔS Tegangan permukaan S

ƔSL ƔSL Tegangan antarmuka SL

S ƔS

43

Missible dua zat yang bercampurlarut dengan sempurna berapapun

konsentrasijumlahnya

Immisible dua zat (cairan dengan cairan) yang sama sekali tidak

dapat bercampurlarut

Pada dasarnya tegangan permukaan suatu zat cair

dipengaruhi oleh beberapa faktor diantaranya suhu dan zat terlarut

Dimana keberadaan zat terlarut dalamsuatu cairan akan

mempengaruhi besarnya tegangan permukaan terutama molekul zat

yang berada pada permukaan cairan berbentuk lapisan monomolekuler

yang disebut dengan molekul surfaktan Kemudian suhu juga sangat

mempengaruhi tegangan permukaan suatu cairan dimana ketika suhu

naik maka tegangan permukaan cairan akan turun

Suhu uarr = Tegangan permukaan darr ldquoberbanding terbalikrdquo

Fenomena Permukaan dan Fenomena Antar muka

Permukaan Fenomena

Cairan ndash Udara Tegangan Permukaan

Padat ndash Udara Adsorbsi

Antar Muka Fenomena

Cairan ndash Cairan

(immisible)

Tegangan Antar Muka

Padat ndash Cair Pembasah (Wetting)

Tegangan Antar Muka Cairan ndash Cairan (immisible)

1) Gaya persatuan panjang yang bekerja pada antar muka dua cairan

yang immisible

Satuan dynecm-1

44

2) Kerja yang diperlukan untuk memisahkan 2 permukaan cairan

immisible

Satuan ergcm-2

Manfaat fenomena antar muka dalam farmasi

1 Formulasi sediaan serbuk yang hidrofob

2 Menentukan jenis surfaktan untuk membuat emulsi

3 Meningkatkan stabilitas suspensi dan emulsi

4 Mengatasi sediaan obat yang berbusa

5 Adsorbsi obat pada saluran pencernaan

Soal

1 Hitung Ɣ fenol bila diketahui tinggi kenaikan permukaan fenol dalam

pipa kapiler (r = 007 cm) adalah 093 cm pada suhu 37˚C Bila

diketahui bobot jenis fenol 113 gcm-1 dan konstanta gravitasi = 9807

cm det-2

Diketahui

a) r = 007 cm

b) ρ = 113 gcm-1

c) g = 9807 cm det-2

d) h = 093 cm

Ditanya Ɣfenol

Jawab

Ɣfenol = frac12 (rρgh)

= frac12 (007 x 113 x 9807 x 093)

= 3607 dynecm-1

45

Gaya Kohesi dan Adhesi

Terdapat dua macam gaya tarik menarik antar partikel yaitu kohesi

dan adhesi Kohesi adalah gaya tarik menarik antara partikel yang sejenis

Kohesi dipengaruhi oleh kerapatan dan jarak antar partikel dalam zat gaya

kohesi mengakibatkan dua zat bila dicampurkan tidak akan saling

bercampur Contoh tidak bercampurnya air dengan minyak tidak

melekatnya air raksa pada dinding pipa kapiler dan air pada daun talas

Adhesi adalah gaya tarik menarik antara partikel-partikel yang

tidak sejenis Gaya adhesi akan mengakibatkan dua zat akan saling melekat

bila dicampurkan Contoh bercampurnya air dengan tehkopi melekatnya

air pada dinding pipa kapiler dan melekatnya tinta pada kertas

Adanya gaya tarik menarik antara partikel zat cair menyebabkan

adanya tegangan permukaan dimana permukaan zat cair cenderung

menegang dan seolah terdapat selaput atau lapisan yang tegang sehingga

dapat menahan benda Selain adanya peristiwa tegangan permukaan akibat

adanya gaya tarik menarik antara partikel juga menyebabkan terjadinya

peristiwa meniskus cembung dan meniskus cekung

Meniskus Cembung dan Meniskus Cekung

Meniskus adalah peristiwa mencekung atau mencembungnya

permukaan zat cair Berdasarkan bentuk permukaan zat cair meniskus

dibedakan menjadi dua yaitu meniskus cembung dan meniskus cekung

Meniskus cembung terjadi jika gaya kohesi lebih besar dari pada gaya

adhesi Sedangkan meniskus cekung terjadi jika adhesi lebih besar dari pada

kohesi

46

Jika Wc lt Wa

Sudut Cos Ɵ Kecil

Permukaan cairan dalam kapiler cekung dan naik

Jika Wc gt Wa

Sudut Cos Ɵ Besar

Permukaan cairan dalam kapiler turun dan berbentuk cembung

Ɣ Rasio imbangan antara gaya Kohesi dan Adhesi

Cairan-Cairan (immisible)

Mempengaruhi koefisien sebaran (S)

Jika kerja kohesi lebih besar dari kerja adhesi maka nilai

koefisien sebarannya kecilrendah

Contoh

Asam stearat jika dilarutkan dengan air maka koefisien sebarannya

rendah karena gugus nonpolar pada asam stearat lebih panjang dari

gugus polarnya (gugus polar jadi titak berpengaruh)

47

Jika kerja kohesi lebih rendah dari kerja adhesi maka nilai koefisien

sebarannya tinggi Spreading

Contoh

Propanol jika dilarutkan dengan air maka koefisien sebarannya tinggi

karena mempunyai gugus ndashOH yang dapat berikatan hidrogen dengan

air dan bersifat polar

Tegangan permukaan dipengaruhi oleh

Rasio

Polar

Nonpolar

Si = Wa ndash Wc

Wc = 2 Ɣx

Wa = (Ɣx + Ɣair - Ɣx-air)

Si Bila nilai Si positif maka sebaranspreading terjadi

Bila nilai Si 0 tetap ada peluang sebaran

Bila nilai Si negatif tidak terjadi sebaran

Soal

Diketahui Ɣbenzen = 289 dynecm-1 Ɣair = 728 dynecm-1 dan Ɣbenzen-air =

35 dynecm-1 Hitung nilai kerja kohesi benzen kerja adhesi benzen-air

dan koefisien penyebaran awal benzen

Diketahui

a) Ɣbenzen = 289 dynecm-1

b) Ɣair = 728 dynecm-1

c) Ɣbenzen-air = 35 dynecm-1

48

Ditanya

a) Wc

b) Wa

c) Si

Jawab

Wc = 2 Ɣbenzen

= 2 x 289

= 578 dynecm-1

Wa = (Ɣbenzen + Ɣair ndash Ɣbenzen-air)

= (289 + 728 ndash 35)

= 667 dynecm-1

Si = Wa ndash Wc

= 667 ndash 578

= 89 dynecm-1

Benzen dapat tersebar dalam air karena nilai Si positif (+)

49

DAFTAR PUSTAKA

1 Tayangan Dosen

2 UraianPenjelasan Dosen pada saat Perkuliaha

3 Text Book

- Yazid Estein dan Nursanti Lisda 2006 Penuntun Praktikum Biokimia

Yogyakarta ANDI

- Santoso Begot 2007 BIOLOGI Jakarta Interplus Ridho_Brilliantoro

Tugas_Enzimologi

- Eistein Yazid 2005 Kimia Fisika Untuk Paramedis Yogyakarta Penerbit

Andi

- Adamson A W (1990) Physical Chemistry of Surfaces 5 th Ed New

York Willey

- Hugh DYoung Roger A Freedman 2002 Fisika Universitas Ed10 Alih

bahasa Juliastuti Endangdkk Jakarta Erlangga

- Kamajaya(2007)Cerdas Belajar FisikaBandungGrafindo Media Pratama

- IndrajitDudi(2007)Mudah dan Aktif Belajar FisikaBandungPT Setia

Purna Inves

4 Internet

- httprepositoryusuacidbitstream123456789395874Chapter20IIpdf

- httpstaffuiacidsystemfilesusersjoshitadjajadisastramaterialkestabil

anobatkuliahs2pdf

- httpstaffunyacidsitesdefaultfilespendidikanPurwanti20Widhy2

0Hastuti20SPd20MPdLaju20Reaksi20(2)pdf

- fileCUsersElrio20PutraDownloadsChapter20820Kinetika20

Kimiapdf

- httpusupressusuacidfilesKinetika20Kimia20Reaksi20Element

er_Normal_bab201pdf

- httpffarmasiuadacidwp-contentuploads201301orde-reaksi-waktu-

paruhpdfhttpnissanisso-fkp11webunairacidartikel_detail-49831-

Umum-sifat20kerja20obathtml

- httpmipa-farmasiblogspotcom201202tegangan-permukaan-tegangan-

antar-mukahtmlm=1

50

Page 6: Farfis2 before mid.pdf

6

Untuk mencari orde reaksi kita lakukan beberapa percobaan

masing-masing dengan konsentrasi-konsentrasi reaktan yang berbeda dan

menentukan laju reaksi awal

Percobaan

Konsentrasi Reaktan Awal

(moll) Laju Awal

(molLs) O2 NO

1 110x10-2 130x10-2 321x10-3

2 220x10-2 130x10-2 640 x10-3

3 110x10-2 260x10-2 128 x10-3

4 330x10-2 130x10-2 960 x10-3

5 110x10-2 390x10-2 288 x10-3

Reaksi Order Pertama

Beberapa aplikasi dari reaksi order I

Menggabarkan berapa banyak obat yang dilepas pada

peredaran darah atau yang digunakan tubuh

Sangat berguna di bidang geokimia

Peluruhan radioakif

Waktu Paruh (t12)

Waktu yang dibutuhkan untuk meluruhkan frac12 dari kuantitas

awal suatu reaktan Waktu paruh dapat digunakan untuk

menghitung konsntanta laju reaksi orde pertama

Orde reaksi (m) ndash Secara intuitif

a Reaksi orde 0

Menaikkanmenurunkan konsentrasi tidak mempengaruhi laju reaksi

7

b Reaksi orde 1

Menaikkan konsentrasi 1x akan menaikkan laju reaksi 1x dan

sebaliknya

c Reaksi orde 2

Menaikkan konsentrasi 1x akan menaikkan laju reaksi 2x dan

sebaliknya

Keterangan pseudo orde

A + B produk

V = k [A]x [B]y misal x = 1 dan y = 1

V = k [A] [B] orde reaksi = 2

Bila [B] dibuat tetap maka laju reaksi hanya dipengaruhi oleh perubahan

[A] maka

V = krsquo [A] pseudo orde 1 dimana krsquo = k[B]y

Selanjutnya bila [A] juga dibuat tetap maka

V = krdquo pseudo orde 0 dimana krdquo = k [A]x [B]y

Contoh pseudo orde

1 Hidrolisis sukrosa (dalam suasana asam) v = k [sukrosa] [H+] kinetika

orde hidrolisis sukrosa = 2 dan bila hidrolisis berlangsung dalam

larutan yang dibuffer berarti nilai [H+] tetap maka kinetika orde

hidrolisis sukrosa pseudo orde 1 hellip (mengikuti kinetika orde 1)

Persamaan v = krsquo [sukrosa]

2 Hidrolisis ampisilin dalam larutan suasana basa

Amp + OH- produk

V = k [Amp] [OH-]

Kinetika orde hidrolisis ampisilin = 2

Bila hirdrolisis berlangsung dalam larutan yang dibuffer berarti nilai

[OH-] tetap maka kinetika orde hidrolisis ampisilin = pseudo orde 1

Selanjutnya bila ampisilin dibuat dalam sediaan suspense yang dibuffer

8

maka kinetika orde hidrolisis ampisilin = pseudo orde 0 hellip (mengikuti

kinetika orde 0)

Persamaan I = krsquo [Amp] pseudo orde 1

Persamaan II = krdquo pseudo orde 0

Persamaan Laju Reaksi (hellip laju konsumsi reaktan)

V = = kCx

= kCx

dimana C = [reaktan]

x = orde reaksi

k = konstanta laju reaksi dan satuannya bergantung pada orde reaksi

Pertemuan Ke-2

Tanggal 9 September 2014

INTEGRAL PERSAMAAN LAJU REAKSI

Persamaan Laju Reaksi dan Orde Reaksi

Pada umumnya hubungan antara laju reaksi dengan konsentrasi zat-zat

pereaksi hanya diturunkan dari data eksperimen Bilangan pangkat yang

menyatakan hubungan konsentrasi zat pereaksi dengan laju reaksi disebut

orde reaksi

9

Keterangan

r = laju reaksi

k = tetapan laju reaksi

[A] = konsentrasi zat A dalam mol per liter

[B] = konsentrasi zat B dalam mol per liter

m = orde reaksi terhadap zat A

n = orde reaksi terhadap zat B

Beberapa contoh reaksi dan rumus laju reaksi yang diperoleh dari

hasil eksperimen dapat dilihat pada Tabel berikut

Tabel Contoh beberapa reaksi dan rumus laju reaksinya

Orde reaksi dapat ditentukan dari persamaan laju reaksi Misalnya pada

reaksi

dengan persamaan laju reaksi

orde reaksi terhadap H2 = orde satu orde reaksi terhadap NO = orde dua

dan orde reaksi total adalah tiga Untuk lebih memahami cara menentukan orde

reaksi dan rumus laju reaksi Orde reaksi dapat juga ditentukan melalui

kecenderungan dari data suatu percobaan yang digambarkan dengan grafik

Berikut ini dijelaskan penentuan orde reaksi melalui grafik

10

1 Grafik Orde Nol

Laju reaksi tidak dipengaruhi oleh

besarnya konsentrasi pereaksi Persamaan

laju reaksinya ditulis

Bilangan dipangkatkan nol sama dengan satu sehingga persamaan laju

reaksi menjadi r raquo k Jadi reaksi dengan laju tetap mempunyai orde reaksi

nol Grafiknya digambarkan seperti Grafik diatas

2 Grafik Orde Satu

Hubungan kecepatan dengan konsentrasi

Untuk orde satu persamaan laju reaksi adalah

Persamaan reaksi orde satu merupakan persamaan linier berarti laju

reaksi berbanding lurus terhadap konsentrasinya pereaksinya Jika

konsentrasi pereaksinya dinaikkan misalnya 4 kali maka laju reaksi akan

menjadi 41 atau 4 kali lebih besar

3 Grafik Orde Dua

Hubungan konsentrasi dengan waktu

11

Persamaan laju reaksi untuk reaksi orde dua

adalah

Apabila suatu reaksi berorde dua terhadap suatu pereaksi berarti laju

reaksi itu berubah secara kuadrat terhadap perubahan konsentrasinya

Apabila konsentrasi zat A dinaikkan misalnya 2 kali maka laju reaksi akan

menjadi 22 atau 4 kali lebih besar

- Reaksi orde 0

Laju reaksi orde 0 tidak bergantung pada reaktan

푉 = 퐾

ndash = kCx dimana x=0 maka = k

ndash = k disusun menjadi ndashdC = kdt atau dC = -kdt

int 푑퐶 = -k

int 푑푡 int 푑퐶 = Ct ndash Co pers Regresi linear

Ct = Co ndash kt

Plotting Ct vs t

Ct = Co - kt

Y = A + Bx

12

- Reaksi orde 1

= kCx dimana X = 1 maka = kC

= kC disusun menjadi = kdt atau

int = -k int 푑푡 ln Ct = ln Co ndash kt

int = ln ln angka 퐶푡 퐶표

ln Ct ndash ln Co

kurva plot ln Ct vs t

- Reaksi orde 2

= kCx dimana X = 2 maka = kC2

= kC2 disusun menjadi = kdt atau = -kdt

int = - k int 푑푡

minus ndash minus = minus푘푡 atau = + 푘푡

Kurva

13

Penetapan orde reaksi dan konstanta laju reaksi (harus) melalui percobaan

- Metode

Metode laju reaksi awal kombinasi dengan metode isolasi pseudo

reaksi

Metode integrasi dan mencocokan persamaan laju reaksi dengan data

percobaan

Untuk reaksi dengan mekanisme sederhana (1 tahap)

Orde reaksi = koefisien stokiometri reaksi

Untuk reaksi dengan mekanisme kompleks ( beberapa tahap)

Orde reaksi mungkin sama atau tidak sama dengan koefisien stokiometri

reaksi

Contoh Tentukan orde reaksi dan konstanta laju reaksi berikut

2 H2(g) + 2 NO(g) N2(g) + 2 H2O(g)

V = k [H2]x [NO2] x= dan y=

Data percobaan

Exp P(H2)0 P(NO)0 V reaksi

1 533 kpa 200 kpa 0035 kpa det-1

2 533 kpa 400 kpa 0140 kpa det-1

3 196 kpa 533 kpa 0091 kpa det-1

4 392 kpa 533 kpa 0182 kpa det-1

Cermati data exp 1 vs 2

V~ [NO]y ie [NO] dibuat 2x v menjadi 4x maka y=2

Cermati data exp 3 vs 4

V ~ [H2]x ie[H2] dibuat 2x v menjadi 2x maka x=1

Jadi diperoleh x=1 dan y=2

V = k [H2] [NO2] 2 reaksi orde 2

14

Menetapkan nilai waktu paruh (T12) dan umur simpan (T90)

Reaksi reaksi orde ke nol dan ke satu

Ct = Co ndash kt

t =

t1 2 = =

t1 2 =

t90 =

t90 =

Reaksi orde satu

ln Ct = ln Co ndash kt

t =

t1 2 =

t1 2 = 0693k

t90 = (= ln

= ln

= ln 1111)

t90 =

t90 =

Note

Misal waktu paruh PCT sediaan 500 mg 1 tahun kemudian

kandungannya menjadi 250 mg (T12) untuk unsur-unsur radioaktif dan

isotop t90 = kimia atau zat kimia pada sediaan masih ada 90 (berkurang

90) paling penting dalam sediaan farmasi ditulis ED

15

Pertemuan 3

Tanggal 16 September 2014

MENETAPKAN NILAI WAKTU PARUH (tfrac12) DAN UMUR SIMPAN (t90)

UNTUK REAKSI-REAKSI ORDE 0 DAN 1

Waktu paruh (tfrac12) dari suatu obat adalah waktu yang dibutuhkan oleh

separuh konsentrasi obat untuk dieliminasi Metabolisme dan eliminasi

mempengaruhi waktu paruh obat Contohnya pada kelainan fungsi hati atau

ginjal waktu paruh obat menjadi lebih panjang dan lebih sedikit obat

dimetabolisme dan dieliminasi Jika suatu obat diberikan terus-menerus

maka dapat terjadi penumpukan obat

Suatu obat akan melalui beberapa kali waktu paruh sebelum lebih dari

90 obat itu dieliminasi Jika seorang klien mendapat 650mg aspirin dan

waktu paruhnya adalah 3jam maka dibutuhkan 3jam waktu paruh pertama

untuk mengeliminasi 325mg dan waktu paruh kedua 9 atau 6jam untuk

mengeliminasi 162mg berikutnya dan seterusnya sampai pada waktu paruh

keenam atau 18jam dimana tinggal 10mg aspirin terdapat dalam tubuh

waktu paruh selama 4-8jam dianggap singkat dan 24jam atau lebih

dianggap panjang Jika obat memiliki waktu paruh yang panjang (seperti

digoksin 36 jam) maka diperlukan beberapa hari agar tubuh dapat

mengeliminasi obat tersebut seluruhnya

Sedangkan umur simpan (t90) adalah jangka waktu penyimpanan pada

kondisi tertentu di mana produk obat masih memenuhi spesifikasi yang

ditetapkan oleh perusahaan pembuat obat

Reaksi Orde 0

퐶푡 = 퐶표 minus 푘푡

푡 =퐶표 minus 퐶푡

16

Nilai waktu paruh (tfrac12)

푡frac12 =

푡frac12 =05퐶표푘

Nilai umur simpan (t90)

푡 =

푡 = 01퐶표푘

Reaksi Orde 1

푙푛퐶푡 = 푙푛퐶표 minus 푘푡

푡 =푙푛퐶표 minus 푙푛퐶푡

Nilai waktu paruh (tfrac12)

푡frac12 =푙푛퐶푡 minus 푙푛05퐶표

푡frac12 =

푡frac12 =0693푘

Nilai umur simpan (t90)

푡 =푙푛퐶표 minus 푙푛09퐶표

푡 =

푡 =0105푘

17

Contoh soal

Sediaan Aspirin dalam larutan (pH 25) dengan konsentrasi awal

030g100ml memperlihatkan kinetika degradasi orde ke 1 dan konstanta laju

degradasinya pada suhu kamar 97times10-7det-1 Hitung

a tfrac12 dan t90 sediaan larutan Aspirin

b Hitung tfrac12 dan t90 Aspirin bila sediaan dibuat dalam bentuk suspensi dengan

dosis 10g100ml diketahui kelarutan Aspirin 033g100ml

Jawab a Diketahui pH larutan 25

Co=03g100ml

Korde 1= 97times10-7det-1

Ditanya tfrac12 dan t90

Dijawab 푡frac12 =

푡frac12 = times

푡frac12 = times

푡frac12 = 71443298detik (826hari)

푡 =

푡 = times

푡 = times

푡 = 10824742detik (125hari)

b Diketahui Suspensi dosis 10g100ml

Kelarutan Aspirin 033g100ml

Ditanya k tfrac12 dan t90

18

Dijawab korde0 = korde1 [Aspirin]

= 97times10-7 times 033

= 3201times10-7

tfrac12 =

tfrac12 = times times

tfrac12 = 156201187detik (1808hari)

푡 =

푡 = times times

푡 = 31240237detik (36hari)

Pertemuan 4

Tanggal 23 September 2014

FAKTOR YANG MEMPENGARUHI LAJU REAKSI

Laju reaksi atau kecepatan reaksi menyatakan banyaknya reaksi

kimia yang berlangsung per satuan waktu Laju reaksi menyataka molaritas

zat terlarut dalam reaksi yang dihasilkan tiap detik reaksi Perkaratan besi

merupakan contoh reaksi kimia yang berlangsung lambat sedangkan

peledakan mesiu atau kembang api adalah contoh reaksi yang cepat Reaksi

kimia untuk laju reaksi sebagai berikut

aA + bB pP + qQ

Dengan a b p dan q adalah koefisien reaksi dan A B P dan Q

adalah zat-zat yang terlibat dalam reaksi laju reaksi dalam suatu system

tertutup adalah

19

v = minus [ ] = minus [ ] = minus [ ] = minus [ ]

dengan [A] [B] [P] dan [Q] menyatakan konsentrasi zat-zat tersebut

Faktor-faktor yang mempengaruhi laju reaksi

Konsentrasi

Karena persamaan laju reaksi didefinisikan dalam bentuk konsentrasi

reaktan maka dengan naiknya konsentrasi maka naik pula kecepatan

reaksinya Artinya semakin tinggi konsentrasi maka semakin banyak molekul

reaktan yang tersedia dengan demikian kemungkinan bertumbukan akan

semakin banyak juga sehingga kecepatan reaksi meningkat Jadi semakin

tinggi konsentrasi semakin cepat pula laju reaksinya

Molaritas

Molaritas adalah banyaknya mol zat terlarut tiap satuan volume zat

pelarut Hubungannya dengan laju reaksi adalah semakin besar molaritas

suatu zat maka semakin cepat suatu reaksi berlangsung Dengan demikian

pada molaritas yang rendah suatu reaksi akan berlajan lebih lambat daripada

molaritas yang tinggi

Luas permukaan

Semakin besar luas permukaan bidang sentuh menyebkan laju reaksi

semakin cepat Begitu juga apabila semakin kecil luas permukaan bidang

sentuh maka semakin kecil tumbukan yang terjadi anatar partikel ehingga laju

reaksi pun semakin kecil

Suhu

Suhu juga turut berperan dalam mempengaruhi laju reaksi Apabila

suhu pada suatu reaksi yang berlangsung dinaikkan maka menyebabkan

partikel semakin bergerak aktif sehingga tumbukan yang terjadi semakin

sering menyebabkan laju reaksi semakin besar Sebaliknya apabila suhu

diturunkan maka partikel semakin tak aktif sehingga laju reaksi semakin

kecil

20

Katalisator

Katalis adalah suatu zat yang mempercepat laju reaksi kimia pada suhu

tertentu tanpa mengalami perubahan oleh reaksi itu sendiri Suatu katalis

berperan dalam reaksi tetapi bukan sebagai pereaksi ataupun produk Katalis

memungkinkan reaksi berlansung lebih cepat atau memungkinkan reaksi pada

suhu yang lebih rendah akibat perubahan yang dipicunya terhadap pereaksi

Katalis menyediakan suatu jalur pilihan dengan energi aktivasi yang lebih

rendah Katalis mengurangi energi yang dibutuhkan untuk berlangsungnya

reaksi

Katalis dapat dibedakan ke dalam dua golongan utama yaitu katalis

homogeny dan katalis heterogen Katalis heterogen adalah katalis yang ada

dalam fase yang berbeda dengan pereaksi dengan reaksi yang dikatalisisnya

Sedangkan katalis homogen berada dalam fase yang sama Katalis homogeny

umumnya bereaksi dengan satu atau lebih pereaksi untuk membentuk suatu

perantara kimia yang selanjutnya bereaksi membentuk produk akhir reaksi

dalam suatu proses yang memulihkan katalisnya

Pengaruh suhu terhadap laju reaksi

Persamaan Arrhenius ( 1889 ) Persamaan empiris pengaruh suhu

terhadap konstanta laju reaksi Rumus

Dimana

K = Konstanta rata-rata

A = konstanta Arrhenius

Ea = Energi aktivasi

R = konstanta gas

T = temperaur )Catatan Bilangan pokok ion disebut juga e = 10

K = A e ndash

21

Persamaan Regresi

K = A e ndash

ln K = ln A + ( ln e ndashEaRT )

ln K = ln A + ( )

ln K = ln A ndash

y = A + BX

)Catatan

Intersept = ln A

Slope =

Didapatkan Ea dari regresi linear

Slope =

Ln K

1T

Persamaan Arrhenius untuk dua suhu ( bila salah satu suhu diketahui )

Ln = ( - ) atau ln K ( T2 ) = ln (T1 ) + ( minus)

Kurva persamaan Arrhenius untuk dua suhu

22

Contoh soal

1 Hasil percobaan dekomposisi suatu sediaan 5-hidroksimetilfurfural

memperlihatkan kinetika obat order ke satu dengan data konstanta

laju dekomposisinya seperti berikut ini yaitu pada suhu

120 o C = 3258 x 10-4 det-1

130oC = 838 x 10-4 det-1

140oC = 1350 x10-4 det-1

Hitunglah

a Ea

b K (25)

c T ( 90 25 )

Jawab

Diketahui R = 8314 JK-1mol-1

a 1ln k ( T2 ) = ln k ( T1 ) - ( minus )

ln 838x10-4 = ln 3258x10-4 ndash

( minus )

= minus

(000254minus 000248)

= minus

(000006)

17998 = minus

x 610-5

minus퐸푎 =

minus퐸푎 = 249 x 105 gmol

= 249 KJmol

b Didapat persamaan dari Excel

y = - 11850 x + 22148

23

ln k = - 11850 ( ) + 22148

ln k = - 39765 + 22148

ln k = - 17617

k = 22 x 10-8

c t90 =

=

= 2102102 detik ~ 24 hari

Bila dihitung dengan kalkulator maka

t90 =

=

= 4772727 detik ~ 55 hari

2 konstanta laju dekomposisi sulfacetamid dalam sediaan larutan ( pH =

74 ) pada suhu 80oC = 325 x 10-7det-1 dengan Ea = 9581 KJmol-1

Diketahui R = 8314 JK-1 mol-1 Hitung K dan t90 sediaan sulfacetamid

tsb pada suhu 250C

Jawab

ln K2 = ln K1 - minus

= ln 325x10-7 -

( minus )

= - 1493 1152 (283푥10 minus 335푥10 )

= - 1493 + 1152(minus052푥10 )

= - 1493 - 59904푥10

= - 1493 - 0006177

ln K 2 = - 14936977

K = 326푥10 푑푒푡

24

t90 =

=

= 322푥10 푑푒푡 푎푡푎푢103푡푎ℎ푢푛

Pertemuan 5

Tanggal 30 September 2014

REAKSI ENZIMATIS

Sel-sel tubuh makhluk hidup didalamnya melakukan proses

metabolism Proses metabolisme yang terjadi dalam sel-sel tubuh dapat

digolongkan menjadi dua yaitu katabolisme dan anabolisme Katabolisme

merupakan reaksi penguraian senyawa kompleks menjadi senyawa

sederhana dengan tujuan mendapatkan energi siap pakai dalam bentuk

Adenosine Triphosphate (ATP) Reaksi anabolisme merupakan reaksi

pembentukan senyawa organik dari senyawa anorganik Pada reaksi

anabolisme dibutuhkan ATP sebagai sumber energinya Adapun reaksi

katabolisme atau reaksi anabolisme yang terjadi didalam tubuh keduanya

membutuhkan enzim sebagai biokatalisator

Setiap reaksi penguraian (katabolisme) merupakan reaksi eksoterm

sedangkan setiap reaksi pembentukan (anabolisme) merupakan reaksi

endoterm Dalam tubuh sel-sel memerlukan energi aktivasi Makhluk hidup

mengganti energy aktivasi dengan suatu struktur protein yang dikenal

dengan sebutan enzim

25

Ea reaksi dengan enzim lt Ea reaksi tanpa enzim

(Ea reaksi dengan ezim berlangsung lebih cepat)

RUMUS

minusdsdt =

dPdt = Velocity =

Vmax SKm + S

E + S harr ES + P + E

V = K2 [E]0 [S]0

[S]0 + Km

Keterangan

Km Konstanta

Michaelis

K2 Daya enzim mentansformasi suatu substrat membentuk

produk

(Jumlah molekul yang dikonversikan menjadi produk dalam

suatu waktu permolekul enzim)

Bila [S]0 berlebihan laju reaksi maksimal

Maka K2 [E]0 = Vmax

V = Vmax [S]0

[S]0 + Km

(Persamaan Lineweaver-Burk)

Keterangan V = kecepatan reaksi (laju reaksi) Km = konstanta Michaelis-Menten Vmax = kecepatan reaksi maksimal [S] = konsentrasi substrat

26

Faktor ndash faktor yang mempengaruhi

kerja enzim

Dalam aktivitasnya enzim sangat

dipengaruhi oleh factor lingkungan seperti

suhu pH konsentasi enzim konsentrasi

substrat dan inhibitor

a Suhu

Suhu merupakan factor ligkungan yang penting bagi kerja enzim sampai

pada titik tertentu kecepatan reaksi akan meningkat seiring dengan

meningkatnya suhu Pada akhirnya kecepatan reaksi akan menurun drastis

pada suhu tersebut melewati suhu optimumnya Pada suhu yang lebih tinggi

(ekstrim) protein penyusun enzim akan mengalami denaturasi Enzim pada

mamalia (manusia) bekerja pada suhu 37degC Bakteri yang hidup di sumber air

panas mempunyai enzim dengan suhu optimal 70degC

b pH

Enzim bekerja pada pH tertentu umumnya enzim mmembutuhkan pH

optimum netral (pH=7) Enzim yang berada dalam lambung memiliki pH

optimum asam (pH=2) Peningkatan atau penurunan pH yang ekstrim akan

menyebabkan enzim mengalami denaturasi

c Konsentasi enzim

Pada konsentrasi substrat tertentu konsentrasi enzim akan meningkatkan

kecepatan reaksi enzimatis Dengan kata lain kecepatan reaksi enzimatis (V)

berbanding lurus dengan konsentrasi enzim (E) sampai batas tertentu

sehingga reaksi mengalami kesetimbangan Pada saat setimbang peningkatan

konsentrasi enzim sudah tidak berpengaruh

1푣 푣푠

1[푆]0

27

d Konsentrasi substrat

Pada konsentrasi enzim yang tetap peningkatan konsentrasi substrat akan

menaikkan kecepatan reaksi enzimatis

sampai mencapai kecepatan maksimum

yang tetap Pada titik maksimum semua

enzim telah jenuh dengan substrat

sehingga penambahan substrat sudah tidak

akan meningkatkan kecepatan reaksi

enzimatis

Transformasi Lineweaver-Burk

1V = KmVmax 1S + 1Vmax

y = m x = t

1V

y ndash intercept = 1Vmax

x ndash intercept = -1Km1 [S]

e Inhibisi enzim

1 Inhibisi Kompetitif

Penghambatan aktivitas enzim melalui mekanisme inhibisi

kompetitif terjadi ketika substrat (S) dan inhibitor (I) bersaing untuk dapat

mengikat sisi aktif enzim Hal ini disebabkan karena bentuk inhibitor

menyerupai substrat Kompleks EI yang terbentuk tidak dapat menjalani

28

langkah katalitik dan tidak dapat membentuk produk Akibatnya terjadi

penurunan jumlah produk yang terbentuk

Berikut adalah pendekatan keadaan tunak dalam penentuan hukum

laju inhibisi kompetitif enzim

K1 = [E][I] helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (1)

[EI]

[E][S] = k-1 + k2 = KM (2)

[ES] k1

[Etot] = [E] + [ES] +[EI]helliphelliphellip (3)

[Etot] = [E] + [ES] + [E][I]

K1

[Etot] = [E] 1 + [I] + [ES]

K1

maka

[퐸] = [ ] [ ]

helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (4)

Berdasarkan teori Michaelis-Mentein kecepatan awal ditentukan oleh

kecepatan penguraian [ES] yang ketetapan kecepatan reaksinya adalah k2

sehingga

V =k2 [ES] helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip(8)

substitusi persamaan (7) ke dalam persamaan (8)

V = k2 [Etot] [S]

[S] + KrsquoM (9)

29

Vmax didefinisikan sebagai kecepatan pada saat semua E yang tersedia

terdapat sebagai ES

Vmax = k2 [Etot] helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip(10)

Sehingga diperoleh

V = kcat [Etot] [S] helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (11)

KM 1 + [I] + [S]

K1

Transformasi persamaan Michaelis-Mesntein (persamaan Lineweaver-

Burk) yaitu dari persamaan (11)

V = Vmax [S]

[S] + KrsquoM

Maka

1 = [S] + KMrsquo

V Vmax [S]

1 = KMrsquo + [S]

V Vmax [S] Vmax [S]

1 = KMrsquo 1 + [S]

V Vmax [S] Vmax

2 Inhibisi Uncompetitive

Inhibisi uncompetitive enzim terjadi apabila inhibitor (I) mengikat

salah satu sisi dari kompleks enzim dan substrat (ES) Kompleks ESI yang

terbentuk tidak dapat membentuk produk (P)

Berikut adalah pendekatan keadaan tunak dalam penentuan hukum

laju inhibisi kompetitif enzim

30

KI = [ES] [I] helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (1)

ESI

[E] [S] = k-1 + k2 = KM helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (2)

[ES] k1

[Etot] = [E] + [S] + [ES] helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (3)

Berdasarkan teori Michaelis-Mentein kecepatan awal ditentukan oleh

kecepatan penguraian [ES] yang tetapan kecepatan reaksinya adalah k2

sehingga

V = k2 [ES] helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (7)

Substitusi persamaan (6) ke persamaan (7)

V = k2 [Etot] [S]

[S] 1 + [I] KM helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (8)

KI

Vmax didefinisikan sebagai kecepatan pada saat semua E yang

tersedia terdapat sebagai ES

Vmax = k2 [Etot] helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (9)

Substitusi persamaan (9) ke persamaan (8)

V = Vmax [S]

[S] 1 + [I] + KM

KI

3 Inhibisi Non Kompetitif

Penghambatan non kompetitif terjadi apabila inhibitor (I) mengikat

sisi aktif pada enzim (E) maupun pada kompleks enzim dan subtrat (ES)

EI + S ESI

31

Berikut adalah pendekatan keadaan tunak dalam penentuan

hukum laju inhibisi kompetitif enzim

KI = [E] [I] = [ES] [I]

[EI] [ES] helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (1)

[E] [S] = k-1 + k2 = KM

[ES] k1 helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (2)

[Etot] = [E] + [ES] + [EI] + [ESI]helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (3)

Vmax didefinisikan sebagai kecepatan pada saat semua E yang

tersedia terdapat sebagai ES

Vmax = k2 [Etot] helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (4)

Parameter kinetika dalam mekanisme inhibisi enzim (kompetitif

uncompetitive non kompetitif) antara lain Vmax KM dan kcat

1 Vmax adalah laju reaksi maksimum yang dikatalisis enzim

2 KM menyatakan konsentrasi substrat yang diperlukan agar reaksi

katalisis efektif

kcat adalah tetapan laju pada tahap penentu laju yang menyatakan

jumlah substrat yang dapat diubah per detik

Contoh reaksi berikut

Fumarase

Furmarate + H2O mdashmdashmdashrarr L-Malate

1 Hitung laju perubahan fumarate menjadi L-Malate bila diketahui

Konsentrasi fumarate = 124 x 10-4 molL

Konsentrasi enzim fumarase = 105 x 10-6 molL

Konstata Michaelis = 185 x 10-6 molL

Dan bilangan turnover enzim fumarase = 175 x 103 det-1

32

Diketahui [S]0 = 124 x 10-4 molL

[E]0 = 105 x 10-6 molL

Km = 185 x 10-6 molL

K2 = 175 x 103 det-1

Ditanya V hellip

Jawab

V = Vmax [S]0

[S]0 + Km

V = K2 [E]0 [S]0

[S]0 + Km

V = [175 x 103 det-1] [105 x 10-6 molL] [124 x 10-4 molL]

[124 x 10-4 molL] + [185 x 10-6 molL]

V = 22785 X 10-7 molLdet

12585 x 10-4

V = 181 X 10-3 molLdet

2 Laju awal dekomposisi H2O2 yang dikatalisis dengan enzim

katalase adalah 138 x 10-2 267 x 10-2 an 60 x 10-2 Mdet

berturut-turut untuk konsentrasi awal H2O2 = 001 002 005 M

Konsentrasi enzim katalase = 40 x 10-8 M

Hitung Vmax konstanta Michaelis

Dan bilangan turnover enzim

Diketahui V1 = 138 X 10-2

V2 = 267 x 10-2

33

V3 = 60 X 10-2

[H2O2] = 001 002 005 M

[Ekatalase] = 40 x 10-2 M

Ditanya Vmax Km dan K2 hellip

Jawab

X (1[H2O2] Y (1V)

100 7246

50 3745

20 1667

y = 0697x + 25691

Intercept = 26591

Slope = 06977

R2 = 09999 rarr R2 = 1

a 1 = 25691 (intercept)

Vmax

Vmax = 1

25691

= 0389 molLdet

b Km = 06977 (slope)

Vmax

Km = 06977

0389

Km = 0272 molL

34

c Vmax = k2 [E]0

0389 = k2 40 x 10-8 M

k2 = 0389

40 x 10-8

= 0097 x 108

3 Laju pertumbuhan bakteri Lactobacillus acidephilus (dalam suatu

media) selama fase pertumbuhan exponensial menunjukan 924 x

10-3menit Hitung waktu generasi (tg) bakteri tersebut tg waktu

yang diperlukan mikroorganisme untuk melipat gandakan

populasinya yakni menjadi

Jawab

ln = Nt = λt ln = 2N0 = λtg

N0 N0

tg = ln2 tg = 0693

λ 924 x 10-3

tg = 0075 x 103

tg = 75 menit

35

Pertemuan 6

Tanggal 7 Oktober 2014

TEGANGAN PERMUKAAN

Molekul di permukaan mengalami gaya

resultan ke arah dalam media Molekul di

dalam media tidak mengalami gaya resultan

Molekul-molekul cairan memberikan

gaya tarik satu dengan lainnya terdapat gaya

total yang besarnya nol pada molekul di dalam volume cairan tetapi molekul

permukaan ditarik ke dalam volume Sehingga cairan cenderung memperkecil

luas permukaannya hanya dengan meregang lapisan (Fisika Universitas Jl 110

hal 431)

Tegangan permukaan (ᵞ)

- Molekul di bagian dalam media yang bergeak ke permukaan

media membutuhkan kerja untuk mengalami gaya tarik menarik

ke bawah

- Makin banyak jumlah molekul di permukaan media suatu

cairan makin luas permukaan media tersebut

36

- Tetapi dengan adanya gaya resultan ke arah dalam yang dialami

oleh molekul-molekul dipermukaan maka sifat cairan

cenderung untuk meminimumkan luas permukaan

Fenomena alam yang berkaitan dengan sifat kecenderuungan cairan

menimbulkan permukaanya antara lain

- Embun air di atas air

- Air dihinggapi nyamuk

Permukaan zat cair mempunyai sifat ingin meregang sehingga

permukaannya seolah- olah ditutupi oleh suatu lapisan yang elastis Hal ini

disebabkan adanya gaya tarik menarik antara partikel sejenis di dalam zat

cair sampai ke permukaan

Di dalam cairan tiap molekul ditarik oleh molekul lain yang sejenis di

dekatnya dengan gaya yang sama kesegala arah Pada permukaan cairan

tiap molekul ditarik oleh molekul sejenis didekatnya dengan arah hanya

kesamping dan kebawah tetapi tidak ditarik oleh molekul diatasnya karena

diatas permukaan cairan berupa fase uap ( udara ) dengan jarak antara

molekul sangat renggang

Adanya gaya atau tarikan ke bawah menyebabkan permukaan cairan

berkontraksi dan berada dalam keadaan tegang Tegangan ini disebut

dengan tegangan permukaan

Besarnya tegangan permukaan cairan bergantung pada gaya tarik

antara molekul- molekulnya Ketika gaya tarik besar seperti dengan H2O

tegangan permukaan besar Sebaliknya cairan seperti bensin yang tersusun

atas molekul- molekul non polar mempunyai tegangan permukaan yang

kecil karena tarikan antarmolekul lebih lemah

Zat yang tegangan permukaannya rendah sangat mudah membasahi

permukaan bagaimanapun keadaan permukaannya Pelarut hidrokarbon

misalnya nafta atau bensin menyebar pada kaca maupun permukaan

berminyak dengan mudahnya sebab tarikan sesama molekul hidrokarbon

sangat lemah Hampir tidak ada usaha untuk memperluas permukaan cairan

akibatnya mereka mudah menyebar pada permukaan apapun (Brady 1994)

37

Tegangan permukaan (ᵞ)

Banyaknya kerja yang diperlukan untuk memperluas

permukaan suatu cairan Satuannya dalam SI adalah newton per meter

(NM) tetapi satuan cgs dyene per centimeter lebih sering digunakan

1 dynecm = 10-3 Nm = 1 mNm

(Fisika Universitas Jl 110 hal 432)

Tegangan permukaan

- Antara cairan dengan gas atau udara tegangan permukaan

- Antara cairan dengan cairan tegangan antar muka

Contoh nilai ᵞ beberapa cairan pada 20degC

Cairan Cairan-udara (dynecm) Cairan-air (dynecm)

Hg 485 375

H2O 7275 -

C6H6 2888 350

CCl4 2680 451

Aceton 2394 -

Etanol 2249 -

Isopropanol 2192 -

Sukrosa (aquos ) 7645 -

Faktor- Faktor Yang Mempengaruhi Tegangan Permukaan

a Jenis cairan

Pada umumnya cairan yang memiliki gaya tarik antara molekulnya

besar seperti air maka tegangan permukaannya juga besar Sebaliknya pada

cairan seperti bensin karena gaya tarik antara molekulnya kecil maka

tegangan permukaannya juga kecil

38

b Suhu

Tegangan permukaan cairan turun bila suhu naik karena dengan

bertambahnya suhu molekul- molekul cairan bergerak lebih cepat dan

pengaruh interaksi antara molekul berkurang sehingga tegangan

permukaannya menurun

c Adanya zat terlarut

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 detergen dan alkohol

adalah efektif dalam menurunkan tegangan permukaan ( Yazid 2005)

Metode pengukuran tegangan permukaan

- Metode kapiler

- Metode cincin Du Nouy

- Metode Lempengan Wilhelmi

- Metode Tekanan Gelembung maksimum

- Dll

a Metode Kapiler

- Yang digunakan yang luas permukaannya naik

- Permukaan air dalam pipa kapiler terus naik hingga tercapai

keseimbangan dengan gaya gravitasi

Metode ini didasarkan pada kenyataan bahwa bila sebatang pipa

kapiler dimasukan kedalam cairan maka permukaan cairan dalam pipa

kapiler dapat mengalami kenaikan atau penurunan Apabila cairan

membasahi bejana ( θ lt 90 ) maka permukaan cairan akan naik

Sedangkan bila cairan tidak membasahi bejana ( θ gt 90 ) permukaan

cairan akan turun Peristiwa naik turunnya permukaan cairan dalam

kapiler ini disebut dengan kapilaritas

39

Kenaikan atau penurunan cairan dalam kapiler disebabkan oleh

adanya tegangan permukaan yang bekerja pada permukaan cairan yang

menyentuh dinding sepanjang keliling pipa Akibat tegangan permukaan ini

pipa akan memberikan gaya reaksi pada permukaan cairan yang besarnya

sama tapi arahnya berlawanan ( Yazid 2005 )

Catatan

- Jika permukaan atas larutan cembung sudut kontak besar - Jika permukaan atas larutan cekung sudut kontak kecil

Tegangan permukaan diukur dengan melihat ketinggian air cairan yang naik melalui suatu kapiler Metode kenaikan kapiler hanya dapat digunakan untuk mengukur tegangan permukaan tidak bisa untuk mengukur tegangan permukaan tidak bias untuk mengukur tegangan antar muka

Persamaan

퐹푢푝 = 훾(2휋푟) cos휃

퐹푑표푤푛 = 휌푔(ℎ휋푟 )

퐹푢푝 = 퐹푑표푤푛 훾 = Keterangan

- 휌 = bobot jenis cairan gml - 푔 = 980 cms - 푟 = jari-jari pipa kapiler - ℎ = tinggi miniskus cairan untuk kapiler - 휃 = sudut kontak ( untuk air dan kebanyakan cairan sangat kecil yakni

mendekati 1 )

Untuk cairan dengan sudut kontak sangat kecil

훾 = atau ℎ =

Sedangkan untuk cairan yang tidak membasahi bejana seperti raksa θ = 140 sehingga cos θ = - 0766 ( berharga negatip) Akibatnya h memiliki harga negatip yang berarti cairan mengalami penurunan atau ditekan dalam kapiler

40

b Metode Cincin Du Nouy

Metode cincin du nouy merupakan metode yang paling baik digunakan karena lebih akurat dan cepat dalam pengukuran tegangan permukaan deterjen serum suspensi koloid dan lain- lain

Berdasarkan pengukuran gaya yang diperlukan untuk melepaskan cincin dari permukaan cairan Metode ini digunakan untuk mengukur tegangan antar muka cairan

Persamaan

훾 = 퐹

4휋푅 퐶

Keterangan - F = gaya yang diperlukan untuk melepaskan cincin dari

permukaan - R = jari-jari lingkar cincin - C = Faktor koreksi

Faktor Koreksi

(퐶 minus 푎) = 4푏휋 푥

1푅 푥

퐹4휋휌푅 + 푐

Keterangan

- a = 07250 (konstan) - b = 009075 m-1 s2 (konstan) - c = 004534 ndash 1695 rR (konstan) - r = jari-jari kawat yang digunakan untuk membuat cincin - R = jari-jari rata-rata lingkaran - 휌 = masa jenis cairan sempel

Ketika mengukur tegangan permuakaan cairan- cairan harus diperhatikan bahwa cairan yang ada dibawah benar- benar membasahi cincin (Bird 1987)

c Metode Lempengan Wilhelmi

Metode ini didasarkan pada gaya yang diperlukan untuk menarik pelat tipis dari permukaan cairan Pelat digantung pada salah satu lengan neraca dan dimasukkan kedalam cairan yang akan diselidiki Besarnya gaya tarik pada neraca yang digunakan untuk melepas pelat dari permukaan cairan dicatat

Persamaan

푃 = 푚푔 + 퐿훾 cos휃 minus 푠ℎ휌푔

41

Keterangan

- P = gaya yang dipergunakan untuk melepaskan lempengan dari permkaan cincin

- m = berat lempengan - 푔 = gaya gravitasi - 푠 = luas penampang lempengan - ℎ = kedalaman lempeng yang dicelupkan - 퐿 = keliling lempengan - 휌 = bobot jenis cairan

Dalam metode ini diandaikan sudut kontak θ = 00 dan pengaruh

dari ujung- ujung lempeng dapat diabaikan ( Yazid 2005 ) Pada metode ini digunakan lempengan mika tipis atau kaca slide

mikrosip yang digantung pada neraca Pengukuran dapat dilakukan dengan cara statistik ataupun dengan detasment yang secara akurat diberikan pada persamaan ideal

Jika pengukurannya dilakukan dengan metode detasmen prosedurnya hampir sama dengan metode cincin Du Nouy tetapi faktor koreksi hanya 01 ( Adamson 1990)

d Metode Tekanan Gelembung Maksimum Tegangan permukaan menyebabkan adanya perbedaan tekanan

pada kedua sisi permukaan cairan yang lengkung Tekanan pada sisi yang cembung Ketika pertama kali tekanan dikenakan jari- jari gelembung sangat besar Sementara gelembung itu mengembang jari- jarinya akan semakin kecil sampai nilai minimum

Pada keadaan ini jari- jari gelembung sama dengan jari- jari tabung gelas Bila tekanan terus dinaikkan jari- jari gelembung akan membesar kembali sampai akhirnya gelembung ini lepas dari tabung gelas dan naik ke permukaan cairan jelas bahwa tekanan maksimum diperoleh pada saat jari- jari minimum

Tekanan maksimum ini bukan hanya disebabkan perbedaan tekanan pada kedua sisi gelembung tetapi juga disebabkan oleh adanya tekanan hidrostatik ( yang bergantung pada ketinggian tabung gelas dalam cairan )

Persamaan

훾 = ∆휌푔푑푒 1퐻

Keterangan

o ∆휌 = perbedaan bobot jenis o 푑푒 = diameter maksimum tetesan

42

o = faktor koreksi yang ditentukan oleh rasio 푑푠 푑푒

Metode tekanan gelembung maksimum memiliki keakuratan di bawah 10 yang mana tidak tergantung pada jarak kontak dan hanya merupakan sebuah pengetahuan dasar dari densitas suatu cairan ( Jika menggunakan pipa ganda ) dan pengukurannya juga relatif cepat Rata- rata sebuah gelembung harganya sekitar 1 sek (Adamson 1990)

Pertemuan 7

Tanggal 14 Oktober 2014

TEGANGAN ANTAR MUKA

Tegangan permukaan merupakan gaya persatuan panjang yang

harus dikerjakan sejajar permukaan untuk mengimbangi gaya tarikan

kedalam pada cairan Hal tersebut terjadi karena pada permukaan gaya

adhesi (antara cairan dan udara) lebih kecil dari pada gaya kohesi antar

molekul cairan sehingga menyebabkan terjadinya gaya kedalam pada

permukaan cairan

Tegangan antar muka adalah gaya per satuan panjang yang terdapat

pada antar muka dua fase cairan yang tidak dapat tercampur Tegangan antar

muka selalu lebih kecil dari pada tegangan permukaan kerena gaya adhesi

antara dua cairan tidak bercampur lebih besar dari pada adhesi antara cairan

dan udara

Cairan-cairan (immisible)

L ƔL ƔL Tegangan permukaan L

ƔS Tegangan permukaan S

ƔSL ƔSL Tegangan antarmuka SL

S ƔS

43

Missible dua zat yang bercampurlarut dengan sempurna berapapun

konsentrasijumlahnya

Immisible dua zat (cairan dengan cairan) yang sama sekali tidak

dapat bercampurlarut

Pada dasarnya tegangan permukaan suatu zat cair

dipengaruhi oleh beberapa faktor diantaranya suhu dan zat terlarut

Dimana keberadaan zat terlarut dalamsuatu cairan akan

mempengaruhi besarnya tegangan permukaan terutama molekul zat

yang berada pada permukaan cairan berbentuk lapisan monomolekuler

yang disebut dengan molekul surfaktan Kemudian suhu juga sangat

mempengaruhi tegangan permukaan suatu cairan dimana ketika suhu

naik maka tegangan permukaan cairan akan turun

Suhu uarr = Tegangan permukaan darr ldquoberbanding terbalikrdquo

Fenomena Permukaan dan Fenomena Antar muka

Permukaan Fenomena

Cairan ndash Udara Tegangan Permukaan

Padat ndash Udara Adsorbsi

Antar Muka Fenomena

Cairan ndash Cairan

(immisible)

Tegangan Antar Muka

Padat ndash Cair Pembasah (Wetting)

Tegangan Antar Muka Cairan ndash Cairan (immisible)

1) Gaya persatuan panjang yang bekerja pada antar muka dua cairan

yang immisible

Satuan dynecm-1

44

2) Kerja yang diperlukan untuk memisahkan 2 permukaan cairan

immisible

Satuan ergcm-2

Manfaat fenomena antar muka dalam farmasi

1 Formulasi sediaan serbuk yang hidrofob

2 Menentukan jenis surfaktan untuk membuat emulsi

3 Meningkatkan stabilitas suspensi dan emulsi

4 Mengatasi sediaan obat yang berbusa

5 Adsorbsi obat pada saluran pencernaan

Soal

1 Hitung Ɣ fenol bila diketahui tinggi kenaikan permukaan fenol dalam

pipa kapiler (r = 007 cm) adalah 093 cm pada suhu 37˚C Bila

diketahui bobot jenis fenol 113 gcm-1 dan konstanta gravitasi = 9807

cm det-2

Diketahui

a) r = 007 cm

b) ρ = 113 gcm-1

c) g = 9807 cm det-2

d) h = 093 cm

Ditanya Ɣfenol

Jawab

Ɣfenol = frac12 (rρgh)

= frac12 (007 x 113 x 9807 x 093)

= 3607 dynecm-1

45

Gaya Kohesi dan Adhesi

Terdapat dua macam gaya tarik menarik antar partikel yaitu kohesi

dan adhesi Kohesi adalah gaya tarik menarik antara partikel yang sejenis

Kohesi dipengaruhi oleh kerapatan dan jarak antar partikel dalam zat gaya

kohesi mengakibatkan dua zat bila dicampurkan tidak akan saling

bercampur Contoh tidak bercampurnya air dengan minyak tidak

melekatnya air raksa pada dinding pipa kapiler dan air pada daun talas

Adhesi adalah gaya tarik menarik antara partikel-partikel yang

tidak sejenis Gaya adhesi akan mengakibatkan dua zat akan saling melekat

bila dicampurkan Contoh bercampurnya air dengan tehkopi melekatnya

air pada dinding pipa kapiler dan melekatnya tinta pada kertas

Adanya gaya tarik menarik antara partikel zat cair menyebabkan

adanya tegangan permukaan dimana permukaan zat cair cenderung

menegang dan seolah terdapat selaput atau lapisan yang tegang sehingga

dapat menahan benda Selain adanya peristiwa tegangan permukaan akibat

adanya gaya tarik menarik antara partikel juga menyebabkan terjadinya

peristiwa meniskus cembung dan meniskus cekung

Meniskus Cembung dan Meniskus Cekung

Meniskus adalah peristiwa mencekung atau mencembungnya

permukaan zat cair Berdasarkan bentuk permukaan zat cair meniskus

dibedakan menjadi dua yaitu meniskus cembung dan meniskus cekung

Meniskus cembung terjadi jika gaya kohesi lebih besar dari pada gaya

adhesi Sedangkan meniskus cekung terjadi jika adhesi lebih besar dari pada

kohesi

46

Jika Wc lt Wa

Sudut Cos Ɵ Kecil

Permukaan cairan dalam kapiler cekung dan naik

Jika Wc gt Wa

Sudut Cos Ɵ Besar

Permukaan cairan dalam kapiler turun dan berbentuk cembung

Ɣ Rasio imbangan antara gaya Kohesi dan Adhesi

Cairan-Cairan (immisible)

Mempengaruhi koefisien sebaran (S)

Jika kerja kohesi lebih besar dari kerja adhesi maka nilai

koefisien sebarannya kecilrendah

Contoh

Asam stearat jika dilarutkan dengan air maka koefisien sebarannya

rendah karena gugus nonpolar pada asam stearat lebih panjang dari

gugus polarnya (gugus polar jadi titak berpengaruh)

47

Jika kerja kohesi lebih rendah dari kerja adhesi maka nilai koefisien

sebarannya tinggi Spreading

Contoh

Propanol jika dilarutkan dengan air maka koefisien sebarannya tinggi

karena mempunyai gugus ndashOH yang dapat berikatan hidrogen dengan

air dan bersifat polar

Tegangan permukaan dipengaruhi oleh

Rasio

Polar

Nonpolar

Si = Wa ndash Wc

Wc = 2 Ɣx

Wa = (Ɣx + Ɣair - Ɣx-air)

Si Bila nilai Si positif maka sebaranspreading terjadi

Bila nilai Si 0 tetap ada peluang sebaran

Bila nilai Si negatif tidak terjadi sebaran

Soal

Diketahui Ɣbenzen = 289 dynecm-1 Ɣair = 728 dynecm-1 dan Ɣbenzen-air =

35 dynecm-1 Hitung nilai kerja kohesi benzen kerja adhesi benzen-air

dan koefisien penyebaran awal benzen

Diketahui

a) Ɣbenzen = 289 dynecm-1

b) Ɣair = 728 dynecm-1

c) Ɣbenzen-air = 35 dynecm-1

48

Ditanya

a) Wc

b) Wa

c) Si

Jawab

Wc = 2 Ɣbenzen

= 2 x 289

= 578 dynecm-1

Wa = (Ɣbenzen + Ɣair ndash Ɣbenzen-air)

= (289 + 728 ndash 35)

= 667 dynecm-1

Si = Wa ndash Wc

= 667 ndash 578

= 89 dynecm-1

Benzen dapat tersebar dalam air karena nilai Si positif (+)

49

DAFTAR PUSTAKA

1 Tayangan Dosen

2 UraianPenjelasan Dosen pada saat Perkuliaha

3 Text Book

- Yazid Estein dan Nursanti Lisda 2006 Penuntun Praktikum Biokimia

Yogyakarta ANDI

- Santoso Begot 2007 BIOLOGI Jakarta Interplus Ridho_Brilliantoro

Tugas_Enzimologi

- Eistein Yazid 2005 Kimia Fisika Untuk Paramedis Yogyakarta Penerbit

Andi

- Adamson A W (1990) Physical Chemistry of Surfaces 5 th Ed New

York Willey

- Hugh DYoung Roger A Freedman 2002 Fisika Universitas Ed10 Alih

bahasa Juliastuti Endangdkk Jakarta Erlangga

- Kamajaya(2007)Cerdas Belajar FisikaBandungGrafindo Media Pratama

- IndrajitDudi(2007)Mudah dan Aktif Belajar FisikaBandungPT Setia

Purna Inves

4 Internet

- httprepositoryusuacidbitstream123456789395874Chapter20IIpdf

- httpstaffuiacidsystemfilesusersjoshitadjajadisastramaterialkestabil

anobatkuliahs2pdf

- httpstaffunyacidsitesdefaultfilespendidikanPurwanti20Widhy2

0Hastuti20SPd20MPdLaju20Reaksi20(2)pdf

- fileCUsersElrio20PutraDownloadsChapter20820Kinetika20

Kimiapdf

- httpusupressusuacidfilesKinetika20Kimia20Reaksi20Element

er_Normal_bab201pdf

- httpffarmasiuadacidwp-contentuploads201301orde-reaksi-waktu-

paruhpdfhttpnissanisso-fkp11webunairacidartikel_detail-49831-

Umum-sifat20kerja20obathtml

- httpmipa-farmasiblogspotcom201202tegangan-permukaan-tegangan-

antar-mukahtmlm=1

50

Page 7: Farfis2 before mid.pdf

7

b Reaksi orde 1

Menaikkan konsentrasi 1x akan menaikkan laju reaksi 1x dan

sebaliknya

c Reaksi orde 2

Menaikkan konsentrasi 1x akan menaikkan laju reaksi 2x dan

sebaliknya

Keterangan pseudo orde

A + B produk

V = k [A]x [B]y misal x = 1 dan y = 1

V = k [A] [B] orde reaksi = 2

Bila [B] dibuat tetap maka laju reaksi hanya dipengaruhi oleh perubahan

[A] maka

V = krsquo [A] pseudo orde 1 dimana krsquo = k[B]y

Selanjutnya bila [A] juga dibuat tetap maka

V = krdquo pseudo orde 0 dimana krdquo = k [A]x [B]y

Contoh pseudo orde

1 Hidrolisis sukrosa (dalam suasana asam) v = k [sukrosa] [H+] kinetika

orde hidrolisis sukrosa = 2 dan bila hidrolisis berlangsung dalam

larutan yang dibuffer berarti nilai [H+] tetap maka kinetika orde

hidrolisis sukrosa pseudo orde 1 hellip (mengikuti kinetika orde 1)

Persamaan v = krsquo [sukrosa]

2 Hidrolisis ampisilin dalam larutan suasana basa

Amp + OH- produk

V = k [Amp] [OH-]

Kinetika orde hidrolisis ampisilin = 2

Bila hirdrolisis berlangsung dalam larutan yang dibuffer berarti nilai

[OH-] tetap maka kinetika orde hidrolisis ampisilin = pseudo orde 1

Selanjutnya bila ampisilin dibuat dalam sediaan suspense yang dibuffer

8

maka kinetika orde hidrolisis ampisilin = pseudo orde 0 hellip (mengikuti

kinetika orde 0)

Persamaan I = krsquo [Amp] pseudo orde 1

Persamaan II = krdquo pseudo orde 0

Persamaan Laju Reaksi (hellip laju konsumsi reaktan)

V = = kCx

= kCx

dimana C = [reaktan]

x = orde reaksi

k = konstanta laju reaksi dan satuannya bergantung pada orde reaksi

Pertemuan Ke-2

Tanggal 9 September 2014

INTEGRAL PERSAMAAN LAJU REAKSI

Persamaan Laju Reaksi dan Orde Reaksi

Pada umumnya hubungan antara laju reaksi dengan konsentrasi zat-zat

pereaksi hanya diturunkan dari data eksperimen Bilangan pangkat yang

menyatakan hubungan konsentrasi zat pereaksi dengan laju reaksi disebut

orde reaksi

9

Keterangan

r = laju reaksi

k = tetapan laju reaksi

[A] = konsentrasi zat A dalam mol per liter

[B] = konsentrasi zat B dalam mol per liter

m = orde reaksi terhadap zat A

n = orde reaksi terhadap zat B

Beberapa contoh reaksi dan rumus laju reaksi yang diperoleh dari

hasil eksperimen dapat dilihat pada Tabel berikut

Tabel Contoh beberapa reaksi dan rumus laju reaksinya

Orde reaksi dapat ditentukan dari persamaan laju reaksi Misalnya pada

reaksi

dengan persamaan laju reaksi

orde reaksi terhadap H2 = orde satu orde reaksi terhadap NO = orde dua

dan orde reaksi total adalah tiga Untuk lebih memahami cara menentukan orde

reaksi dan rumus laju reaksi Orde reaksi dapat juga ditentukan melalui

kecenderungan dari data suatu percobaan yang digambarkan dengan grafik

Berikut ini dijelaskan penentuan orde reaksi melalui grafik

10

1 Grafik Orde Nol

Laju reaksi tidak dipengaruhi oleh

besarnya konsentrasi pereaksi Persamaan

laju reaksinya ditulis

Bilangan dipangkatkan nol sama dengan satu sehingga persamaan laju

reaksi menjadi r raquo k Jadi reaksi dengan laju tetap mempunyai orde reaksi

nol Grafiknya digambarkan seperti Grafik diatas

2 Grafik Orde Satu

Hubungan kecepatan dengan konsentrasi

Untuk orde satu persamaan laju reaksi adalah

Persamaan reaksi orde satu merupakan persamaan linier berarti laju

reaksi berbanding lurus terhadap konsentrasinya pereaksinya Jika

konsentrasi pereaksinya dinaikkan misalnya 4 kali maka laju reaksi akan

menjadi 41 atau 4 kali lebih besar

3 Grafik Orde Dua

Hubungan konsentrasi dengan waktu

11

Persamaan laju reaksi untuk reaksi orde dua

adalah

Apabila suatu reaksi berorde dua terhadap suatu pereaksi berarti laju

reaksi itu berubah secara kuadrat terhadap perubahan konsentrasinya

Apabila konsentrasi zat A dinaikkan misalnya 2 kali maka laju reaksi akan

menjadi 22 atau 4 kali lebih besar

- Reaksi orde 0

Laju reaksi orde 0 tidak bergantung pada reaktan

푉 = 퐾

ndash = kCx dimana x=0 maka = k

ndash = k disusun menjadi ndashdC = kdt atau dC = -kdt

int 푑퐶 = -k

int 푑푡 int 푑퐶 = Ct ndash Co pers Regresi linear

Ct = Co ndash kt

Plotting Ct vs t

Ct = Co - kt

Y = A + Bx

12

- Reaksi orde 1

= kCx dimana X = 1 maka = kC

= kC disusun menjadi = kdt atau

int = -k int 푑푡 ln Ct = ln Co ndash kt

int = ln ln angka 퐶푡 퐶표

ln Ct ndash ln Co

kurva plot ln Ct vs t

- Reaksi orde 2

= kCx dimana X = 2 maka = kC2

= kC2 disusun menjadi = kdt atau = -kdt

int = - k int 푑푡

minus ndash minus = minus푘푡 atau = + 푘푡

Kurva

13

Penetapan orde reaksi dan konstanta laju reaksi (harus) melalui percobaan

- Metode

Metode laju reaksi awal kombinasi dengan metode isolasi pseudo

reaksi

Metode integrasi dan mencocokan persamaan laju reaksi dengan data

percobaan

Untuk reaksi dengan mekanisme sederhana (1 tahap)

Orde reaksi = koefisien stokiometri reaksi

Untuk reaksi dengan mekanisme kompleks ( beberapa tahap)

Orde reaksi mungkin sama atau tidak sama dengan koefisien stokiometri

reaksi

Contoh Tentukan orde reaksi dan konstanta laju reaksi berikut

2 H2(g) + 2 NO(g) N2(g) + 2 H2O(g)

V = k [H2]x [NO2] x= dan y=

Data percobaan

Exp P(H2)0 P(NO)0 V reaksi

1 533 kpa 200 kpa 0035 kpa det-1

2 533 kpa 400 kpa 0140 kpa det-1

3 196 kpa 533 kpa 0091 kpa det-1

4 392 kpa 533 kpa 0182 kpa det-1

Cermati data exp 1 vs 2

V~ [NO]y ie [NO] dibuat 2x v menjadi 4x maka y=2

Cermati data exp 3 vs 4

V ~ [H2]x ie[H2] dibuat 2x v menjadi 2x maka x=1

Jadi diperoleh x=1 dan y=2

V = k [H2] [NO2] 2 reaksi orde 2

14

Menetapkan nilai waktu paruh (T12) dan umur simpan (T90)

Reaksi reaksi orde ke nol dan ke satu

Ct = Co ndash kt

t =

t1 2 = =

t1 2 =

t90 =

t90 =

Reaksi orde satu

ln Ct = ln Co ndash kt

t =

t1 2 =

t1 2 = 0693k

t90 = (= ln

= ln

= ln 1111)

t90 =

t90 =

Note

Misal waktu paruh PCT sediaan 500 mg 1 tahun kemudian

kandungannya menjadi 250 mg (T12) untuk unsur-unsur radioaktif dan

isotop t90 = kimia atau zat kimia pada sediaan masih ada 90 (berkurang

90) paling penting dalam sediaan farmasi ditulis ED

15

Pertemuan 3

Tanggal 16 September 2014

MENETAPKAN NILAI WAKTU PARUH (tfrac12) DAN UMUR SIMPAN (t90)

UNTUK REAKSI-REAKSI ORDE 0 DAN 1

Waktu paruh (tfrac12) dari suatu obat adalah waktu yang dibutuhkan oleh

separuh konsentrasi obat untuk dieliminasi Metabolisme dan eliminasi

mempengaruhi waktu paruh obat Contohnya pada kelainan fungsi hati atau

ginjal waktu paruh obat menjadi lebih panjang dan lebih sedikit obat

dimetabolisme dan dieliminasi Jika suatu obat diberikan terus-menerus

maka dapat terjadi penumpukan obat

Suatu obat akan melalui beberapa kali waktu paruh sebelum lebih dari

90 obat itu dieliminasi Jika seorang klien mendapat 650mg aspirin dan

waktu paruhnya adalah 3jam maka dibutuhkan 3jam waktu paruh pertama

untuk mengeliminasi 325mg dan waktu paruh kedua 9 atau 6jam untuk

mengeliminasi 162mg berikutnya dan seterusnya sampai pada waktu paruh

keenam atau 18jam dimana tinggal 10mg aspirin terdapat dalam tubuh

waktu paruh selama 4-8jam dianggap singkat dan 24jam atau lebih

dianggap panjang Jika obat memiliki waktu paruh yang panjang (seperti

digoksin 36 jam) maka diperlukan beberapa hari agar tubuh dapat

mengeliminasi obat tersebut seluruhnya

Sedangkan umur simpan (t90) adalah jangka waktu penyimpanan pada

kondisi tertentu di mana produk obat masih memenuhi spesifikasi yang

ditetapkan oleh perusahaan pembuat obat

Reaksi Orde 0

퐶푡 = 퐶표 minus 푘푡

푡 =퐶표 minus 퐶푡

16

Nilai waktu paruh (tfrac12)

푡frac12 =

푡frac12 =05퐶표푘

Nilai umur simpan (t90)

푡 =

푡 = 01퐶표푘

Reaksi Orde 1

푙푛퐶푡 = 푙푛퐶표 minus 푘푡

푡 =푙푛퐶표 minus 푙푛퐶푡

Nilai waktu paruh (tfrac12)

푡frac12 =푙푛퐶푡 minus 푙푛05퐶표

푡frac12 =

푡frac12 =0693푘

Nilai umur simpan (t90)

푡 =푙푛퐶표 minus 푙푛09퐶표

푡 =

푡 =0105푘

17

Contoh soal

Sediaan Aspirin dalam larutan (pH 25) dengan konsentrasi awal

030g100ml memperlihatkan kinetika degradasi orde ke 1 dan konstanta laju

degradasinya pada suhu kamar 97times10-7det-1 Hitung

a tfrac12 dan t90 sediaan larutan Aspirin

b Hitung tfrac12 dan t90 Aspirin bila sediaan dibuat dalam bentuk suspensi dengan

dosis 10g100ml diketahui kelarutan Aspirin 033g100ml

Jawab a Diketahui pH larutan 25

Co=03g100ml

Korde 1= 97times10-7det-1

Ditanya tfrac12 dan t90

Dijawab 푡frac12 =

푡frac12 = times

푡frac12 = times

푡frac12 = 71443298detik (826hari)

푡 =

푡 = times

푡 = times

푡 = 10824742detik (125hari)

b Diketahui Suspensi dosis 10g100ml

Kelarutan Aspirin 033g100ml

Ditanya k tfrac12 dan t90

18

Dijawab korde0 = korde1 [Aspirin]

= 97times10-7 times 033

= 3201times10-7

tfrac12 =

tfrac12 = times times

tfrac12 = 156201187detik (1808hari)

푡 =

푡 = times times

푡 = 31240237detik (36hari)

Pertemuan 4

Tanggal 23 September 2014

FAKTOR YANG MEMPENGARUHI LAJU REAKSI

Laju reaksi atau kecepatan reaksi menyatakan banyaknya reaksi

kimia yang berlangsung per satuan waktu Laju reaksi menyataka molaritas

zat terlarut dalam reaksi yang dihasilkan tiap detik reaksi Perkaratan besi

merupakan contoh reaksi kimia yang berlangsung lambat sedangkan

peledakan mesiu atau kembang api adalah contoh reaksi yang cepat Reaksi

kimia untuk laju reaksi sebagai berikut

aA + bB pP + qQ

Dengan a b p dan q adalah koefisien reaksi dan A B P dan Q

adalah zat-zat yang terlibat dalam reaksi laju reaksi dalam suatu system

tertutup adalah

19

v = minus [ ] = minus [ ] = minus [ ] = minus [ ]

dengan [A] [B] [P] dan [Q] menyatakan konsentrasi zat-zat tersebut

Faktor-faktor yang mempengaruhi laju reaksi

Konsentrasi

Karena persamaan laju reaksi didefinisikan dalam bentuk konsentrasi

reaktan maka dengan naiknya konsentrasi maka naik pula kecepatan

reaksinya Artinya semakin tinggi konsentrasi maka semakin banyak molekul

reaktan yang tersedia dengan demikian kemungkinan bertumbukan akan

semakin banyak juga sehingga kecepatan reaksi meningkat Jadi semakin

tinggi konsentrasi semakin cepat pula laju reaksinya

Molaritas

Molaritas adalah banyaknya mol zat terlarut tiap satuan volume zat

pelarut Hubungannya dengan laju reaksi adalah semakin besar molaritas

suatu zat maka semakin cepat suatu reaksi berlangsung Dengan demikian

pada molaritas yang rendah suatu reaksi akan berlajan lebih lambat daripada

molaritas yang tinggi

Luas permukaan

Semakin besar luas permukaan bidang sentuh menyebkan laju reaksi

semakin cepat Begitu juga apabila semakin kecil luas permukaan bidang

sentuh maka semakin kecil tumbukan yang terjadi anatar partikel ehingga laju

reaksi pun semakin kecil

Suhu

Suhu juga turut berperan dalam mempengaruhi laju reaksi Apabila

suhu pada suatu reaksi yang berlangsung dinaikkan maka menyebabkan

partikel semakin bergerak aktif sehingga tumbukan yang terjadi semakin

sering menyebabkan laju reaksi semakin besar Sebaliknya apabila suhu

diturunkan maka partikel semakin tak aktif sehingga laju reaksi semakin

kecil

20

Katalisator

Katalis adalah suatu zat yang mempercepat laju reaksi kimia pada suhu

tertentu tanpa mengalami perubahan oleh reaksi itu sendiri Suatu katalis

berperan dalam reaksi tetapi bukan sebagai pereaksi ataupun produk Katalis

memungkinkan reaksi berlansung lebih cepat atau memungkinkan reaksi pada

suhu yang lebih rendah akibat perubahan yang dipicunya terhadap pereaksi

Katalis menyediakan suatu jalur pilihan dengan energi aktivasi yang lebih

rendah Katalis mengurangi energi yang dibutuhkan untuk berlangsungnya

reaksi

Katalis dapat dibedakan ke dalam dua golongan utama yaitu katalis

homogeny dan katalis heterogen Katalis heterogen adalah katalis yang ada

dalam fase yang berbeda dengan pereaksi dengan reaksi yang dikatalisisnya

Sedangkan katalis homogen berada dalam fase yang sama Katalis homogeny

umumnya bereaksi dengan satu atau lebih pereaksi untuk membentuk suatu

perantara kimia yang selanjutnya bereaksi membentuk produk akhir reaksi

dalam suatu proses yang memulihkan katalisnya

Pengaruh suhu terhadap laju reaksi

Persamaan Arrhenius ( 1889 ) Persamaan empiris pengaruh suhu

terhadap konstanta laju reaksi Rumus

Dimana

K = Konstanta rata-rata

A = konstanta Arrhenius

Ea = Energi aktivasi

R = konstanta gas

T = temperaur )Catatan Bilangan pokok ion disebut juga e = 10

K = A e ndash

21

Persamaan Regresi

K = A e ndash

ln K = ln A + ( ln e ndashEaRT )

ln K = ln A + ( )

ln K = ln A ndash

y = A + BX

)Catatan

Intersept = ln A

Slope =

Didapatkan Ea dari regresi linear

Slope =

Ln K

1T

Persamaan Arrhenius untuk dua suhu ( bila salah satu suhu diketahui )

Ln = ( - ) atau ln K ( T2 ) = ln (T1 ) + ( minus)

Kurva persamaan Arrhenius untuk dua suhu

22

Contoh soal

1 Hasil percobaan dekomposisi suatu sediaan 5-hidroksimetilfurfural

memperlihatkan kinetika obat order ke satu dengan data konstanta

laju dekomposisinya seperti berikut ini yaitu pada suhu

120 o C = 3258 x 10-4 det-1

130oC = 838 x 10-4 det-1

140oC = 1350 x10-4 det-1

Hitunglah

a Ea

b K (25)

c T ( 90 25 )

Jawab

Diketahui R = 8314 JK-1mol-1

a 1ln k ( T2 ) = ln k ( T1 ) - ( minus )

ln 838x10-4 = ln 3258x10-4 ndash

( minus )

= minus

(000254minus 000248)

= minus

(000006)

17998 = minus

x 610-5

minus퐸푎 =

minus퐸푎 = 249 x 105 gmol

= 249 KJmol

b Didapat persamaan dari Excel

y = - 11850 x + 22148

23

ln k = - 11850 ( ) + 22148

ln k = - 39765 + 22148

ln k = - 17617

k = 22 x 10-8

c t90 =

=

= 2102102 detik ~ 24 hari

Bila dihitung dengan kalkulator maka

t90 =

=

= 4772727 detik ~ 55 hari

2 konstanta laju dekomposisi sulfacetamid dalam sediaan larutan ( pH =

74 ) pada suhu 80oC = 325 x 10-7det-1 dengan Ea = 9581 KJmol-1

Diketahui R = 8314 JK-1 mol-1 Hitung K dan t90 sediaan sulfacetamid

tsb pada suhu 250C

Jawab

ln K2 = ln K1 - minus

= ln 325x10-7 -

( minus )

= - 1493 1152 (283푥10 minus 335푥10 )

= - 1493 + 1152(minus052푥10 )

= - 1493 - 59904푥10

= - 1493 - 0006177

ln K 2 = - 14936977

K = 326푥10 푑푒푡

24

t90 =

=

= 322푥10 푑푒푡 푎푡푎푢103푡푎ℎ푢푛

Pertemuan 5

Tanggal 30 September 2014

REAKSI ENZIMATIS

Sel-sel tubuh makhluk hidup didalamnya melakukan proses

metabolism Proses metabolisme yang terjadi dalam sel-sel tubuh dapat

digolongkan menjadi dua yaitu katabolisme dan anabolisme Katabolisme

merupakan reaksi penguraian senyawa kompleks menjadi senyawa

sederhana dengan tujuan mendapatkan energi siap pakai dalam bentuk

Adenosine Triphosphate (ATP) Reaksi anabolisme merupakan reaksi

pembentukan senyawa organik dari senyawa anorganik Pada reaksi

anabolisme dibutuhkan ATP sebagai sumber energinya Adapun reaksi

katabolisme atau reaksi anabolisme yang terjadi didalam tubuh keduanya

membutuhkan enzim sebagai biokatalisator

Setiap reaksi penguraian (katabolisme) merupakan reaksi eksoterm

sedangkan setiap reaksi pembentukan (anabolisme) merupakan reaksi

endoterm Dalam tubuh sel-sel memerlukan energi aktivasi Makhluk hidup

mengganti energy aktivasi dengan suatu struktur protein yang dikenal

dengan sebutan enzim

25

Ea reaksi dengan enzim lt Ea reaksi tanpa enzim

(Ea reaksi dengan ezim berlangsung lebih cepat)

RUMUS

minusdsdt =

dPdt = Velocity =

Vmax SKm + S

E + S harr ES + P + E

V = K2 [E]0 [S]0

[S]0 + Km

Keterangan

Km Konstanta

Michaelis

K2 Daya enzim mentansformasi suatu substrat membentuk

produk

(Jumlah molekul yang dikonversikan menjadi produk dalam

suatu waktu permolekul enzim)

Bila [S]0 berlebihan laju reaksi maksimal

Maka K2 [E]0 = Vmax

V = Vmax [S]0

[S]0 + Km

(Persamaan Lineweaver-Burk)

Keterangan V = kecepatan reaksi (laju reaksi) Km = konstanta Michaelis-Menten Vmax = kecepatan reaksi maksimal [S] = konsentrasi substrat

26

Faktor ndash faktor yang mempengaruhi

kerja enzim

Dalam aktivitasnya enzim sangat

dipengaruhi oleh factor lingkungan seperti

suhu pH konsentasi enzim konsentrasi

substrat dan inhibitor

a Suhu

Suhu merupakan factor ligkungan yang penting bagi kerja enzim sampai

pada titik tertentu kecepatan reaksi akan meningkat seiring dengan

meningkatnya suhu Pada akhirnya kecepatan reaksi akan menurun drastis

pada suhu tersebut melewati suhu optimumnya Pada suhu yang lebih tinggi

(ekstrim) protein penyusun enzim akan mengalami denaturasi Enzim pada

mamalia (manusia) bekerja pada suhu 37degC Bakteri yang hidup di sumber air

panas mempunyai enzim dengan suhu optimal 70degC

b pH

Enzim bekerja pada pH tertentu umumnya enzim mmembutuhkan pH

optimum netral (pH=7) Enzim yang berada dalam lambung memiliki pH

optimum asam (pH=2) Peningkatan atau penurunan pH yang ekstrim akan

menyebabkan enzim mengalami denaturasi

c Konsentasi enzim

Pada konsentrasi substrat tertentu konsentrasi enzim akan meningkatkan

kecepatan reaksi enzimatis Dengan kata lain kecepatan reaksi enzimatis (V)

berbanding lurus dengan konsentrasi enzim (E) sampai batas tertentu

sehingga reaksi mengalami kesetimbangan Pada saat setimbang peningkatan

konsentrasi enzim sudah tidak berpengaruh

1푣 푣푠

1[푆]0

27

d Konsentrasi substrat

Pada konsentrasi enzim yang tetap peningkatan konsentrasi substrat akan

menaikkan kecepatan reaksi enzimatis

sampai mencapai kecepatan maksimum

yang tetap Pada titik maksimum semua

enzim telah jenuh dengan substrat

sehingga penambahan substrat sudah tidak

akan meningkatkan kecepatan reaksi

enzimatis

Transformasi Lineweaver-Burk

1V = KmVmax 1S + 1Vmax

y = m x = t

1V

y ndash intercept = 1Vmax

x ndash intercept = -1Km1 [S]

e Inhibisi enzim

1 Inhibisi Kompetitif

Penghambatan aktivitas enzim melalui mekanisme inhibisi

kompetitif terjadi ketika substrat (S) dan inhibitor (I) bersaing untuk dapat

mengikat sisi aktif enzim Hal ini disebabkan karena bentuk inhibitor

menyerupai substrat Kompleks EI yang terbentuk tidak dapat menjalani

28

langkah katalitik dan tidak dapat membentuk produk Akibatnya terjadi

penurunan jumlah produk yang terbentuk

Berikut adalah pendekatan keadaan tunak dalam penentuan hukum

laju inhibisi kompetitif enzim

K1 = [E][I] helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (1)

[EI]

[E][S] = k-1 + k2 = KM (2)

[ES] k1

[Etot] = [E] + [ES] +[EI]helliphelliphellip (3)

[Etot] = [E] + [ES] + [E][I]

K1

[Etot] = [E] 1 + [I] + [ES]

K1

maka

[퐸] = [ ] [ ]

helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (4)

Berdasarkan teori Michaelis-Mentein kecepatan awal ditentukan oleh

kecepatan penguraian [ES] yang ketetapan kecepatan reaksinya adalah k2

sehingga

V =k2 [ES] helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip(8)

substitusi persamaan (7) ke dalam persamaan (8)

V = k2 [Etot] [S]

[S] + KrsquoM (9)

29

Vmax didefinisikan sebagai kecepatan pada saat semua E yang tersedia

terdapat sebagai ES

Vmax = k2 [Etot] helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip(10)

Sehingga diperoleh

V = kcat [Etot] [S] helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (11)

KM 1 + [I] + [S]

K1

Transformasi persamaan Michaelis-Mesntein (persamaan Lineweaver-

Burk) yaitu dari persamaan (11)

V = Vmax [S]

[S] + KrsquoM

Maka

1 = [S] + KMrsquo

V Vmax [S]

1 = KMrsquo + [S]

V Vmax [S] Vmax [S]

1 = KMrsquo 1 + [S]

V Vmax [S] Vmax

2 Inhibisi Uncompetitive

Inhibisi uncompetitive enzim terjadi apabila inhibitor (I) mengikat

salah satu sisi dari kompleks enzim dan substrat (ES) Kompleks ESI yang

terbentuk tidak dapat membentuk produk (P)

Berikut adalah pendekatan keadaan tunak dalam penentuan hukum

laju inhibisi kompetitif enzim

30

KI = [ES] [I] helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (1)

ESI

[E] [S] = k-1 + k2 = KM helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (2)

[ES] k1

[Etot] = [E] + [S] + [ES] helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (3)

Berdasarkan teori Michaelis-Mentein kecepatan awal ditentukan oleh

kecepatan penguraian [ES] yang tetapan kecepatan reaksinya adalah k2

sehingga

V = k2 [ES] helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (7)

Substitusi persamaan (6) ke persamaan (7)

V = k2 [Etot] [S]

[S] 1 + [I] KM helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (8)

KI

Vmax didefinisikan sebagai kecepatan pada saat semua E yang

tersedia terdapat sebagai ES

Vmax = k2 [Etot] helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (9)

Substitusi persamaan (9) ke persamaan (8)

V = Vmax [S]

[S] 1 + [I] + KM

KI

3 Inhibisi Non Kompetitif

Penghambatan non kompetitif terjadi apabila inhibitor (I) mengikat

sisi aktif pada enzim (E) maupun pada kompleks enzim dan subtrat (ES)

EI + S ESI

31

Berikut adalah pendekatan keadaan tunak dalam penentuan

hukum laju inhibisi kompetitif enzim

KI = [E] [I] = [ES] [I]

[EI] [ES] helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (1)

[E] [S] = k-1 + k2 = KM

[ES] k1 helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (2)

[Etot] = [E] + [ES] + [EI] + [ESI]helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (3)

Vmax didefinisikan sebagai kecepatan pada saat semua E yang

tersedia terdapat sebagai ES

Vmax = k2 [Etot] helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (4)

Parameter kinetika dalam mekanisme inhibisi enzim (kompetitif

uncompetitive non kompetitif) antara lain Vmax KM dan kcat

1 Vmax adalah laju reaksi maksimum yang dikatalisis enzim

2 KM menyatakan konsentrasi substrat yang diperlukan agar reaksi

katalisis efektif

kcat adalah tetapan laju pada tahap penentu laju yang menyatakan

jumlah substrat yang dapat diubah per detik

Contoh reaksi berikut

Fumarase

Furmarate + H2O mdashmdashmdashrarr L-Malate

1 Hitung laju perubahan fumarate menjadi L-Malate bila diketahui

Konsentrasi fumarate = 124 x 10-4 molL

Konsentrasi enzim fumarase = 105 x 10-6 molL

Konstata Michaelis = 185 x 10-6 molL

Dan bilangan turnover enzim fumarase = 175 x 103 det-1

32

Diketahui [S]0 = 124 x 10-4 molL

[E]0 = 105 x 10-6 molL

Km = 185 x 10-6 molL

K2 = 175 x 103 det-1

Ditanya V hellip

Jawab

V = Vmax [S]0

[S]0 + Km

V = K2 [E]0 [S]0

[S]0 + Km

V = [175 x 103 det-1] [105 x 10-6 molL] [124 x 10-4 molL]

[124 x 10-4 molL] + [185 x 10-6 molL]

V = 22785 X 10-7 molLdet

12585 x 10-4

V = 181 X 10-3 molLdet

2 Laju awal dekomposisi H2O2 yang dikatalisis dengan enzim

katalase adalah 138 x 10-2 267 x 10-2 an 60 x 10-2 Mdet

berturut-turut untuk konsentrasi awal H2O2 = 001 002 005 M

Konsentrasi enzim katalase = 40 x 10-8 M

Hitung Vmax konstanta Michaelis

Dan bilangan turnover enzim

Diketahui V1 = 138 X 10-2

V2 = 267 x 10-2

33

V3 = 60 X 10-2

[H2O2] = 001 002 005 M

[Ekatalase] = 40 x 10-2 M

Ditanya Vmax Km dan K2 hellip

Jawab

X (1[H2O2] Y (1V)

100 7246

50 3745

20 1667

y = 0697x + 25691

Intercept = 26591

Slope = 06977

R2 = 09999 rarr R2 = 1

a 1 = 25691 (intercept)

Vmax

Vmax = 1

25691

= 0389 molLdet

b Km = 06977 (slope)

Vmax

Km = 06977

0389

Km = 0272 molL

34

c Vmax = k2 [E]0

0389 = k2 40 x 10-8 M

k2 = 0389

40 x 10-8

= 0097 x 108

3 Laju pertumbuhan bakteri Lactobacillus acidephilus (dalam suatu

media) selama fase pertumbuhan exponensial menunjukan 924 x

10-3menit Hitung waktu generasi (tg) bakteri tersebut tg waktu

yang diperlukan mikroorganisme untuk melipat gandakan

populasinya yakni menjadi

Jawab

ln = Nt = λt ln = 2N0 = λtg

N0 N0

tg = ln2 tg = 0693

λ 924 x 10-3

tg = 0075 x 103

tg = 75 menit

35

Pertemuan 6

Tanggal 7 Oktober 2014

TEGANGAN PERMUKAAN

Molekul di permukaan mengalami gaya

resultan ke arah dalam media Molekul di

dalam media tidak mengalami gaya resultan

Molekul-molekul cairan memberikan

gaya tarik satu dengan lainnya terdapat gaya

total yang besarnya nol pada molekul di dalam volume cairan tetapi molekul

permukaan ditarik ke dalam volume Sehingga cairan cenderung memperkecil

luas permukaannya hanya dengan meregang lapisan (Fisika Universitas Jl 110

hal 431)

Tegangan permukaan (ᵞ)

- Molekul di bagian dalam media yang bergeak ke permukaan

media membutuhkan kerja untuk mengalami gaya tarik menarik

ke bawah

- Makin banyak jumlah molekul di permukaan media suatu

cairan makin luas permukaan media tersebut

36

- Tetapi dengan adanya gaya resultan ke arah dalam yang dialami

oleh molekul-molekul dipermukaan maka sifat cairan

cenderung untuk meminimumkan luas permukaan

Fenomena alam yang berkaitan dengan sifat kecenderuungan cairan

menimbulkan permukaanya antara lain

- Embun air di atas air

- Air dihinggapi nyamuk

Permukaan zat cair mempunyai sifat ingin meregang sehingga

permukaannya seolah- olah ditutupi oleh suatu lapisan yang elastis Hal ini

disebabkan adanya gaya tarik menarik antara partikel sejenis di dalam zat

cair sampai ke permukaan

Di dalam cairan tiap molekul ditarik oleh molekul lain yang sejenis di

dekatnya dengan gaya yang sama kesegala arah Pada permukaan cairan

tiap molekul ditarik oleh molekul sejenis didekatnya dengan arah hanya

kesamping dan kebawah tetapi tidak ditarik oleh molekul diatasnya karena

diatas permukaan cairan berupa fase uap ( udara ) dengan jarak antara

molekul sangat renggang

Adanya gaya atau tarikan ke bawah menyebabkan permukaan cairan

berkontraksi dan berada dalam keadaan tegang Tegangan ini disebut

dengan tegangan permukaan

Besarnya tegangan permukaan cairan bergantung pada gaya tarik

antara molekul- molekulnya Ketika gaya tarik besar seperti dengan H2O

tegangan permukaan besar Sebaliknya cairan seperti bensin yang tersusun

atas molekul- molekul non polar mempunyai tegangan permukaan yang

kecil karena tarikan antarmolekul lebih lemah

Zat yang tegangan permukaannya rendah sangat mudah membasahi

permukaan bagaimanapun keadaan permukaannya Pelarut hidrokarbon

misalnya nafta atau bensin menyebar pada kaca maupun permukaan

berminyak dengan mudahnya sebab tarikan sesama molekul hidrokarbon

sangat lemah Hampir tidak ada usaha untuk memperluas permukaan cairan

akibatnya mereka mudah menyebar pada permukaan apapun (Brady 1994)

37

Tegangan permukaan (ᵞ)

Banyaknya kerja yang diperlukan untuk memperluas

permukaan suatu cairan Satuannya dalam SI adalah newton per meter

(NM) tetapi satuan cgs dyene per centimeter lebih sering digunakan

1 dynecm = 10-3 Nm = 1 mNm

(Fisika Universitas Jl 110 hal 432)

Tegangan permukaan

- Antara cairan dengan gas atau udara tegangan permukaan

- Antara cairan dengan cairan tegangan antar muka

Contoh nilai ᵞ beberapa cairan pada 20degC

Cairan Cairan-udara (dynecm) Cairan-air (dynecm)

Hg 485 375

H2O 7275 -

C6H6 2888 350

CCl4 2680 451

Aceton 2394 -

Etanol 2249 -

Isopropanol 2192 -

Sukrosa (aquos ) 7645 -

Faktor- Faktor Yang Mempengaruhi Tegangan Permukaan

a Jenis cairan

Pada umumnya cairan yang memiliki gaya tarik antara molekulnya

besar seperti air maka tegangan permukaannya juga besar Sebaliknya pada

cairan seperti bensin karena gaya tarik antara molekulnya kecil maka

tegangan permukaannya juga kecil

38

b Suhu

Tegangan permukaan cairan turun bila suhu naik karena dengan

bertambahnya suhu molekul- molekul cairan bergerak lebih cepat dan

pengaruh interaksi antara molekul berkurang sehingga tegangan

permukaannya menurun

c Adanya zat terlarut

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 detergen dan alkohol

adalah efektif dalam menurunkan tegangan permukaan ( Yazid 2005)

Metode pengukuran tegangan permukaan

- Metode kapiler

- Metode cincin Du Nouy

- Metode Lempengan Wilhelmi

- Metode Tekanan Gelembung maksimum

- Dll

a Metode Kapiler

- Yang digunakan yang luas permukaannya naik

- Permukaan air dalam pipa kapiler terus naik hingga tercapai

keseimbangan dengan gaya gravitasi

Metode ini didasarkan pada kenyataan bahwa bila sebatang pipa

kapiler dimasukan kedalam cairan maka permukaan cairan dalam pipa

kapiler dapat mengalami kenaikan atau penurunan Apabila cairan

membasahi bejana ( θ lt 90 ) maka permukaan cairan akan naik

Sedangkan bila cairan tidak membasahi bejana ( θ gt 90 ) permukaan

cairan akan turun Peristiwa naik turunnya permukaan cairan dalam

kapiler ini disebut dengan kapilaritas

39

Kenaikan atau penurunan cairan dalam kapiler disebabkan oleh

adanya tegangan permukaan yang bekerja pada permukaan cairan yang

menyentuh dinding sepanjang keliling pipa Akibat tegangan permukaan ini

pipa akan memberikan gaya reaksi pada permukaan cairan yang besarnya

sama tapi arahnya berlawanan ( Yazid 2005 )

Catatan

- Jika permukaan atas larutan cembung sudut kontak besar - Jika permukaan atas larutan cekung sudut kontak kecil

Tegangan permukaan diukur dengan melihat ketinggian air cairan yang naik melalui suatu kapiler Metode kenaikan kapiler hanya dapat digunakan untuk mengukur tegangan permukaan tidak bisa untuk mengukur tegangan permukaan tidak bias untuk mengukur tegangan antar muka

Persamaan

퐹푢푝 = 훾(2휋푟) cos휃

퐹푑표푤푛 = 휌푔(ℎ휋푟 )

퐹푢푝 = 퐹푑표푤푛 훾 = Keterangan

- 휌 = bobot jenis cairan gml - 푔 = 980 cms - 푟 = jari-jari pipa kapiler - ℎ = tinggi miniskus cairan untuk kapiler - 휃 = sudut kontak ( untuk air dan kebanyakan cairan sangat kecil yakni

mendekati 1 )

Untuk cairan dengan sudut kontak sangat kecil

훾 = atau ℎ =

Sedangkan untuk cairan yang tidak membasahi bejana seperti raksa θ = 140 sehingga cos θ = - 0766 ( berharga negatip) Akibatnya h memiliki harga negatip yang berarti cairan mengalami penurunan atau ditekan dalam kapiler

40

b Metode Cincin Du Nouy

Metode cincin du nouy merupakan metode yang paling baik digunakan karena lebih akurat dan cepat dalam pengukuran tegangan permukaan deterjen serum suspensi koloid dan lain- lain

Berdasarkan pengukuran gaya yang diperlukan untuk melepaskan cincin dari permukaan cairan Metode ini digunakan untuk mengukur tegangan antar muka cairan

Persamaan

훾 = 퐹

4휋푅 퐶

Keterangan - F = gaya yang diperlukan untuk melepaskan cincin dari

permukaan - R = jari-jari lingkar cincin - C = Faktor koreksi

Faktor Koreksi

(퐶 minus 푎) = 4푏휋 푥

1푅 푥

퐹4휋휌푅 + 푐

Keterangan

- a = 07250 (konstan) - b = 009075 m-1 s2 (konstan) - c = 004534 ndash 1695 rR (konstan) - r = jari-jari kawat yang digunakan untuk membuat cincin - R = jari-jari rata-rata lingkaran - 휌 = masa jenis cairan sempel

Ketika mengukur tegangan permuakaan cairan- cairan harus diperhatikan bahwa cairan yang ada dibawah benar- benar membasahi cincin (Bird 1987)

c Metode Lempengan Wilhelmi

Metode ini didasarkan pada gaya yang diperlukan untuk menarik pelat tipis dari permukaan cairan Pelat digantung pada salah satu lengan neraca dan dimasukkan kedalam cairan yang akan diselidiki Besarnya gaya tarik pada neraca yang digunakan untuk melepas pelat dari permukaan cairan dicatat

Persamaan

푃 = 푚푔 + 퐿훾 cos휃 minus 푠ℎ휌푔

41

Keterangan

- P = gaya yang dipergunakan untuk melepaskan lempengan dari permkaan cincin

- m = berat lempengan - 푔 = gaya gravitasi - 푠 = luas penampang lempengan - ℎ = kedalaman lempeng yang dicelupkan - 퐿 = keliling lempengan - 휌 = bobot jenis cairan

Dalam metode ini diandaikan sudut kontak θ = 00 dan pengaruh

dari ujung- ujung lempeng dapat diabaikan ( Yazid 2005 ) Pada metode ini digunakan lempengan mika tipis atau kaca slide

mikrosip yang digantung pada neraca Pengukuran dapat dilakukan dengan cara statistik ataupun dengan detasment yang secara akurat diberikan pada persamaan ideal

Jika pengukurannya dilakukan dengan metode detasmen prosedurnya hampir sama dengan metode cincin Du Nouy tetapi faktor koreksi hanya 01 ( Adamson 1990)

d Metode Tekanan Gelembung Maksimum Tegangan permukaan menyebabkan adanya perbedaan tekanan

pada kedua sisi permukaan cairan yang lengkung Tekanan pada sisi yang cembung Ketika pertama kali tekanan dikenakan jari- jari gelembung sangat besar Sementara gelembung itu mengembang jari- jarinya akan semakin kecil sampai nilai minimum

Pada keadaan ini jari- jari gelembung sama dengan jari- jari tabung gelas Bila tekanan terus dinaikkan jari- jari gelembung akan membesar kembali sampai akhirnya gelembung ini lepas dari tabung gelas dan naik ke permukaan cairan jelas bahwa tekanan maksimum diperoleh pada saat jari- jari minimum

Tekanan maksimum ini bukan hanya disebabkan perbedaan tekanan pada kedua sisi gelembung tetapi juga disebabkan oleh adanya tekanan hidrostatik ( yang bergantung pada ketinggian tabung gelas dalam cairan )

Persamaan

훾 = ∆휌푔푑푒 1퐻

Keterangan

o ∆휌 = perbedaan bobot jenis o 푑푒 = diameter maksimum tetesan

42

o = faktor koreksi yang ditentukan oleh rasio 푑푠 푑푒

Metode tekanan gelembung maksimum memiliki keakuratan di bawah 10 yang mana tidak tergantung pada jarak kontak dan hanya merupakan sebuah pengetahuan dasar dari densitas suatu cairan ( Jika menggunakan pipa ganda ) dan pengukurannya juga relatif cepat Rata- rata sebuah gelembung harganya sekitar 1 sek (Adamson 1990)

Pertemuan 7

Tanggal 14 Oktober 2014

TEGANGAN ANTAR MUKA

Tegangan permukaan merupakan gaya persatuan panjang yang

harus dikerjakan sejajar permukaan untuk mengimbangi gaya tarikan

kedalam pada cairan Hal tersebut terjadi karena pada permukaan gaya

adhesi (antara cairan dan udara) lebih kecil dari pada gaya kohesi antar

molekul cairan sehingga menyebabkan terjadinya gaya kedalam pada

permukaan cairan

Tegangan antar muka adalah gaya per satuan panjang yang terdapat

pada antar muka dua fase cairan yang tidak dapat tercampur Tegangan antar

muka selalu lebih kecil dari pada tegangan permukaan kerena gaya adhesi

antara dua cairan tidak bercampur lebih besar dari pada adhesi antara cairan

dan udara

Cairan-cairan (immisible)

L ƔL ƔL Tegangan permukaan L

ƔS Tegangan permukaan S

ƔSL ƔSL Tegangan antarmuka SL

S ƔS

43

Missible dua zat yang bercampurlarut dengan sempurna berapapun

konsentrasijumlahnya

Immisible dua zat (cairan dengan cairan) yang sama sekali tidak

dapat bercampurlarut

Pada dasarnya tegangan permukaan suatu zat cair

dipengaruhi oleh beberapa faktor diantaranya suhu dan zat terlarut

Dimana keberadaan zat terlarut dalamsuatu cairan akan

mempengaruhi besarnya tegangan permukaan terutama molekul zat

yang berada pada permukaan cairan berbentuk lapisan monomolekuler

yang disebut dengan molekul surfaktan Kemudian suhu juga sangat

mempengaruhi tegangan permukaan suatu cairan dimana ketika suhu

naik maka tegangan permukaan cairan akan turun

Suhu uarr = Tegangan permukaan darr ldquoberbanding terbalikrdquo

Fenomena Permukaan dan Fenomena Antar muka

Permukaan Fenomena

Cairan ndash Udara Tegangan Permukaan

Padat ndash Udara Adsorbsi

Antar Muka Fenomena

Cairan ndash Cairan

(immisible)

Tegangan Antar Muka

Padat ndash Cair Pembasah (Wetting)

Tegangan Antar Muka Cairan ndash Cairan (immisible)

1) Gaya persatuan panjang yang bekerja pada antar muka dua cairan

yang immisible

Satuan dynecm-1

44

2) Kerja yang diperlukan untuk memisahkan 2 permukaan cairan

immisible

Satuan ergcm-2

Manfaat fenomena antar muka dalam farmasi

1 Formulasi sediaan serbuk yang hidrofob

2 Menentukan jenis surfaktan untuk membuat emulsi

3 Meningkatkan stabilitas suspensi dan emulsi

4 Mengatasi sediaan obat yang berbusa

5 Adsorbsi obat pada saluran pencernaan

Soal

1 Hitung Ɣ fenol bila diketahui tinggi kenaikan permukaan fenol dalam

pipa kapiler (r = 007 cm) adalah 093 cm pada suhu 37˚C Bila

diketahui bobot jenis fenol 113 gcm-1 dan konstanta gravitasi = 9807

cm det-2

Diketahui

a) r = 007 cm

b) ρ = 113 gcm-1

c) g = 9807 cm det-2

d) h = 093 cm

Ditanya Ɣfenol

Jawab

Ɣfenol = frac12 (rρgh)

= frac12 (007 x 113 x 9807 x 093)

= 3607 dynecm-1

45

Gaya Kohesi dan Adhesi

Terdapat dua macam gaya tarik menarik antar partikel yaitu kohesi

dan adhesi Kohesi adalah gaya tarik menarik antara partikel yang sejenis

Kohesi dipengaruhi oleh kerapatan dan jarak antar partikel dalam zat gaya

kohesi mengakibatkan dua zat bila dicampurkan tidak akan saling

bercampur Contoh tidak bercampurnya air dengan minyak tidak

melekatnya air raksa pada dinding pipa kapiler dan air pada daun talas

Adhesi adalah gaya tarik menarik antara partikel-partikel yang

tidak sejenis Gaya adhesi akan mengakibatkan dua zat akan saling melekat

bila dicampurkan Contoh bercampurnya air dengan tehkopi melekatnya

air pada dinding pipa kapiler dan melekatnya tinta pada kertas

Adanya gaya tarik menarik antara partikel zat cair menyebabkan

adanya tegangan permukaan dimana permukaan zat cair cenderung

menegang dan seolah terdapat selaput atau lapisan yang tegang sehingga

dapat menahan benda Selain adanya peristiwa tegangan permukaan akibat

adanya gaya tarik menarik antara partikel juga menyebabkan terjadinya

peristiwa meniskus cembung dan meniskus cekung

Meniskus Cembung dan Meniskus Cekung

Meniskus adalah peristiwa mencekung atau mencembungnya

permukaan zat cair Berdasarkan bentuk permukaan zat cair meniskus

dibedakan menjadi dua yaitu meniskus cembung dan meniskus cekung

Meniskus cembung terjadi jika gaya kohesi lebih besar dari pada gaya

adhesi Sedangkan meniskus cekung terjadi jika adhesi lebih besar dari pada

kohesi

46

Jika Wc lt Wa

Sudut Cos Ɵ Kecil

Permukaan cairan dalam kapiler cekung dan naik

Jika Wc gt Wa

Sudut Cos Ɵ Besar

Permukaan cairan dalam kapiler turun dan berbentuk cembung

Ɣ Rasio imbangan antara gaya Kohesi dan Adhesi

Cairan-Cairan (immisible)

Mempengaruhi koefisien sebaran (S)

Jika kerja kohesi lebih besar dari kerja adhesi maka nilai

koefisien sebarannya kecilrendah

Contoh

Asam stearat jika dilarutkan dengan air maka koefisien sebarannya

rendah karena gugus nonpolar pada asam stearat lebih panjang dari

gugus polarnya (gugus polar jadi titak berpengaruh)

47

Jika kerja kohesi lebih rendah dari kerja adhesi maka nilai koefisien

sebarannya tinggi Spreading

Contoh

Propanol jika dilarutkan dengan air maka koefisien sebarannya tinggi

karena mempunyai gugus ndashOH yang dapat berikatan hidrogen dengan

air dan bersifat polar

Tegangan permukaan dipengaruhi oleh

Rasio

Polar

Nonpolar

Si = Wa ndash Wc

Wc = 2 Ɣx

Wa = (Ɣx + Ɣair - Ɣx-air)

Si Bila nilai Si positif maka sebaranspreading terjadi

Bila nilai Si 0 tetap ada peluang sebaran

Bila nilai Si negatif tidak terjadi sebaran

Soal

Diketahui Ɣbenzen = 289 dynecm-1 Ɣair = 728 dynecm-1 dan Ɣbenzen-air =

35 dynecm-1 Hitung nilai kerja kohesi benzen kerja adhesi benzen-air

dan koefisien penyebaran awal benzen

Diketahui

a) Ɣbenzen = 289 dynecm-1

b) Ɣair = 728 dynecm-1

c) Ɣbenzen-air = 35 dynecm-1

48

Ditanya

a) Wc

b) Wa

c) Si

Jawab

Wc = 2 Ɣbenzen

= 2 x 289

= 578 dynecm-1

Wa = (Ɣbenzen + Ɣair ndash Ɣbenzen-air)

= (289 + 728 ndash 35)

= 667 dynecm-1

Si = Wa ndash Wc

= 667 ndash 578

= 89 dynecm-1

Benzen dapat tersebar dalam air karena nilai Si positif (+)

49

DAFTAR PUSTAKA

1 Tayangan Dosen

2 UraianPenjelasan Dosen pada saat Perkuliaha

3 Text Book

- Yazid Estein dan Nursanti Lisda 2006 Penuntun Praktikum Biokimia

Yogyakarta ANDI

- Santoso Begot 2007 BIOLOGI Jakarta Interplus Ridho_Brilliantoro

Tugas_Enzimologi

- Eistein Yazid 2005 Kimia Fisika Untuk Paramedis Yogyakarta Penerbit

Andi

- Adamson A W (1990) Physical Chemistry of Surfaces 5 th Ed New

York Willey

- Hugh DYoung Roger A Freedman 2002 Fisika Universitas Ed10 Alih

bahasa Juliastuti Endangdkk Jakarta Erlangga

- Kamajaya(2007)Cerdas Belajar FisikaBandungGrafindo Media Pratama

- IndrajitDudi(2007)Mudah dan Aktif Belajar FisikaBandungPT Setia

Purna Inves

4 Internet

- httprepositoryusuacidbitstream123456789395874Chapter20IIpdf

- httpstaffuiacidsystemfilesusersjoshitadjajadisastramaterialkestabil

anobatkuliahs2pdf

- httpstaffunyacidsitesdefaultfilespendidikanPurwanti20Widhy2

0Hastuti20SPd20MPdLaju20Reaksi20(2)pdf

- fileCUsersElrio20PutraDownloadsChapter20820Kinetika20

Kimiapdf

- httpusupressusuacidfilesKinetika20Kimia20Reaksi20Element

er_Normal_bab201pdf

- httpffarmasiuadacidwp-contentuploads201301orde-reaksi-waktu-

paruhpdfhttpnissanisso-fkp11webunairacidartikel_detail-49831-

Umum-sifat20kerja20obathtml

- httpmipa-farmasiblogspotcom201202tegangan-permukaan-tegangan-

antar-mukahtmlm=1

50

Page 8: Farfis2 before mid.pdf

8

maka kinetika orde hidrolisis ampisilin = pseudo orde 0 hellip (mengikuti

kinetika orde 0)

Persamaan I = krsquo [Amp] pseudo orde 1

Persamaan II = krdquo pseudo orde 0

Persamaan Laju Reaksi (hellip laju konsumsi reaktan)

V = = kCx

= kCx

dimana C = [reaktan]

x = orde reaksi

k = konstanta laju reaksi dan satuannya bergantung pada orde reaksi

Pertemuan Ke-2

Tanggal 9 September 2014

INTEGRAL PERSAMAAN LAJU REAKSI

Persamaan Laju Reaksi dan Orde Reaksi

Pada umumnya hubungan antara laju reaksi dengan konsentrasi zat-zat

pereaksi hanya diturunkan dari data eksperimen Bilangan pangkat yang

menyatakan hubungan konsentrasi zat pereaksi dengan laju reaksi disebut

orde reaksi

9

Keterangan

r = laju reaksi

k = tetapan laju reaksi

[A] = konsentrasi zat A dalam mol per liter

[B] = konsentrasi zat B dalam mol per liter

m = orde reaksi terhadap zat A

n = orde reaksi terhadap zat B

Beberapa contoh reaksi dan rumus laju reaksi yang diperoleh dari

hasil eksperimen dapat dilihat pada Tabel berikut

Tabel Contoh beberapa reaksi dan rumus laju reaksinya

Orde reaksi dapat ditentukan dari persamaan laju reaksi Misalnya pada

reaksi

dengan persamaan laju reaksi

orde reaksi terhadap H2 = orde satu orde reaksi terhadap NO = orde dua

dan orde reaksi total adalah tiga Untuk lebih memahami cara menentukan orde

reaksi dan rumus laju reaksi Orde reaksi dapat juga ditentukan melalui

kecenderungan dari data suatu percobaan yang digambarkan dengan grafik

Berikut ini dijelaskan penentuan orde reaksi melalui grafik

10

1 Grafik Orde Nol

Laju reaksi tidak dipengaruhi oleh

besarnya konsentrasi pereaksi Persamaan

laju reaksinya ditulis

Bilangan dipangkatkan nol sama dengan satu sehingga persamaan laju

reaksi menjadi r raquo k Jadi reaksi dengan laju tetap mempunyai orde reaksi

nol Grafiknya digambarkan seperti Grafik diatas

2 Grafik Orde Satu

Hubungan kecepatan dengan konsentrasi

Untuk orde satu persamaan laju reaksi adalah

Persamaan reaksi orde satu merupakan persamaan linier berarti laju

reaksi berbanding lurus terhadap konsentrasinya pereaksinya Jika

konsentrasi pereaksinya dinaikkan misalnya 4 kali maka laju reaksi akan

menjadi 41 atau 4 kali lebih besar

3 Grafik Orde Dua

Hubungan konsentrasi dengan waktu

11

Persamaan laju reaksi untuk reaksi orde dua

adalah

Apabila suatu reaksi berorde dua terhadap suatu pereaksi berarti laju

reaksi itu berubah secara kuadrat terhadap perubahan konsentrasinya

Apabila konsentrasi zat A dinaikkan misalnya 2 kali maka laju reaksi akan

menjadi 22 atau 4 kali lebih besar

- Reaksi orde 0

Laju reaksi orde 0 tidak bergantung pada reaktan

푉 = 퐾

ndash = kCx dimana x=0 maka = k

ndash = k disusun menjadi ndashdC = kdt atau dC = -kdt

int 푑퐶 = -k

int 푑푡 int 푑퐶 = Ct ndash Co pers Regresi linear

Ct = Co ndash kt

Plotting Ct vs t

Ct = Co - kt

Y = A + Bx

12

- Reaksi orde 1

= kCx dimana X = 1 maka = kC

= kC disusun menjadi = kdt atau

int = -k int 푑푡 ln Ct = ln Co ndash kt

int = ln ln angka 퐶푡 퐶표

ln Ct ndash ln Co

kurva plot ln Ct vs t

- Reaksi orde 2

= kCx dimana X = 2 maka = kC2

= kC2 disusun menjadi = kdt atau = -kdt

int = - k int 푑푡

minus ndash minus = minus푘푡 atau = + 푘푡

Kurva

13

Penetapan orde reaksi dan konstanta laju reaksi (harus) melalui percobaan

- Metode

Metode laju reaksi awal kombinasi dengan metode isolasi pseudo

reaksi

Metode integrasi dan mencocokan persamaan laju reaksi dengan data

percobaan

Untuk reaksi dengan mekanisme sederhana (1 tahap)

Orde reaksi = koefisien stokiometri reaksi

Untuk reaksi dengan mekanisme kompleks ( beberapa tahap)

Orde reaksi mungkin sama atau tidak sama dengan koefisien stokiometri

reaksi

Contoh Tentukan orde reaksi dan konstanta laju reaksi berikut

2 H2(g) + 2 NO(g) N2(g) + 2 H2O(g)

V = k [H2]x [NO2] x= dan y=

Data percobaan

Exp P(H2)0 P(NO)0 V reaksi

1 533 kpa 200 kpa 0035 kpa det-1

2 533 kpa 400 kpa 0140 kpa det-1

3 196 kpa 533 kpa 0091 kpa det-1

4 392 kpa 533 kpa 0182 kpa det-1

Cermati data exp 1 vs 2

V~ [NO]y ie [NO] dibuat 2x v menjadi 4x maka y=2

Cermati data exp 3 vs 4

V ~ [H2]x ie[H2] dibuat 2x v menjadi 2x maka x=1

Jadi diperoleh x=1 dan y=2

V = k [H2] [NO2] 2 reaksi orde 2

14

Menetapkan nilai waktu paruh (T12) dan umur simpan (T90)

Reaksi reaksi orde ke nol dan ke satu

Ct = Co ndash kt

t =

t1 2 = =

t1 2 =

t90 =

t90 =

Reaksi orde satu

ln Ct = ln Co ndash kt

t =

t1 2 =

t1 2 = 0693k

t90 = (= ln

= ln

= ln 1111)

t90 =

t90 =

Note

Misal waktu paruh PCT sediaan 500 mg 1 tahun kemudian

kandungannya menjadi 250 mg (T12) untuk unsur-unsur radioaktif dan

isotop t90 = kimia atau zat kimia pada sediaan masih ada 90 (berkurang

90) paling penting dalam sediaan farmasi ditulis ED

15

Pertemuan 3

Tanggal 16 September 2014

MENETAPKAN NILAI WAKTU PARUH (tfrac12) DAN UMUR SIMPAN (t90)

UNTUK REAKSI-REAKSI ORDE 0 DAN 1

Waktu paruh (tfrac12) dari suatu obat adalah waktu yang dibutuhkan oleh

separuh konsentrasi obat untuk dieliminasi Metabolisme dan eliminasi

mempengaruhi waktu paruh obat Contohnya pada kelainan fungsi hati atau

ginjal waktu paruh obat menjadi lebih panjang dan lebih sedikit obat

dimetabolisme dan dieliminasi Jika suatu obat diberikan terus-menerus

maka dapat terjadi penumpukan obat

Suatu obat akan melalui beberapa kali waktu paruh sebelum lebih dari

90 obat itu dieliminasi Jika seorang klien mendapat 650mg aspirin dan

waktu paruhnya adalah 3jam maka dibutuhkan 3jam waktu paruh pertama

untuk mengeliminasi 325mg dan waktu paruh kedua 9 atau 6jam untuk

mengeliminasi 162mg berikutnya dan seterusnya sampai pada waktu paruh

keenam atau 18jam dimana tinggal 10mg aspirin terdapat dalam tubuh

waktu paruh selama 4-8jam dianggap singkat dan 24jam atau lebih

dianggap panjang Jika obat memiliki waktu paruh yang panjang (seperti

digoksin 36 jam) maka diperlukan beberapa hari agar tubuh dapat

mengeliminasi obat tersebut seluruhnya

Sedangkan umur simpan (t90) adalah jangka waktu penyimpanan pada

kondisi tertentu di mana produk obat masih memenuhi spesifikasi yang

ditetapkan oleh perusahaan pembuat obat

Reaksi Orde 0

퐶푡 = 퐶표 minus 푘푡

푡 =퐶표 minus 퐶푡

16

Nilai waktu paruh (tfrac12)

푡frac12 =

푡frac12 =05퐶표푘

Nilai umur simpan (t90)

푡 =

푡 = 01퐶표푘

Reaksi Orde 1

푙푛퐶푡 = 푙푛퐶표 minus 푘푡

푡 =푙푛퐶표 minus 푙푛퐶푡

Nilai waktu paruh (tfrac12)

푡frac12 =푙푛퐶푡 minus 푙푛05퐶표

푡frac12 =

푡frac12 =0693푘

Nilai umur simpan (t90)

푡 =푙푛퐶표 minus 푙푛09퐶표

푡 =

푡 =0105푘

17

Contoh soal

Sediaan Aspirin dalam larutan (pH 25) dengan konsentrasi awal

030g100ml memperlihatkan kinetika degradasi orde ke 1 dan konstanta laju

degradasinya pada suhu kamar 97times10-7det-1 Hitung

a tfrac12 dan t90 sediaan larutan Aspirin

b Hitung tfrac12 dan t90 Aspirin bila sediaan dibuat dalam bentuk suspensi dengan

dosis 10g100ml diketahui kelarutan Aspirin 033g100ml

Jawab a Diketahui pH larutan 25

Co=03g100ml

Korde 1= 97times10-7det-1

Ditanya tfrac12 dan t90

Dijawab 푡frac12 =

푡frac12 = times

푡frac12 = times

푡frac12 = 71443298detik (826hari)

푡 =

푡 = times

푡 = times

푡 = 10824742detik (125hari)

b Diketahui Suspensi dosis 10g100ml

Kelarutan Aspirin 033g100ml

Ditanya k tfrac12 dan t90

18

Dijawab korde0 = korde1 [Aspirin]

= 97times10-7 times 033

= 3201times10-7

tfrac12 =

tfrac12 = times times

tfrac12 = 156201187detik (1808hari)

푡 =

푡 = times times

푡 = 31240237detik (36hari)

Pertemuan 4

Tanggal 23 September 2014

FAKTOR YANG MEMPENGARUHI LAJU REAKSI

Laju reaksi atau kecepatan reaksi menyatakan banyaknya reaksi

kimia yang berlangsung per satuan waktu Laju reaksi menyataka molaritas

zat terlarut dalam reaksi yang dihasilkan tiap detik reaksi Perkaratan besi

merupakan contoh reaksi kimia yang berlangsung lambat sedangkan

peledakan mesiu atau kembang api adalah contoh reaksi yang cepat Reaksi

kimia untuk laju reaksi sebagai berikut

aA + bB pP + qQ

Dengan a b p dan q adalah koefisien reaksi dan A B P dan Q

adalah zat-zat yang terlibat dalam reaksi laju reaksi dalam suatu system

tertutup adalah

19

v = minus [ ] = minus [ ] = minus [ ] = minus [ ]

dengan [A] [B] [P] dan [Q] menyatakan konsentrasi zat-zat tersebut

Faktor-faktor yang mempengaruhi laju reaksi

Konsentrasi

Karena persamaan laju reaksi didefinisikan dalam bentuk konsentrasi

reaktan maka dengan naiknya konsentrasi maka naik pula kecepatan

reaksinya Artinya semakin tinggi konsentrasi maka semakin banyak molekul

reaktan yang tersedia dengan demikian kemungkinan bertumbukan akan

semakin banyak juga sehingga kecepatan reaksi meningkat Jadi semakin

tinggi konsentrasi semakin cepat pula laju reaksinya

Molaritas

Molaritas adalah banyaknya mol zat terlarut tiap satuan volume zat

pelarut Hubungannya dengan laju reaksi adalah semakin besar molaritas

suatu zat maka semakin cepat suatu reaksi berlangsung Dengan demikian

pada molaritas yang rendah suatu reaksi akan berlajan lebih lambat daripada

molaritas yang tinggi

Luas permukaan

Semakin besar luas permukaan bidang sentuh menyebkan laju reaksi

semakin cepat Begitu juga apabila semakin kecil luas permukaan bidang

sentuh maka semakin kecil tumbukan yang terjadi anatar partikel ehingga laju

reaksi pun semakin kecil

Suhu

Suhu juga turut berperan dalam mempengaruhi laju reaksi Apabila

suhu pada suatu reaksi yang berlangsung dinaikkan maka menyebabkan

partikel semakin bergerak aktif sehingga tumbukan yang terjadi semakin

sering menyebabkan laju reaksi semakin besar Sebaliknya apabila suhu

diturunkan maka partikel semakin tak aktif sehingga laju reaksi semakin

kecil

20

Katalisator

Katalis adalah suatu zat yang mempercepat laju reaksi kimia pada suhu

tertentu tanpa mengalami perubahan oleh reaksi itu sendiri Suatu katalis

berperan dalam reaksi tetapi bukan sebagai pereaksi ataupun produk Katalis

memungkinkan reaksi berlansung lebih cepat atau memungkinkan reaksi pada

suhu yang lebih rendah akibat perubahan yang dipicunya terhadap pereaksi

Katalis menyediakan suatu jalur pilihan dengan energi aktivasi yang lebih

rendah Katalis mengurangi energi yang dibutuhkan untuk berlangsungnya

reaksi

Katalis dapat dibedakan ke dalam dua golongan utama yaitu katalis

homogeny dan katalis heterogen Katalis heterogen adalah katalis yang ada

dalam fase yang berbeda dengan pereaksi dengan reaksi yang dikatalisisnya

Sedangkan katalis homogen berada dalam fase yang sama Katalis homogeny

umumnya bereaksi dengan satu atau lebih pereaksi untuk membentuk suatu

perantara kimia yang selanjutnya bereaksi membentuk produk akhir reaksi

dalam suatu proses yang memulihkan katalisnya

Pengaruh suhu terhadap laju reaksi

Persamaan Arrhenius ( 1889 ) Persamaan empiris pengaruh suhu

terhadap konstanta laju reaksi Rumus

Dimana

K = Konstanta rata-rata

A = konstanta Arrhenius

Ea = Energi aktivasi

R = konstanta gas

T = temperaur )Catatan Bilangan pokok ion disebut juga e = 10

K = A e ndash

21

Persamaan Regresi

K = A e ndash

ln K = ln A + ( ln e ndashEaRT )

ln K = ln A + ( )

ln K = ln A ndash

y = A + BX

)Catatan

Intersept = ln A

Slope =

Didapatkan Ea dari regresi linear

Slope =

Ln K

1T

Persamaan Arrhenius untuk dua suhu ( bila salah satu suhu diketahui )

Ln = ( - ) atau ln K ( T2 ) = ln (T1 ) + ( minus)

Kurva persamaan Arrhenius untuk dua suhu

22

Contoh soal

1 Hasil percobaan dekomposisi suatu sediaan 5-hidroksimetilfurfural

memperlihatkan kinetika obat order ke satu dengan data konstanta

laju dekomposisinya seperti berikut ini yaitu pada suhu

120 o C = 3258 x 10-4 det-1

130oC = 838 x 10-4 det-1

140oC = 1350 x10-4 det-1

Hitunglah

a Ea

b K (25)

c T ( 90 25 )

Jawab

Diketahui R = 8314 JK-1mol-1

a 1ln k ( T2 ) = ln k ( T1 ) - ( minus )

ln 838x10-4 = ln 3258x10-4 ndash

( minus )

= minus

(000254minus 000248)

= minus

(000006)

17998 = minus

x 610-5

minus퐸푎 =

minus퐸푎 = 249 x 105 gmol

= 249 KJmol

b Didapat persamaan dari Excel

y = - 11850 x + 22148

23

ln k = - 11850 ( ) + 22148

ln k = - 39765 + 22148

ln k = - 17617

k = 22 x 10-8

c t90 =

=

= 2102102 detik ~ 24 hari

Bila dihitung dengan kalkulator maka

t90 =

=

= 4772727 detik ~ 55 hari

2 konstanta laju dekomposisi sulfacetamid dalam sediaan larutan ( pH =

74 ) pada suhu 80oC = 325 x 10-7det-1 dengan Ea = 9581 KJmol-1

Diketahui R = 8314 JK-1 mol-1 Hitung K dan t90 sediaan sulfacetamid

tsb pada suhu 250C

Jawab

ln K2 = ln K1 - minus

= ln 325x10-7 -

( minus )

= - 1493 1152 (283푥10 minus 335푥10 )

= - 1493 + 1152(minus052푥10 )

= - 1493 - 59904푥10

= - 1493 - 0006177

ln K 2 = - 14936977

K = 326푥10 푑푒푡

24

t90 =

=

= 322푥10 푑푒푡 푎푡푎푢103푡푎ℎ푢푛

Pertemuan 5

Tanggal 30 September 2014

REAKSI ENZIMATIS

Sel-sel tubuh makhluk hidup didalamnya melakukan proses

metabolism Proses metabolisme yang terjadi dalam sel-sel tubuh dapat

digolongkan menjadi dua yaitu katabolisme dan anabolisme Katabolisme

merupakan reaksi penguraian senyawa kompleks menjadi senyawa

sederhana dengan tujuan mendapatkan energi siap pakai dalam bentuk

Adenosine Triphosphate (ATP) Reaksi anabolisme merupakan reaksi

pembentukan senyawa organik dari senyawa anorganik Pada reaksi

anabolisme dibutuhkan ATP sebagai sumber energinya Adapun reaksi

katabolisme atau reaksi anabolisme yang terjadi didalam tubuh keduanya

membutuhkan enzim sebagai biokatalisator

Setiap reaksi penguraian (katabolisme) merupakan reaksi eksoterm

sedangkan setiap reaksi pembentukan (anabolisme) merupakan reaksi

endoterm Dalam tubuh sel-sel memerlukan energi aktivasi Makhluk hidup

mengganti energy aktivasi dengan suatu struktur protein yang dikenal

dengan sebutan enzim

25

Ea reaksi dengan enzim lt Ea reaksi tanpa enzim

(Ea reaksi dengan ezim berlangsung lebih cepat)

RUMUS

minusdsdt =

dPdt = Velocity =

Vmax SKm + S

E + S harr ES + P + E

V = K2 [E]0 [S]0

[S]0 + Km

Keterangan

Km Konstanta

Michaelis

K2 Daya enzim mentansformasi suatu substrat membentuk

produk

(Jumlah molekul yang dikonversikan menjadi produk dalam

suatu waktu permolekul enzim)

Bila [S]0 berlebihan laju reaksi maksimal

Maka K2 [E]0 = Vmax

V = Vmax [S]0

[S]0 + Km

(Persamaan Lineweaver-Burk)

Keterangan V = kecepatan reaksi (laju reaksi) Km = konstanta Michaelis-Menten Vmax = kecepatan reaksi maksimal [S] = konsentrasi substrat

26

Faktor ndash faktor yang mempengaruhi

kerja enzim

Dalam aktivitasnya enzim sangat

dipengaruhi oleh factor lingkungan seperti

suhu pH konsentasi enzim konsentrasi

substrat dan inhibitor

a Suhu

Suhu merupakan factor ligkungan yang penting bagi kerja enzim sampai

pada titik tertentu kecepatan reaksi akan meningkat seiring dengan

meningkatnya suhu Pada akhirnya kecepatan reaksi akan menurun drastis

pada suhu tersebut melewati suhu optimumnya Pada suhu yang lebih tinggi

(ekstrim) protein penyusun enzim akan mengalami denaturasi Enzim pada

mamalia (manusia) bekerja pada suhu 37degC Bakteri yang hidup di sumber air

panas mempunyai enzim dengan suhu optimal 70degC

b pH

Enzim bekerja pada pH tertentu umumnya enzim mmembutuhkan pH

optimum netral (pH=7) Enzim yang berada dalam lambung memiliki pH

optimum asam (pH=2) Peningkatan atau penurunan pH yang ekstrim akan

menyebabkan enzim mengalami denaturasi

c Konsentasi enzim

Pada konsentrasi substrat tertentu konsentrasi enzim akan meningkatkan

kecepatan reaksi enzimatis Dengan kata lain kecepatan reaksi enzimatis (V)

berbanding lurus dengan konsentrasi enzim (E) sampai batas tertentu

sehingga reaksi mengalami kesetimbangan Pada saat setimbang peningkatan

konsentrasi enzim sudah tidak berpengaruh

1푣 푣푠

1[푆]0

27

d Konsentrasi substrat

Pada konsentrasi enzim yang tetap peningkatan konsentrasi substrat akan

menaikkan kecepatan reaksi enzimatis

sampai mencapai kecepatan maksimum

yang tetap Pada titik maksimum semua

enzim telah jenuh dengan substrat

sehingga penambahan substrat sudah tidak

akan meningkatkan kecepatan reaksi

enzimatis

Transformasi Lineweaver-Burk

1V = KmVmax 1S + 1Vmax

y = m x = t

1V

y ndash intercept = 1Vmax

x ndash intercept = -1Km1 [S]

e Inhibisi enzim

1 Inhibisi Kompetitif

Penghambatan aktivitas enzim melalui mekanisme inhibisi

kompetitif terjadi ketika substrat (S) dan inhibitor (I) bersaing untuk dapat

mengikat sisi aktif enzim Hal ini disebabkan karena bentuk inhibitor

menyerupai substrat Kompleks EI yang terbentuk tidak dapat menjalani

28

langkah katalitik dan tidak dapat membentuk produk Akibatnya terjadi

penurunan jumlah produk yang terbentuk

Berikut adalah pendekatan keadaan tunak dalam penentuan hukum

laju inhibisi kompetitif enzim

K1 = [E][I] helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (1)

[EI]

[E][S] = k-1 + k2 = KM (2)

[ES] k1

[Etot] = [E] + [ES] +[EI]helliphelliphellip (3)

[Etot] = [E] + [ES] + [E][I]

K1

[Etot] = [E] 1 + [I] + [ES]

K1

maka

[퐸] = [ ] [ ]

helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (4)

Berdasarkan teori Michaelis-Mentein kecepatan awal ditentukan oleh

kecepatan penguraian [ES] yang ketetapan kecepatan reaksinya adalah k2

sehingga

V =k2 [ES] helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip(8)

substitusi persamaan (7) ke dalam persamaan (8)

V = k2 [Etot] [S]

[S] + KrsquoM (9)

29

Vmax didefinisikan sebagai kecepatan pada saat semua E yang tersedia

terdapat sebagai ES

Vmax = k2 [Etot] helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip(10)

Sehingga diperoleh

V = kcat [Etot] [S] helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (11)

KM 1 + [I] + [S]

K1

Transformasi persamaan Michaelis-Mesntein (persamaan Lineweaver-

Burk) yaitu dari persamaan (11)

V = Vmax [S]

[S] + KrsquoM

Maka

1 = [S] + KMrsquo

V Vmax [S]

1 = KMrsquo + [S]

V Vmax [S] Vmax [S]

1 = KMrsquo 1 + [S]

V Vmax [S] Vmax

2 Inhibisi Uncompetitive

Inhibisi uncompetitive enzim terjadi apabila inhibitor (I) mengikat

salah satu sisi dari kompleks enzim dan substrat (ES) Kompleks ESI yang

terbentuk tidak dapat membentuk produk (P)

Berikut adalah pendekatan keadaan tunak dalam penentuan hukum

laju inhibisi kompetitif enzim

30

KI = [ES] [I] helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (1)

ESI

[E] [S] = k-1 + k2 = KM helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (2)

[ES] k1

[Etot] = [E] + [S] + [ES] helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (3)

Berdasarkan teori Michaelis-Mentein kecepatan awal ditentukan oleh

kecepatan penguraian [ES] yang tetapan kecepatan reaksinya adalah k2

sehingga

V = k2 [ES] helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (7)

Substitusi persamaan (6) ke persamaan (7)

V = k2 [Etot] [S]

[S] 1 + [I] KM helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (8)

KI

Vmax didefinisikan sebagai kecepatan pada saat semua E yang

tersedia terdapat sebagai ES

Vmax = k2 [Etot] helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (9)

Substitusi persamaan (9) ke persamaan (8)

V = Vmax [S]

[S] 1 + [I] + KM

KI

3 Inhibisi Non Kompetitif

Penghambatan non kompetitif terjadi apabila inhibitor (I) mengikat

sisi aktif pada enzim (E) maupun pada kompleks enzim dan subtrat (ES)

EI + S ESI

31

Berikut adalah pendekatan keadaan tunak dalam penentuan

hukum laju inhibisi kompetitif enzim

KI = [E] [I] = [ES] [I]

[EI] [ES] helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (1)

[E] [S] = k-1 + k2 = KM

[ES] k1 helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (2)

[Etot] = [E] + [ES] + [EI] + [ESI]helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (3)

Vmax didefinisikan sebagai kecepatan pada saat semua E yang

tersedia terdapat sebagai ES

Vmax = k2 [Etot] helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (4)

Parameter kinetika dalam mekanisme inhibisi enzim (kompetitif

uncompetitive non kompetitif) antara lain Vmax KM dan kcat

1 Vmax adalah laju reaksi maksimum yang dikatalisis enzim

2 KM menyatakan konsentrasi substrat yang diperlukan agar reaksi

katalisis efektif

kcat adalah tetapan laju pada tahap penentu laju yang menyatakan

jumlah substrat yang dapat diubah per detik

Contoh reaksi berikut

Fumarase

Furmarate + H2O mdashmdashmdashrarr L-Malate

1 Hitung laju perubahan fumarate menjadi L-Malate bila diketahui

Konsentrasi fumarate = 124 x 10-4 molL

Konsentrasi enzim fumarase = 105 x 10-6 molL

Konstata Michaelis = 185 x 10-6 molL

Dan bilangan turnover enzim fumarase = 175 x 103 det-1

32

Diketahui [S]0 = 124 x 10-4 molL

[E]0 = 105 x 10-6 molL

Km = 185 x 10-6 molL

K2 = 175 x 103 det-1

Ditanya V hellip

Jawab

V = Vmax [S]0

[S]0 + Km

V = K2 [E]0 [S]0

[S]0 + Km

V = [175 x 103 det-1] [105 x 10-6 molL] [124 x 10-4 molL]

[124 x 10-4 molL] + [185 x 10-6 molL]

V = 22785 X 10-7 molLdet

12585 x 10-4

V = 181 X 10-3 molLdet

2 Laju awal dekomposisi H2O2 yang dikatalisis dengan enzim

katalase adalah 138 x 10-2 267 x 10-2 an 60 x 10-2 Mdet

berturut-turut untuk konsentrasi awal H2O2 = 001 002 005 M

Konsentrasi enzim katalase = 40 x 10-8 M

Hitung Vmax konstanta Michaelis

Dan bilangan turnover enzim

Diketahui V1 = 138 X 10-2

V2 = 267 x 10-2

33

V3 = 60 X 10-2

[H2O2] = 001 002 005 M

[Ekatalase] = 40 x 10-2 M

Ditanya Vmax Km dan K2 hellip

Jawab

X (1[H2O2] Y (1V)

100 7246

50 3745

20 1667

y = 0697x + 25691

Intercept = 26591

Slope = 06977

R2 = 09999 rarr R2 = 1

a 1 = 25691 (intercept)

Vmax

Vmax = 1

25691

= 0389 molLdet

b Km = 06977 (slope)

Vmax

Km = 06977

0389

Km = 0272 molL

34

c Vmax = k2 [E]0

0389 = k2 40 x 10-8 M

k2 = 0389

40 x 10-8

= 0097 x 108

3 Laju pertumbuhan bakteri Lactobacillus acidephilus (dalam suatu

media) selama fase pertumbuhan exponensial menunjukan 924 x

10-3menit Hitung waktu generasi (tg) bakteri tersebut tg waktu

yang diperlukan mikroorganisme untuk melipat gandakan

populasinya yakni menjadi

Jawab

ln = Nt = λt ln = 2N0 = λtg

N0 N0

tg = ln2 tg = 0693

λ 924 x 10-3

tg = 0075 x 103

tg = 75 menit

35

Pertemuan 6

Tanggal 7 Oktober 2014

TEGANGAN PERMUKAAN

Molekul di permukaan mengalami gaya

resultan ke arah dalam media Molekul di

dalam media tidak mengalami gaya resultan

Molekul-molekul cairan memberikan

gaya tarik satu dengan lainnya terdapat gaya

total yang besarnya nol pada molekul di dalam volume cairan tetapi molekul

permukaan ditarik ke dalam volume Sehingga cairan cenderung memperkecil

luas permukaannya hanya dengan meregang lapisan (Fisika Universitas Jl 110

hal 431)

Tegangan permukaan (ᵞ)

- Molekul di bagian dalam media yang bergeak ke permukaan

media membutuhkan kerja untuk mengalami gaya tarik menarik

ke bawah

- Makin banyak jumlah molekul di permukaan media suatu

cairan makin luas permukaan media tersebut

36

- Tetapi dengan adanya gaya resultan ke arah dalam yang dialami

oleh molekul-molekul dipermukaan maka sifat cairan

cenderung untuk meminimumkan luas permukaan

Fenomena alam yang berkaitan dengan sifat kecenderuungan cairan

menimbulkan permukaanya antara lain

- Embun air di atas air

- Air dihinggapi nyamuk

Permukaan zat cair mempunyai sifat ingin meregang sehingga

permukaannya seolah- olah ditutupi oleh suatu lapisan yang elastis Hal ini

disebabkan adanya gaya tarik menarik antara partikel sejenis di dalam zat

cair sampai ke permukaan

Di dalam cairan tiap molekul ditarik oleh molekul lain yang sejenis di

dekatnya dengan gaya yang sama kesegala arah Pada permukaan cairan

tiap molekul ditarik oleh molekul sejenis didekatnya dengan arah hanya

kesamping dan kebawah tetapi tidak ditarik oleh molekul diatasnya karena

diatas permukaan cairan berupa fase uap ( udara ) dengan jarak antara

molekul sangat renggang

Adanya gaya atau tarikan ke bawah menyebabkan permukaan cairan

berkontraksi dan berada dalam keadaan tegang Tegangan ini disebut

dengan tegangan permukaan

Besarnya tegangan permukaan cairan bergantung pada gaya tarik

antara molekul- molekulnya Ketika gaya tarik besar seperti dengan H2O

tegangan permukaan besar Sebaliknya cairan seperti bensin yang tersusun

atas molekul- molekul non polar mempunyai tegangan permukaan yang

kecil karena tarikan antarmolekul lebih lemah

Zat yang tegangan permukaannya rendah sangat mudah membasahi

permukaan bagaimanapun keadaan permukaannya Pelarut hidrokarbon

misalnya nafta atau bensin menyebar pada kaca maupun permukaan

berminyak dengan mudahnya sebab tarikan sesama molekul hidrokarbon

sangat lemah Hampir tidak ada usaha untuk memperluas permukaan cairan

akibatnya mereka mudah menyebar pada permukaan apapun (Brady 1994)

37

Tegangan permukaan (ᵞ)

Banyaknya kerja yang diperlukan untuk memperluas

permukaan suatu cairan Satuannya dalam SI adalah newton per meter

(NM) tetapi satuan cgs dyene per centimeter lebih sering digunakan

1 dynecm = 10-3 Nm = 1 mNm

(Fisika Universitas Jl 110 hal 432)

Tegangan permukaan

- Antara cairan dengan gas atau udara tegangan permukaan

- Antara cairan dengan cairan tegangan antar muka

Contoh nilai ᵞ beberapa cairan pada 20degC

Cairan Cairan-udara (dynecm) Cairan-air (dynecm)

Hg 485 375

H2O 7275 -

C6H6 2888 350

CCl4 2680 451

Aceton 2394 -

Etanol 2249 -

Isopropanol 2192 -

Sukrosa (aquos ) 7645 -

Faktor- Faktor Yang Mempengaruhi Tegangan Permukaan

a Jenis cairan

Pada umumnya cairan yang memiliki gaya tarik antara molekulnya

besar seperti air maka tegangan permukaannya juga besar Sebaliknya pada

cairan seperti bensin karena gaya tarik antara molekulnya kecil maka

tegangan permukaannya juga kecil

38

b Suhu

Tegangan permukaan cairan turun bila suhu naik karena dengan

bertambahnya suhu molekul- molekul cairan bergerak lebih cepat dan

pengaruh interaksi antara molekul berkurang sehingga tegangan

permukaannya menurun

c Adanya zat terlarut

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 detergen dan alkohol

adalah efektif dalam menurunkan tegangan permukaan ( Yazid 2005)

Metode pengukuran tegangan permukaan

- Metode kapiler

- Metode cincin Du Nouy

- Metode Lempengan Wilhelmi

- Metode Tekanan Gelembung maksimum

- Dll

a Metode Kapiler

- Yang digunakan yang luas permukaannya naik

- Permukaan air dalam pipa kapiler terus naik hingga tercapai

keseimbangan dengan gaya gravitasi

Metode ini didasarkan pada kenyataan bahwa bila sebatang pipa

kapiler dimasukan kedalam cairan maka permukaan cairan dalam pipa

kapiler dapat mengalami kenaikan atau penurunan Apabila cairan

membasahi bejana ( θ lt 90 ) maka permukaan cairan akan naik

Sedangkan bila cairan tidak membasahi bejana ( θ gt 90 ) permukaan

cairan akan turun Peristiwa naik turunnya permukaan cairan dalam

kapiler ini disebut dengan kapilaritas

39

Kenaikan atau penurunan cairan dalam kapiler disebabkan oleh

adanya tegangan permukaan yang bekerja pada permukaan cairan yang

menyentuh dinding sepanjang keliling pipa Akibat tegangan permukaan ini

pipa akan memberikan gaya reaksi pada permukaan cairan yang besarnya

sama tapi arahnya berlawanan ( Yazid 2005 )

Catatan

- Jika permukaan atas larutan cembung sudut kontak besar - Jika permukaan atas larutan cekung sudut kontak kecil

Tegangan permukaan diukur dengan melihat ketinggian air cairan yang naik melalui suatu kapiler Metode kenaikan kapiler hanya dapat digunakan untuk mengukur tegangan permukaan tidak bisa untuk mengukur tegangan permukaan tidak bias untuk mengukur tegangan antar muka

Persamaan

퐹푢푝 = 훾(2휋푟) cos휃

퐹푑표푤푛 = 휌푔(ℎ휋푟 )

퐹푢푝 = 퐹푑표푤푛 훾 = Keterangan

- 휌 = bobot jenis cairan gml - 푔 = 980 cms - 푟 = jari-jari pipa kapiler - ℎ = tinggi miniskus cairan untuk kapiler - 휃 = sudut kontak ( untuk air dan kebanyakan cairan sangat kecil yakni

mendekati 1 )

Untuk cairan dengan sudut kontak sangat kecil

훾 = atau ℎ =

Sedangkan untuk cairan yang tidak membasahi bejana seperti raksa θ = 140 sehingga cos θ = - 0766 ( berharga negatip) Akibatnya h memiliki harga negatip yang berarti cairan mengalami penurunan atau ditekan dalam kapiler

40

b Metode Cincin Du Nouy

Metode cincin du nouy merupakan metode yang paling baik digunakan karena lebih akurat dan cepat dalam pengukuran tegangan permukaan deterjen serum suspensi koloid dan lain- lain

Berdasarkan pengukuran gaya yang diperlukan untuk melepaskan cincin dari permukaan cairan Metode ini digunakan untuk mengukur tegangan antar muka cairan

Persamaan

훾 = 퐹

4휋푅 퐶

Keterangan - F = gaya yang diperlukan untuk melepaskan cincin dari

permukaan - R = jari-jari lingkar cincin - C = Faktor koreksi

Faktor Koreksi

(퐶 minus 푎) = 4푏휋 푥

1푅 푥

퐹4휋휌푅 + 푐

Keterangan

- a = 07250 (konstan) - b = 009075 m-1 s2 (konstan) - c = 004534 ndash 1695 rR (konstan) - r = jari-jari kawat yang digunakan untuk membuat cincin - R = jari-jari rata-rata lingkaran - 휌 = masa jenis cairan sempel

Ketika mengukur tegangan permuakaan cairan- cairan harus diperhatikan bahwa cairan yang ada dibawah benar- benar membasahi cincin (Bird 1987)

c Metode Lempengan Wilhelmi

Metode ini didasarkan pada gaya yang diperlukan untuk menarik pelat tipis dari permukaan cairan Pelat digantung pada salah satu lengan neraca dan dimasukkan kedalam cairan yang akan diselidiki Besarnya gaya tarik pada neraca yang digunakan untuk melepas pelat dari permukaan cairan dicatat

Persamaan

푃 = 푚푔 + 퐿훾 cos휃 minus 푠ℎ휌푔

41

Keterangan

- P = gaya yang dipergunakan untuk melepaskan lempengan dari permkaan cincin

- m = berat lempengan - 푔 = gaya gravitasi - 푠 = luas penampang lempengan - ℎ = kedalaman lempeng yang dicelupkan - 퐿 = keliling lempengan - 휌 = bobot jenis cairan

Dalam metode ini diandaikan sudut kontak θ = 00 dan pengaruh

dari ujung- ujung lempeng dapat diabaikan ( Yazid 2005 ) Pada metode ini digunakan lempengan mika tipis atau kaca slide

mikrosip yang digantung pada neraca Pengukuran dapat dilakukan dengan cara statistik ataupun dengan detasment yang secara akurat diberikan pada persamaan ideal

Jika pengukurannya dilakukan dengan metode detasmen prosedurnya hampir sama dengan metode cincin Du Nouy tetapi faktor koreksi hanya 01 ( Adamson 1990)

d Metode Tekanan Gelembung Maksimum Tegangan permukaan menyebabkan adanya perbedaan tekanan

pada kedua sisi permukaan cairan yang lengkung Tekanan pada sisi yang cembung Ketika pertama kali tekanan dikenakan jari- jari gelembung sangat besar Sementara gelembung itu mengembang jari- jarinya akan semakin kecil sampai nilai minimum

Pada keadaan ini jari- jari gelembung sama dengan jari- jari tabung gelas Bila tekanan terus dinaikkan jari- jari gelembung akan membesar kembali sampai akhirnya gelembung ini lepas dari tabung gelas dan naik ke permukaan cairan jelas bahwa tekanan maksimum diperoleh pada saat jari- jari minimum

Tekanan maksimum ini bukan hanya disebabkan perbedaan tekanan pada kedua sisi gelembung tetapi juga disebabkan oleh adanya tekanan hidrostatik ( yang bergantung pada ketinggian tabung gelas dalam cairan )

Persamaan

훾 = ∆휌푔푑푒 1퐻

Keterangan

o ∆휌 = perbedaan bobot jenis o 푑푒 = diameter maksimum tetesan

42

o = faktor koreksi yang ditentukan oleh rasio 푑푠 푑푒

Metode tekanan gelembung maksimum memiliki keakuratan di bawah 10 yang mana tidak tergantung pada jarak kontak dan hanya merupakan sebuah pengetahuan dasar dari densitas suatu cairan ( Jika menggunakan pipa ganda ) dan pengukurannya juga relatif cepat Rata- rata sebuah gelembung harganya sekitar 1 sek (Adamson 1990)

Pertemuan 7

Tanggal 14 Oktober 2014

TEGANGAN ANTAR MUKA

Tegangan permukaan merupakan gaya persatuan panjang yang

harus dikerjakan sejajar permukaan untuk mengimbangi gaya tarikan

kedalam pada cairan Hal tersebut terjadi karena pada permukaan gaya

adhesi (antara cairan dan udara) lebih kecil dari pada gaya kohesi antar

molekul cairan sehingga menyebabkan terjadinya gaya kedalam pada

permukaan cairan

Tegangan antar muka adalah gaya per satuan panjang yang terdapat

pada antar muka dua fase cairan yang tidak dapat tercampur Tegangan antar

muka selalu lebih kecil dari pada tegangan permukaan kerena gaya adhesi

antara dua cairan tidak bercampur lebih besar dari pada adhesi antara cairan

dan udara

Cairan-cairan (immisible)

L ƔL ƔL Tegangan permukaan L

ƔS Tegangan permukaan S

ƔSL ƔSL Tegangan antarmuka SL

S ƔS

43

Missible dua zat yang bercampurlarut dengan sempurna berapapun

konsentrasijumlahnya

Immisible dua zat (cairan dengan cairan) yang sama sekali tidak

dapat bercampurlarut

Pada dasarnya tegangan permukaan suatu zat cair

dipengaruhi oleh beberapa faktor diantaranya suhu dan zat terlarut

Dimana keberadaan zat terlarut dalamsuatu cairan akan

mempengaruhi besarnya tegangan permukaan terutama molekul zat

yang berada pada permukaan cairan berbentuk lapisan monomolekuler

yang disebut dengan molekul surfaktan Kemudian suhu juga sangat

mempengaruhi tegangan permukaan suatu cairan dimana ketika suhu

naik maka tegangan permukaan cairan akan turun

Suhu uarr = Tegangan permukaan darr ldquoberbanding terbalikrdquo

Fenomena Permukaan dan Fenomena Antar muka

Permukaan Fenomena

Cairan ndash Udara Tegangan Permukaan

Padat ndash Udara Adsorbsi

Antar Muka Fenomena

Cairan ndash Cairan

(immisible)

Tegangan Antar Muka

Padat ndash Cair Pembasah (Wetting)

Tegangan Antar Muka Cairan ndash Cairan (immisible)

1) Gaya persatuan panjang yang bekerja pada antar muka dua cairan

yang immisible

Satuan dynecm-1

44

2) Kerja yang diperlukan untuk memisahkan 2 permukaan cairan

immisible

Satuan ergcm-2

Manfaat fenomena antar muka dalam farmasi

1 Formulasi sediaan serbuk yang hidrofob

2 Menentukan jenis surfaktan untuk membuat emulsi

3 Meningkatkan stabilitas suspensi dan emulsi

4 Mengatasi sediaan obat yang berbusa

5 Adsorbsi obat pada saluran pencernaan

Soal

1 Hitung Ɣ fenol bila diketahui tinggi kenaikan permukaan fenol dalam

pipa kapiler (r = 007 cm) adalah 093 cm pada suhu 37˚C Bila

diketahui bobot jenis fenol 113 gcm-1 dan konstanta gravitasi = 9807

cm det-2

Diketahui

a) r = 007 cm

b) ρ = 113 gcm-1

c) g = 9807 cm det-2

d) h = 093 cm

Ditanya Ɣfenol

Jawab

Ɣfenol = frac12 (rρgh)

= frac12 (007 x 113 x 9807 x 093)

= 3607 dynecm-1

45

Gaya Kohesi dan Adhesi

Terdapat dua macam gaya tarik menarik antar partikel yaitu kohesi

dan adhesi Kohesi adalah gaya tarik menarik antara partikel yang sejenis

Kohesi dipengaruhi oleh kerapatan dan jarak antar partikel dalam zat gaya

kohesi mengakibatkan dua zat bila dicampurkan tidak akan saling

bercampur Contoh tidak bercampurnya air dengan minyak tidak

melekatnya air raksa pada dinding pipa kapiler dan air pada daun talas

Adhesi adalah gaya tarik menarik antara partikel-partikel yang

tidak sejenis Gaya adhesi akan mengakibatkan dua zat akan saling melekat

bila dicampurkan Contoh bercampurnya air dengan tehkopi melekatnya

air pada dinding pipa kapiler dan melekatnya tinta pada kertas

Adanya gaya tarik menarik antara partikel zat cair menyebabkan

adanya tegangan permukaan dimana permukaan zat cair cenderung

menegang dan seolah terdapat selaput atau lapisan yang tegang sehingga

dapat menahan benda Selain adanya peristiwa tegangan permukaan akibat

adanya gaya tarik menarik antara partikel juga menyebabkan terjadinya

peristiwa meniskus cembung dan meniskus cekung

Meniskus Cembung dan Meniskus Cekung

Meniskus adalah peristiwa mencekung atau mencembungnya

permukaan zat cair Berdasarkan bentuk permukaan zat cair meniskus

dibedakan menjadi dua yaitu meniskus cembung dan meniskus cekung

Meniskus cembung terjadi jika gaya kohesi lebih besar dari pada gaya

adhesi Sedangkan meniskus cekung terjadi jika adhesi lebih besar dari pada

kohesi

46

Jika Wc lt Wa

Sudut Cos Ɵ Kecil

Permukaan cairan dalam kapiler cekung dan naik

Jika Wc gt Wa

Sudut Cos Ɵ Besar

Permukaan cairan dalam kapiler turun dan berbentuk cembung

Ɣ Rasio imbangan antara gaya Kohesi dan Adhesi

Cairan-Cairan (immisible)

Mempengaruhi koefisien sebaran (S)

Jika kerja kohesi lebih besar dari kerja adhesi maka nilai

koefisien sebarannya kecilrendah

Contoh

Asam stearat jika dilarutkan dengan air maka koefisien sebarannya

rendah karena gugus nonpolar pada asam stearat lebih panjang dari

gugus polarnya (gugus polar jadi titak berpengaruh)

47

Jika kerja kohesi lebih rendah dari kerja adhesi maka nilai koefisien

sebarannya tinggi Spreading

Contoh

Propanol jika dilarutkan dengan air maka koefisien sebarannya tinggi

karena mempunyai gugus ndashOH yang dapat berikatan hidrogen dengan

air dan bersifat polar

Tegangan permukaan dipengaruhi oleh

Rasio

Polar

Nonpolar

Si = Wa ndash Wc

Wc = 2 Ɣx

Wa = (Ɣx + Ɣair - Ɣx-air)

Si Bila nilai Si positif maka sebaranspreading terjadi

Bila nilai Si 0 tetap ada peluang sebaran

Bila nilai Si negatif tidak terjadi sebaran

Soal

Diketahui Ɣbenzen = 289 dynecm-1 Ɣair = 728 dynecm-1 dan Ɣbenzen-air =

35 dynecm-1 Hitung nilai kerja kohesi benzen kerja adhesi benzen-air

dan koefisien penyebaran awal benzen

Diketahui

a) Ɣbenzen = 289 dynecm-1

b) Ɣair = 728 dynecm-1

c) Ɣbenzen-air = 35 dynecm-1

48

Ditanya

a) Wc

b) Wa

c) Si

Jawab

Wc = 2 Ɣbenzen

= 2 x 289

= 578 dynecm-1

Wa = (Ɣbenzen + Ɣair ndash Ɣbenzen-air)

= (289 + 728 ndash 35)

= 667 dynecm-1

Si = Wa ndash Wc

= 667 ndash 578

= 89 dynecm-1

Benzen dapat tersebar dalam air karena nilai Si positif (+)

49

DAFTAR PUSTAKA

1 Tayangan Dosen

2 UraianPenjelasan Dosen pada saat Perkuliaha

3 Text Book

- Yazid Estein dan Nursanti Lisda 2006 Penuntun Praktikum Biokimia

Yogyakarta ANDI

- Santoso Begot 2007 BIOLOGI Jakarta Interplus Ridho_Brilliantoro

Tugas_Enzimologi

- Eistein Yazid 2005 Kimia Fisika Untuk Paramedis Yogyakarta Penerbit

Andi

- Adamson A W (1990) Physical Chemistry of Surfaces 5 th Ed New

York Willey

- Hugh DYoung Roger A Freedman 2002 Fisika Universitas Ed10 Alih

bahasa Juliastuti Endangdkk Jakarta Erlangga

- Kamajaya(2007)Cerdas Belajar FisikaBandungGrafindo Media Pratama

- IndrajitDudi(2007)Mudah dan Aktif Belajar FisikaBandungPT Setia

Purna Inves

4 Internet

- httprepositoryusuacidbitstream123456789395874Chapter20IIpdf

- httpstaffuiacidsystemfilesusersjoshitadjajadisastramaterialkestabil

anobatkuliahs2pdf

- httpstaffunyacidsitesdefaultfilespendidikanPurwanti20Widhy2

0Hastuti20SPd20MPdLaju20Reaksi20(2)pdf

- fileCUsersElrio20PutraDownloadsChapter20820Kinetika20

Kimiapdf

- httpusupressusuacidfilesKinetika20Kimia20Reaksi20Element

er_Normal_bab201pdf

- httpffarmasiuadacidwp-contentuploads201301orde-reaksi-waktu-

paruhpdfhttpnissanisso-fkp11webunairacidartikel_detail-49831-

Umum-sifat20kerja20obathtml

- httpmipa-farmasiblogspotcom201202tegangan-permukaan-tegangan-

antar-mukahtmlm=1

50

Page 9: Farfis2 before mid.pdf

9

Keterangan

r = laju reaksi

k = tetapan laju reaksi

[A] = konsentrasi zat A dalam mol per liter

[B] = konsentrasi zat B dalam mol per liter

m = orde reaksi terhadap zat A

n = orde reaksi terhadap zat B

Beberapa contoh reaksi dan rumus laju reaksi yang diperoleh dari

hasil eksperimen dapat dilihat pada Tabel berikut

Tabel Contoh beberapa reaksi dan rumus laju reaksinya

Orde reaksi dapat ditentukan dari persamaan laju reaksi Misalnya pada

reaksi

dengan persamaan laju reaksi

orde reaksi terhadap H2 = orde satu orde reaksi terhadap NO = orde dua

dan orde reaksi total adalah tiga Untuk lebih memahami cara menentukan orde

reaksi dan rumus laju reaksi Orde reaksi dapat juga ditentukan melalui

kecenderungan dari data suatu percobaan yang digambarkan dengan grafik

Berikut ini dijelaskan penentuan orde reaksi melalui grafik

10

1 Grafik Orde Nol

Laju reaksi tidak dipengaruhi oleh

besarnya konsentrasi pereaksi Persamaan

laju reaksinya ditulis

Bilangan dipangkatkan nol sama dengan satu sehingga persamaan laju

reaksi menjadi r raquo k Jadi reaksi dengan laju tetap mempunyai orde reaksi

nol Grafiknya digambarkan seperti Grafik diatas

2 Grafik Orde Satu

Hubungan kecepatan dengan konsentrasi

Untuk orde satu persamaan laju reaksi adalah

Persamaan reaksi orde satu merupakan persamaan linier berarti laju

reaksi berbanding lurus terhadap konsentrasinya pereaksinya Jika

konsentrasi pereaksinya dinaikkan misalnya 4 kali maka laju reaksi akan

menjadi 41 atau 4 kali lebih besar

3 Grafik Orde Dua

Hubungan konsentrasi dengan waktu

11

Persamaan laju reaksi untuk reaksi orde dua

adalah

Apabila suatu reaksi berorde dua terhadap suatu pereaksi berarti laju

reaksi itu berubah secara kuadrat terhadap perubahan konsentrasinya

Apabila konsentrasi zat A dinaikkan misalnya 2 kali maka laju reaksi akan

menjadi 22 atau 4 kali lebih besar

- Reaksi orde 0

Laju reaksi orde 0 tidak bergantung pada reaktan

푉 = 퐾

ndash = kCx dimana x=0 maka = k

ndash = k disusun menjadi ndashdC = kdt atau dC = -kdt

int 푑퐶 = -k

int 푑푡 int 푑퐶 = Ct ndash Co pers Regresi linear

Ct = Co ndash kt

Plotting Ct vs t

Ct = Co - kt

Y = A + Bx

12

- Reaksi orde 1

= kCx dimana X = 1 maka = kC

= kC disusun menjadi = kdt atau

int = -k int 푑푡 ln Ct = ln Co ndash kt

int = ln ln angka 퐶푡 퐶표

ln Ct ndash ln Co

kurva plot ln Ct vs t

- Reaksi orde 2

= kCx dimana X = 2 maka = kC2

= kC2 disusun menjadi = kdt atau = -kdt

int = - k int 푑푡

minus ndash minus = minus푘푡 atau = + 푘푡

Kurva

13

Penetapan orde reaksi dan konstanta laju reaksi (harus) melalui percobaan

- Metode

Metode laju reaksi awal kombinasi dengan metode isolasi pseudo

reaksi

Metode integrasi dan mencocokan persamaan laju reaksi dengan data

percobaan

Untuk reaksi dengan mekanisme sederhana (1 tahap)

Orde reaksi = koefisien stokiometri reaksi

Untuk reaksi dengan mekanisme kompleks ( beberapa tahap)

Orde reaksi mungkin sama atau tidak sama dengan koefisien stokiometri

reaksi

Contoh Tentukan orde reaksi dan konstanta laju reaksi berikut

2 H2(g) + 2 NO(g) N2(g) + 2 H2O(g)

V = k [H2]x [NO2] x= dan y=

Data percobaan

Exp P(H2)0 P(NO)0 V reaksi

1 533 kpa 200 kpa 0035 kpa det-1

2 533 kpa 400 kpa 0140 kpa det-1

3 196 kpa 533 kpa 0091 kpa det-1

4 392 kpa 533 kpa 0182 kpa det-1

Cermati data exp 1 vs 2

V~ [NO]y ie [NO] dibuat 2x v menjadi 4x maka y=2

Cermati data exp 3 vs 4

V ~ [H2]x ie[H2] dibuat 2x v menjadi 2x maka x=1

Jadi diperoleh x=1 dan y=2

V = k [H2] [NO2] 2 reaksi orde 2

14

Menetapkan nilai waktu paruh (T12) dan umur simpan (T90)

Reaksi reaksi orde ke nol dan ke satu

Ct = Co ndash kt

t =

t1 2 = =

t1 2 =

t90 =

t90 =

Reaksi orde satu

ln Ct = ln Co ndash kt

t =

t1 2 =

t1 2 = 0693k

t90 = (= ln

= ln

= ln 1111)

t90 =

t90 =

Note

Misal waktu paruh PCT sediaan 500 mg 1 tahun kemudian

kandungannya menjadi 250 mg (T12) untuk unsur-unsur radioaktif dan

isotop t90 = kimia atau zat kimia pada sediaan masih ada 90 (berkurang

90) paling penting dalam sediaan farmasi ditulis ED

15

Pertemuan 3

Tanggal 16 September 2014

MENETAPKAN NILAI WAKTU PARUH (tfrac12) DAN UMUR SIMPAN (t90)

UNTUK REAKSI-REAKSI ORDE 0 DAN 1

Waktu paruh (tfrac12) dari suatu obat adalah waktu yang dibutuhkan oleh

separuh konsentrasi obat untuk dieliminasi Metabolisme dan eliminasi

mempengaruhi waktu paruh obat Contohnya pada kelainan fungsi hati atau

ginjal waktu paruh obat menjadi lebih panjang dan lebih sedikit obat

dimetabolisme dan dieliminasi Jika suatu obat diberikan terus-menerus

maka dapat terjadi penumpukan obat

Suatu obat akan melalui beberapa kali waktu paruh sebelum lebih dari

90 obat itu dieliminasi Jika seorang klien mendapat 650mg aspirin dan

waktu paruhnya adalah 3jam maka dibutuhkan 3jam waktu paruh pertama

untuk mengeliminasi 325mg dan waktu paruh kedua 9 atau 6jam untuk

mengeliminasi 162mg berikutnya dan seterusnya sampai pada waktu paruh

keenam atau 18jam dimana tinggal 10mg aspirin terdapat dalam tubuh

waktu paruh selama 4-8jam dianggap singkat dan 24jam atau lebih

dianggap panjang Jika obat memiliki waktu paruh yang panjang (seperti

digoksin 36 jam) maka diperlukan beberapa hari agar tubuh dapat

mengeliminasi obat tersebut seluruhnya

Sedangkan umur simpan (t90) adalah jangka waktu penyimpanan pada

kondisi tertentu di mana produk obat masih memenuhi spesifikasi yang

ditetapkan oleh perusahaan pembuat obat

Reaksi Orde 0

퐶푡 = 퐶표 minus 푘푡

푡 =퐶표 minus 퐶푡

16

Nilai waktu paruh (tfrac12)

푡frac12 =

푡frac12 =05퐶표푘

Nilai umur simpan (t90)

푡 =

푡 = 01퐶표푘

Reaksi Orde 1

푙푛퐶푡 = 푙푛퐶표 minus 푘푡

푡 =푙푛퐶표 minus 푙푛퐶푡

Nilai waktu paruh (tfrac12)

푡frac12 =푙푛퐶푡 minus 푙푛05퐶표

푡frac12 =

푡frac12 =0693푘

Nilai umur simpan (t90)

푡 =푙푛퐶표 minus 푙푛09퐶표

푡 =

푡 =0105푘

17

Contoh soal

Sediaan Aspirin dalam larutan (pH 25) dengan konsentrasi awal

030g100ml memperlihatkan kinetika degradasi orde ke 1 dan konstanta laju

degradasinya pada suhu kamar 97times10-7det-1 Hitung

a tfrac12 dan t90 sediaan larutan Aspirin

b Hitung tfrac12 dan t90 Aspirin bila sediaan dibuat dalam bentuk suspensi dengan

dosis 10g100ml diketahui kelarutan Aspirin 033g100ml

Jawab a Diketahui pH larutan 25

Co=03g100ml

Korde 1= 97times10-7det-1

Ditanya tfrac12 dan t90

Dijawab 푡frac12 =

푡frac12 = times

푡frac12 = times

푡frac12 = 71443298detik (826hari)

푡 =

푡 = times

푡 = times

푡 = 10824742detik (125hari)

b Diketahui Suspensi dosis 10g100ml

Kelarutan Aspirin 033g100ml

Ditanya k tfrac12 dan t90

18

Dijawab korde0 = korde1 [Aspirin]

= 97times10-7 times 033

= 3201times10-7

tfrac12 =

tfrac12 = times times

tfrac12 = 156201187detik (1808hari)

푡 =

푡 = times times

푡 = 31240237detik (36hari)

Pertemuan 4

Tanggal 23 September 2014

FAKTOR YANG MEMPENGARUHI LAJU REAKSI

Laju reaksi atau kecepatan reaksi menyatakan banyaknya reaksi

kimia yang berlangsung per satuan waktu Laju reaksi menyataka molaritas

zat terlarut dalam reaksi yang dihasilkan tiap detik reaksi Perkaratan besi

merupakan contoh reaksi kimia yang berlangsung lambat sedangkan

peledakan mesiu atau kembang api adalah contoh reaksi yang cepat Reaksi

kimia untuk laju reaksi sebagai berikut

aA + bB pP + qQ

Dengan a b p dan q adalah koefisien reaksi dan A B P dan Q

adalah zat-zat yang terlibat dalam reaksi laju reaksi dalam suatu system

tertutup adalah

19

v = minus [ ] = minus [ ] = minus [ ] = minus [ ]

dengan [A] [B] [P] dan [Q] menyatakan konsentrasi zat-zat tersebut

Faktor-faktor yang mempengaruhi laju reaksi

Konsentrasi

Karena persamaan laju reaksi didefinisikan dalam bentuk konsentrasi

reaktan maka dengan naiknya konsentrasi maka naik pula kecepatan

reaksinya Artinya semakin tinggi konsentrasi maka semakin banyak molekul

reaktan yang tersedia dengan demikian kemungkinan bertumbukan akan

semakin banyak juga sehingga kecepatan reaksi meningkat Jadi semakin

tinggi konsentrasi semakin cepat pula laju reaksinya

Molaritas

Molaritas adalah banyaknya mol zat terlarut tiap satuan volume zat

pelarut Hubungannya dengan laju reaksi adalah semakin besar molaritas

suatu zat maka semakin cepat suatu reaksi berlangsung Dengan demikian

pada molaritas yang rendah suatu reaksi akan berlajan lebih lambat daripada

molaritas yang tinggi

Luas permukaan

Semakin besar luas permukaan bidang sentuh menyebkan laju reaksi

semakin cepat Begitu juga apabila semakin kecil luas permukaan bidang

sentuh maka semakin kecil tumbukan yang terjadi anatar partikel ehingga laju

reaksi pun semakin kecil

Suhu

Suhu juga turut berperan dalam mempengaruhi laju reaksi Apabila

suhu pada suatu reaksi yang berlangsung dinaikkan maka menyebabkan

partikel semakin bergerak aktif sehingga tumbukan yang terjadi semakin

sering menyebabkan laju reaksi semakin besar Sebaliknya apabila suhu

diturunkan maka partikel semakin tak aktif sehingga laju reaksi semakin

kecil

20

Katalisator

Katalis adalah suatu zat yang mempercepat laju reaksi kimia pada suhu

tertentu tanpa mengalami perubahan oleh reaksi itu sendiri Suatu katalis

berperan dalam reaksi tetapi bukan sebagai pereaksi ataupun produk Katalis

memungkinkan reaksi berlansung lebih cepat atau memungkinkan reaksi pada

suhu yang lebih rendah akibat perubahan yang dipicunya terhadap pereaksi

Katalis menyediakan suatu jalur pilihan dengan energi aktivasi yang lebih

rendah Katalis mengurangi energi yang dibutuhkan untuk berlangsungnya

reaksi

Katalis dapat dibedakan ke dalam dua golongan utama yaitu katalis

homogeny dan katalis heterogen Katalis heterogen adalah katalis yang ada

dalam fase yang berbeda dengan pereaksi dengan reaksi yang dikatalisisnya

Sedangkan katalis homogen berada dalam fase yang sama Katalis homogeny

umumnya bereaksi dengan satu atau lebih pereaksi untuk membentuk suatu

perantara kimia yang selanjutnya bereaksi membentuk produk akhir reaksi

dalam suatu proses yang memulihkan katalisnya

Pengaruh suhu terhadap laju reaksi

Persamaan Arrhenius ( 1889 ) Persamaan empiris pengaruh suhu

terhadap konstanta laju reaksi Rumus

Dimana

K = Konstanta rata-rata

A = konstanta Arrhenius

Ea = Energi aktivasi

R = konstanta gas

T = temperaur )Catatan Bilangan pokok ion disebut juga e = 10

K = A e ndash

21

Persamaan Regresi

K = A e ndash

ln K = ln A + ( ln e ndashEaRT )

ln K = ln A + ( )

ln K = ln A ndash

y = A + BX

)Catatan

Intersept = ln A

Slope =

Didapatkan Ea dari regresi linear

Slope =

Ln K

1T

Persamaan Arrhenius untuk dua suhu ( bila salah satu suhu diketahui )

Ln = ( - ) atau ln K ( T2 ) = ln (T1 ) + ( minus)

Kurva persamaan Arrhenius untuk dua suhu

22

Contoh soal

1 Hasil percobaan dekomposisi suatu sediaan 5-hidroksimetilfurfural

memperlihatkan kinetika obat order ke satu dengan data konstanta

laju dekomposisinya seperti berikut ini yaitu pada suhu

120 o C = 3258 x 10-4 det-1

130oC = 838 x 10-4 det-1

140oC = 1350 x10-4 det-1

Hitunglah

a Ea

b K (25)

c T ( 90 25 )

Jawab

Diketahui R = 8314 JK-1mol-1

a 1ln k ( T2 ) = ln k ( T1 ) - ( minus )

ln 838x10-4 = ln 3258x10-4 ndash

( minus )

= minus

(000254minus 000248)

= minus

(000006)

17998 = minus

x 610-5

minus퐸푎 =

minus퐸푎 = 249 x 105 gmol

= 249 KJmol

b Didapat persamaan dari Excel

y = - 11850 x + 22148

23

ln k = - 11850 ( ) + 22148

ln k = - 39765 + 22148

ln k = - 17617

k = 22 x 10-8

c t90 =

=

= 2102102 detik ~ 24 hari

Bila dihitung dengan kalkulator maka

t90 =

=

= 4772727 detik ~ 55 hari

2 konstanta laju dekomposisi sulfacetamid dalam sediaan larutan ( pH =

74 ) pada suhu 80oC = 325 x 10-7det-1 dengan Ea = 9581 KJmol-1

Diketahui R = 8314 JK-1 mol-1 Hitung K dan t90 sediaan sulfacetamid

tsb pada suhu 250C

Jawab

ln K2 = ln K1 - minus

= ln 325x10-7 -

( minus )

= - 1493 1152 (283푥10 minus 335푥10 )

= - 1493 + 1152(minus052푥10 )

= - 1493 - 59904푥10

= - 1493 - 0006177

ln K 2 = - 14936977

K = 326푥10 푑푒푡

24

t90 =

=

= 322푥10 푑푒푡 푎푡푎푢103푡푎ℎ푢푛

Pertemuan 5

Tanggal 30 September 2014

REAKSI ENZIMATIS

Sel-sel tubuh makhluk hidup didalamnya melakukan proses

metabolism Proses metabolisme yang terjadi dalam sel-sel tubuh dapat

digolongkan menjadi dua yaitu katabolisme dan anabolisme Katabolisme

merupakan reaksi penguraian senyawa kompleks menjadi senyawa

sederhana dengan tujuan mendapatkan energi siap pakai dalam bentuk

Adenosine Triphosphate (ATP) Reaksi anabolisme merupakan reaksi

pembentukan senyawa organik dari senyawa anorganik Pada reaksi

anabolisme dibutuhkan ATP sebagai sumber energinya Adapun reaksi

katabolisme atau reaksi anabolisme yang terjadi didalam tubuh keduanya

membutuhkan enzim sebagai biokatalisator

Setiap reaksi penguraian (katabolisme) merupakan reaksi eksoterm

sedangkan setiap reaksi pembentukan (anabolisme) merupakan reaksi

endoterm Dalam tubuh sel-sel memerlukan energi aktivasi Makhluk hidup

mengganti energy aktivasi dengan suatu struktur protein yang dikenal

dengan sebutan enzim

25

Ea reaksi dengan enzim lt Ea reaksi tanpa enzim

(Ea reaksi dengan ezim berlangsung lebih cepat)

RUMUS

minusdsdt =

dPdt = Velocity =

Vmax SKm + S

E + S harr ES + P + E

V = K2 [E]0 [S]0

[S]0 + Km

Keterangan

Km Konstanta

Michaelis

K2 Daya enzim mentansformasi suatu substrat membentuk

produk

(Jumlah molekul yang dikonversikan menjadi produk dalam

suatu waktu permolekul enzim)

Bila [S]0 berlebihan laju reaksi maksimal

Maka K2 [E]0 = Vmax

V = Vmax [S]0

[S]0 + Km

(Persamaan Lineweaver-Burk)

Keterangan V = kecepatan reaksi (laju reaksi) Km = konstanta Michaelis-Menten Vmax = kecepatan reaksi maksimal [S] = konsentrasi substrat

26

Faktor ndash faktor yang mempengaruhi

kerja enzim

Dalam aktivitasnya enzim sangat

dipengaruhi oleh factor lingkungan seperti

suhu pH konsentasi enzim konsentrasi

substrat dan inhibitor

a Suhu

Suhu merupakan factor ligkungan yang penting bagi kerja enzim sampai

pada titik tertentu kecepatan reaksi akan meningkat seiring dengan

meningkatnya suhu Pada akhirnya kecepatan reaksi akan menurun drastis

pada suhu tersebut melewati suhu optimumnya Pada suhu yang lebih tinggi

(ekstrim) protein penyusun enzim akan mengalami denaturasi Enzim pada

mamalia (manusia) bekerja pada suhu 37degC Bakteri yang hidup di sumber air

panas mempunyai enzim dengan suhu optimal 70degC

b pH

Enzim bekerja pada pH tertentu umumnya enzim mmembutuhkan pH

optimum netral (pH=7) Enzim yang berada dalam lambung memiliki pH

optimum asam (pH=2) Peningkatan atau penurunan pH yang ekstrim akan

menyebabkan enzim mengalami denaturasi

c Konsentasi enzim

Pada konsentrasi substrat tertentu konsentrasi enzim akan meningkatkan

kecepatan reaksi enzimatis Dengan kata lain kecepatan reaksi enzimatis (V)

berbanding lurus dengan konsentrasi enzim (E) sampai batas tertentu

sehingga reaksi mengalami kesetimbangan Pada saat setimbang peningkatan

konsentrasi enzim sudah tidak berpengaruh

1푣 푣푠

1[푆]0

27

d Konsentrasi substrat

Pada konsentrasi enzim yang tetap peningkatan konsentrasi substrat akan

menaikkan kecepatan reaksi enzimatis

sampai mencapai kecepatan maksimum

yang tetap Pada titik maksimum semua

enzim telah jenuh dengan substrat

sehingga penambahan substrat sudah tidak

akan meningkatkan kecepatan reaksi

enzimatis

Transformasi Lineweaver-Burk

1V = KmVmax 1S + 1Vmax

y = m x = t

1V

y ndash intercept = 1Vmax

x ndash intercept = -1Km1 [S]

e Inhibisi enzim

1 Inhibisi Kompetitif

Penghambatan aktivitas enzim melalui mekanisme inhibisi

kompetitif terjadi ketika substrat (S) dan inhibitor (I) bersaing untuk dapat

mengikat sisi aktif enzim Hal ini disebabkan karena bentuk inhibitor

menyerupai substrat Kompleks EI yang terbentuk tidak dapat menjalani

28

langkah katalitik dan tidak dapat membentuk produk Akibatnya terjadi

penurunan jumlah produk yang terbentuk

Berikut adalah pendekatan keadaan tunak dalam penentuan hukum

laju inhibisi kompetitif enzim

K1 = [E][I] helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (1)

[EI]

[E][S] = k-1 + k2 = KM (2)

[ES] k1

[Etot] = [E] + [ES] +[EI]helliphelliphellip (3)

[Etot] = [E] + [ES] + [E][I]

K1

[Etot] = [E] 1 + [I] + [ES]

K1

maka

[퐸] = [ ] [ ]

helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (4)

Berdasarkan teori Michaelis-Mentein kecepatan awal ditentukan oleh

kecepatan penguraian [ES] yang ketetapan kecepatan reaksinya adalah k2

sehingga

V =k2 [ES] helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip(8)

substitusi persamaan (7) ke dalam persamaan (8)

V = k2 [Etot] [S]

[S] + KrsquoM (9)

29

Vmax didefinisikan sebagai kecepatan pada saat semua E yang tersedia

terdapat sebagai ES

Vmax = k2 [Etot] helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip(10)

Sehingga diperoleh

V = kcat [Etot] [S] helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (11)

KM 1 + [I] + [S]

K1

Transformasi persamaan Michaelis-Mesntein (persamaan Lineweaver-

Burk) yaitu dari persamaan (11)

V = Vmax [S]

[S] + KrsquoM

Maka

1 = [S] + KMrsquo

V Vmax [S]

1 = KMrsquo + [S]

V Vmax [S] Vmax [S]

1 = KMrsquo 1 + [S]

V Vmax [S] Vmax

2 Inhibisi Uncompetitive

Inhibisi uncompetitive enzim terjadi apabila inhibitor (I) mengikat

salah satu sisi dari kompleks enzim dan substrat (ES) Kompleks ESI yang

terbentuk tidak dapat membentuk produk (P)

Berikut adalah pendekatan keadaan tunak dalam penentuan hukum

laju inhibisi kompetitif enzim

30

KI = [ES] [I] helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (1)

ESI

[E] [S] = k-1 + k2 = KM helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (2)

[ES] k1

[Etot] = [E] + [S] + [ES] helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (3)

Berdasarkan teori Michaelis-Mentein kecepatan awal ditentukan oleh

kecepatan penguraian [ES] yang tetapan kecepatan reaksinya adalah k2

sehingga

V = k2 [ES] helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (7)

Substitusi persamaan (6) ke persamaan (7)

V = k2 [Etot] [S]

[S] 1 + [I] KM helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (8)

KI

Vmax didefinisikan sebagai kecepatan pada saat semua E yang

tersedia terdapat sebagai ES

Vmax = k2 [Etot] helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (9)

Substitusi persamaan (9) ke persamaan (8)

V = Vmax [S]

[S] 1 + [I] + KM

KI

3 Inhibisi Non Kompetitif

Penghambatan non kompetitif terjadi apabila inhibitor (I) mengikat

sisi aktif pada enzim (E) maupun pada kompleks enzim dan subtrat (ES)

EI + S ESI

31

Berikut adalah pendekatan keadaan tunak dalam penentuan

hukum laju inhibisi kompetitif enzim

KI = [E] [I] = [ES] [I]

[EI] [ES] helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (1)

[E] [S] = k-1 + k2 = KM

[ES] k1 helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (2)

[Etot] = [E] + [ES] + [EI] + [ESI]helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (3)

Vmax didefinisikan sebagai kecepatan pada saat semua E yang

tersedia terdapat sebagai ES

Vmax = k2 [Etot] helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (4)

Parameter kinetika dalam mekanisme inhibisi enzim (kompetitif

uncompetitive non kompetitif) antara lain Vmax KM dan kcat

1 Vmax adalah laju reaksi maksimum yang dikatalisis enzim

2 KM menyatakan konsentrasi substrat yang diperlukan agar reaksi

katalisis efektif

kcat adalah tetapan laju pada tahap penentu laju yang menyatakan

jumlah substrat yang dapat diubah per detik

Contoh reaksi berikut

Fumarase

Furmarate + H2O mdashmdashmdashrarr L-Malate

1 Hitung laju perubahan fumarate menjadi L-Malate bila diketahui

Konsentrasi fumarate = 124 x 10-4 molL

Konsentrasi enzim fumarase = 105 x 10-6 molL

Konstata Michaelis = 185 x 10-6 molL

Dan bilangan turnover enzim fumarase = 175 x 103 det-1

32

Diketahui [S]0 = 124 x 10-4 molL

[E]0 = 105 x 10-6 molL

Km = 185 x 10-6 molL

K2 = 175 x 103 det-1

Ditanya V hellip

Jawab

V = Vmax [S]0

[S]0 + Km

V = K2 [E]0 [S]0

[S]0 + Km

V = [175 x 103 det-1] [105 x 10-6 molL] [124 x 10-4 molL]

[124 x 10-4 molL] + [185 x 10-6 molL]

V = 22785 X 10-7 molLdet

12585 x 10-4

V = 181 X 10-3 molLdet

2 Laju awal dekomposisi H2O2 yang dikatalisis dengan enzim

katalase adalah 138 x 10-2 267 x 10-2 an 60 x 10-2 Mdet

berturut-turut untuk konsentrasi awal H2O2 = 001 002 005 M

Konsentrasi enzim katalase = 40 x 10-8 M

Hitung Vmax konstanta Michaelis

Dan bilangan turnover enzim

Diketahui V1 = 138 X 10-2

V2 = 267 x 10-2

33

V3 = 60 X 10-2

[H2O2] = 001 002 005 M

[Ekatalase] = 40 x 10-2 M

Ditanya Vmax Km dan K2 hellip

Jawab

X (1[H2O2] Y (1V)

100 7246

50 3745

20 1667

y = 0697x + 25691

Intercept = 26591

Slope = 06977

R2 = 09999 rarr R2 = 1

a 1 = 25691 (intercept)

Vmax

Vmax = 1

25691

= 0389 molLdet

b Km = 06977 (slope)

Vmax

Km = 06977

0389

Km = 0272 molL

34

c Vmax = k2 [E]0

0389 = k2 40 x 10-8 M

k2 = 0389

40 x 10-8

= 0097 x 108

3 Laju pertumbuhan bakteri Lactobacillus acidephilus (dalam suatu

media) selama fase pertumbuhan exponensial menunjukan 924 x

10-3menit Hitung waktu generasi (tg) bakteri tersebut tg waktu

yang diperlukan mikroorganisme untuk melipat gandakan

populasinya yakni menjadi

Jawab

ln = Nt = λt ln = 2N0 = λtg

N0 N0

tg = ln2 tg = 0693

λ 924 x 10-3

tg = 0075 x 103

tg = 75 menit

35

Pertemuan 6

Tanggal 7 Oktober 2014

TEGANGAN PERMUKAAN

Molekul di permukaan mengalami gaya

resultan ke arah dalam media Molekul di

dalam media tidak mengalami gaya resultan

Molekul-molekul cairan memberikan

gaya tarik satu dengan lainnya terdapat gaya

total yang besarnya nol pada molekul di dalam volume cairan tetapi molekul

permukaan ditarik ke dalam volume Sehingga cairan cenderung memperkecil

luas permukaannya hanya dengan meregang lapisan (Fisika Universitas Jl 110

hal 431)

Tegangan permukaan (ᵞ)

- Molekul di bagian dalam media yang bergeak ke permukaan

media membutuhkan kerja untuk mengalami gaya tarik menarik

ke bawah

- Makin banyak jumlah molekul di permukaan media suatu

cairan makin luas permukaan media tersebut

36

- Tetapi dengan adanya gaya resultan ke arah dalam yang dialami

oleh molekul-molekul dipermukaan maka sifat cairan

cenderung untuk meminimumkan luas permukaan

Fenomena alam yang berkaitan dengan sifat kecenderuungan cairan

menimbulkan permukaanya antara lain

- Embun air di atas air

- Air dihinggapi nyamuk

Permukaan zat cair mempunyai sifat ingin meregang sehingga

permukaannya seolah- olah ditutupi oleh suatu lapisan yang elastis Hal ini

disebabkan adanya gaya tarik menarik antara partikel sejenis di dalam zat

cair sampai ke permukaan

Di dalam cairan tiap molekul ditarik oleh molekul lain yang sejenis di

dekatnya dengan gaya yang sama kesegala arah Pada permukaan cairan

tiap molekul ditarik oleh molekul sejenis didekatnya dengan arah hanya

kesamping dan kebawah tetapi tidak ditarik oleh molekul diatasnya karena

diatas permukaan cairan berupa fase uap ( udara ) dengan jarak antara

molekul sangat renggang

Adanya gaya atau tarikan ke bawah menyebabkan permukaan cairan

berkontraksi dan berada dalam keadaan tegang Tegangan ini disebut

dengan tegangan permukaan

Besarnya tegangan permukaan cairan bergantung pada gaya tarik

antara molekul- molekulnya Ketika gaya tarik besar seperti dengan H2O

tegangan permukaan besar Sebaliknya cairan seperti bensin yang tersusun

atas molekul- molekul non polar mempunyai tegangan permukaan yang

kecil karena tarikan antarmolekul lebih lemah

Zat yang tegangan permukaannya rendah sangat mudah membasahi

permukaan bagaimanapun keadaan permukaannya Pelarut hidrokarbon

misalnya nafta atau bensin menyebar pada kaca maupun permukaan

berminyak dengan mudahnya sebab tarikan sesama molekul hidrokarbon

sangat lemah Hampir tidak ada usaha untuk memperluas permukaan cairan

akibatnya mereka mudah menyebar pada permukaan apapun (Brady 1994)

37

Tegangan permukaan (ᵞ)

Banyaknya kerja yang diperlukan untuk memperluas

permukaan suatu cairan Satuannya dalam SI adalah newton per meter

(NM) tetapi satuan cgs dyene per centimeter lebih sering digunakan

1 dynecm = 10-3 Nm = 1 mNm

(Fisika Universitas Jl 110 hal 432)

Tegangan permukaan

- Antara cairan dengan gas atau udara tegangan permukaan

- Antara cairan dengan cairan tegangan antar muka

Contoh nilai ᵞ beberapa cairan pada 20degC

Cairan Cairan-udara (dynecm) Cairan-air (dynecm)

Hg 485 375

H2O 7275 -

C6H6 2888 350

CCl4 2680 451

Aceton 2394 -

Etanol 2249 -

Isopropanol 2192 -

Sukrosa (aquos ) 7645 -

Faktor- Faktor Yang Mempengaruhi Tegangan Permukaan

a Jenis cairan

Pada umumnya cairan yang memiliki gaya tarik antara molekulnya

besar seperti air maka tegangan permukaannya juga besar Sebaliknya pada

cairan seperti bensin karena gaya tarik antara molekulnya kecil maka

tegangan permukaannya juga kecil

38

b Suhu

Tegangan permukaan cairan turun bila suhu naik karena dengan

bertambahnya suhu molekul- molekul cairan bergerak lebih cepat dan

pengaruh interaksi antara molekul berkurang sehingga tegangan

permukaannya menurun

c Adanya zat terlarut

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 detergen dan alkohol

adalah efektif dalam menurunkan tegangan permukaan ( Yazid 2005)

Metode pengukuran tegangan permukaan

- Metode kapiler

- Metode cincin Du Nouy

- Metode Lempengan Wilhelmi

- Metode Tekanan Gelembung maksimum

- Dll

a Metode Kapiler

- Yang digunakan yang luas permukaannya naik

- Permukaan air dalam pipa kapiler terus naik hingga tercapai

keseimbangan dengan gaya gravitasi

Metode ini didasarkan pada kenyataan bahwa bila sebatang pipa

kapiler dimasukan kedalam cairan maka permukaan cairan dalam pipa

kapiler dapat mengalami kenaikan atau penurunan Apabila cairan

membasahi bejana ( θ lt 90 ) maka permukaan cairan akan naik

Sedangkan bila cairan tidak membasahi bejana ( θ gt 90 ) permukaan

cairan akan turun Peristiwa naik turunnya permukaan cairan dalam

kapiler ini disebut dengan kapilaritas

39

Kenaikan atau penurunan cairan dalam kapiler disebabkan oleh

adanya tegangan permukaan yang bekerja pada permukaan cairan yang

menyentuh dinding sepanjang keliling pipa Akibat tegangan permukaan ini

pipa akan memberikan gaya reaksi pada permukaan cairan yang besarnya

sama tapi arahnya berlawanan ( Yazid 2005 )

Catatan

- Jika permukaan atas larutan cembung sudut kontak besar - Jika permukaan atas larutan cekung sudut kontak kecil

Tegangan permukaan diukur dengan melihat ketinggian air cairan yang naik melalui suatu kapiler Metode kenaikan kapiler hanya dapat digunakan untuk mengukur tegangan permukaan tidak bisa untuk mengukur tegangan permukaan tidak bias untuk mengukur tegangan antar muka

Persamaan

퐹푢푝 = 훾(2휋푟) cos휃

퐹푑표푤푛 = 휌푔(ℎ휋푟 )

퐹푢푝 = 퐹푑표푤푛 훾 = Keterangan

- 휌 = bobot jenis cairan gml - 푔 = 980 cms - 푟 = jari-jari pipa kapiler - ℎ = tinggi miniskus cairan untuk kapiler - 휃 = sudut kontak ( untuk air dan kebanyakan cairan sangat kecil yakni

mendekati 1 )

Untuk cairan dengan sudut kontak sangat kecil

훾 = atau ℎ =

Sedangkan untuk cairan yang tidak membasahi bejana seperti raksa θ = 140 sehingga cos θ = - 0766 ( berharga negatip) Akibatnya h memiliki harga negatip yang berarti cairan mengalami penurunan atau ditekan dalam kapiler

40

b Metode Cincin Du Nouy

Metode cincin du nouy merupakan metode yang paling baik digunakan karena lebih akurat dan cepat dalam pengukuran tegangan permukaan deterjen serum suspensi koloid dan lain- lain

Berdasarkan pengukuran gaya yang diperlukan untuk melepaskan cincin dari permukaan cairan Metode ini digunakan untuk mengukur tegangan antar muka cairan

Persamaan

훾 = 퐹

4휋푅 퐶

Keterangan - F = gaya yang diperlukan untuk melepaskan cincin dari

permukaan - R = jari-jari lingkar cincin - C = Faktor koreksi

Faktor Koreksi

(퐶 minus 푎) = 4푏휋 푥

1푅 푥

퐹4휋휌푅 + 푐

Keterangan

- a = 07250 (konstan) - b = 009075 m-1 s2 (konstan) - c = 004534 ndash 1695 rR (konstan) - r = jari-jari kawat yang digunakan untuk membuat cincin - R = jari-jari rata-rata lingkaran - 휌 = masa jenis cairan sempel

Ketika mengukur tegangan permuakaan cairan- cairan harus diperhatikan bahwa cairan yang ada dibawah benar- benar membasahi cincin (Bird 1987)

c Metode Lempengan Wilhelmi

Metode ini didasarkan pada gaya yang diperlukan untuk menarik pelat tipis dari permukaan cairan Pelat digantung pada salah satu lengan neraca dan dimasukkan kedalam cairan yang akan diselidiki Besarnya gaya tarik pada neraca yang digunakan untuk melepas pelat dari permukaan cairan dicatat

Persamaan

푃 = 푚푔 + 퐿훾 cos휃 minus 푠ℎ휌푔

41

Keterangan

- P = gaya yang dipergunakan untuk melepaskan lempengan dari permkaan cincin

- m = berat lempengan - 푔 = gaya gravitasi - 푠 = luas penampang lempengan - ℎ = kedalaman lempeng yang dicelupkan - 퐿 = keliling lempengan - 휌 = bobot jenis cairan

Dalam metode ini diandaikan sudut kontak θ = 00 dan pengaruh

dari ujung- ujung lempeng dapat diabaikan ( Yazid 2005 ) Pada metode ini digunakan lempengan mika tipis atau kaca slide

mikrosip yang digantung pada neraca Pengukuran dapat dilakukan dengan cara statistik ataupun dengan detasment yang secara akurat diberikan pada persamaan ideal

Jika pengukurannya dilakukan dengan metode detasmen prosedurnya hampir sama dengan metode cincin Du Nouy tetapi faktor koreksi hanya 01 ( Adamson 1990)

d Metode Tekanan Gelembung Maksimum Tegangan permukaan menyebabkan adanya perbedaan tekanan

pada kedua sisi permukaan cairan yang lengkung Tekanan pada sisi yang cembung Ketika pertama kali tekanan dikenakan jari- jari gelembung sangat besar Sementara gelembung itu mengembang jari- jarinya akan semakin kecil sampai nilai minimum

Pada keadaan ini jari- jari gelembung sama dengan jari- jari tabung gelas Bila tekanan terus dinaikkan jari- jari gelembung akan membesar kembali sampai akhirnya gelembung ini lepas dari tabung gelas dan naik ke permukaan cairan jelas bahwa tekanan maksimum diperoleh pada saat jari- jari minimum

Tekanan maksimum ini bukan hanya disebabkan perbedaan tekanan pada kedua sisi gelembung tetapi juga disebabkan oleh adanya tekanan hidrostatik ( yang bergantung pada ketinggian tabung gelas dalam cairan )

Persamaan

훾 = ∆휌푔푑푒 1퐻

Keterangan

o ∆휌 = perbedaan bobot jenis o 푑푒 = diameter maksimum tetesan

42

o = faktor koreksi yang ditentukan oleh rasio 푑푠 푑푒

Metode tekanan gelembung maksimum memiliki keakuratan di bawah 10 yang mana tidak tergantung pada jarak kontak dan hanya merupakan sebuah pengetahuan dasar dari densitas suatu cairan ( Jika menggunakan pipa ganda ) dan pengukurannya juga relatif cepat Rata- rata sebuah gelembung harganya sekitar 1 sek (Adamson 1990)

Pertemuan 7

Tanggal 14 Oktober 2014

TEGANGAN ANTAR MUKA

Tegangan permukaan merupakan gaya persatuan panjang yang

harus dikerjakan sejajar permukaan untuk mengimbangi gaya tarikan

kedalam pada cairan Hal tersebut terjadi karena pada permukaan gaya

adhesi (antara cairan dan udara) lebih kecil dari pada gaya kohesi antar

molekul cairan sehingga menyebabkan terjadinya gaya kedalam pada

permukaan cairan

Tegangan antar muka adalah gaya per satuan panjang yang terdapat

pada antar muka dua fase cairan yang tidak dapat tercampur Tegangan antar

muka selalu lebih kecil dari pada tegangan permukaan kerena gaya adhesi

antara dua cairan tidak bercampur lebih besar dari pada adhesi antara cairan

dan udara

Cairan-cairan (immisible)

L ƔL ƔL Tegangan permukaan L

ƔS Tegangan permukaan S

ƔSL ƔSL Tegangan antarmuka SL

S ƔS

43

Missible dua zat yang bercampurlarut dengan sempurna berapapun

konsentrasijumlahnya

Immisible dua zat (cairan dengan cairan) yang sama sekali tidak

dapat bercampurlarut

Pada dasarnya tegangan permukaan suatu zat cair

dipengaruhi oleh beberapa faktor diantaranya suhu dan zat terlarut

Dimana keberadaan zat terlarut dalamsuatu cairan akan

mempengaruhi besarnya tegangan permukaan terutama molekul zat

yang berada pada permukaan cairan berbentuk lapisan monomolekuler

yang disebut dengan molekul surfaktan Kemudian suhu juga sangat

mempengaruhi tegangan permukaan suatu cairan dimana ketika suhu

naik maka tegangan permukaan cairan akan turun

Suhu uarr = Tegangan permukaan darr ldquoberbanding terbalikrdquo

Fenomena Permukaan dan Fenomena Antar muka

Permukaan Fenomena

Cairan ndash Udara Tegangan Permukaan

Padat ndash Udara Adsorbsi

Antar Muka Fenomena

Cairan ndash Cairan

(immisible)

Tegangan Antar Muka

Padat ndash Cair Pembasah (Wetting)

Tegangan Antar Muka Cairan ndash Cairan (immisible)

1) Gaya persatuan panjang yang bekerja pada antar muka dua cairan

yang immisible

Satuan dynecm-1

44

2) Kerja yang diperlukan untuk memisahkan 2 permukaan cairan

immisible

Satuan ergcm-2

Manfaat fenomena antar muka dalam farmasi

1 Formulasi sediaan serbuk yang hidrofob

2 Menentukan jenis surfaktan untuk membuat emulsi

3 Meningkatkan stabilitas suspensi dan emulsi

4 Mengatasi sediaan obat yang berbusa

5 Adsorbsi obat pada saluran pencernaan

Soal

1 Hitung Ɣ fenol bila diketahui tinggi kenaikan permukaan fenol dalam

pipa kapiler (r = 007 cm) adalah 093 cm pada suhu 37˚C Bila

diketahui bobot jenis fenol 113 gcm-1 dan konstanta gravitasi = 9807

cm det-2

Diketahui

a) r = 007 cm

b) ρ = 113 gcm-1

c) g = 9807 cm det-2

d) h = 093 cm

Ditanya Ɣfenol

Jawab

Ɣfenol = frac12 (rρgh)

= frac12 (007 x 113 x 9807 x 093)

= 3607 dynecm-1

45

Gaya Kohesi dan Adhesi

Terdapat dua macam gaya tarik menarik antar partikel yaitu kohesi

dan adhesi Kohesi adalah gaya tarik menarik antara partikel yang sejenis

Kohesi dipengaruhi oleh kerapatan dan jarak antar partikel dalam zat gaya

kohesi mengakibatkan dua zat bila dicampurkan tidak akan saling

bercampur Contoh tidak bercampurnya air dengan minyak tidak

melekatnya air raksa pada dinding pipa kapiler dan air pada daun talas

Adhesi adalah gaya tarik menarik antara partikel-partikel yang

tidak sejenis Gaya adhesi akan mengakibatkan dua zat akan saling melekat

bila dicampurkan Contoh bercampurnya air dengan tehkopi melekatnya

air pada dinding pipa kapiler dan melekatnya tinta pada kertas

Adanya gaya tarik menarik antara partikel zat cair menyebabkan

adanya tegangan permukaan dimana permukaan zat cair cenderung

menegang dan seolah terdapat selaput atau lapisan yang tegang sehingga

dapat menahan benda Selain adanya peristiwa tegangan permukaan akibat

adanya gaya tarik menarik antara partikel juga menyebabkan terjadinya

peristiwa meniskus cembung dan meniskus cekung

Meniskus Cembung dan Meniskus Cekung

Meniskus adalah peristiwa mencekung atau mencembungnya

permukaan zat cair Berdasarkan bentuk permukaan zat cair meniskus

dibedakan menjadi dua yaitu meniskus cembung dan meniskus cekung

Meniskus cembung terjadi jika gaya kohesi lebih besar dari pada gaya

adhesi Sedangkan meniskus cekung terjadi jika adhesi lebih besar dari pada

kohesi

46

Jika Wc lt Wa

Sudut Cos Ɵ Kecil

Permukaan cairan dalam kapiler cekung dan naik

Jika Wc gt Wa

Sudut Cos Ɵ Besar

Permukaan cairan dalam kapiler turun dan berbentuk cembung

Ɣ Rasio imbangan antara gaya Kohesi dan Adhesi

Cairan-Cairan (immisible)

Mempengaruhi koefisien sebaran (S)

Jika kerja kohesi lebih besar dari kerja adhesi maka nilai

koefisien sebarannya kecilrendah

Contoh

Asam stearat jika dilarutkan dengan air maka koefisien sebarannya

rendah karena gugus nonpolar pada asam stearat lebih panjang dari

gugus polarnya (gugus polar jadi titak berpengaruh)

47

Jika kerja kohesi lebih rendah dari kerja adhesi maka nilai koefisien

sebarannya tinggi Spreading

Contoh

Propanol jika dilarutkan dengan air maka koefisien sebarannya tinggi

karena mempunyai gugus ndashOH yang dapat berikatan hidrogen dengan

air dan bersifat polar

Tegangan permukaan dipengaruhi oleh

Rasio

Polar

Nonpolar

Si = Wa ndash Wc

Wc = 2 Ɣx

Wa = (Ɣx + Ɣair - Ɣx-air)

Si Bila nilai Si positif maka sebaranspreading terjadi

Bila nilai Si 0 tetap ada peluang sebaran

Bila nilai Si negatif tidak terjadi sebaran

Soal

Diketahui Ɣbenzen = 289 dynecm-1 Ɣair = 728 dynecm-1 dan Ɣbenzen-air =

35 dynecm-1 Hitung nilai kerja kohesi benzen kerja adhesi benzen-air

dan koefisien penyebaran awal benzen

Diketahui

a) Ɣbenzen = 289 dynecm-1

b) Ɣair = 728 dynecm-1

c) Ɣbenzen-air = 35 dynecm-1

48

Ditanya

a) Wc

b) Wa

c) Si

Jawab

Wc = 2 Ɣbenzen

= 2 x 289

= 578 dynecm-1

Wa = (Ɣbenzen + Ɣair ndash Ɣbenzen-air)

= (289 + 728 ndash 35)

= 667 dynecm-1

Si = Wa ndash Wc

= 667 ndash 578

= 89 dynecm-1

Benzen dapat tersebar dalam air karena nilai Si positif (+)

49

DAFTAR PUSTAKA

1 Tayangan Dosen

2 UraianPenjelasan Dosen pada saat Perkuliaha

3 Text Book

- Yazid Estein dan Nursanti Lisda 2006 Penuntun Praktikum Biokimia

Yogyakarta ANDI

- Santoso Begot 2007 BIOLOGI Jakarta Interplus Ridho_Brilliantoro

Tugas_Enzimologi

- Eistein Yazid 2005 Kimia Fisika Untuk Paramedis Yogyakarta Penerbit

Andi

- Adamson A W (1990) Physical Chemistry of Surfaces 5 th Ed New

York Willey

- Hugh DYoung Roger A Freedman 2002 Fisika Universitas Ed10 Alih

bahasa Juliastuti Endangdkk Jakarta Erlangga

- Kamajaya(2007)Cerdas Belajar FisikaBandungGrafindo Media Pratama

- IndrajitDudi(2007)Mudah dan Aktif Belajar FisikaBandungPT Setia

Purna Inves

4 Internet

- httprepositoryusuacidbitstream123456789395874Chapter20IIpdf

- httpstaffuiacidsystemfilesusersjoshitadjajadisastramaterialkestabil

anobatkuliahs2pdf

- httpstaffunyacidsitesdefaultfilespendidikanPurwanti20Widhy2

0Hastuti20SPd20MPdLaju20Reaksi20(2)pdf

- fileCUsersElrio20PutraDownloadsChapter20820Kinetika20

Kimiapdf

- httpusupressusuacidfilesKinetika20Kimia20Reaksi20Element

er_Normal_bab201pdf

- httpffarmasiuadacidwp-contentuploads201301orde-reaksi-waktu-

paruhpdfhttpnissanisso-fkp11webunairacidartikel_detail-49831-

Umum-sifat20kerja20obathtml

- httpmipa-farmasiblogspotcom201202tegangan-permukaan-tegangan-

antar-mukahtmlm=1

50

Page 10: Farfis2 before mid.pdf

10

1 Grafik Orde Nol

Laju reaksi tidak dipengaruhi oleh

besarnya konsentrasi pereaksi Persamaan

laju reaksinya ditulis

Bilangan dipangkatkan nol sama dengan satu sehingga persamaan laju

reaksi menjadi r raquo k Jadi reaksi dengan laju tetap mempunyai orde reaksi

nol Grafiknya digambarkan seperti Grafik diatas

2 Grafik Orde Satu

Hubungan kecepatan dengan konsentrasi

Untuk orde satu persamaan laju reaksi adalah

Persamaan reaksi orde satu merupakan persamaan linier berarti laju

reaksi berbanding lurus terhadap konsentrasinya pereaksinya Jika

konsentrasi pereaksinya dinaikkan misalnya 4 kali maka laju reaksi akan

menjadi 41 atau 4 kali lebih besar

3 Grafik Orde Dua

Hubungan konsentrasi dengan waktu

11

Persamaan laju reaksi untuk reaksi orde dua

adalah

Apabila suatu reaksi berorde dua terhadap suatu pereaksi berarti laju

reaksi itu berubah secara kuadrat terhadap perubahan konsentrasinya

Apabila konsentrasi zat A dinaikkan misalnya 2 kali maka laju reaksi akan

menjadi 22 atau 4 kali lebih besar

- Reaksi orde 0

Laju reaksi orde 0 tidak bergantung pada reaktan

푉 = 퐾

ndash = kCx dimana x=0 maka = k

ndash = k disusun menjadi ndashdC = kdt atau dC = -kdt

int 푑퐶 = -k

int 푑푡 int 푑퐶 = Ct ndash Co pers Regresi linear

Ct = Co ndash kt

Plotting Ct vs t

Ct = Co - kt

Y = A + Bx

12

- Reaksi orde 1

= kCx dimana X = 1 maka = kC

= kC disusun menjadi = kdt atau

int = -k int 푑푡 ln Ct = ln Co ndash kt

int = ln ln angka 퐶푡 퐶표

ln Ct ndash ln Co

kurva plot ln Ct vs t

- Reaksi orde 2

= kCx dimana X = 2 maka = kC2

= kC2 disusun menjadi = kdt atau = -kdt

int = - k int 푑푡

minus ndash minus = minus푘푡 atau = + 푘푡

Kurva

13

Penetapan orde reaksi dan konstanta laju reaksi (harus) melalui percobaan

- Metode

Metode laju reaksi awal kombinasi dengan metode isolasi pseudo

reaksi

Metode integrasi dan mencocokan persamaan laju reaksi dengan data

percobaan

Untuk reaksi dengan mekanisme sederhana (1 tahap)

Orde reaksi = koefisien stokiometri reaksi

Untuk reaksi dengan mekanisme kompleks ( beberapa tahap)

Orde reaksi mungkin sama atau tidak sama dengan koefisien stokiometri

reaksi

Contoh Tentukan orde reaksi dan konstanta laju reaksi berikut

2 H2(g) + 2 NO(g) N2(g) + 2 H2O(g)

V = k [H2]x [NO2] x= dan y=

Data percobaan

Exp P(H2)0 P(NO)0 V reaksi

1 533 kpa 200 kpa 0035 kpa det-1

2 533 kpa 400 kpa 0140 kpa det-1

3 196 kpa 533 kpa 0091 kpa det-1

4 392 kpa 533 kpa 0182 kpa det-1

Cermati data exp 1 vs 2

V~ [NO]y ie [NO] dibuat 2x v menjadi 4x maka y=2

Cermati data exp 3 vs 4

V ~ [H2]x ie[H2] dibuat 2x v menjadi 2x maka x=1

Jadi diperoleh x=1 dan y=2

V = k [H2] [NO2] 2 reaksi orde 2

14

Menetapkan nilai waktu paruh (T12) dan umur simpan (T90)

Reaksi reaksi orde ke nol dan ke satu

Ct = Co ndash kt

t =

t1 2 = =

t1 2 =

t90 =

t90 =

Reaksi orde satu

ln Ct = ln Co ndash kt

t =

t1 2 =

t1 2 = 0693k

t90 = (= ln

= ln

= ln 1111)

t90 =

t90 =

Note

Misal waktu paruh PCT sediaan 500 mg 1 tahun kemudian

kandungannya menjadi 250 mg (T12) untuk unsur-unsur radioaktif dan

isotop t90 = kimia atau zat kimia pada sediaan masih ada 90 (berkurang

90) paling penting dalam sediaan farmasi ditulis ED

15

Pertemuan 3

Tanggal 16 September 2014

MENETAPKAN NILAI WAKTU PARUH (tfrac12) DAN UMUR SIMPAN (t90)

UNTUK REAKSI-REAKSI ORDE 0 DAN 1

Waktu paruh (tfrac12) dari suatu obat adalah waktu yang dibutuhkan oleh

separuh konsentrasi obat untuk dieliminasi Metabolisme dan eliminasi

mempengaruhi waktu paruh obat Contohnya pada kelainan fungsi hati atau

ginjal waktu paruh obat menjadi lebih panjang dan lebih sedikit obat

dimetabolisme dan dieliminasi Jika suatu obat diberikan terus-menerus

maka dapat terjadi penumpukan obat

Suatu obat akan melalui beberapa kali waktu paruh sebelum lebih dari

90 obat itu dieliminasi Jika seorang klien mendapat 650mg aspirin dan

waktu paruhnya adalah 3jam maka dibutuhkan 3jam waktu paruh pertama

untuk mengeliminasi 325mg dan waktu paruh kedua 9 atau 6jam untuk

mengeliminasi 162mg berikutnya dan seterusnya sampai pada waktu paruh

keenam atau 18jam dimana tinggal 10mg aspirin terdapat dalam tubuh

waktu paruh selama 4-8jam dianggap singkat dan 24jam atau lebih

dianggap panjang Jika obat memiliki waktu paruh yang panjang (seperti

digoksin 36 jam) maka diperlukan beberapa hari agar tubuh dapat

mengeliminasi obat tersebut seluruhnya

Sedangkan umur simpan (t90) adalah jangka waktu penyimpanan pada

kondisi tertentu di mana produk obat masih memenuhi spesifikasi yang

ditetapkan oleh perusahaan pembuat obat

Reaksi Orde 0

퐶푡 = 퐶표 minus 푘푡

푡 =퐶표 minus 퐶푡

16

Nilai waktu paruh (tfrac12)

푡frac12 =

푡frac12 =05퐶표푘

Nilai umur simpan (t90)

푡 =

푡 = 01퐶표푘

Reaksi Orde 1

푙푛퐶푡 = 푙푛퐶표 minus 푘푡

푡 =푙푛퐶표 minus 푙푛퐶푡

Nilai waktu paruh (tfrac12)

푡frac12 =푙푛퐶푡 minus 푙푛05퐶표

푡frac12 =

푡frac12 =0693푘

Nilai umur simpan (t90)

푡 =푙푛퐶표 minus 푙푛09퐶표

푡 =

푡 =0105푘

17

Contoh soal

Sediaan Aspirin dalam larutan (pH 25) dengan konsentrasi awal

030g100ml memperlihatkan kinetika degradasi orde ke 1 dan konstanta laju

degradasinya pada suhu kamar 97times10-7det-1 Hitung

a tfrac12 dan t90 sediaan larutan Aspirin

b Hitung tfrac12 dan t90 Aspirin bila sediaan dibuat dalam bentuk suspensi dengan

dosis 10g100ml diketahui kelarutan Aspirin 033g100ml

Jawab a Diketahui pH larutan 25

Co=03g100ml

Korde 1= 97times10-7det-1

Ditanya tfrac12 dan t90

Dijawab 푡frac12 =

푡frac12 = times

푡frac12 = times

푡frac12 = 71443298detik (826hari)

푡 =

푡 = times

푡 = times

푡 = 10824742detik (125hari)

b Diketahui Suspensi dosis 10g100ml

Kelarutan Aspirin 033g100ml

Ditanya k tfrac12 dan t90

18

Dijawab korde0 = korde1 [Aspirin]

= 97times10-7 times 033

= 3201times10-7

tfrac12 =

tfrac12 = times times

tfrac12 = 156201187detik (1808hari)

푡 =

푡 = times times

푡 = 31240237detik (36hari)

Pertemuan 4

Tanggal 23 September 2014

FAKTOR YANG MEMPENGARUHI LAJU REAKSI

Laju reaksi atau kecepatan reaksi menyatakan banyaknya reaksi

kimia yang berlangsung per satuan waktu Laju reaksi menyataka molaritas

zat terlarut dalam reaksi yang dihasilkan tiap detik reaksi Perkaratan besi

merupakan contoh reaksi kimia yang berlangsung lambat sedangkan

peledakan mesiu atau kembang api adalah contoh reaksi yang cepat Reaksi

kimia untuk laju reaksi sebagai berikut

aA + bB pP + qQ

Dengan a b p dan q adalah koefisien reaksi dan A B P dan Q

adalah zat-zat yang terlibat dalam reaksi laju reaksi dalam suatu system

tertutup adalah

19

v = minus [ ] = minus [ ] = minus [ ] = minus [ ]

dengan [A] [B] [P] dan [Q] menyatakan konsentrasi zat-zat tersebut

Faktor-faktor yang mempengaruhi laju reaksi

Konsentrasi

Karena persamaan laju reaksi didefinisikan dalam bentuk konsentrasi

reaktan maka dengan naiknya konsentrasi maka naik pula kecepatan

reaksinya Artinya semakin tinggi konsentrasi maka semakin banyak molekul

reaktan yang tersedia dengan demikian kemungkinan bertumbukan akan

semakin banyak juga sehingga kecepatan reaksi meningkat Jadi semakin

tinggi konsentrasi semakin cepat pula laju reaksinya

Molaritas

Molaritas adalah banyaknya mol zat terlarut tiap satuan volume zat

pelarut Hubungannya dengan laju reaksi adalah semakin besar molaritas

suatu zat maka semakin cepat suatu reaksi berlangsung Dengan demikian

pada molaritas yang rendah suatu reaksi akan berlajan lebih lambat daripada

molaritas yang tinggi

Luas permukaan

Semakin besar luas permukaan bidang sentuh menyebkan laju reaksi

semakin cepat Begitu juga apabila semakin kecil luas permukaan bidang

sentuh maka semakin kecil tumbukan yang terjadi anatar partikel ehingga laju

reaksi pun semakin kecil

Suhu

Suhu juga turut berperan dalam mempengaruhi laju reaksi Apabila

suhu pada suatu reaksi yang berlangsung dinaikkan maka menyebabkan

partikel semakin bergerak aktif sehingga tumbukan yang terjadi semakin

sering menyebabkan laju reaksi semakin besar Sebaliknya apabila suhu

diturunkan maka partikel semakin tak aktif sehingga laju reaksi semakin

kecil

20

Katalisator

Katalis adalah suatu zat yang mempercepat laju reaksi kimia pada suhu

tertentu tanpa mengalami perubahan oleh reaksi itu sendiri Suatu katalis

berperan dalam reaksi tetapi bukan sebagai pereaksi ataupun produk Katalis

memungkinkan reaksi berlansung lebih cepat atau memungkinkan reaksi pada

suhu yang lebih rendah akibat perubahan yang dipicunya terhadap pereaksi

Katalis menyediakan suatu jalur pilihan dengan energi aktivasi yang lebih

rendah Katalis mengurangi energi yang dibutuhkan untuk berlangsungnya

reaksi

Katalis dapat dibedakan ke dalam dua golongan utama yaitu katalis

homogeny dan katalis heterogen Katalis heterogen adalah katalis yang ada

dalam fase yang berbeda dengan pereaksi dengan reaksi yang dikatalisisnya

Sedangkan katalis homogen berada dalam fase yang sama Katalis homogeny

umumnya bereaksi dengan satu atau lebih pereaksi untuk membentuk suatu

perantara kimia yang selanjutnya bereaksi membentuk produk akhir reaksi

dalam suatu proses yang memulihkan katalisnya

Pengaruh suhu terhadap laju reaksi

Persamaan Arrhenius ( 1889 ) Persamaan empiris pengaruh suhu

terhadap konstanta laju reaksi Rumus

Dimana

K = Konstanta rata-rata

A = konstanta Arrhenius

Ea = Energi aktivasi

R = konstanta gas

T = temperaur )Catatan Bilangan pokok ion disebut juga e = 10

K = A e ndash

21

Persamaan Regresi

K = A e ndash

ln K = ln A + ( ln e ndashEaRT )

ln K = ln A + ( )

ln K = ln A ndash

y = A + BX

)Catatan

Intersept = ln A

Slope =

Didapatkan Ea dari regresi linear

Slope =

Ln K

1T

Persamaan Arrhenius untuk dua suhu ( bila salah satu suhu diketahui )

Ln = ( - ) atau ln K ( T2 ) = ln (T1 ) + ( minus)

Kurva persamaan Arrhenius untuk dua suhu

22

Contoh soal

1 Hasil percobaan dekomposisi suatu sediaan 5-hidroksimetilfurfural

memperlihatkan kinetika obat order ke satu dengan data konstanta

laju dekomposisinya seperti berikut ini yaitu pada suhu

120 o C = 3258 x 10-4 det-1

130oC = 838 x 10-4 det-1

140oC = 1350 x10-4 det-1

Hitunglah

a Ea

b K (25)

c T ( 90 25 )

Jawab

Diketahui R = 8314 JK-1mol-1

a 1ln k ( T2 ) = ln k ( T1 ) - ( minus )

ln 838x10-4 = ln 3258x10-4 ndash

( minus )

= minus

(000254minus 000248)

= minus

(000006)

17998 = minus

x 610-5

minus퐸푎 =

minus퐸푎 = 249 x 105 gmol

= 249 KJmol

b Didapat persamaan dari Excel

y = - 11850 x + 22148

23

ln k = - 11850 ( ) + 22148

ln k = - 39765 + 22148

ln k = - 17617

k = 22 x 10-8

c t90 =

=

= 2102102 detik ~ 24 hari

Bila dihitung dengan kalkulator maka

t90 =

=

= 4772727 detik ~ 55 hari

2 konstanta laju dekomposisi sulfacetamid dalam sediaan larutan ( pH =

74 ) pada suhu 80oC = 325 x 10-7det-1 dengan Ea = 9581 KJmol-1

Diketahui R = 8314 JK-1 mol-1 Hitung K dan t90 sediaan sulfacetamid

tsb pada suhu 250C

Jawab

ln K2 = ln K1 - minus

= ln 325x10-7 -

( minus )

= - 1493 1152 (283푥10 minus 335푥10 )

= - 1493 + 1152(minus052푥10 )

= - 1493 - 59904푥10

= - 1493 - 0006177

ln K 2 = - 14936977

K = 326푥10 푑푒푡

24

t90 =

=

= 322푥10 푑푒푡 푎푡푎푢103푡푎ℎ푢푛

Pertemuan 5

Tanggal 30 September 2014

REAKSI ENZIMATIS

Sel-sel tubuh makhluk hidup didalamnya melakukan proses

metabolism Proses metabolisme yang terjadi dalam sel-sel tubuh dapat

digolongkan menjadi dua yaitu katabolisme dan anabolisme Katabolisme

merupakan reaksi penguraian senyawa kompleks menjadi senyawa

sederhana dengan tujuan mendapatkan energi siap pakai dalam bentuk

Adenosine Triphosphate (ATP) Reaksi anabolisme merupakan reaksi

pembentukan senyawa organik dari senyawa anorganik Pada reaksi

anabolisme dibutuhkan ATP sebagai sumber energinya Adapun reaksi

katabolisme atau reaksi anabolisme yang terjadi didalam tubuh keduanya

membutuhkan enzim sebagai biokatalisator

Setiap reaksi penguraian (katabolisme) merupakan reaksi eksoterm

sedangkan setiap reaksi pembentukan (anabolisme) merupakan reaksi

endoterm Dalam tubuh sel-sel memerlukan energi aktivasi Makhluk hidup

mengganti energy aktivasi dengan suatu struktur protein yang dikenal

dengan sebutan enzim

25

Ea reaksi dengan enzim lt Ea reaksi tanpa enzim

(Ea reaksi dengan ezim berlangsung lebih cepat)

RUMUS

minusdsdt =

dPdt = Velocity =

Vmax SKm + S

E + S harr ES + P + E

V = K2 [E]0 [S]0

[S]0 + Km

Keterangan

Km Konstanta

Michaelis

K2 Daya enzim mentansformasi suatu substrat membentuk

produk

(Jumlah molekul yang dikonversikan menjadi produk dalam

suatu waktu permolekul enzim)

Bila [S]0 berlebihan laju reaksi maksimal

Maka K2 [E]0 = Vmax

V = Vmax [S]0

[S]0 + Km

(Persamaan Lineweaver-Burk)

Keterangan V = kecepatan reaksi (laju reaksi) Km = konstanta Michaelis-Menten Vmax = kecepatan reaksi maksimal [S] = konsentrasi substrat

26

Faktor ndash faktor yang mempengaruhi

kerja enzim

Dalam aktivitasnya enzim sangat

dipengaruhi oleh factor lingkungan seperti

suhu pH konsentasi enzim konsentrasi

substrat dan inhibitor

a Suhu

Suhu merupakan factor ligkungan yang penting bagi kerja enzim sampai

pada titik tertentu kecepatan reaksi akan meningkat seiring dengan

meningkatnya suhu Pada akhirnya kecepatan reaksi akan menurun drastis

pada suhu tersebut melewati suhu optimumnya Pada suhu yang lebih tinggi

(ekstrim) protein penyusun enzim akan mengalami denaturasi Enzim pada

mamalia (manusia) bekerja pada suhu 37degC Bakteri yang hidup di sumber air

panas mempunyai enzim dengan suhu optimal 70degC

b pH

Enzim bekerja pada pH tertentu umumnya enzim mmembutuhkan pH

optimum netral (pH=7) Enzim yang berada dalam lambung memiliki pH

optimum asam (pH=2) Peningkatan atau penurunan pH yang ekstrim akan

menyebabkan enzim mengalami denaturasi

c Konsentasi enzim

Pada konsentrasi substrat tertentu konsentrasi enzim akan meningkatkan

kecepatan reaksi enzimatis Dengan kata lain kecepatan reaksi enzimatis (V)

berbanding lurus dengan konsentrasi enzim (E) sampai batas tertentu

sehingga reaksi mengalami kesetimbangan Pada saat setimbang peningkatan

konsentrasi enzim sudah tidak berpengaruh

1푣 푣푠

1[푆]0

27

d Konsentrasi substrat

Pada konsentrasi enzim yang tetap peningkatan konsentrasi substrat akan

menaikkan kecepatan reaksi enzimatis

sampai mencapai kecepatan maksimum

yang tetap Pada titik maksimum semua

enzim telah jenuh dengan substrat

sehingga penambahan substrat sudah tidak

akan meningkatkan kecepatan reaksi

enzimatis

Transformasi Lineweaver-Burk

1V = KmVmax 1S + 1Vmax

y = m x = t

1V

y ndash intercept = 1Vmax

x ndash intercept = -1Km1 [S]

e Inhibisi enzim

1 Inhibisi Kompetitif

Penghambatan aktivitas enzim melalui mekanisme inhibisi

kompetitif terjadi ketika substrat (S) dan inhibitor (I) bersaing untuk dapat

mengikat sisi aktif enzim Hal ini disebabkan karena bentuk inhibitor

menyerupai substrat Kompleks EI yang terbentuk tidak dapat menjalani

28

langkah katalitik dan tidak dapat membentuk produk Akibatnya terjadi

penurunan jumlah produk yang terbentuk

Berikut adalah pendekatan keadaan tunak dalam penentuan hukum

laju inhibisi kompetitif enzim

K1 = [E][I] helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (1)

[EI]

[E][S] = k-1 + k2 = KM (2)

[ES] k1

[Etot] = [E] + [ES] +[EI]helliphelliphellip (3)

[Etot] = [E] + [ES] + [E][I]

K1

[Etot] = [E] 1 + [I] + [ES]

K1

maka

[퐸] = [ ] [ ]

helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (4)

Berdasarkan teori Michaelis-Mentein kecepatan awal ditentukan oleh

kecepatan penguraian [ES] yang ketetapan kecepatan reaksinya adalah k2

sehingga

V =k2 [ES] helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip(8)

substitusi persamaan (7) ke dalam persamaan (8)

V = k2 [Etot] [S]

[S] + KrsquoM (9)

29

Vmax didefinisikan sebagai kecepatan pada saat semua E yang tersedia

terdapat sebagai ES

Vmax = k2 [Etot] helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip(10)

Sehingga diperoleh

V = kcat [Etot] [S] helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (11)

KM 1 + [I] + [S]

K1

Transformasi persamaan Michaelis-Mesntein (persamaan Lineweaver-

Burk) yaitu dari persamaan (11)

V = Vmax [S]

[S] + KrsquoM

Maka

1 = [S] + KMrsquo

V Vmax [S]

1 = KMrsquo + [S]

V Vmax [S] Vmax [S]

1 = KMrsquo 1 + [S]

V Vmax [S] Vmax

2 Inhibisi Uncompetitive

Inhibisi uncompetitive enzim terjadi apabila inhibitor (I) mengikat

salah satu sisi dari kompleks enzim dan substrat (ES) Kompleks ESI yang

terbentuk tidak dapat membentuk produk (P)

Berikut adalah pendekatan keadaan tunak dalam penentuan hukum

laju inhibisi kompetitif enzim

30

KI = [ES] [I] helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (1)

ESI

[E] [S] = k-1 + k2 = KM helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (2)

[ES] k1

[Etot] = [E] + [S] + [ES] helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (3)

Berdasarkan teori Michaelis-Mentein kecepatan awal ditentukan oleh

kecepatan penguraian [ES] yang tetapan kecepatan reaksinya adalah k2

sehingga

V = k2 [ES] helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (7)

Substitusi persamaan (6) ke persamaan (7)

V = k2 [Etot] [S]

[S] 1 + [I] KM helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (8)

KI

Vmax didefinisikan sebagai kecepatan pada saat semua E yang

tersedia terdapat sebagai ES

Vmax = k2 [Etot] helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (9)

Substitusi persamaan (9) ke persamaan (8)

V = Vmax [S]

[S] 1 + [I] + KM

KI

3 Inhibisi Non Kompetitif

Penghambatan non kompetitif terjadi apabila inhibitor (I) mengikat

sisi aktif pada enzim (E) maupun pada kompleks enzim dan subtrat (ES)

EI + S ESI

31

Berikut adalah pendekatan keadaan tunak dalam penentuan

hukum laju inhibisi kompetitif enzim

KI = [E] [I] = [ES] [I]

[EI] [ES] helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (1)

[E] [S] = k-1 + k2 = KM

[ES] k1 helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (2)

[Etot] = [E] + [ES] + [EI] + [ESI]helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (3)

Vmax didefinisikan sebagai kecepatan pada saat semua E yang

tersedia terdapat sebagai ES

Vmax = k2 [Etot] helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (4)

Parameter kinetika dalam mekanisme inhibisi enzim (kompetitif

uncompetitive non kompetitif) antara lain Vmax KM dan kcat

1 Vmax adalah laju reaksi maksimum yang dikatalisis enzim

2 KM menyatakan konsentrasi substrat yang diperlukan agar reaksi

katalisis efektif

kcat adalah tetapan laju pada tahap penentu laju yang menyatakan

jumlah substrat yang dapat diubah per detik

Contoh reaksi berikut

Fumarase

Furmarate + H2O mdashmdashmdashrarr L-Malate

1 Hitung laju perubahan fumarate menjadi L-Malate bila diketahui

Konsentrasi fumarate = 124 x 10-4 molL

Konsentrasi enzim fumarase = 105 x 10-6 molL

Konstata Michaelis = 185 x 10-6 molL

Dan bilangan turnover enzim fumarase = 175 x 103 det-1

32

Diketahui [S]0 = 124 x 10-4 molL

[E]0 = 105 x 10-6 molL

Km = 185 x 10-6 molL

K2 = 175 x 103 det-1

Ditanya V hellip

Jawab

V = Vmax [S]0

[S]0 + Km

V = K2 [E]0 [S]0

[S]0 + Km

V = [175 x 103 det-1] [105 x 10-6 molL] [124 x 10-4 molL]

[124 x 10-4 molL] + [185 x 10-6 molL]

V = 22785 X 10-7 molLdet

12585 x 10-4

V = 181 X 10-3 molLdet

2 Laju awal dekomposisi H2O2 yang dikatalisis dengan enzim

katalase adalah 138 x 10-2 267 x 10-2 an 60 x 10-2 Mdet

berturut-turut untuk konsentrasi awal H2O2 = 001 002 005 M

Konsentrasi enzim katalase = 40 x 10-8 M

Hitung Vmax konstanta Michaelis

Dan bilangan turnover enzim

Diketahui V1 = 138 X 10-2

V2 = 267 x 10-2

33

V3 = 60 X 10-2

[H2O2] = 001 002 005 M

[Ekatalase] = 40 x 10-2 M

Ditanya Vmax Km dan K2 hellip

Jawab

X (1[H2O2] Y (1V)

100 7246

50 3745

20 1667

y = 0697x + 25691

Intercept = 26591

Slope = 06977

R2 = 09999 rarr R2 = 1

a 1 = 25691 (intercept)

Vmax

Vmax = 1

25691

= 0389 molLdet

b Km = 06977 (slope)

Vmax

Km = 06977

0389

Km = 0272 molL

34

c Vmax = k2 [E]0

0389 = k2 40 x 10-8 M

k2 = 0389

40 x 10-8

= 0097 x 108

3 Laju pertumbuhan bakteri Lactobacillus acidephilus (dalam suatu

media) selama fase pertumbuhan exponensial menunjukan 924 x

10-3menit Hitung waktu generasi (tg) bakteri tersebut tg waktu

yang diperlukan mikroorganisme untuk melipat gandakan

populasinya yakni menjadi

Jawab

ln = Nt = λt ln = 2N0 = λtg

N0 N0

tg = ln2 tg = 0693

λ 924 x 10-3

tg = 0075 x 103

tg = 75 menit

35

Pertemuan 6

Tanggal 7 Oktober 2014

TEGANGAN PERMUKAAN

Molekul di permukaan mengalami gaya

resultan ke arah dalam media Molekul di

dalam media tidak mengalami gaya resultan

Molekul-molekul cairan memberikan

gaya tarik satu dengan lainnya terdapat gaya

total yang besarnya nol pada molekul di dalam volume cairan tetapi molekul

permukaan ditarik ke dalam volume Sehingga cairan cenderung memperkecil

luas permukaannya hanya dengan meregang lapisan (Fisika Universitas Jl 110

hal 431)

Tegangan permukaan (ᵞ)

- Molekul di bagian dalam media yang bergeak ke permukaan

media membutuhkan kerja untuk mengalami gaya tarik menarik

ke bawah

- Makin banyak jumlah molekul di permukaan media suatu

cairan makin luas permukaan media tersebut

36

- Tetapi dengan adanya gaya resultan ke arah dalam yang dialami

oleh molekul-molekul dipermukaan maka sifat cairan

cenderung untuk meminimumkan luas permukaan

Fenomena alam yang berkaitan dengan sifat kecenderuungan cairan

menimbulkan permukaanya antara lain

- Embun air di atas air

- Air dihinggapi nyamuk

Permukaan zat cair mempunyai sifat ingin meregang sehingga

permukaannya seolah- olah ditutupi oleh suatu lapisan yang elastis Hal ini

disebabkan adanya gaya tarik menarik antara partikel sejenis di dalam zat

cair sampai ke permukaan

Di dalam cairan tiap molekul ditarik oleh molekul lain yang sejenis di

dekatnya dengan gaya yang sama kesegala arah Pada permukaan cairan

tiap molekul ditarik oleh molekul sejenis didekatnya dengan arah hanya

kesamping dan kebawah tetapi tidak ditarik oleh molekul diatasnya karena

diatas permukaan cairan berupa fase uap ( udara ) dengan jarak antara

molekul sangat renggang

Adanya gaya atau tarikan ke bawah menyebabkan permukaan cairan

berkontraksi dan berada dalam keadaan tegang Tegangan ini disebut

dengan tegangan permukaan

Besarnya tegangan permukaan cairan bergantung pada gaya tarik

antara molekul- molekulnya Ketika gaya tarik besar seperti dengan H2O

tegangan permukaan besar Sebaliknya cairan seperti bensin yang tersusun

atas molekul- molekul non polar mempunyai tegangan permukaan yang

kecil karena tarikan antarmolekul lebih lemah

Zat yang tegangan permukaannya rendah sangat mudah membasahi

permukaan bagaimanapun keadaan permukaannya Pelarut hidrokarbon

misalnya nafta atau bensin menyebar pada kaca maupun permukaan

berminyak dengan mudahnya sebab tarikan sesama molekul hidrokarbon

sangat lemah Hampir tidak ada usaha untuk memperluas permukaan cairan

akibatnya mereka mudah menyebar pada permukaan apapun (Brady 1994)

37

Tegangan permukaan (ᵞ)

Banyaknya kerja yang diperlukan untuk memperluas

permukaan suatu cairan Satuannya dalam SI adalah newton per meter

(NM) tetapi satuan cgs dyene per centimeter lebih sering digunakan

1 dynecm = 10-3 Nm = 1 mNm

(Fisika Universitas Jl 110 hal 432)

Tegangan permukaan

- Antara cairan dengan gas atau udara tegangan permukaan

- Antara cairan dengan cairan tegangan antar muka

Contoh nilai ᵞ beberapa cairan pada 20degC

Cairan Cairan-udara (dynecm) Cairan-air (dynecm)

Hg 485 375

H2O 7275 -

C6H6 2888 350

CCl4 2680 451

Aceton 2394 -

Etanol 2249 -

Isopropanol 2192 -

Sukrosa (aquos ) 7645 -

Faktor- Faktor Yang Mempengaruhi Tegangan Permukaan

a Jenis cairan

Pada umumnya cairan yang memiliki gaya tarik antara molekulnya

besar seperti air maka tegangan permukaannya juga besar Sebaliknya pada

cairan seperti bensin karena gaya tarik antara molekulnya kecil maka

tegangan permukaannya juga kecil

38

b Suhu

Tegangan permukaan cairan turun bila suhu naik karena dengan

bertambahnya suhu molekul- molekul cairan bergerak lebih cepat dan

pengaruh interaksi antara molekul berkurang sehingga tegangan

permukaannya menurun

c Adanya zat terlarut

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 detergen dan alkohol

adalah efektif dalam menurunkan tegangan permukaan ( Yazid 2005)

Metode pengukuran tegangan permukaan

- Metode kapiler

- Metode cincin Du Nouy

- Metode Lempengan Wilhelmi

- Metode Tekanan Gelembung maksimum

- Dll

a Metode Kapiler

- Yang digunakan yang luas permukaannya naik

- Permukaan air dalam pipa kapiler terus naik hingga tercapai

keseimbangan dengan gaya gravitasi

Metode ini didasarkan pada kenyataan bahwa bila sebatang pipa

kapiler dimasukan kedalam cairan maka permukaan cairan dalam pipa

kapiler dapat mengalami kenaikan atau penurunan Apabila cairan

membasahi bejana ( θ lt 90 ) maka permukaan cairan akan naik

Sedangkan bila cairan tidak membasahi bejana ( θ gt 90 ) permukaan

cairan akan turun Peristiwa naik turunnya permukaan cairan dalam

kapiler ini disebut dengan kapilaritas

39

Kenaikan atau penurunan cairan dalam kapiler disebabkan oleh

adanya tegangan permukaan yang bekerja pada permukaan cairan yang

menyentuh dinding sepanjang keliling pipa Akibat tegangan permukaan ini

pipa akan memberikan gaya reaksi pada permukaan cairan yang besarnya

sama tapi arahnya berlawanan ( Yazid 2005 )

Catatan

- Jika permukaan atas larutan cembung sudut kontak besar - Jika permukaan atas larutan cekung sudut kontak kecil

Tegangan permukaan diukur dengan melihat ketinggian air cairan yang naik melalui suatu kapiler Metode kenaikan kapiler hanya dapat digunakan untuk mengukur tegangan permukaan tidak bisa untuk mengukur tegangan permukaan tidak bias untuk mengukur tegangan antar muka

Persamaan

퐹푢푝 = 훾(2휋푟) cos휃

퐹푑표푤푛 = 휌푔(ℎ휋푟 )

퐹푢푝 = 퐹푑표푤푛 훾 = Keterangan

- 휌 = bobot jenis cairan gml - 푔 = 980 cms - 푟 = jari-jari pipa kapiler - ℎ = tinggi miniskus cairan untuk kapiler - 휃 = sudut kontak ( untuk air dan kebanyakan cairan sangat kecil yakni

mendekati 1 )

Untuk cairan dengan sudut kontak sangat kecil

훾 = atau ℎ =

Sedangkan untuk cairan yang tidak membasahi bejana seperti raksa θ = 140 sehingga cos θ = - 0766 ( berharga negatip) Akibatnya h memiliki harga negatip yang berarti cairan mengalami penurunan atau ditekan dalam kapiler

40

b Metode Cincin Du Nouy

Metode cincin du nouy merupakan metode yang paling baik digunakan karena lebih akurat dan cepat dalam pengukuran tegangan permukaan deterjen serum suspensi koloid dan lain- lain

Berdasarkan pengukuran gaya yang diperlukan untuk melepaskan cincin dari permukaan cairan Metode ini digunakan untuk mengukur tegangan antar muka cairan

Persamaan

훾 = 퐹

4휋푅 퐶

Keterangan - F = gaya yang diperlukan untuk melepaskan cincin dari

permukaan - R = jari-jari lingkar cincin - C = Faktor koreksi

Faktor Koreksi

(퐶 minus 푎) = 4푏휋 푥

1푅 푥

퐹4휋휌푅 + 푐

Keterangan

- a = 07250 (konstan) - b = 009075 m-1 s2 (konstan) - c = 004534 ndash 1695 rR (konstan) - r = jari-jari kawat yang digunakan untuk membuat cincin - R = jari-jari rata-rata lingkaran - 휌 = masa jenis cairan sempel

Ketika mengukur tegangan permuakaan cairan- cairan harus diperhatikan bahwa cairan yang ada dibawah benar- benar membasahi cincin (Bird 1987)

c Metode Lempengan Wilhelmi

Metode ini didasarkan pada gaya yang diperlukan untuk menarik pelat tipis dari permukaan cairan Pelat digantung pada salah satu lengan neraca dan dimasukkan kedalam cairan yang akan diselidiki Besarnya gaya tarik pada neraca yang digunakan untuk melepas pelat dari permukaan cairan dicatat

Persamaan

푃 = 푚푔 + 퐿훾 cos휃 minus 푠ℎ휌푔

41

Keterangan

- P = gaya yang dipergunakan untuk melepaskan lempengan dari permkaan cincin

- m = berat lempengan - 푔 = gaya gravitasi - 푠 = luas penampang lempengan - ℎ = kedalaman lempeng yang dicelupkan - 퐿 = keliling lempengan - 휌 = bobot jenis cairan

Dalam metode ini diandaikan sudut kontak θ = 00 dan pengaruh

dari ujung- ujung lempeng dapat diabaikan ( Yazid 2005 ) Pada metode ini digunakan lempengan mika tipis atau kaca slide

mikrosip yang digantung pada neraca Pengukuran dapat dilakukan dengan cara statistik ataupun dengan detasment yang secara akurat diberikan pada persamaan ideal

Jika pengukurannya dilakukan dengan metode detasmen prosedurnya hampir sama dengan metode cincin Du Nouy tetapi faktor koreksi hanya 01 ( Adamson 1990)

d Metode Tekanan Gelembung Maksimum Tegangan permukaan menyebabkan adanya perbedaan tekanan

pada kedua sisi permukaan cairan yang lengkung Tekanan pada sisi yang cembung Ketika pertama kali tekanan dikenakan jari- jari gelembung sangat besar Sementara gelembung itu mengembang jari- jarinya akan semakin kecil sampai nilai minimum

Pada keadaan ini jari- jari gelembung sama dengan jari- jari tabung gelas Bila tekanan terus dinaikkan jari- jari gelembung akan membesar kembali sampai akhirnya gelembung ini lepas dari tabung gelas dan naik ke permukaan cairan jelas bahwa tekanan maksimum diperoleh pada saat jari- jari minimum

Tekanan maksimum ini bukan hanya disebabkan perbedaan tekanan pada kedua sisi gelembung tetapi juga disebabkan oleh adanya tekanan hidrostatik ( yang bergantung pada ketinggian tabung gelas dalam cairan )

Persamaan

훾 = ∆휌푔푑푒 1퐻

Keterangan

o ∆휌 = perbedaan bobot jenis o 푑푒 = diameter maksimum tetesan

42

o = faktor koreksi yang ditentukan oleh rasio 푑푠 푑푒

Metode tekanan gelembung maksimum memiliki keakuratan di bawah 10 yang mana tidak tergantung pada jarak kontak dan hanya merupakan sebuah pengetahuan dasar dari densitas suatu cairan ( Jika menggunakan pipa ganda ) dan pengukurannya juga relatif cepat Rata- rata sebuah gelembung harganya sekitar 1 sek (Adamson 1990)

Pertemuan 7

Tanggal 14 Oktober 2014

TEGANGAN ANTAR MUKA

Tegangan permukaan merupakan gaya persatuan panjang yang

harus dikerjakan sejajar permukaan untuk mengimbangi gaya tarikan

kedalam pada cairan Hal tersebut terjadi karena pada permukaan gaya

adhesi (antara cairan dan udara) lebih kecil dari pada gaya kohesi antar

molekul cairan sehingga menyebabkan terjadinya gaya kedalam pada

permukaan cairan

Tegangan antar muka adalah gaya per satuan panjang yang terdapat

pada antar muka dua fase cairan yang tidak dapat tercampur Tegangan antar

muka selalu lebih kecil dari pada tegangan permukaan kerena gaya adhesi

antara dua cairan tidak bercampur lebih besar dari pada adhesi antara cairan

dan udara

Cairan-cairan (immisible)

L ƔL ƔL Tegangan permukaan L

ƔS Tegangan permukaan S

ƔSL ƔSL Tegangan antarmuka SL

S ƔS

43

Missible dua zat yang bercampurlarut dengan sempurna berapapun

konsentrasijumlahnya

Immisible dua zat (cairan dengan cairan) yang sama sekali tidak

dapat bercampurlarut

Pada dasarnya tegangan permukaan suatu zat cair

dipengaruhi oleh beberapa faktor diantaranya suhu dan zat terlarut

Dimana keberadaan zat terlarut dalamsuatu cairan akan

mempengaruhi besarnya tegangan permukaan terutama molekul zat

yang berada pada permukaan cairan berbentuk lapisan monomolekuler

yang disebut dengan molekul surfaktan Kemudian suhu juga sangat

mempengaruhi tegangan permukaan suatu cairan dimana ketika suhu

naik maka tegangan permukaan cairan akan turun

Suhu uarr = Tegangan permukaan darr ldquoberbanding terbalikrdquo

Fenomena Permukaan dan Fenomena Antar muka

Permukaan Fenomena

Cairan ndash Udara Tegangan Permukaan

Padat ndash Udara Adsorbsi

Antar Muka Fenomena

Cairan ndash Cairan

(immisible)

Tegangan Antar Muka

Padat ndash Cair Pembasah (Wetting)

Tegangan Antar Muka Cairan ndash Cairan (immisible)

1) Gaya persatuan panjang yang bekerja pada antar muka dua cairan

yang immisible

Satuan dynecm-1

44

2) Kerja yang diperlukan untuk memisahkan 2 permukaan cairan

immisible

Satuan ergcm-2

Manfaat fenomena antar muka dalam farmasi

1 Formulasi sediaan serbuk yang hidrofob

2 Menentukan jenis surfaktan untuk membuat emulsi

3 Meningkatkan stabilitas suspensi dan emulsi

4 Mengatasi sediaan obat yang berbusa

5 Adsorbsi obat pada saluran pencernaan

Soal

1 Hitung Ɣ fenol bila diketahui tinggi kenaikan permukaan fenol dalam

pipa kapiler (r = 007 cm) adalah 093 cm pada suhu 37˚C Bila

diketahui bobot jenis fenol 113 gcm-1 dan konstanta gravitasi = 9807

cm det-2

Diketahui

a) r = 007 cm

b) ρ = 113 gcm-1

c) g = 9807 cm det-2

d) h = 093 cm

Ditanya Ɣfenol

Jawab

Ɣfenol = frac12 (rρgh)

= frac12 (007 x 113 x 9807 x 093)

= 3607 dynecm-1

45

Gaya Kohesi dan Adhesi

Terdapat dua macam gaya tarik menarik antar partikel yaitu kohesi

dan adhesi Kohesi adalah gaya tarik menarik antara partikel yang sejenis

Kohesi dipengaruhi oleh kerapatan dan jarak antar partikel dalam zat gaya

kohesi mengakibatkan dua zat bila dicampurkan tidak akan saling

bercampur Contoh tidak bercampurnya air dengan minyak tidak

melekatnya air raksa pada dinding pipa kapiler dan air pada daun talas

Adhesi adalah gaya tarik menarik antara partikel-partikel yang

tidak sejenis Gaya adhesi akan mengakibatkan dua zat akan saling melekat

bila dicampurkan Contoh bercampurnya air dengan tehkopi melekatnya

air pada dinding pipa kapiler dan melekatnya tinta pada kertas

Adanya gaya tarik menarik antara partikel zat cair menyebabkan

adanya tegangan permukaan dimana permukaan zat cair cenderung

menegang dan seolah terdapat selaput atau lapisan yang tegang sehingga

dapat menahan benda Selain adanya peristiwa tegangan permukaan akibat

adanya gaya tarik menarik antara partikel juga menyebabkan terjadinya

peristiwa meniskus cembung dan meniskus cekung

Meniskus Cembung dan Meniskus Cekung

Meniskus adalah peristiwa mencekung atau mencembungnya

permukaan zat cair Berdasarkan bentuk permukaan zat cair meniskus

dibedakan menjadi dua yaitu meniskus cembung dan meniskus cekung

Meniskus cembung terjadi jika gaya kohesi lebih besar dari pada gaya

adhesi Sedangkan meniskus cekung terjadi jika adhesi lebih besar dari pada

kohesi

46

Jika Wc lt Wa

Sudut Cos Ɵ Kecil

Permukaan cairan dalam kapiler cekung dan naik

Jika Wc gt Wa

Sudut Cos Ɵ Besar

Permukaan cairan dalam kapiler turun dan berbentuk cembung

Ɣ Rasio imbangan antara gaya Kohesi dan Adhesi

Cairan-Cairan (immisible)

Mempengaruhi koefisien sebaran (S)

Jika kerja kohesi lebih besar dari kerja adhesi maka nilai

koefisien sebarannya kecilrendah

Contoh

Asam stearat jika dilarutkan dengan air maka koefisien sebarannya

rendah karena gugus nonpolar pada asam stearat lebih panjang dari

gugus polarnya (gugus polar jadi titak berpengaruh)

47

Jika kerja kohesi lebih rendah dari kerja adhesi maka nilai koefisien

sebarannya tinggi Spreading

Contoh

Propanol jika dilarutkan dengan air maka koefisien sebarannya tinggi

karena mempunyai gugus ndashOH yang dapat berikatan hidrogen dengan

air dan bersifat polar

Tegangan permukaan dipengaruhi oleh

Rasio

Polar

Nonpolar

Si = Wa ndash Wc

Wc = 2 Ɣx

Wa = (Ɣx + Ɣair - Ɣx-air)

Si Bila nilai Si positif maka sebaranspreading terjadi

Bila nilai Si 0 tetap ada peluang sebaran

Bila nilai Si negatif tidak terjadi sebaran

Soal

Diketahui Ɣbenzen = 289 dynecm-1 Ɣair = 728 dynecm-1 dan Ɣbenzen-air =

35 dynecm-1 Hitung nilai kerja kohesi benzen kerja adhesi benzen-air

dan koefisien penyebaran awal benzen

Diketahui

a) Ɣbenzen = 289 dynecm-1

b) Ɣair = 728 dynecm-1

c) Ɣbenzen-air = 35 dynecm-1

48

Ditanya

a) Wc

b) Wa

c) Si

Jawab

Wc = 2 Ɣbenzen

= 2 x 289

= 578 dynecm-1

Wa = (Ɣbenzen + Ɣair ndash Ɣbenzen-air)

= (289 + 728 ndash 35)

= 667 dynecm-1

Si = Wa ndash Wc

= 667 ndash 578

= 89 dynecm-1

Benzen dapat tersebar dalam air karena nilai Si positif (+)

49

DAFTAR PUSTAKA

1 Tayangan Dosen

2 UraianPenjelasan Dosen pada saat Perkuliaha

3 Text Book

- Yazid Estein dan Nursanti Lisda 2006 Penuntun Praktikum Biokimia

Yogyakarta ANDI

- Santoso Begot 2007 BIOLOGI Jakarta Interplus Ridho_Brilliantoro

Tugas_Enzimologi

- Eistein Yazid 2005 Kimia Fisika Untuk Paramedis Yogyakarta Penerbit

Andi

- Adamson A W (1990) Physical Chemistry of Surfaces 5 th Ed New

York Willey

- Hugh DYoung Roger A Freedman 2002 Fisika Universitas Ed10 Alih

bahasa Juliastuti Endangdkk Jakarta Erlangga

- Kamajaya(2007)Cerdas Belajar FisikaBandungGrafindo Media Pratama

- IndrajitDudi(2007)Mudah dan Aktif Belajar FisikaBandungPT Setia

Purna Inves

4 Internet

- httprepositoryusuacidbitstream123456789395874Chapter20IIpdf

- httpstaffuiacidsystemfilesusersjoshitadjajadisastramaterialkestabil

anobatkuliahs2pdf

- httpstaffunyacidsitesdefaultfilespendidikanPurwanti20Widhy2

0Hastuti20SPd20MPdLaju20Reaksi20(2)pdf

- fileCUsersElrio20PutraDownloadsChapter20820Kinetika20

Kimiapdf

- httpusupressusuacidfilesKinetika20Kimia20Reaksi20Element

er_Normal_bab201pdf

- httpffarmasiuadacidwp-contentuploads201301orde-reaksi-waktu-

paruhpdfhttpnissanisso-fkp11webunairacidartikel_detail-49831-

Umum-sifat20kerja20obathtml

- httpmipa-farmasiblogspotcom201202tegangan-permukaan-tegangan-

antar-mukahtmlm=1

50

Page 11: Farfis2 before mid.pdf

11

Persamaan laju reaksi untuk reaksi orde dua

adalah

Apabila suatu reaksi berorde dua terhadap suatu pereaksi berarti laju

reaksi itu berubah secara kuadrat terhadap perubahan konsentrasinya

Apabila konsentrasi zat A dinaikkan misalnya 2 kali maka laju reaksi akan

menjadi 22 atau 4 kali lebih besar

- Reaksi orde 0

Laju reaksi orde 0 tidak bergantung pada reaktan

푉 = 퐾

ndash = kCx dimana x=0 maka = k

ndash = k disusun menjadi ndashdC = kdt atau dC = -kdt

int 푑퐶 = -k

int 푑푡 int 푑퐶 = Ct ndash Co pers Regresi linear

Ct = Co ndash kt

Plotting Ct vs t

Ct = Co - kt

Y = A + Bx

12

- Reaksi orde 1

= kCx dimana X = 1 maka = kC

= kC disusun menjadi = kdt atau

int = -k int 푑푡 ln Ct = ln Co ndash kt

int = ln ln angka 퐶푡 퐶표

ln Ct ndash ln Co

kurva plot ln Ct vs t

- Reaksi orde 2

= kCx dimana X = 2 maka = kC2

= kC2 disusun menjadi = kdt atau = -kdt

int = - k int 푑푡

minus ndash minus = minus푘푡 atau = + 푘푡

Kurva

13

Penetapan orde reaksi dan konstanta laju reaksi (harus) melalui percobaan

- Metode

Metode laju reaksi awal kombinasi dengan metode isolasi pseudo

reaksi

Metode integrasi dan mencocokan persamaan laju reaksi dengan data

percobaan

Untuk reaksi dengan mekanisme sederhana (1 tahap)

Orde reaksi = koefisien stokiometri reaksi

Untuk reaksi dengan mekanisme kompleks ( beberapa tahap)

Orde reaksi mungkin sama atau tidak sama dengan koefisien stokiometri

reaksi

Contoh Tentukan orde reaksi dan konstanta laju reaksi berikut

2 H2(g) + 2 NO(g) N2(g) + 2 H2O(g)

V = k [H2]x [NO2] x= dan y=

Data percobaan

Exp P(H2)0 P(NO)0 V reaksi

1 533 kpa 200 kpa 0035 kpa det-1

2 533 kpa 400 kpa 0140 kpa det-1

3 196 kpa 533 kpa 0091 kpa det-1

4 392 kpa 533 kpa 0182 kpa det-1

Cermati data exp 1 vs 2

V~ [NO]y ie [NO] dibuat 2x v menjadi 4x maka y=2

Cermati data exp 3 vs 4

V ~ [H2]x ie[H2] dibuat 2x v menjadi 2x maka x=1

Jadi diperoleh x=1 dan y=2

V = k [H2] [NO2] 2 reaksi orde 2

14

Menetapkan nilai waktu paruh (T12) dan umur simpan (T90)

Reaksi reaksi orde ke nol dan ke satu

Ct = Co ndash kt

t =

t1 2 = =

t1 2 =

t90 =

t90 =

Reaksi orde satu

ln Ct = ln Co ndash kt

t =

t1 2 =

t1 2 = 0693k

t90 = (= ln

= ln

= ln 1111)

t90 =

t90 =

Note

Misal waktu paruh PCT sediaan 500 mg 1 tahun kemudian

kandungannya menjadi 250 mg (T12) untuk unsur-unsur radioaktif dan

isotop t90 = kimia atau zat kimia pada sediaan masih ada 90 (berkurang

90) paling penting dalam sediaan farmasi ditulis ED

15

Pertemuan 3

Tanggal 16 September 2014

MENETAPKAN NILAI WAKTU PARUH (tfrac12) DAN UMUR SIMPAN (t90)

UNTUK REAKSI-REAKSI ORDE 0 DAN 1

Waktu paruh (tfrac12) dari suatu obat adalah waktu yang dibutuhkan oleh

separuh konsentrasi obat untuk dieliminasi Metabolisme dan eliminasi

mempengaruhi waktu paruh obat Contohnya pada kelainan fungsi hati atau

ginjal waktu paruh obat menjadi lebih panjang dan lebih sedikit obat

dimetabolisme dan dieliminasi Jika suatu obat diberikan terus-menerus

maka dapat terjadi penumpukan obat

Suatu obat akan melalui beberapa kali waktu paruh sebelum lebih dari

90 obat itu dieliminasi Jika seorang klien mendapat 650mg aspirin dan

waktu paruhnya adalah 3jam maka dibutuhkan 3jam waktu paruh pertama

untuk mengeliminasi 325mg dan waktu paruh kedua 9 atau 6jam untuk

mengeliminasi 162mg berikutnya dan seterusnya sampai pada waktu paruh

keenam atau 18jam dimana tinggal 10mg aspirin terdapat dalam tubuh

waktu paruh selama 4-8jam dianggap singkat dan 24jam atau lebih

dianggap panjang Jika obat memiliki waktu paruh yang panjang (seperti

digoksin 36 jam) maka diperlukan beberapa hari agar tubuh dapat

mengeliminasi obat tersebut seluruhnya

Sedangkan umur simpan (t90) adalah jangka waktu penyimpanan pada

kondisi tertentu di mana produk obat masih memenuhi spesifikasi yang

ditetapkan oleh perusahaan pembuat obat

Reaksi Orde 0

퐶푡 = 퐶표 minus 푘푡

푡 =퐶표 minus 퐶푡

16

Nilai waktu paruh (tfrac12)

푡frac12 =

푡frac12 =05퐶표푘

Nilai umur simpan (t90)

푡 =

푡 = 01퐶표푘

Reaksi Orde 1

푙푛퐶푡 = 푙푛퐶표 minus 푘푡

푡 =푙푛퐶표 minus 푙푛퐶푡

Nilai waktu paruh (tfrac12)

푡frac12 =푙푛퐶푡 minus 푙푛05퐶표

푡frac12 =

푡frac12 =0693푘

Nilai umur simpan (t90)

푡 =푙푛퐶표 minus 푙푛09퐶표

푡 =

푡 =0105푘

17

Contoh soal

Sediaan Aspirin dalam larutan (pH 25) dengan konsentrasi awal

030g100ml memperlihatkan kinetika degradasi orde ke 1 dan konstanta laju

degradasinya pada suhu kamar 97times10-7det-1 Hitung

a tfrac12 dan t90 sediaan larutan Aspirin

b Hitung tfrac12 dan t90 Aspirin bila sediaan dibuat dalam bentuk suspensi dengan

dosis 10g100ml diketahui kelarutan Aspirin 033g100ml

Jawab a Diketahui pH larutan 25

Co=03g100ml

Korde 1= 97times10-7det-1

Ditanya tfrac12 dan t90

Dijawab 푡frac12 =

푡frac12 = times

푡frac12 = times

푡frac12 = 71443298detik (826hari)

푡 =

푡 = times

푡 = times

푡 = 10824742detik (125hari)

b Diketahui Suspensi dosis 10g100ml

Kelarutan Aspirin 033g100ml

Ditanya k tfrac12 dan t90

18

Dijawab korde0 = korde1 [Aspirin]

= 97times10-7 times 033

= 3201times10-7

tfrac12 =

tfrac12 = times times

tfrac12 = 156201187detik (1808hari)

푡 =

푡 = times times

푡 = 31240237detik (36hari)

Pertemuan 4

Tanggal 23 September 2014

FAKTOR YANG MEMPENGARUHI LAJU REAKSI

Laju reaksi atau kecepatan reaksi menyatakan banyaknya reaksi

kimia yang berlangsung per satuan waktu Laju reaksi menyataka molaritas

zat terlarut dalam reaksi yang dihasilkan tiap detik reaksi Perkaratan besi

merupakan contoh reaksi kimia yang berlangsung lambat sedangkan

peledakan mesiu atau kembang api adalah contoh reaksi yang cepat Reaksi

kimia untuk laju reaksi sebagai berikut

aA + bB pP + qQ

Dengan a b p dan q adalah koefisien reaksi dan A B P dan Q

adalah zat-zat yang terlibat dalam reaksi laju reaksi dalam suatu system

tertutup adalah

19

v = minus [ ] = minus [ ] = minus [ ] = minus [ ]

dengan [A] [B] [P] dan [Q] menyatakan konsentrasi zat-zat tersebut

Faktor-faktor yang mempengaruhi laju reaksi

Konsentrasi

Karena persamaan laju reaksi didefinisikan dalam bentuk konsentrasi

reaktan maka dengan naiknya konsentrasi maka naik pula kecepatan

reaksinya Artinya semakin tinggi konsentrasi maka semakin banyak molekul

reaktan yang tersedia dengan demikian kemungkinan bertumbukan akan

semakin banyak juga sehingga kecepatan reaksi meningkat Jadi semakin

tinggi konsentrasi semakin cepat pula laju reaksinya

Molaritas

Molaritas adalah banyaknya mol zat terlarut tiap satuan volume zat

pelarut Hubungannya dengan laju reaksi adalah semakin besar molaritas

suatu zat maka semakin cepat suatu reaksi berlangsung Dengan demikian

pada molaritas yang rendah suatu reaksi akan berlajan lebih lambat daripada

molaritas yang tinggi

Luas permukaan

Semakin besar luas permukaan bidang sentuh menyebkan laju reaksi

semakin cepat Begitu juga apabila semakin kecil luas permukaan bidang

sentuh maka semakin kecil tumbukan yang terjadi anatar partikel ehingga laju

reaksi pun semakin kecil

Suhu

Suhu juga turut berperan dalam mempengaruhi laju reaksi Apabila

suhu pada suatu reaksi yang berlangsung dinaikkan maka menyebabkan

partikel semakin bergerak aktif sehingga tumbukan yang terjadi semakin

sering menyebabkan laju reaksi semakin besar Sebaliknya apabila suhu

diturunkan maka partikel semakin tak aktif sehingga laju reaksi semakin

kecil

20

Katalisator

Katalis adalah suatu zat yang mempercepat laju reaksi kimia pada suhu

tertentu tanpa mengalami perubahan oleh reaksi itu sendiri Suatu katalis

berperan dalam reaksi tetapi bukan sebagai pereaksi ataupun produk Katalis

memungkinkan reaksi berlansung lebih cepat atau memungkinkan reaksi pada

suhu yang lebih rendah akibat perubahan yang dipicunya terhadap pereaksi

Katalis menyediakan suatu jalur pilihan dengan energi aktivasi yang lebih

rendah Katalis mengurangi energi yang dibutuhkan untuk berlangsungnya

reaksi

Katalis dapat dibedakan ke dalam dua golongan utama yaitu katalis

homogeny dan katalis heterogen Katalis heterogen adalah katalis yang ada

dalam fase yang berbeda dengan pereaksi dengan reaksi yang dikatalisisnya

Sedangkan katalis homogen berada dalam fase yang sama Katalis homogeny

umumnya bereaksi dengan satu atau lebih pereaksi untuk membentuk suatu

perantara kimia yang selanjutnya bereaksi membentuk produk akhir reaksi

dalam suatu proses yang memulihkan katalisnya

Pengaruh suhu terhadap laju reaksi

Persamaan Arrhenius ( 1889 ) Persamaan empiris pengaruh suhu

terhadap konstanta laju reaksi Rumus

Dimana

K = Konstanta rata-rata

A = konstanta Arrhenius

Ea = Energi aktivasi

R = konstanta gas

T = temperaur )Catatan Bilangan pokok ion disebut juga e = 10

K = A e ndash

21

Persamaan Regresi

K = A e ndash

ln K = ln A + ( ln e ndashEaRT )

ln K = ln A + ( )

ln K = ln A ndash

y = A + BX

)Catatan

Intersept = ln A

Slope =

Didapatkan Ea dari regresi linear

Slope =

Ln K

1T

Persamaan Arrhenius untuk dua suhu ( bila salah satu suhu diketahui )

Ln = ( - ) atau ln K ( T2 ) = ln (T1 ) + ( minus)

Kurva persamaan Arrhenius untuk dua suhu

22

Contoh soal

1 Hasil percobaan dekomposisi suatu sediaan 5-hidroksimetilfurfural

memperlihatkan kinetika obat order ke satu dengan data konstanta

laju dekomposisinya seperti berikut ini yaitu pada suhu

120 o C = 3258 x 10-4 det-1

130oC = 838 x 10-4 det-1

140oC = 1350 x10-4 det-1

Hitunglah

a Ea

b K (25)

c T ( 90 25 )

Jawab

Diketahui R = 8314 JK-1mol-1

a 1ln k ( T2 ) = ln k ( T1 ) - ( minus )

ln 838x10-4 = ln 3258x10-4 ndash

( minus )

= minus

(000254minus 000248)

= minus

(000006)

17998 = minus

x 610-5

minus퐸푎 =

minus퐸푎 = 249 x 105 gmol

= 249 KJmol

b Didapat persamaan dari Excel

y = - 11850 x + 22148

23

ln k = - 11850 ( ) + 22148

ln k = - 39765 + 22148

ln k = - 17617

k = 22 x 10-8

c t90 =

=

= 2102102 detik ~ 24 hari

Bila dihitung dengan kalkulator maka

t90 =

=

= 4772727 detik ~ 55 hari

2 konstanta laju dekomposisi sulfacetamid dalam sediaan larutan ( pH =

74 ) pada suhu 80oC = 325 x 10-7det-1 dengan Ea = 9581 KJmol-1

Diketahui R = 8314 JK-1 mol-1 Hitung K dan t90 sediaan sulfacetamid

tsb pada suhu 250C

Jawab

ln K2 = ln K1 - minus

= ln 325x10-7 -

( minus )

= - 1493 1152 (283푥10 minus 335푥10 )

= - 1493 + 1152(minus052푥10 )

= - 1493 - 59904푥10

= - 1493 - 0006177

ln K 2 = - 14936977

K = 326푥10 푑푒푡

24

t90 =

=

= 322푥10 푑푒푡 푎푡푎푢103푡푎ℎ푢푛

Pertemuan 5

Tanggal 30 September 2014

REAKSI ENZIMATIS

Sel-sel tubuh makhluk hidup didalamnya melakukan proses

metabolism Proses metabolisme yang terjadi dalam sel-sel tubuh dapat

digolongkan menjadi dua yaitu katabolisme dan anabolisme Katabolisme

merupakan reaksi penguraian senyawa kompleks menjadi senyawa

sederhana dengan tujuan mendapatkan energi siap pakai dalam bentuk

Adenosine Triphosphate (ATP) Reaksi anabolisme merupakan reaksi

pembentukan senyawa organik dari senyawa anorganik Pada reaksi

anabolisme dibutuhkan ATP sebagai sumber energinya Adapun reaksi

katabolisme atau reaksi anabolisme yang terjadi didalam tubuh keduanya

membutuhkan enzim sebagai biokatalisator

Setiap reaksi penguraian (katabolisme) merupakan reaksi eksoterm

sedangkan setiap reaksi pembentukan (anabolisme) merupakan reaksi

endoterm Dalam tubuh sel-sel memerlukan energi aktivasi Makhluk hidup

mengganti energy aktivasi dengan suatu struktur protein yang dikenal

dengan sebutan enzim

25

Ea reaksi dengan enzim lt Ea reaksi tanpa enzim

(Ea reaksi dengan ezim berlangsung lebih cepat)

RUMUS

minusdsdt =

dPdt = Velocity =

Vmax SKm + S

E + S harr ES + P + E

V = K2 [E]0 [S]0

[S]0 + Km

Keterangan

Km Konstanta

Michaelis

K2 Daya enzim mentansformasi suatu substrat membentuk

produk

(Jumlah molekul yang dikonversikan menjadi produk dalam

suatu waktu permolekul enzim)

Bila [S]0 berlebihan laju reaksi maksimal

Maka K2 [E]0 = Vmax

V = Vmax [S]0

[S]0 + Km

(Persamaan Lineweaver-Burk)

Keterangan V = kecepatan reaksi (laju reaksi) Km = konstanta Michaelis-Menten Vmax = kecepatan reaksi maksimal [S] = konsentrasi substrat

26

Faktor ndash faktor yang mempengaruhi

kerja enzim

Dalam aktivitasnya enzim sangat

dipengaruhi oleh factor lingkungan seperti

suhu pH konsentasi enzim konsentrasi

substrat dan inhibitor

a Suhu

Suhu merupakan factor ligkungan yang penting bagi kerja enzim sampai

pada titik tertentu kecepatan reaksi akan meningkat seiring dengan

meningkatnya suhu Pada akhirnya kecepatan reaksi akan menurun drastis

pada suhu tersebut melewati suhu optimumnya Pada suhu yang lebih tinggi

(ekstrim) protein penyusun enzim akan mengalami denaturasi Enzim pada

mamalia (manusia) bekerja pada suhu 37degC Bakteri yang hidup di sumber air

panas mempunyai enzim dengan suhu optimal 70degC

b pH

Enzim bekerja pada pH tertentu umumnya enzim mmembutuhkan pH

optimum netral (pH=7) Enzim yang berada dalam lambung memiliki pH

optimum asam (pH=2) Peningkatan atau penurunan pH yang ekstrim akan

menyebabkan enzim mengalami denaturasi

c Konsentasi enzim

Pada konsentrasi substrat tertentu konsentrasi enzim akan meningkatkan

kecepatan reaksi enzimatis Dengan kata lain kecepatan reaksi enzimatis (V)

berbanding lurus dengan konsentrasi enzim (E) sampai batas tertentu

sehingga reaksi mengalami kesetimbangan Pada saat setimbang peningkatan

konsentrasi enzim sudah tidak berpengaruh

1푣 푣푠

1[푆]0

27

d Konsentrasi substrat

Pada konsentrasi enzim yang tetap peningkatan konsentrasi substrat akan

menaikkan kecepatan reaksi enzimatis

sampai mencapai kecepatan maksimum

yang tetap Pada titik maksimum semua

enzim telah jenuh dengan substrat

sehingga penambahan substrat sudah tidak

akan meningkatkan kecepatan reaksi

enzimatis

Transformasi Lineweaver-Burk

1V = KmVmax 1S + 1Vmax

y = m x = t

1V

y ndash intercept = 1Vmax

x ndash intercept = -1Km1 [S]

e Inhibisi enzim

1 Inhibisi Kompetitif

Penghambatan aktivitas enzim melalui mekanisme inhibisi

kompetitif terjadi ketika substrat (S) dan inhibitor (I) bersaing untuk dapat

mengikat sisi aktif enzim Hal ini disebabkan karena bentuk inhibitor

menyerupai substrat Kompleks EI yang terbentuk tidak dapat menjalani

28

langkah katalitik dan tidak dapat membentuk produk Akibatnya terjadi

penurunan jumlah produk yang terbentuk

Berikut adalah pendekatan keadaan tunak dalam penentuan hukum

laju inhibisi kompetitif enzim

K1 = [E][I] helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (1)

[EI]

[E][S] = k-1 + k2 = KM (2)

[ES] k1

[Etot] = [E] + [ES] +[EI]helliphelliphellip (3)

[Etot] = [E] + [ES] + [E][I]

K1

[Etot] = [E] 1 + [I] + [ES]

K1

maka

[퐸] = [ ] [ ]

helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (4)

Berdasarkan teori Michaelis-Mentein kecepatan awal ditentukan oleh

kecepatan penguraian [ES] yang ketetapan kecepatan reaksinya adalah k2

sehingga

V =k2 [ES] helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip(8)

substitusi persamaan (7) ke dalam persamaan (8)

V = k2 [Etot] [S]

[S] + KrsquoM (9)

29

Vmax didefinisikan sebagai kecepatan pada saat semua E yang tersedia

terdapat sebagai ES

Vmax = k2 [Etot] helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip(10)

Sehingga diperoleh

V = kcat [Etot] [S] helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (11)

KM 1 + [I] + [S]

K1

Transformasi persamaan Michaelis-Mesntein (persamaan Lineweaver-

Burk) yaitu dari persamaan (11)

V = Vmax [S]

[S] + KrsquoM

Maka

1 = [S] + KMrsquo

V Vmax [S]

1 = KMrsquo + [S]

V Vmax [S] Vmax [S]

1 = KMrsquo 1 + [S]

V Vmax [S] Vmax

2 Inhibisi Uncompetitive

Inhibisi uncompetitive enzim terjadi apabila inhibitor (I) mengikat

salah satu sisi dari kompleks enzim dan substrat (ES) Kompleks ESI yang

terbentuk tidak dapat membentuk produk (P)

Berikut adalah pendekatan keadaan tunak dalam penentuan hukum

laju inhibisi kompetitif enzim

30

KI = [ES] [I] helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (1)

ESI

[E] [S] = k-1 + k2 = KM helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (2)

[ES] k1

[Etot] = [E] + [S] + [ES] helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (3)

Berdasarkan teori Michaelis-Mentein kecepatan awal ditentukan oleh

kecepatan penguraian [ES] yang tetapan kecepatan reaksinya adalah k2

sehingga

V = k2 [ES] helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (7)

Substitusi persamaan (6) ke persamaan (7)

V = k2 [Etot] [S]

[S] 1 + [I] KM helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (8)

KI

Vmax didefinisikan sebagai kecepatan pada saat semua E yang

tersedia terdapat sebagai ES

Vmax = k2 [Etot] helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (9)

Substitusi persamaan (9) ke persamaan (8)

V = Vmax [S]

[S] 1 + [I] + KM

KI

3 Inhibisi Non Kompetitif

Penghambatan non kompetitif terjadi apabila inhibitor (I) mengikat

sisi aktif pada enzim (E) maupun pada kompleks enzim dan subtrat (ES)

EI + S ESI

31

Berikut adalah pendekatan keadaan tunak dalam penentuan

hukum laju inhibisi kompetitif enzim

KI = [E] [I] = [ES] [I]

[EI] [ES] helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (1)

[E] [S] = k-1 + k2 = KM

[ES] k1 helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (2)

[Etot] = [E] + [ES] + [EI] + [ESI]helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (3)

Vmax didefinisikan sebagai kecepatan pada saat semua E yang

tersedia terdapat sebagai ES

Vmax = k2 [Etot] helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (4)

Parameter kinetika dalam mekanisme inhibisi enzim (kompetitif

uncompetitive non kompetitif) antara lain Vmax KM dan kcat

1 Vmax adalah laju reaksi maksimum yang dikatalisis enzim

2 KM menyatakan konsentrasi substrat yang diperlukan agar reaksi

katalisis efektif

kcat adalah tetapan laju pada tahap penentu laju yang menyatakan

jumlah substrat yang dapat diubah per detik

Contoh reaksi berikut

Fumarase

Furmarate + H2O mdashmdashmdashrarr L-Malate

1 Hitung laju perubahan fumarate menjadi L-Malate bila diketahui

Konsentrasi fumarate = 124 x 10-4 molL

Konsentrasi enzim fumarase = 105 x 10-6 molL

Konstata Michaelis = 185 x 10-6 molL

Dan bilangan turnover enzim fumarase = 175 x 103 det-1

32

Diketahui [S]0 = 124 x 10-4 molL

[E]0 = 105 x 10-6 molL

Km = 185 x 10-6 molL

K2 = 175 x 103 det-1

Ditanya V hellip

Jawab

V = Vmax [S]0

[S]0 + Km

V = K2 [E]0 [S]0

[S]0 + Km

V = [175 x 103 det-1] [105 x 10-6 molL] [124 x 10-4 molL]

[124 x 10-4 molL] + [185 x 10-6 molL]

V = 22785 X 10-7 molLdet

12585 x 10-4

V = 181 X 10-3 molLdet

2 Laju awal dekomposisi H2O2 yang dikatalisis dengan enzim

katalase adalah 138 x 10-2 267 x 10-2 an 60 x 10-2 Mdet

berturut-turut untuk konsentrasi awal H2O2 = 001 002 005 M

Konsentrasi enzim katalase = 40 x 10-8 M

Hitung Vmax konstanta Michaelis

Dan bilangan turnover enzim

Diketahui V1 = 138 X 10-2

V2 = 267 x 10-2

33

V3 = 60 X 10-2

[H2O2] = 001 002 005 M

[Ekatalase] = 40 x 10-2 M

Ditanya Vmax Km dan K2 hellip

Jawab

X (1[H2O2] Y (1V)

100 7246

50 3745

20 1667

y = 0697x + 25691

Intercept = 26591

Slope = 06977

R2 = 09999 rarr R2 = 1

a 1 = 25691 (intercept)

Vmax

Vmax = 1

25691

= 0389 molLdet

b Km = 06977 (slope)

Vmax

Km = 06977

0389

Km = 0272 molL

34

c Vmax = k2 [E]0

0389 = k2 40 x 10-8 M

k2 = 0389

40 x 10-8

= 0097 x 108

3 Laju pertumbuhan bakteri Lactobacillus acidephilus (dalam suatu

media) selama fase pertumbuhan exponensial menunjukan 924 x

10-3menit Hitung waktu generasi (tg) bakteri tersebut tg waktu

yang diperlukan mikroorganisme untuk melipat gandakan

populasinya yakni menjadi

Jawab

ln = Nt = λt ln = 2N0 = λtg

N0 N0

tg = ln2 tg = 0693

λ 924 x 10-3

tg = 0075 x 103

tg = 75 menit

35

Pertemuan 6

Tanggal 7 Oktober 2014

TEGANGAN PERMUKAAN

Molekul di permukaan mengalami gaya

resultan ke arah dalam media Molekul di

dalam media tidak mengalami gaya resultan

Molekul-molekul cairan memberikan

gaya tarik satu dengan lainnya terdapat gaya

total yang besarnya nol pada molekul di dalam volume cairan tetapi molekul

permukaan ditarik ke dalam volume Sehingga cairan cenderung memperkecil

luas permukaannya hanya dengan meregang lapisan (Fisika Universitas Jl 110

hal 431)

Tegangan permukaan (ᵞ)

- Molekul di bagian dalam media yang bergeak ke permukaan

media membutuhkan kerja untuk mengalami gaya tarik menarik

ke bawah

- Makin banyak jumlah molekul di permukaan media suatu

cairan makin luas permukaan media tersebut

36

- Tetapi dengan adanya gaya resultan ke arah dalam yang dialami

oleh molekul-molekul dipermukaan maka sifat cairan

cenderung untuk meminimumkan luas permukaan

Fenomena alam yang berkaitan dengan sifat kecenderuungan cairan

menimbulkan permukaanya antara lain

- Embun air di atas air

- Air dihinggapi nyamuk

Permukaan zat cair mempunyai sifat ingin meregang sehingga

permukaannya seolah- olah ditutupi oleh suatu lapisan yang elastis Hal ini

disebabkan adanya gaya tarik menarik antara partikel sejenis di dalam zat

cair sampai ke permukaan

Di dalam cairan tiap molekul ditarik oleh molekul lain yang sejenis di

dekatnya dengan gaya yang sama kesegala arah Pada permukaan cairan

tiap molekul ditarik oleh molekul sejenis didekatnya dengan arah hanya

kesamping dan kebawah tetapi tidak ditarik oleh molekul diatasnya karena

diatas permukaan cairan berupa fase uap ( udara ) dengan jarak antara

molekul sangat renggang

Adanya gaya atau tarikan ke bawah menyebabkan permukaan cairan

berkontraksi dan berada dalam keadaan tegang Tegangan ini disebut

dengan tegangan permukaan

Besarnya tegangan permukaan cairan bergantung pada gaya tarik

antara molekul- molekulnya Ketika gaya tarik besar seperti dengan H2O

tegangan permukaan besar Sebaliknya cairan seperti bensin yang tersusun

atas molekul- molekul non polar mempunyai tegangan permukaan yang

kecil karena tarikan antarmolekul lebih lemah

Zat yang tegangan permukaannya rendah sangat mudah membasahi

permukaan bagaimanapun keadaan permukaannya Pelarut hidrokarbon

misalnya nafta atau bensin menyebar pada kaca maupun permukaan

berminyak dengan mudahnya sebab tarikan sesama molekul hidrokarbon

sangat lemah Hampir tidak ada usaha untuk memperluas permukaan cairan

akibatnya mereka mudah menyebar pada permukaan apapun (Brady 1994)

37

Tegangan permukaan (ᵞ)

Banyaknya kerja yang diperlukan untuk memperluas

permukaan suatu cairan Satuannya dalam SI adalah newton per meter

(NM) tetapi satuan cgs dyene per centimeter lebih sering digunakan

1 dynecm = 10-3 Nm = 1 mNm

(Fisika Universitas Jl 110 hal 432)

Tegangan permukaan

- Antara cairan dengan gas atau udara tegangan permukaan

- Antara cairan dengan cairan tegangan antar muka

Contoh nilai ᵞ beberapa cairan pada 20degC

Cairan Cairan-udara (dynecm) Cairan-air (dynecm)

Hg 485 375

H2O 7275 -

C6H6 2888 350

CCl4 2680 451

Aceton 2394 -

Etanol 2249 -

Isopropanol 2192 -

Sukrosa (aquos ) 7645 -

Faktor- Faktor Yang Mempengaruhi Tegangan Permukaan

a Jenis cairan

Pada umumnya cairan yang memiliki gaya tarik antara molekulnya

besar seperti air maka tegangan permukaannya juga besar Sebaliknya pada

cairan seperti bensin karena gaya tarik antara molekulnya kecil maka

tegangan permukaannya juga kecil

38

b Suhu

Tegangan permukaan cairan turun bila suhu naik karena dengan

bertambahnya suhu molekul- molekul cairan bergerak lebih cepat dan

pengaruh interaksi antara molekul berkurang sehingga tegangan

permukaannya menurun

c Adanya zat terlarut

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 detergen dan alkohol

adalah efektif dalam menurunkan tegangan permukaan ( Yazid 2005)

Metode pengukuran tegangan permukaan

- Metode kapiler

- Metode cincin Du Nouy

- Metode Lempengan Wilhelmi

- Metode Tekanan Gelembung maksimum

- Dll

a Metode Kapiler

- Yang digunakan yang luas permukaannya naik

- Permukaan air dalam pipa kapiler terus naik hingga tercapai

keseimbangan dengan gaya gravitasi

Metode ini didasarkan pada kenyataan bahwa bila sebatang pipa

kapiler dimasukan kedalam cairan maka permukaan cairan dalam pipa

kapiler dapat mengalami kenaikan atau penurunan Apabila cairan

membasahi bejana ( θ lt 90 ) maka permukaan cairan akan naik

Sedangkan bila cairan tidak membasahi bejana ( θ gt 90 ) permukaan

cairan akan turun Peristiwa naik turunnya permukaan cairan dalam

kapiler ini disebut dengan kapilaritas

39

Kenaikan atau penurunan cairan dalam kapiler disebabkan oleh

adanya tegangan permukaan yang bekerja pada permukaan cairan yang

menyentuh dinding sepanjang keliling pipa Akibat tegangan permukaan ini

pipa akan memberikan gaya reaksi pada permukaan cairan yang besarnya

sama tapi arahnya berlawanan ( Yazid 2005 )

Catatan

- Jika permukaan atas larutan cembung sudut kontak besar - Jika permukaan atas larutan cekung sudut kontak kecil

Tegangan permukaan diukur dengan melihat ketinggian air cairan yang naik melalui suatu kapiler Metode kenaikan kapiler hanya dapat digunakan untuk mengukur tegangan permukaan tidak bisa untuk mengukur tegangan permukaan tidak bias untuk mengukur tegangan antar muka

Persamaan

퐹푢푝 = 훾(2휋푟) cos휃

퐹푑표푤푛 = 휌푔(ℎ휋푟 )

퐹푢푝 = 퐹푑표푤푛 훾 = Keterangan

- 휌 = bobot jenis cairan gml - 푔 = 980 cms - 푟 = jari-jari pipa kapiler - ℎ = tinggi miniskus cairan untuk kapiler - 휃 = sudut kontak ( untuk air dan kebanyakan cairan sangat kecil yakni

mendekati 1 )

Untuk cairan dengan sudut kontak sangat kecil

훾 = atau ℎ =

Sedangkan untuk cairan yang tidak membasahi bejana seperti raksa θ = 140 sehingga cos θ = - 0766 ( berharga negatip) Akibatnya h memiliki harga negatip yang berarti cairan mengalami penurunan atau ditekan dalam kapiler

40

b Metode Cincin Du Nouy

Metode cincin du nouy merupakan metode yang paling baik digunakan karena lebih akurat dan cepat dalam pengukuran tegangan permukaan deterjen serum suspensi koloid dan lain- lain

Berdasarkan pengukuran gaya yang diperlukan untuk melepaskan cincin dari permukaan cairan Metode ini digunakan untuk mengukur tegangan antar muka cairan

Persamaan

훾 = 퐹

4휋푅 퐶

Keterangan - F = gaya yang diperlukan untuk melepaskan cincin dari

permukaan - R = jari-jari lingkar cincin - C = Faktor koreksi

Faktor Koreksi

(퐶 minus 푎) = 4푏휋 푥

1푅 푥

퐹4휋휌푅 + 푐

Keterangan

- a = 07250 (konstan) - b = 009075 m-1 s2 (konstan) - c = 004534 ndash 1695 rR (konstan) - r = jari-jari kawat yang digunakan untuk membuat cincin - R = jari-jari rata-rata lingkaran - 휌 = masa jenis cairan sempel

Ketika mengukur tegangan permuakaan cairan- cairan harus diperhatikan bahwa cairan yang ada dibawah benar- benar membasahi cincin (Bird 1987)

c Metode Lempengan Wilhelmi

Metode ini didasarkan pada gaya yang diperlukan untuk menarik pelat tipis dari permukaan cairan Pelat digantung pada salah satu lengan neraca dan dimasukkan kedalam cairan yang akan diselidiki Besarnya gaya tarik pada neraca yang digunakan untuk melepas pelat dari permukaan cairan dicatat

Persamaan

푃 = 푚푔 + 퐿훾 cos휃 minus 푠ℎ휌푔

41

Keterangan

- P = gaya yang dipergunakan untuk melepaskan lempengan dari permkaan cincin

- m = berat lempengan - 푔 = gaya gravitasi - 푠 = luas penampang lempengan - ℎ = kedalaman lempeng yang dicelupkan - 퐿 = keliling lempengan - 휌 = bobot jenis cairan

Dalam metode ini diandaikan sudut kontak θ = 00 dan pengaruh

dari ujung- ujung lempeng dapat diabaikan ( Yazid 2005 ) Pada metode ini digunakan lempengan mika tipis atau kaca slide

mikrosip yang digantung pada neraca Pengukuran dapat dilakukan dengan cara statistik ataupun dengan detasment yang secara akurat diberikan pada persamaan ideal

Jika pengukurannya dilakukan dengan metode detasmen prosedurnya hampir sama dengan metode cincin Du Nouy tetapi faktor koreksi hanya 01 ( Adamson 1990)

d Metode Tekanan Gelembung Maksimum Tegangan permukaan menyebabkan adanya perbedaan tekanan

pada kedua sisi permukaan cairan yang lengkung Tekanan pada sisi yang cembung Ketika pertama kali tekanan dikenakan jari- jari gelembung sangat besar Sementara gelembung itu mengembang jari- jarinya akan semakin kecil sampai nilai minimum

Pada keadaan ini jari- jari gelembung sama dengan jari- jari tabung gelas Bila tekanan terus dinaikkan jari- jari gelembung akan membesar kembali sampai akhirnya gelembung ini lepas dari tabung gelas dan naik ke permukaan cairan jelas bahwa tekanan maksimum diperoleh pada saat jari- jari minimum

Tekanan maksimum ini bukan hanya disebabkan perbedaan tekanan pada kedua sisi gelembung tetapi juga disebabkan oleh adanya tekanan hidrostatik ( yang bergantung pada ketinggian tabung gelas dalam cairan )

Persamaan

훾 = ∆휌푔푑푒 1퐻

Keterangan

o ∆휌 = perbedaan bobot jenis o 푑푒 = diameter maksimum tetesan

42

o = faktor koreksi yang ditentukan oleh rasio 푑푠 푑푒

Metode tekanan gelembung maksimum memiliki keakuratan di bawah 10 yang mana tidak tergantung pada jarak kontak dan hanya merupakan sebuah pengetahuan dasar dari densitas suatu cairan ( Jika menggunakan pipa ganda ) dan pengukurannya juga relatif cepat Rata- rata sebuah gelembung harganya sekitar 1 sek (Adamson 1990)

Pertemuan 7

Tanggal 14 Oktober 2014

TEGANGAN ANTAR MUKA

Tegangan permukaan merupakan gaya persatuan panjang yang

harus dikerjakan sejajar permukaan untuk mengimbangi gaya tarikan

kedalam pada cairan Hal tersebut terjadi karena pada permukaan gaya

adhesi (antara cairan dan udara) lebih kecil dari pada gaya kohesi antar

molekul cairan sehingga menyebabkan terjadinya gaya kedalam pada

permukaan cairan

Tegangan antar muka adalah gaya per satuan panjang yang terdapat

pada antar muka dua fase cairan yang tidak dapat tercampur Tegangan antar

muka selalu lebih kecil dari pada tegangan permukaan kerena gaya adhesi

antara dua cairan tidak bercampur lebih besar dari pada adhesi antara cairan

dan udara

Cairan-cairan (immisible)

L ƔL ƔL Tegangan permukaan L

ƔS Tegangan permukaan S

ƔSL ƔSL Tegangan antarmuka SL

S ƔS

43

Missible dua zat yang bercampurlarut dengan sempurna berapapun

konsentrasijumlahnya

Immisible dua zat (cairan dengan cairan) yang sama sekali tidak

dapat bercampurlarut

Pada dasarnya tegangan permukaan suatu zat cair

dipengaruhi oleh beberapa faktor diantaranya suhu dan zat terlarut

Dimana keberadaan zat terlarut dalamsuatu cairan akan

mempengaruhi besarnya tegangan permukaan terutama molekul zat

yang berada pada permukaan cairan berbentuk lapisan monomolekuler

yang disebut dengan molekul surfaktan Kemudian suhu juga sangat

mempengaruhi tegangan permukaan suatu cairan dimana ketika suhu

naik maka tegangan permukaan cairan akan turun

Suhu uarr = Tegangan permukaan darr ldquoberbanding terbalikrdquo

Fenomena Permukaan dan Fenomena Antar muka

Permukaan Fenomena

Cairan ndash Udara Tegangan Permukaan

Padat ndash Udara Adsorbsi

Antar Muka Fenomena

Cairan ndash Cairan

(immisible)

Tegangan Antar Muka

Padat ndash Cair Pembasah (Wetting)

Tegangan Antar Muka Cairan ndash Cairan (immisible)

1) Gaya persatuan panjang yang bekerja pada antar muka dua cairan

yang immisible

Satuan dynecm-1

44

2) Kerja yang diperlukan untuk memisahkan 2 permukaan cairan

immisible

Satuan ergcm-2

Manfaat fenomena antar muka dalam farmasi

1 Formulasi sediaan serbuk yang hidrofob

2 Menentukan jenis surfaktan untuk membuat emulsi

3 Meningkatkan stabilitas suspensi dan emulsi

4 Mengatasi sediaan obat yang berbusa

5 Adsorbsi obat pada saluran pencernaan

Soal

1 Hitung Ɣ fenol bila diketahui tinggi kenaikan permukaan fenol dalam

pipa kapiler (r = 007 cm) adalah 093 cm pada suhu 37˚C Bila

diketahui bobot jenis fenol 113 gcm-1 dan konstanta gravitasi = 9807

cm det-2

Diketahui

a) r = 007 cm

b) ρ = 113 gcm-1

c) g = 9807 cm det-2

d) h = 093 cm

Ditanya Ɣfenol

Jawab

Ɣfenol = frac12 (rρgh)

= frac12 (007 x 113 x 9807 x 093)

= 3607 dynecm-1

45

Gaya Kohesi dan Adhesi

Terdapat dua macam gaya tarik menarik antar partikel yaitu kohesi

dan adhesi Kohesi adalah gaya tarik menarik antara partikel yang sejenis

Kohesi dipengaruhi oleh kerapatan dan jarak antar partikel dalam zat gaya

kohesi mengakibatkan dua zat bila dicampurkan tidak akan saling

bercampur Contoh tidak bercampurnya air dengan minyak tidak

melekatnya air raksa pada dinding pipa kapiler dan air pada daun talas

Adhesi adalah gaya tarik menarik antara partikel-partikel yang

tidak sejenis Gaya adhesi akan mengakibatkan dua zat akan saling melekat

bila dicampurkan Contoh bercampurnya air dengan tehkopi melekatnya

air pada dinding pipa kapiler dan melekatnya tinta pada kertas

Adanya gaya tarik menarik antara partikel zat cair menyebabkan

adanya tegangan permukaan dimana permukaan zat cair cenderung

menegang dan seolah terdapat selaput atau lapisan yang tegang sehingga

dapat menahan benda Selain adanya peristiwa tegangan permukaan akibat

adanya gaya tarik menarik antara partikel juga menyebabkan terjadinya

peristiwa meniskus cembung dan meniskus cekung

Meniskus Cembung dan Meniskus Cekung

Meniskus adalah peristiwa mencekung atau mencembungnya

permukaan zat cair Berdasarkan bentuk permukaan zat cair meniskus

dibedakan menjadi dua yaitu meniskus cembung dan meniskus cekung

Meniskus cembung terjadi jika gaya kohesi lebih besar dari pada gaya

adhesi Sedangkan meniskus cekung terjadi jika adhesi lebih besar dari pada

kohesi

46

Jika Wc lt Wa

Sudut Cos Ɵ Kecil

Permukaan cairan dalam kapiler cekung dan naik

Jika Wc gt Wa

Sudut Cos Ɵ Besar

Permukaan cairan dalam kapiler turun dan berbentuk cembung

Ɣ Rasio imbangan antara gaya Kohesi dan Adhesi

Cairan-Cairan (immisible)

Mempengaruhi koefisien sebaran (S)

Jika kerja kohesi lebih besar dari kerja adhesi maka nilai

koefisien sebarannya kecilrendah

Contoh

Asam stearat jika dilarutkan dengan air maka koefisien sebarannya

rendah karena gugus nonpolar pada asam stearat lebih panjang dari

gugus polarnya (gugus polar jadi titak berpengaruh)

47

Jika kerja kohesi lebih rendah dari kerja adhesi maka nilai koefisien

sebarannya tinggi Spreading

Contoh

Propanol jika dilarutkan dengan air maka koefisien sebarannya tinggi

karena mempunyai gugus ndashOH yang dapat berikatan hidrogen dengan

air dan bersifat polar

Tegangan permukaan dipengaruhi oleh

Rasio

Polar

Nonpolar

Si = Wa ndash Wc

Wc = 2 Ɣx

Wa = (Ɣx + Ɣair - Ɣx-air)

Si Bila nilai Si positif maka sebaranspreading terjadi

Bila nilai Si 0 tetap ada peluang sebaran

Bila nilai Si negatif tidak terjadi sebaran

Soal

Diketahui Ɣbenzen = 289 dynecm-1 Ɣair = 728 dynecm-1 dan Ɣbenzen-air =

35 dynecm-1 Hitung nilai kerja kohesi benzen kerja adhesi benzen-air

dan koefisien penyebaran awal benzen

Diketahui

a) Ɣbenzen = 289 dynecm-1

b) Ɣair = 728 dynecm-1

c) Ɣbenzen-air = 35 dynecm-1

48

Ditanya

a) Wc

b) Wa

c) Si

Jawab

Wc = 2 Ɣbenzen

= 2 x 289

= 578 dynecm-1

Wa = (Ɣbenzen + Ɣair ndash Ɣbenzen-air)

= (289 + 728 ndash 35)

= 667 dynecm-1

Si = Wa ndash Wc

= 667 ndash 578

= 89 dynecm-1

Benzen dapat tersebar dalam air karena nilai Si positif (+)

49

DAFTAR PUSTAKA

1 Tayangan Dosen

2 UraianPenjelasan Dosen pada saat Perkuliaha

3 Text Book

- Yazid Estein dan Nursanti Lisda 2006 Penuntun Praktikum Biokimia

Yogyakarta ANDI

- Santoso Begot 2007 BIOLOGI Jakarta Interplus Ridho_Brilliantoro

Tugas_Enzimologi

- Eistein Yazid 2005 Kimia Fisika Untuk Paramedis Yogyakarta Penerbit

Andi

- Adamson A W (1990) Physical Chemistry of Surfaces 5 th Ed New

York Willey

- Hugh DYoung Roger A Freedman 2002 Fisika Universitas Ed10 Alih

bahasa Juliastuti Endangdkk Jakarta Erlangga

- Kamajaya(2007)Cerdas Belajar FisikaBandungGrafindo Media Pratama

- IndrajitDudi(2007)Mudah dan Aktif Belajar FisikaBandungPT Setia

Purna Inves

4 Internet

- httprepositoryusuacidbitstream123456789395874Chapter20IIpdf

- httpstaffuiacidsystemfilesusersjoshitadjajadisastramaterialkestabil

anobatkuliahs2pdf

- httpstaffunyacidsitesdefaultfilespendidikanPurwanti20Widhy2

0Hastuti20SPd20MPdLaju20Reaksi20(2)pdf

- fileCUsersElrio20PutraDownloadsChapter20820Kinetika20

Kimiapdf

- httpusupressusuacidfilesKinetika20Kimia20Reaksi20Element

er_Normal_bab201pdf

- httpffarmasiuadacidwp-contentuploads201301orde-reaksi-waktu-

paruhpdfhttpnissanisso-fkp11webunairacidartikel_detail-49831-

Umum-sifat20kerja20obathtml

- httpmipa-farmasiblogspotcom201202tegangan-permukaan-tegangan-

antar-mukahtmlm=1

50

Page 12: Farfis2 before mid.pdf

12

- Reaksi orde 1

= kCx dimana X = 1 maka = kC

= kC disusun menjadi = kdt atau

int = -k int 푑푡 ln Ct = ln Co ndash kt

int = ln ln angka 퐶푡 퐶표

ln Ct ndash ln Co

kurva plot ln Ct vs t

- Reaksi orde 2

= kCx dimana X = 2 maka = kC2

= kC2 disusun menjadi = kdt atau = -kdt

int = - k int 푑푡

minus ndash minus = minus푘푡 atau = + 푘푡

Kurva

13

Penetapan orde reaksi dan konstanta laju reaksi (harus) melalui percobaan

- Metode

Metode laju reaksi awal kombinasi dengan metode isolasi pseudo

reaksi

Metode integrasi dan mencocokan persamaan laju reaksi dengan data

percobaan

Untuk reaksi dengan mekanisme sederhana (1 tahap)

Orde reaksi = koefisien stokiometri reaksi

Untuk reaksi dengan mekanisme kompleks ( beberapa tahap)

Orde reaksi mungkin sama atau tidak sama dengan koefisien stokiometri

reaksi

Contoh Tentukan orde reaksi dan konstanta laju reaksi berikut

2 H2(g) + 2 NO(g) N2(g) + 2 H2O(g)

V = k [H2]x [NO2] x= dan y=

Data percobaan

Exp P(H2)0 P(NO)0 V reaksi

1 533 kpa 200 kpa 0035 kpa det-1

2 533 kpa 400 kpa 0140 kpa det-1

3 196 kpa 533 kpa 0091 kpa det-1

4 392 kpa 533 kpa 0182 kpa det-1

Cermati data exp 1 vs 2

V~ [NO]y ie [NO] dibuat 2x v menjadi 4x maka y=2

Cermati data exp 3 vs 4

V ~ [H2]x ie[H2] dibuat 2x v menjadi 2x maka x=1

Jadi diperoleh x=1 dan y=2

V = k [H2] [NO2] 2 reaksi orde 2

14

Menetapkan nilai waktu paruh (T12) dan umur simpan (T90)

Reaksi reaksi orde ke nol dan ke satu

Ct = Co ndash kt

t =

t1 2 = =

t1 2 =

t90 =

t90 =

Reaksi orde satu

ln Ct = ln Co ndash kt

t =

t1 2 =

t1 2 = 0693k

t90 = (= ln

= ln

= ln 1111)

t90 =

t90 =

Note

Misal waktu paruh PCT sediaan 500 mg 1 tahun kemudian

kandungannya menjadi 250 mg (T12) untuk unsur-unsur radioaktif dan

isotop t90 = kimia atau zat kimia pada sediaan masih ada 90 (berkurang

90) paling penting dalam sediaan farmasi ditulis ED

15

Pertemuan 3

Tanggal 16 September 2014

MENETAPKAN NILAI WAKTU PARUH (tfrac12) DAN UMUR SIMPAN (t90)

UNTUK REAKSI-REAKSI ORDE 0 DAN 1

Waktu paruh (tfrac12) dari suatu obat adalah waktu yang dibutuhkan oleh

separuh konsentrasi obat untuk dieliminasi Metabolisme dan eliminasi

mempengaruhi waktu paruh obat Contohnya pada kelainan fungsi hati atau

ginjal waktu paruh obat menjadi lebih panjang dan lebih sedikit obat

dimetabolisme dan dieliminasi Jika suatu obat diberikan terus-menerus

maka dapat terjadi penumpukan obat

Suatu obat akan melalui beberapa kali waktu paruh sebelum lebih dari

90 obat itu dieliminasi Jika seorang klien mendapat 650mg aspirin dan

waktu paruhnya adalah 3jam maka dibutuhkan 3jam waktu paruh pertama

untuk mengeliminasi 325mg dan waktu paruh kedua 9 atau 6jam untuk

mengeliminasi 162mg berikutnya dan seterusnya sampai pada waktu paruh

keenam atau 18jam dimana tinggal 10mg aspirin terdapat dalam tubuh

waktu paruh selama 4-8jam dianggap singkat dan 24jam atau lebih

dianggap panjang Jika obat memiliki waktu paruh yang panjang (seperti

digoksin 36 jam) maka diperlukan beberapa hari agar tubuh dapat

mengeliminasi obat tersebut seluruhnya

Sedangkan umur simpan (t90) adalah jangka waktu penyimpanan pada

kondisi tertentu di mana produk obat masih memenuhi spesifikasi yang

ditetapkan oleh perusahaan pembuat obat

Reaksi Orde 0

퐶푡 = 퐶표 minus 푘푡

푡 =퐶표 minus 퐶푡

16

Nilai waktu paruh (tfrac12)

푡frac12 =

푡frac12 =05퐶표푘

Nilai umur simpan (t90)

푡 =

푡 = 01퐶표푘

Reaksi Orde 1

푙푛퐶푡 = 푙푛퐶표 minus 푘푡

푡 =푙푛퐶표 minus 푙푛퐶푡

Nilai waktu paruh (tfrac12)

푡frac12 =푙푛퐶푡 minus 푙푛05퐶표

푡frac12 =

푡frac12 =0693푘

Nilai umur simpan (t90)

푡 =푙푛퐶표 minus 푙푛09퐶표

푡 =

푡 =0105푘

17

Contoh soal

Sediaan Aspirin dalam larutan (pH 25) dengan konsentrasi awal

030g100ml memperlihatkan kinetika degradasi orde ke 1 dan konstanta laju

degradasinya pada suhu kamar 97times10-7det-1 Hitung

a tfrac12 dan t90 sediaan larutan Aspirin

b Hitung tfrac12 dan t90 Aspirin bila sediaan dibuat dalam bentuk suspensi dengan

dosis 10g100ml diketahui kelarutan Aspirin 033g100ml

Jawab a Diketahui pH larutan 25

Co=03g100ml

Korde 1= 97times10-7det-1

Ditanya tfrac12 dan t90

Dijawab 푡frac12 =

푡frac12 = times

푡frac12 = times

푡frac12 = 71443298detik (826hari)

푡 =

푡 = times

푡 = times

푡 = 10824742detik (125hari)

b Diketahui Suspensi dosis 10g100ml

Kelarutan Aspirin 033g100ml

Ditanya k tfrac12 dan t90

18

Dijawab korde0 = korde1 [Aspirin]

= 97times10-7 times 033

= 3201times10-7

tfrac12 =

tfrac12 = times times

tfrac12 = 156201187detik (1808hari)

푡 =

푡 = times times

푡 = 31240237detik (36hari)

Pertemuan 4

Tanggal 23 September 2014

FAKTOR YANG MEMPENGARUHI LAJU REAKSI

Laju reaksi atau kecepatan reaksi menyatakan banyaknya reaksi

kimia yang berlangsung per satuan waktu Laju reaksi menyataka molaritas

zat terlarut dalam reaksi yang dihasilkan tiap detik reaksi Perkaratan besi

merupakan contoh reaksi kimia yang berlangsung lambat sedangkan

peledakan mesiu atau kembang api adalah contoh reaksi yang cepat Reaksi

kimia untuk laju reaksi sebagai berikut

aA + bB pP + qQ

Dengan a b p dan q adalah koefisien reaksi dan A B P dan Q

adalah zat-zat yang terlibat dalam reaksi laju reaksi dalam suatu system

tertutup adalah

19

v = minus [ ] = minus [ ] = minus [ ] = minus [ ]

dengan [A] [B] [P] dan [Q] menyatakan konsentrasi zat-zat tersebut

Faktor-faktor yang mempengaruhi laju reaksi

Konsentrasi

Karena persamaan laju reaksi didefinisikan dalam bentuk konsentrasi

reaktan maka dengan naiknya konsentrasi maka naik pula kecepatan

reaksinya Artinya semakin tinggi konsentrasi maka semakin banyak molekul

reaktan yang tersedia dengan demikian kemungkinan bertumbukan akan

semakin banyak juga sehingga kecepatan reaksi meningkat Jadi semakin

tinggi konsentrasi semakin cepat pula laju reaksinya

Molaritas

Molaritas adalah banyaknya mol zat terlarut tiap satuan volume zat

pelarut Hubungannya dengan laju reaksi adalah semakin besar molaritas

suatu zat maka semakin cepat suatu reaksi berlangsung Dengan demikian

pada molaritas yang rendah suatu reaksi akan berlajan lebih lambat daripada

molaritas yang tinggi

Luas permukaan

Semakin besar luas permukaan bidang sentuh menyebkan laju reaksi

semakin cepat Begitu juga apabila semakin kecil luas permukaan bidang

sentuh maka semakin kecil tumbukan yang terjadi anatar partikel ehingga laju

reaksi pun semakin kecil

Suhu

Suhu juga turut berperan dalam mempengaruhi laju reaksi Apabila

suhu pada suatu reaksi yang berlangsung dinaikkan maka menyebabkan

partikel semakin bergerak aktif sehingga tumbukan yang terjadi semakin

sering menyebabkan laju reaksi semakin besar Sebaliknya apabila suhu

diturunkan maka partikel semakin tak aktif sehingga laju reaksi semakin

kecil

20

Katalisator

Katalis adalah suatu zat yang mempercepat laju reaksi kimia pada suhu

tertentu tanpa mengalami perubahan oleh reaksi itu sendiri Suatu katalis

berperan dalam reaksi tetapi bukan sebagai pereaksi ataupun produk Katalis

memungkinkan reaksi berlansung lebih cepat atau memungkinkan reaksi pada

suhu yang lebih rendah akibat perubahan yang dipicunya terhadap pereaksi

Katalis menyediakan suatu jalur pilihan dengan energi aktivasi yang lebih

rendah Katalis mengurangi energi yang dibutuhkan untuk berlangsungnya

reaksi

Katalis dapat dibedakan ke dalam dua golongan utama yaitu katalis

homogeny dan katalis heterogen Katalis heterogen adalah katalis yang ada

dalam fase yang berbeda dengan pereaksi dengan reaksi yang dikatalisisnya

Sedangkan katalis homogen berada dalam fase yang sama Katalis homogeny

umumnya bereaksi dengan satu atau lebih pereaksi untuk membentuk suatu

perantara kimia yang selanjutnya bereaksi membentuk produk akhir reaksi

dalam suatu proses yang memulihkan katalisnya

Pengaruh suhu terhadap laju reaksi

Persamaan Arrhenius ( 1889 ) Persamaan empiris pengaruh suhu

terhadap konstanta laju reaksi Rumus

Dimana

K = Konstanta rata-rata

A = konstanta Arrhenius

Ea = Energi aktivasi

R = konstanta gas

T = temperaur )Catatan Bilangan pokok ion disebut juga e = 10

K = A e ndash

21

Persamaan Regresi

K = A e ndash

ln K = ln A + ( ln e ndashEaRT )

ln K = ln A + ( )

ln K = ln A ndash

y = A + BX

)Catatan

Intersept = ln A

Slope =

Didapatkan Ea dari regresi linear

Slope =

Ln K

1T

Persamaan Arrhenius untuk dua suhu ( bila salah satu suhu diketahui )

Ln = ( - ) atau ln K ( T2 ) = ln (T1 ) + ( minus)

Kurva persamaan Arrhenius untuk dua suhu

22

Contoh soal

1 Hasil percobaan dekomposisi suatu sediaan 5-hidroksimetilfurfural

memperlihatkan kinetika obat order ke satu dengan data konstanta

laju dekomposisinya seperti berikut ini yaitu pada suhu

120 o C = 3258 x 10-4 det-1

130oC = 838 x 10-4 det-1

140oC = 1350 x10-4 det-1

Hitunglah

a Ea

b K (25)

c T ( 90 25 )

Jawab

Diketahui R = 8314 JK-1mol-1

a 1ln k ( T2 ) = ln k ( T1 ) - ( minus )

ln 838x10-4 = ln 3258x10-4 ndash

( minus )

= minus

(000254minus 000248)

= minus

(000006)

17998 = minus

x 610-5

minus퐸푎 =

minus퐸푎 = 249 x 105 gmol

= 249 KJmol

b Didapat persamaan dari Excel

y = - 11850 x + 22148

23

ln k = - 11850 ( ) + 22148

ln k = - 39765 + 22148

ln k = - 17617

k = 22 x 10-8

c t90 =

=

= 2102102 detik ~ 24 hari

Bila dihitung dengan kalkulator maka

t90 =

=

= 4772727 detik ~ 55 hari

2 konstanta laju dekomposisi sulfacetamid dalam sediaan larutan ( pH =

74 ) pada suhu 80oC = 325 x 10-7det-1 dengan Ea = 9581 KJmol-1

Diketahui R = 8314 JK-1 mol-1 Hitung K dan t90 sediaan sulfacetamid

tsb pada suhu 250C

Jawab

ln K2 = ln K1 - minus

= ln 325x10-7 -

( minus )

= - 1493 1152 (283푥10 minus 335푥10 )

= - 1493 + 1152(minus052푥10 )

= - 1493 - 59904푥10

= - 1493 - 0006177

ln K 2 = - 14936977

K = 326푥10 푑푒푡

24

t90 =

=

= 322푥10 푑푒푡 푎푡푎푢103푡푎ℎ푢푛

Pertemuan 5

Tanggal 30 September 2014

REAKSI ENZIMATIS

Sel-sel tubuh makhluk hidup didalamnya melakukan proses

metabolism Proses metabolisme yang terjadi dalam sel-sel tubuh dapat

digolongkan menjadi dua yaitu katabolisme dan anabolisme Katabolisme

merupakan reaksi penguraian senyawa kompleks menjadi senyawa

sederhana dengan tujuan mendapatkan energi siap pakai dalam bentuk

Adenosine Triphosphate (ATP) Reaksi anabolisme merupakan reaksi

pembentukan senyawa organik dari senyawa anorganik Pada reaksi

anabolisme dibutuhkan ATP sebagai sumber energinya Adapun reaksi

katabolisme atau reaksi anabolisme yang terjadi didalam tubuh keduanya

membutuhkan enzim sebagai biokatalisator

Setiap reaksi penguraian (katabolisme) merupakan reaksi eksoterm

sedangkan setiap reaksi pembentukan (anabolisme) merupakan reaksi

endoterm Dalam tubuh sel-sel memerlukan energi aktivasi Makhluk hidup

mengganti energy aktivasi dengan suatu struktur protein yang dikenal

dengan sebutan enzim

25

Ea reaksi dengan enzim lt Ea reaksi tanpa enzim

(Ea reaksi dengan ezim berlangsung lebih cepat)

RUMUS

minusdsdt =

dPdt = Velocity =

Vmax SKm + S

E + S harr ES + P + E

V = K2 [E]0 [S]0

[S]0 + Km

Keterangan

Km Konstanta

Michaelis

K2 Daya enzim mentansformasi suatu substrat membentuk

produk

(Jumlah molekul yang dikonversikan menjadi produk dalam

suatu waktu permolekul enzim)

Bila [S]0 berlebihan laju reaksi maksimal

Maka K2 [E]0 = Vmax

V = Vmax [S]0

[S]0 + Km

(Persamaan Lineweaver-Burk)

Keterangan V = kecepatan reaksi (laju reaksi) Km = konstanta Michaelis-Menten Vmax = kecepatan reaksi maksimal [S] = konsentrasi substrat

26

Faktor ndash faktor yang mempengaruhi

kerja enzim

Dalam aktivitasnya enzim sangat

dipengaruhi oleh factor lingkungan seperti

suhu pH konsentasi enzim konsentrasi

substrat dan inhibitor

a Suhu

Suhu merupakan factor ligkungan yang penting bagi kerja enzim sampai

pada titik tertentu kecepatan reaksi akan meningkat seiring dengan

meningkatnya suhu Pada akhirnya kecepatan reaksi akan menurun drastis

pada suhu tersebut melewati suhu optimumnya Pada suhu yang lebih tinggi

(ekstrim) protein penyusun enzim akan mengalami denaturasi Enzim pada

mamalia (manusia) bekerja pada suhu 37degC Bakteri yang hidup di sumber air

panas mempunyai enzim dengan suhu optimal 70degC

b pH

Enzim bekerja pada pH tertentu umumnya enzim mmembutuhkan pH

optimum netral (pH=7) Enzim yang berada dalam lambung memiliki pH

optimum asam (pH=2) Peningkatan atau penurunan pH yang ekstrim akan

menyebabkan enzim mengalami denaturasi

c Konsentasi enzim

Pada konsentrasi substrat tertentu konsentrasi enzim akan meningkatkan

kecepatan reaksi enzimatis Dengan kata lain kecepatan reaksi enzimatis (V)

berbanding lurus dengan konsentrasi enzim (E) sampai batas tertentu

sehingga reaksi mengalami kesetimbangan Pada saat setimbang peningkatan

konsentrasi enzim sudah tidak berpengaruh

1푣 푣푠

1[푆]0

27

d Konsentrasi substrat

Pada konsentrasi enzim yang tetap peningkatan konsentrasi substrat akan

menaikkan kecepatan reaksi enzimatis

sampai mencapai kecepatan maksimum

yang tetap Pada titik maksimum semua

enzim telah jenuh dengan substrat

sehingga penambahan substrat sudah tidak

akan meningkatkan kecepatan reaksi

enzimatis

Transformasi Lineweaver-Burk

1V = KmVmax 1S + 1Vmax

y = m x = t

1V

y ndash intercept = 1Vmax

x ndash intercept = -1Km1 [S]

e Inhibisi enzim

1 Inhibisi Kompetitif

Penghambatan aktivitas enzim melalui mekanisme inhibisi

kompetitif terjadi ketika substrat (S) dan inhibitor (I) bersaing untuk dapat

mengikat sisi aktif enzim Hal ini disebabkan karena bentuk inhibitor

menyerupai substrat Kompleks EI yang terbentuk tidak dapat menjalani

28

langkah katalitik dan tidak dapat membentuk produk Akibatnya terjadi

penurunan jumlah produk yang terbentuk

Berikut adalah pendekatan keadaan tunak dalam penentuan hukum

laju inhibisi kompetitif enzim

K1 = [E][I] helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (1)

[EI]

[E][S] = k-1 + k2 = KM (2)

[ES] k1

[Etot] = [E] + [ES] +[EI]helliphelliphellip (3)

[Etot] = [E] + [ES] + [E][I]

K1

[Etot] = [E] 1 + [I] + [ES]

K1

maka

[퐸] = [ ] [ ]

helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (4)

Berdasarkan teori Michaelis-Mentein kecepatan awal ditentukan oleh

kecepatan penguraian [ES] yang ketetapan kecepatan reaksinya adalah k2

sehingga

V =k2 [ES] helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip(8)

substitusi persamaan (7) ke dalam persamaan (8)

V = k2 [Etot] [S]

[S] + KrsquoM (9)

29

Vmax didefinisikan sebagai kecepatan pada saat semua E yang tersedia

terdapat sebagai ES

Vmax = k2 [Etot] helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip(10)

Sehingga diperoleh

V = kcat [Etot] [S] helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (11)

KM 1 + [I] + [S]

K1

Transformasi persamaan Michaelis-Mesntein (persamaan Lineweaver-

Burk) yaitu dari persamaan (11)

V = Vmax [S]

[S] + KrsquoM

Maka

1 = [S] + KMrsquo

V Vmax [S]

1 = KMrsquo + [S]

V Vmax [S] Vmax [S]

1 = KMrsquo 1 + [S]

V Vmax [S] Vmax

2 Inhibisi Uncompetitive

Inhibisi uncompetitive enzim terjadi apabila inhibitor (I) mengikat

salah satu sisi dari kompleks enzim dan substrat (ES) Kompleks ESI yang

terbentuk tidak dapat membentuk produk (P)

Berikut adalah pendekatan keadaan tunak dalam penentuan hukum

laju inhibisi kompetitif enzim

30

KI = [ES] [I] helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (1)

ESI

[E] [S] = k-1 + k2 = KM helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (2)

[ES] k1

[Etot] = [E] + [S] + [ES] helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (3)

Berdasarkan teori Michaelis-Mentein kecepatan awal ditentukan oleh

kecepatan penguraian [ES] yang tetapan kecepatan reaksinya adalah k2

sehingga

V = k2 [ES] helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (7)

Substitusi persamaan (6) ke persamaan (7)

V = k2 [Etot] [S]

[S] 1 + [I] KM helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (8)

KI

Vmax didefinisikan sebagai kecepatan pada saat semua E yang

tersedia terdapat sebagai ES

Vmax = k2 [Etot] helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (9)

Substitusi persamaan (9) ke persamaan (8)

V = Vmax [S]

[S] 1 + [I] + KM

KI

3 Inhibisi Non Kompetitif

Penghambatan non kompetitif terjadi apabila inhibitor (I) mengikat

sisi aktif pada enzim (E) maupun pada kompleks enzim dan subtrat (ES)

EI + S ESI

31

Berikut adalah pendekatan keadaan tunak dalam penentuan

hukum laju inhibisi kompetitif enzim

KI = [E] [I] = [ES] [I]

[EI] [ES] helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (1)

[E] [S] = k-1 + k2 = KM

[ES] k1 helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (2)

[Etot] = [E] + [ES] + [EI] + [ESI]helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (3)

Vmax didefinisikan sebagai kecepatan pada saat semua E yang

tersedia terdapat sebagai ES

Vmax = k2 [Etot] helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (4)

Parameter kinetika dalam mekanisme inhibisi enzim (kompetitif

uncompetitive non kompetitif) antara lain Vmax KM dan kcat

1 Vmax adalah laju reaksi maksimum yang dikatalisis enzim

2 KM menyatakan konsentrasi substrat yang diperlukan agar reaksi

katalisis efektif

kcat adalah tetapan laju pada tahap penentu laju yang menyatakan

jumlah substrat yang dapat diubah per detik

Contoh reaksi berikut

Fumarase

Furmarate + H2O mdashmdashmdashrarr L-Malate

1 Hitung laju perubahan fumarate menjadi L-Malate bila diketahui

Konsentrasi fumarate = 124 x 10-4 molL

Konsentrasi enzim fumarase = 105 x 10-6 molL

Konstata Michaelis = 185 x 10-6 molL

Dan bilangan turnover enzim fumarase = 175 x 103 det-1

32

Diketahui [S]0 = 124 x 10-4 molL

[E]0 = 105 x 10-6 molL

Km = 185 x 10-6 molL

K2 = 175 x 103 det-1

Ditanya V hellip

Jawab

V = Vmax [S]0

[S]0 + Km

V = K2 [E]0 [S]0

[S]0 + Km

V = [175 x 103 det-1] [105 x 10-6 molL] [124 x 10-4 molL]

[124 x 10-4 molL] + [185 x 10-6 molL]

V = 22785 X 10-7 molLdet

12585 x 10-4

V = 181 X 10-3 molLdet

2 Laju awal dekomposisi H2O2 yang dikatalisis dengan enzim

katalase adalah 138 x 10-2 267 x 10-2 an 60 x 10-2 Mdet

berturut-turut untuk konsentrasi awal H2O2 = 001 002 005 M

Konsentrasi enzim katalase = 40 x 10-8 M

Hitung Vmax konstanta Michaelis

Dan bilangan turnover enzim

Diketahui V1 = 138 X 10-2

V2 = 267 x 10-2

33

V3 = 60 X 10-2

[H2O2] = 001 002 005 M

[Ekatalase] = 40 x 10-2 M

Ditanya Vmax Km dan K2 hellip

Jawab

X (1[H2O2] Y (1V)

100 7246

50 3745

20 1667

y = 0697x + 25691

Intercept = 26591

Slope = 06977

R2 = 09999 rarr R2 = 1

a 1 = 25691 (intercept)

Vmax

Vmax = 1

25691

= 0389 molLdet

b Km = 06977 (slope)

Vmax

Km = 06977

0389

Km = 0272 molL

34

c Vmax = k2 [E]0

0389 = k2 40 x 10-8 M

k2 = 0389

40 x 10-8

= 0097 x 108

3 Laju pertumbuhan bakteri Lactobacillus acidephilus (dalam suatu

media) selama fase pertumbuhan exponensial menunjukan 924 x

10-3menit Hitung waktu generasi (tg) bakteri tersebut tg waktu

yang diperlukan mikroorganisme untuk melipat gandakan

populasinya yakni menjadi

Jawab

ln = Nt = λt ln = 2N0 = λtg

N0 N0

tg = ln2 tg = 0693

λ 924 x 10-3

tg = 0075 x 103

tg = 75 menit

35

Pertemuan 6

Tanggal 7 Oktober 2014

TEGANGAN PERMUKAAN

Molekul di permukaan mengalami gaya

resultan ke arah dalam media Molekul di

dalam media tidak mengalami gaya resultan

Molekul-molekul cairan memberikan

gaya tarik satu dengan lainnya terdapat gaya

total yang besarnya nol pada molekul di dalam volume cairan tetapi molekul

permukaan ditarik ke dalam volume Sehingga cairan cenderung memperkecil

luas permukaannya hanya dengan meregang lapisan (Fisika Universitas Jl 110

hal 431)

Tegangan permukaan (ᵞ)

- Molekul di bagian dalam media yang bergeak ke permukaan

media membutuhkan kerja untuk mengalami gaya tarik menarik

ke bawah

- Makin banyak jumlah molekul di permukaan media suatu

cairan makin luas permukaan media tersebut

36

- Tetapi dengan adanya gaya resultan ke arah dalam yang dialami

oleh molekul-molekul dipermukaan maka sifat cairan

cenderung untuk meminimumkan luas permukaan

Fenomena alam yang berkaitan dengan sifat kecenderuungan cairan

menimbulkan permukaanya antara lain

- Embun air di atas air

- Air dihinggapi nyamuk

Permukaan zat cair mempunyai sifat ingin meregang sehingga

permukaannya seolah- olah ditutupi oleh suatu lapisan yang elastis Hal ini

disebabkan adanya gaya tarik menarik antara partikel sejenis di dalam zat

cair sampai ke permukaan

Di dalam cairan tiap molekul ditarik oleh molekul lain yang sejenis di

dekatnya dengan gaya yang sama kesegala arah Pada permukaan cairan

tiap molekul ditarik oleh molekul sejenis didekatnya dengan arah hanya

kesamping dan kebawah tetapi tidak ditarik oleh molekul diatasnya karena

diatas permukaan cairan berupa fase uap ( udara ) dengan jarak antara

molekul sangat renggang

Adanya gaya atau tarikan ke bawah menyebabkan permukaan cairan

berkontraksi dan berada dalam keadaan tegang Tegangan ini disebut

dengan tegangan permukaan

Besarnya tegangan permukaan cairan bergantung pada gaya tarik

antara molekul- molekulnya Ketika gaya tarik besar seperti dengan H2O

tegangan permukaan besar Sebaliknya cairan seperti bensin yang tersusun

atas molekul- molekul non polar mempunyai tegangan permukaan yang

kecil karena tarikan antarmolekul lebih lemah

Zat yang tegangan permukaannya rendah sangat mudah membasahi

permukaan bagaimanapun keadaan permukaannya Pelarut hidrokarbon

misalnya nafta atau bensin menyebar pada kaca maupun permukaan

berminyak dengan mudahnya sebab tarikan sesama molekul hidrokarbon

sangat lemah Hampir tidak ada usaha untuk memperluas permukaan cairan

akibatnya mereka mudah menyebar pada permukaan apapun (Brady 1994)

37

Tegangan permukaan (ᵞ)

Banyaknya kerja yang diperlukan untuk memperluas

permukaan suatu cairan Satuannya dalam SI adalah newton per meter

(NM) tetapi satuan cgs dyene per centimeter lebih sering digunakan

1 dynecm = 10-3 Nm = 1 mNm

(Fisika Universitas Jl 110 hal 432)

Tegangan permukaan

- Antara cairan dengan gas atau udara tegangan permukaan

- Antara cairan dengan cairan tegangan antar muka

Contoh nilai ᵞ beberapa cairan pada 20degC

Cairan Cairan-udara (dynecm) Cairan-air (dynecm)

Hg 485 375

H2O 7275 -

C6H6 2888 350

CCl4 2680 451

Aceton 2394 -

Etanol 2249 -

Isopropanol 2192 -

Sukrosa (aquos ) 7645 -

Faktor- Faktor Yang Mempengaruhi Tegangan Permukaan

a Jenis cairan

Pada umumnya cairan yang memiliki gaya tarik antara molekulnya

besar seperti air maka tegangan permukaannya juga besar Sebaliknya pada

cairan seperti bensin karena gaya tarik antara molekulnya kecil maka

tegangan permukaannya juga kecil

38

b Suhu

Tegangan permukaan cairan turun bila suhu naik karena dengan

bertambahnya suhu molekul- molekul cairan bergerak lebih cepat dan

pengaruh interaksi antara molekul berkurang sehingga tegangan

permukaannya menurun

c Adanya zat terlarut

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 detergen dan alkohol

adalah efektif dalam menurunkan tegangan permukaan ( Yazid 2005)

Metode pengukuran tegangan permukaan

- Metode kapiler

- Metode cincin Du Nouy

- Metode Lempengan Wilhelmi

- Metode Tekanan Gelembung maksimum

- Dll

a Metode Kapiler

- Yang digunakan yang luas permukaannya naik

- Permukaan air dalam pipa kapiler terus naik hingga tercapai

keseimbangan dengan gaya gravitasi

Metode ini didasarkan pada kenyataan bahwa bila sebatang pipa

kapiler dimasukan kedalam cairan maka permukaan cairan dalam pipa

kapiler dapat mengalami kenaikan atau penurunan Apabila cairan

membasahi bejana ( θ lt 90 ) maka permukaan cairan akan naik

Sedangkan bila cairan tidak membasahi bejana ( θ gt 90 ) permukaan

cairan akan turun Peristiwa naik turunnya permukaan cairan dalam

kapiler ini disebut dengan kapilaritas

39

Kenaikan atau penurunan cairan dalam kapiler disebabkan oleh

adanya tegangan permukaan yang bekerja pada permukaan cairan yang

menyentuh dinding sepanjang keliling pipa Akibat tegangan permukaan ini

pipa akan memberikan gaya reaksi pada permukaan cairan yang besarnya

sama tapi arahnya berlawanan ( Yazid 2005 )

Catatan

- Jika permukaan atas larutan cembung sudut kontak besar - Jika permukaan atas larutan cekung sudut kontak kecil

Tegangan permukaan diukur dengan melihat ketinggian air cairan yang naik melalui suatu kapiler Metode kenaikan kapiler hanya dapat digunakan untuk mengukur tegangan permukaan tidak bisa untuk mengukur tegangan permukaan tidak bias untuk mengukur tegangan antar muka

Persamaan

퐹푢푝 = 훾(2휋푟) cos휃

퐹푑표푤푛 = 휌푔(ℎ휋푟 )

퐹푢푝 = 퐹푑표푤푛 훾 = Keterangan

- 휌 = bobot jenis cairan gml - 푔 = 980 cms - 푟 = jari-jari pipa kapiler - ℎ = tinggi miniskus cairan untuk kapiler - 휃 = sudut kontak ( untuk air dan kebanyakan cairan sangat kecil yakni

mendekati 1 )

Untuk cairan dengan sudut kontak sangat kecil

훾 = atau ℎ =

Sedangkan untuk cairan yang tidak membasahi bejana seperti raksa θ = 140 sehingga cos θ = - 0766 ( berharga negatip) Akibatnya h memiliki harga negatip yang berarti cairan mengalami penurunan atau ditekan dalam kapiler

40

b Metode Cincin Du Nouy

Metode cincin du nouy merupakan metode yang paling baik digunakan karena lebih akurat dan cepat dalam pengukuran tegangan permukaan deterjen serum suspensi koloid dan lain- lain

Berdasarkan pengukuran gaya yang diperlukan untuk melepaskan cincin dari permukaan cairan Metode ini digunakan untuk mengukur tegangan antar muka cairan

Persamaan

훾 = 퐹

4휋푅 퐶

Keterangan - F = gaya yang diperlukan untuk melepaskan cincin dari

permukaan - R = jari-jari lingkar cincin - C = Faktor koreksi

Faktor Koreksi

(퐶 minus 푎) = 4푏휋 푥

1푅 푥

퐹4휋휌푅 + 푐

Keterangan

- a = 07250 (konstan) - b = 009075 m-1 s2 (konstan) - c = 004534 ndash 1695 rR (konstan) - r = jari-jari kawat yang digunakan untuk membuat cincin - R = jari-jari rata-rata lingkaran - 휌 = masa jenis cairan sempel

Ketika mengukur tegangan permuakaan cairan- cairan harus diperhatikan bahwa cairan yang ada dibawah benar- benar membasahi cincin (Bird 1987)

c Metode Lempengan Wilhelmi

Metode ini didasarkan pada gaya yang diperlukan untuk menarik pelat tipis dari permukaan cairan Pelat digantung pada salah satu lengan neraca dan dimasukkan kedalam cairan yang akan diselidiki Besarnya gaya tarik pada neraca yang digunakan untuk melepas pelat dari permukaan cairan dicatat

Persamaan

푃 = 푚푔 + 퐿훾 cos휃 minus 푠ℎ휌푔

41

Keterangan

- P = gaya yang dipergunakan untuk melepaskan lempengan dari permkaan cincin

- m = berat lempengan - 푔 = gaya gravitasi - 푠 = luas penampang lempengan - ℎ = kedalaman lempeng yang dicelupkan - 퐿 = keliling lempengan - 휌 = bobot jenis cairan

Dalam metode ini diandaikan sudut kontak θ = 00 dan pengaruh

dari ujung- ujung lempeng dapat diabaikan ( Yazid 2005 ) Pada metode ini digunakan lempengan mika tipis atau kaca slide

mikrosip yang digantung pada neraca Pengukuran dapat dilakukan dengan cara statistik ataupun dengan detasment yang secara akurat diberikan pada persamaan ideal

Jika pengukurannya dilakukan dengan metode detasmen prosedurnya hampir sama dengan metode cincin Du Nouy tetapi faktor koreksi hanya 01 ( Adamson 1990)

d Metode Tekanan Gelembung Maksimum Tegangan permukaan menyebabkan adanya perbedaan tekanan

pada kedua sisi permukaan cairan yang lengkung Tekanan pada sisi yang cembung Ketika pertama kali tekanan dikenakan jari- jari gelembung sangat besar Sementara gelembung itu mengembang jari- jarinya akan semakin kecil sampai nilai minimum

Pada keadaan ini jari- jari gelembung sama dengan jari- jari tabung gelas Bila tekanan terus dinaikkan jari- jari gelembung akan membesar kembali sampai akhirnya gelembung ini lepas dari tabung gelas dan naik ke permukaan cairan jelas bahwa tekanan maksimum diperoleh pada saat jari- jari minimum

Tekanan maksimum ini bukan hanya disebabkan perbedaan tekanan pada kedua sisi gelembung tetapi juga disebabkan oleh adanya tekanan hidrostatik ( yang bergantung pada ketinggian tabung gelas dalam cairan )

Persamaan

훾 = ∆휌푔푑푒 1퐻

Keterangan

o ∆휌 = perbedaan bobot jenis o 푑푒 = diameter maksimum tetesan

42

o = faktor koreksi yang ditentukan oleh rasio 푑푠 푑푒

Metode tekanan gelembung maksimum memiliki keakuratan di bawah 10 yang mana tidak tergantung pada jarak kontak dan hanya merupakan sebuah pengetahuan dasar dari densitas suatu cairan ( Jika menggunakan pipa ganda ) dan pengukurannya juga relatif cepat Rata- rata sebuah gelembung harganya sekitar 1 sek (Adamson 1990)

Pertemuan 7

Tanggal 14 Oktober 2014

TEGANGAN ANTAR MUKA

Tegangan permukaan merupakan gaya persatuan panjang yang

harus dikerjakan sejajar permukaan untuk mengimbangi gaya tarikan

kedalam pada cairan Hal tersebut terjadi karena pada permukaan gaya

adhesi (antara cairan dan udara) lebih kecil dari pada gaya kohesi antar

molekul cairan sehingga menyebabkan terjadinya gaya kedalam pada

permukaan cairan

Tegangan antar muka adalah gaya per satuan panjang yang terdapat

pada antar muka dua fase cairan yang tidak dapat tercampur Tegangan antar

muka selalu lebih kecil dari pada tegangan permukaan kerena gaya adhesi

antara dua cairan tidak bercampur lebih besar dari pada adhesi antara cairan

dan udara

Cairan-cairan (immisible)

L ƔL ƔL Tegangan permukaan L

ƔS Tegangan permukaan S

ƔSL ƔSL Tegangan antarmuka SL

S ƔS

43

Missible dua zat yang bercampurlarut dengan sempurna berapapun

konsentrasijumlahnya

Immisible dua zat (cairan dengan cairan) yang sama sekali tidak

dapat bercampurlarut

Pada dasarnya tegangan permukaan suatu zat cair

dipengaruhi oleh beberapa faktor diantaranya suhu dan zat terlarut

Dimana keberadaan zat terlarut dalamsuatu cairan akan

mempengaruhi besarnya tegangan permukaan terutama molekul zat

yang berada pada permukaan cairan berbentuk lapisan monomolekuler

yang disebut dengan molekul surfaktan Kemudian suhu juga sangat

mempengaruhi tegangan permukaan suatu cairan dimana ketika suhu

naik maka tegangan permukaan cairan akan turun

Suhu uarr = Tegangan permukaan darr ldquoberbanding terbalikrdquo

Fenomena Permukaan dan Fenomena Antar muka

Permukaan Fenomena

Cairan ndash Udara Tegangan Permukaan

Padat ndash Udara Adsorbsi

Antar Muka Fenomena

Cairan ndash Cairan

(immisible)

Tegangan Antar Muka

Padat ndash Cair Pembasah (Wetting)

Tegangan Antar Muka Cairan ndash Cairan (immisible)

1) Gaya persatuan panjang yang bekerja pada antar muka dua cairan

yang immisible

Satuan dynecm-1

44

2) Kerja yang diperlukan untuk memisahkan 2 permukaan cairan

immisible

Satuan ergcm-2

Manfaat fenomena antar muka dalam farmasi

1 Formulasi sediaan serbuk yang hidrofob

2 Menentukan jenis surfaktan untuk membuat emulsi

3 Meningkatkan stabilitas suspensi dan emulsi

4 Mengatasi sediaan obat yang berbusa

5 Adsorbsi obat pada saluran pencernaan

Soal

1 Hitung Ɣ fenol bila diketahui tinggi kenaikan permukaan fenol dalam

pipa kapiler (r = 007 cm) adalah 093 cm pada suhu 37˚C Bila

diketahui bobot jenis fenol 113 gcm-1 dan konstanta gravitasi = 9807

cm det-2

Diketahui

a) r = 007 cm

b) ρ = 113 gcm-1

c) g = 9807 cm det-2

d) h = 093 cm

Ditanya Ɣfenol

Jawab

Ɣfenol = frac12 (rρgh)

= frac12 (007 x 113 x 9807 x 093)

= 3607 dynecm-1

45

Gaya Kohesi dan Adhesi

Terdapat dua macam gaya tarik menarik antar partikel yaitu kohesi

dan adhesi Kohesi adalah gaya tarik menarik antara partikel yang sejenis

Kohesi dipengaruhi oleh kerapatan dan jarak antar partikel dalam zat gaya

kohesi mengakibatkan dua zat bila dicampurkan tidak akan saling

bercampur Contoh tidak bercampurnya air dengan minyak tidak

melekatnya air raksa pada dinding pipa kapiler dan air pada daun talas

Adhesi adalah gaya tarik menarik antara partikel-partikel yang

tidak sejenis Gaya adhesi akan mengakibatkan dua zat akan saling melekat

bila dicampurkan Contoh bercampurnya air dengan tehkopi melekatnya

air pada dinding pipa kapiler dan melekatnya tinta pada kertas

Adanya gaya tarik menarik antara partikel zat cair menyebabkan

adanya tegangan permukaan dimana permukaan zat cair cenderung

menegang dan seolah terdapat selaput atau lapisan yang tegang sehingga

dapat menahan benda Selain adanya peristiwa tegangan permukaan akibat

adanya gaya tarik menarik antara partikel juga menyebabkan terjadinya

peristiwa meniskus cembung dan meniskus cekung

Meniskus Cembung dan Meniskus Cekung

Meniskus adalah peristiwa mencekung atau mencembungnya

permukaan zat cair Berdasarkan bentuk permukaan zat cair meniskus

dibedakan menjadi dua yaitu meniskus cembung dan meniskus cekung

Meniskus cembung terjadi jika gaya kohesi lebih besar dari pada gaya

adhesi Sedangkan meniskus cekung terjadi jika adhesi lebih besar dari pada

kohesi

46

Jika Wc lt Wa

Sudut Cos Ɵ Kecil

Permukaan cairan dalam kapiler cekung dan naik

Jika Wc gt Wa

Sudut Cos Ɵ Besar

Permukaan cairan dalam kapiler turun dan berbentuk cembung

Ɣ Rasio imbangan antara gaya Kohesi dan Adhesi

Cairan-Cairan (immisible)

Mempengaruhi koefisien sebaran (S)

Jika kerja kohesi lebih besar dari kerja adhesi maka nilai

koefisien sebarannya kecilrendah

Contoh

Asam stearat jika dilarutkan dengan air maka koefisien sebarannya

rendah karena gugus nonpolar pada asam stearat lebih panjang dari

gugus polarnya (gugus polar jadi titak berpengaruh)

47

Jika kerja kohesi lebih rendah dari kerja adhesi maka nilai koefisien

sebarannya tinggi Spreading

Contoh

Propanol jika dilarutkan dengan air maka koefisien sebarannya tinggi

karena mempunyai gugus ndashOH yang dapat berikatan hidrogen dengan

air dan bersifat polar

Tegangan permukaan dipengaruhi oleh

Rasio

Polar

Nonpolar

Si = Wa ndash Wc

Wc = 2 Ɣx

Wa = (Ɣx + Ɣair - Ɣx-air)

Si Bila nilai Si positif maka sebaranspreading terjadi

Bila nilai Si 0 tetap ada peluang sebaran

Bila nilai Si negatif tidak terjadi sebaran

Soal

Diketahui Ɣbenzen = 289 dynecm-1 Ɣair = 728 dynecm-1 dan Ɣbenzen-air =

35 dynecm-1 Hitung nilai kerja kohesi benzen kerja adhesi benzen-air

dan koefisien penyebaran awal benzen

Diketahui

a) Ɣbenzen = 289 dynecm-1

b) Ɣair = 728 dynecm-1

c) Ɣbenzen-air = 35 dynecm-1

48

Ditanya

a) Wc

b) Wa

c) Si

Jawab

Wc = 2 Ɣbenzen

= 2 x 289

= 578 dynecm-1

Wa = (Ɣbenzen + Ɣair ndash Ɣbenzen-air)

= (289 + 728 ndash 35)

= 667 dynecm-1

Si = Wa ndash Wc

= 667 ndash 578

= 89 dynecm-1

Benzen dapat tersebar dalam air karena nilai Si positif (+)

49

DAFTAR PUSTAKA

1 Tayangan Dosen

2 UraianPenjelasan Dosen pada saat Perkuliaha

3 Text Book

- Yazid Estein dan Nursanti Lisda 2006 Penuntun Praktikum Biokimia

Yogyakarta ANDI

- Santoso Begot 2007 BIOLOGI Jakarta Interplus Ridho_Brilliantoro

Tugas_Enzimologi

- Eistein Yazid 2005 Kimia Fisika Untuk Paramedis Yogyakarta Penerbit

Andi

- Adamson A W (1990) Physical Chemistry of Surfaces 5 th Ed New

York Willey

- Hugh DYoung Roger A Freedman 2002 Fisika Universitas Ed10 Alih

bahasa Juliastuti Endangdkk Jakarta Erlangga

- Kamajaya(2007)Cerdas Belajar FisikaBandungGrafindo Media Pratama

- IndrajitDudi(2007)Mudah dan Aktif Belajar FisikaBandungPT Setia

Purna Inves

4 Internet

- httprepositoryusuacidbitstream123456789395874Chapter20IIpdf

- httpstaffuiacidsystemfilesusersjoshitadjajadisastramaterialkestabil

anobatkuliahs2pdf

- httpstaffunyacidsitesdefaultfilespendidikanPurwanti20Widhy2

0Hastuti20SPd20MPdLaju20Reaksi20(2)pdf

- fileCUsersElrio20PutraDownloadsChapter20820Kinetika20

Kimiapdf

- httpusupressusuacidfilesKinetika20Kimia20Reaksi20Element

er_Normal_bab201pdf

- httpffarmasiuadacidwp-contentuploads201301orde-reaksi-waktu-

paruhpdfhttpnissanisso-fkp11webunairacidartikel_detail-49831-

Umum-sifat20kerja20obathtml

- httpmipa-farmasiblogspotcom201202tegangan-permukaan-tegangan-

antar-mukahtmlm=1

50

Page 13: Farfis2 before mid.pdf

13

Penetapan orde reaksi dan konstanta laju reaksi (harus) melalui percobaan

- Metode

Metode laju reaksi awal kombinasi dengan metode isolasi pseudo

reaksi

Metode integrasi dan mencocokan persamaan laju reaksi dengan data

percobaan

Untuk reaksi dengan mekanisme sederhana (1 tahap)

Orde reaksi = koefisien stokiometri reaksi

Untuk reaksi dengan mekanisme kompleks ( beberapa tahap)

Orde reaksi mungkin sama atau tidak sama dengan koefisien stokiometri

reaksi

Contoh Tentukan orde reaksi dan konstanta laju reaksi berikut

2 H2(g) + 2 NO(g) N2(g) + 2 H2O(g)

V = k [H2]x [NO2] x= dan y=

Data percobaan

Exp P(H2)0 P(NO)0 V reaksi

1 533 kpa 200 kpa 0035 kpa det-1

2 533 kpa 400 kpa 0140 kpa det-1

3 196 kpa 533 kpa 0091 kpa det-1

4 392 kpa 533 kpa 0182 kpa det-1

Cermati data exp 1 vs 2

V~ [NO]y ie [NO] dibuat 2x v menjadi 4x maka y=2

Cermati data exp 3 vs 4

V ~ [H2]x ie[H2] dibuat 2x v menjadi 2x maka x=1

Jadi diperoleh x=1 dan y=2

V = k [H2] [NO2] 2 reaksi orde 2

14

Menetapkan nilai waktu paruh (T12) dan umur simpan (T90)

Reaksi reaksi orde ke nol dan ke satu

Ct = Co ndash kt

t =

t1 2 = =

t1 2 =

t90 =

t90 =

Reaksi orde satu

ln Ct = ln Co ndash kt

t =

t1 2 =

t1 2 = 0693k

t90 = (= ln

= ln

= ln 1111)

t90 =

t90 =

Note

Misal waktu paruh PCT sediaan 500 mg 1 tahun kemudian

kandungannya menjadi 250 mg (T12) untuk unsur-unsur radioaktif dan

isotop t90 = kimia atau zat kimia pada sediaan masih ada 90 (berkurang

90) paling penting dalam sediaan farmasi ditulis ED

15

Pertemuan 3

Tanggal 16 September 2014

MENETAPKAN NILAI WAKTU PARUH (tfrac12) DAN UMUR SIMPAN (t90)

UNTUK REAKSI-REAKSI ORDE 0 DAN 1

Waktu paruh (tfrac12) dari suatu obat adalah waktu yang dibutuhkan oleh

separuh konsentrasi obat untuk dieliminasi Metabolisme dan eliminasi

mempengaruhi waktu paruh obat Contohnya pada kelainan fungsi hati atau

ginjal waktu paruh obat menjadi lebih panjang dan lebih sedikit obat

dimetabolisme dan dieliminasi Jika suatu obat diberikan terus-menerus

maka dapat terjadi penumpukan obat

Suatu obat akan melalui beberapa kali waktu paruh sebelum lebih dari

90 obat itu dieliminasi Jika seorang klien mendapat 650mg aspirin dan

waktu paruhnya adalah 3jam maka dibutuhkan 3jam waktu paruh pertama

untuk mengeliminasi 325mg dan waktu paruh kedua 9 atau 6jam untuk

mengeliminasi 162mg berikutnya dan seterusnya sampai pada waktu paruh

keenam atau 18jam dimana tinggal 10mg aspirin terdapat dalam tubuh

waktu paruh selama 4-8jam dianggap singkat dan 24jam atau lebih

dianggap panjang Jika obat memiliki waktu paruh yang panjang (seperti

digoksin 36 jam) maka diperlukan beberapa hari agar tubuh dapat

mengeliminasi obat tersebut seluruhnya

Sedangkan umur simpan (t90) adalah jangka waktu penyimpanan pada

kondisi tertentu di mana produk obat masih memenuhi spesifikasi yang

ditetapkan oleh perusahaan pembuat obat

Reaksi Orde 0

퐶푡 = 퐶표 minus 푘푡

푡 =퐶표 minus 퐶푡

16

Nilai waktu paruh (tfrac12)

푡frac12 =

푡frac12 =05퐶표푘

Nilai umur simpan (t90)

푡 =

푡 = 01퐶표푘

Reaksi Orde 1

푙푛퐶푡 = 푙푛퐶표 minus 푘푡

푡 =푙푛퐶표 minus 푙푛퐶푡

Nilai waktu paruh (tfrac12)

푡frac12 =푙푛퐶푡 minus 푙푛05퐶표

푡frac12 =

푡frac12 =0693푘

Nilai umur simpan (t90)

푡 =푙푛퐶표 minus 푙푛09퐶표

푡 =

푡 =0105푘

17

Contoh soal

Sediaan Aspirin dalam larutan (pH 25) dengan konsentrasi awal

030g100ml memperlihatkan kinetika degradasi orde ke 1 dan konstanta laju

degradasinya pada suhu kamar 97times10-7det-1 Hitung

a tfrac12 dan t90 sediaan larutan Aspirin

b Hitung tfrac12 dan t90 Aspirin bila sediaan dibuat dalam bentuk suspensi dengan

dosis 10g100ml diketahui kelarutan Aspirin 033g100ml

Jawab a Diketahui pH larutan 25

Co=03g100ml

Korde 1= 97times10-7det-1

Ditanya tfrac12 dan t90

Dijawab 푡frac12 =

푡frac12 = times

푡frac12 = times

푡frac12 = 71443298detik (826hari)

푡 =

푡 = times

푡 = times

푡 = 10824742detik (125hari)

b Diketahui Suspensi dosis 10g100ml

Kelarutan Aspirin 033g100ml

Ditanya k tfrac12 dan t90

18

Dijawab korde0 = korde1 [Aspirin]

= 97times10-7 times 033

= 3201times10-7

tfrac12 =

tfrac12 = times times

tfrac12 = 156201187detik (1808hari)

푡 =

푡 = times times

푡 = 31240237detik (36hari)

Pertemuan 4

Tanggal 23 September 2014

FAKTOR YANG MEMPENGARUHI LAJU REAKSI

Laju reaksi atau kecepatan reaksi menyatakan banyaknya reaksi

kimia yang berlangsung per satuan waktu Laju reaksi menyataka molaritas

zat terlarut dalam reaksi yang dihasilkan tiap detik reaksi Perkaratan besi

merupakan contoh reaksi kimia yang berlangsung lambat sedangkan

peledakan mesiu atau kembang api adalah contoh reaksi yang cepat Reaksi

kimia untuk laju reaksi sebagai berikut

aA + bB pP + qQ

Dengan a b p dan q adalah koefisien reaksi dan A B P dan Q

adalah zat-zat yang terlibat dalam reaksi laju reaksi dalam suatu system

tertutup adalah

19

v = minus [ ] = minus [ ] = minus [ ] = minus [ ]

dengan [A] [B] [P] dan [Q] menyatakan konsentrasi zat-zat tersebut

Faktor-faktor yang mempengaruhi laju reaksi

Konsentrasi

Karena persamaan laju reaksi didefinisikan dalam bentuk konsentrasi

reaktan maka dengan naiknya konsentrasi maka naik pula kecepatan

reaksinya Artinya semakin tinggi konsentrasi maka semakin banyak molekul

reaktan yang tersedia dengan demikian kemungkinan bertumbukan akan

semakin banyak juga sehingga kecepatan reaksi meningkat Jadi semakin

tinggi konsentrasi semakin cepat pula laju reaksinya

Molaritas

Molaritas adalah banyaknya mol zat terlarut tiap satuan volume zat

pelarut Hubungannya dengan laju reaksi adalah semakin besar molaritas

suatu zat maka semakin cepat suatu reaksi berlangsung Dengan demikian

pada molaritas yang rendah suatu reaksi akan berlajan lebih lambat daripada

molaritas yang tinggi

Luas permukaan

Semakin besar luas permukaan bidang sentuh menyebkan laju reaksi

semakin cepat Begitu juga apabila semakin kecil luas permukaan bidang

sentuh maka semakin kecil tumbukan yang terjadi anatar partikel ehingga laju

reaksi pun semakin kecil

Suhu

Suhu juga turut berperan dalam mempengaruhi laju reaksi Apabila

suhu pada suatu reaksi yang berlangsung dinaikkan maka menyebabkan

partikel semakin bergerak aktif sehingga tumbukan yang terjadi semakin

sering menyebabkan laju reaksi semakin besar Sebaliknya apabila suhu

diturunkan maka partikel semakin tak aktif sehingga laju reaksi semakin

kecil

20

Katalisator

Katalis adalah suatu zat yang mempercepat laju reaksi kimia pada suhu

tertentu tanpa mengalami perubahan oleh reaksi itu sendiri Suatu katalis

berperan dalam reaksi tetapi bukan sebagai pereaksi ataupun produk Katalis

memungkinkan reaksi berlansung lebih cepat atau memungkinkan reaksi pada

suhu yang lebih rendah akibat perubahan yang dipicunya terhadap pereaksi

Katalis menyediakan suatu jalur pilihan dengan energi aktivasi yang lebih

rendah Katalis mengurangi energi yang dibutuhkan untuk berlangsungnya

reaksi

Katalis dapat dibedakan ke dalam dua golongan utama yaitu katalis

homogeny dan katalis heterogen Katalis heterogen adalah katalis yang ada

dalam fase yang berbeda dengan pereaksi dengan reaksi yang dikatalisisnya

Sedangkan katalis homogen berada dalam fase yang sama Katalis homogeny

umumnya bereaksi dengan satu atau lebih pereaksi untuk membentuk suatu

perantara kimia yang selanjutnya bereaksi membentuk produk akhir reaksi

dalam suatu proses yang memulihkan katalisnya

Pengaruh suhu terhadap laju reaksi

Persamaan Arrhenius ( 1889 ) Persamaan empiris pengaruh suhu

terhadap konstanta laju reaksi Rumus

Dimana

K = Konstanta rata-rata

A = konstanta Arrhenius

Ea = Energi aktivasi

R = konstanta gas

T = temperaur )Catatan Bilangan pokok ion disebut juga e = 10

K = A e ndash

21

Persamaan Regresi

K = A e ndash

ln K = ln A + ( ln e ndashEaRT )

ln K = ln A + ( )

ln K = ln A ndash

y = A + BX

)Catatan

Intersept = ln A

Slope =

Didapatkan Ea dari regresi linear

Slope =

Ln K

1T

Persamaan Arrhenius untuk dua suhu ( bila salah satu suhu diketahui )

Ln = ( - ) atau ln K ( T2 ) = ln (T1 ) + ( minus)

Kurva persamaan Arrhenius untuk dua suhu

22

Contoh soal

1 Hasil percobaan dekomposisi suatu sediaan 5-hidroksimetilfurfural

memperlihatkan kinetika obat order ke satu dengan data konstanta

laju dekomposisinya seperti berikut ini yaitu pada suhu

120 o C = 3258 x 10-4 det-1

130oC = 838 x 10-4 det-1

140oC = 1350 x10-4 det-1

Hitunglah

a Ea

b K (25)

c T ( 90 25 )

Jawab

Diketahui R = 8314 JK-1mol-1

a 1ln k ( T2 ) = ln k ( T1 ) - ( minus )

ln 838x10-4 = ln 3258x10-4 ndash

( minus )

= minus

(000254minus 000248)

= minus

(000006)

17998 = minus

x 610-5

minus퐸푎 =

minus퐸푎 = 249 x 105 gmol

= 249 KJmol

b Didapat persamaan dari Excel

y = - 11850 x + 22148

23

ln k = - 11850 ( ) + 22148

ln k = - 39765 + 22148

ln k = - 17617

k = 22 x 10-8

c t90 =

=

= 2102102 detik ~ 24 hari

Bila dihitung dengan kalkulator maka

t90 =

=

= 4772727 detik ~ 55 hari

2 konstanta laju dekomposisi sulfacetamid dalam sediaan larutan ( pH =

74 ) pada suhu 80oC = 325 x 10-7det-1 dengan Ea = 9581 KJmol-1

Diketahui R = 8314 JK-1 mol-1 Hitung K dan t90 sediaan sulfacetamid

tsb pada suhu 250C

Jawab

ln K2 = ln K1 - minus

= ln 325x10-7 -

( minus )

= - 1493 1152 (283푥10 minus 335푥10 )

= - 1493 + 1152(minus052푥10 )

= - 1493 - 59904푥10

= - 1493 - 0006177

ln K 2 = - 14936977

K = 326푥10 푑푒푡

24

t90 =

=

= 322푥10 푑푒푡 푎푡푎푢103푡푎ℎ푢푛

Pertemuan 5

Tanggal 30 September 2014

REAKSI ENZIMATIS

Sel-sel tubuh makhluk hidup didalamnya melakukan proses

metabolism Proses metabolisme yang terjadi dalam sel-sel tubuh dapat

digolongkan menjadi dua yaitu katabolisme dan anabolisme Katabolisme

merupakan reaksi penguraian senyawa kompleks menjadi senyawa

sederhana dengan tujuan mendapatkan energi siap pakai dalam bentuk

Adenosine Triphosphate (ATP) Reaksi anabolisme merupakan reaksi

pembentukan senyawa organik dari senyawa anorganik Pada reaksi

anabolisme dibutuhkan ATP sebagai sumber energinya Adapun reaksi

katabolisme atau reaksi anabolisme yang terjadi didalam tubuh keduanya

membutuhkan enzim sebagai biokatalisator

Setiap reaksi penguraian (katabolisme) merupakan reaksi eksoterm

sedangkan setiap reaksi pembentukan (anabolisme) merupakan reaksi

endoterm Dalam tubuh sel-sel memerlukan energi aktivasi Makhluk hidup

mengganti energy aktivasi dengan suatu struktur protein yang dikenal

dengan sebutan enzim

25

Ea reaksi dengan enzim lt Ea reaksi tanpa enzim

(Ea reaksi dengan ezim berlangsung lebih cepat)

RUMUS

minusdsdt =

dPdt = Velocity =

Vmax SKm + S

E + S harr ES + P + E

V = K2 [E]0 [S]0

[S]0 + Km

Keterangan

Km Konstanta

Michaelis

K2 Daya enzim mentansformasi suatu substrat membentuk

produk

(Jumlah molekul yang dikonversikan menjadi produk dalam

suatu waktu permolekul enzim)

Bila [S]0 berlebihan laju reaksi maksimal

Maka K2 [E]0 = Vmax

V = Vmax [S]0

[S]0 + Km

(Persamaan Lineweaver-Burk)

Keterangan V = kecepatan reaksi (laju reaksi) Km = konstanta Michaelis-Menten Vmax = kecepatan reaksi maksimal [S] = konsentrasi substrat

26

Faktor ndash faktor yang mempengaruhi

kerja enzim

Dalam aktivitasnya enzim sangat

dipengaruhi oleh factor lingkungan seperti

suhu pH konsentasi enzim konsentrasi

substrat dan inhibitor

a Suhu

Suhu merupakan factor ligkungan yang penting bagi kerja enzim sampai

pada titik tertentu kecepatan reaksi akan meningkat seiring dengan

meningkatnya suhu Pada akhirnya kecepatan reaksi akan menurun drastis

pada suhu tersebut melewati suhu optimumnya Pada suhu yang lebih tinggi

(ekstrim) protein penyusun enzim akan mengalami denaturasi Enzim pada

mamalia (manusia) bekerja pada suhu 37degC Bakteri yang hidup di sumber air

panas mempunyai enzim dengan suhu optimal 70degC

b pH

Enzim bekerja pada pH tertentu umumnya enzim mmembutuhkan pH

optimum netral (pH=7) Enzim yang berada dalam lambung memiliki pH

optimum asam (pH=2) Peningkatan atau penurunan pH yang ekstrim akan

menyebabkan enzim mengalami denaturasi

c Konsentasi enzim

Pada konsentrasi substrat tertentu konsentrasi enzim akan meningkatkan

kecepatan reaksi enzimatis Dengan kata lain kecepatan reaksi enzimatis (V)

berbanding lurus dengan konsentrasi enzim (E) sampai batas tertentu

sehingga reaksi mengalami kesetimbangan Pada saat setimbang peningkatan

konsentrasi enzim sudah tidak berpengaruh

1푣 푣푠

1[푆]0

27

d Konsentrasi substrat

Pada konsentrasi enzim yang tetap peningkatan konsentrasi substrat akan

menaikkan kecepatan reaksi enzimatis

sampai mencapai kecepatan maksimum

yang tetap Pada titik maksimum semua

enzim telah jenuh dengan substrat

sehingga penambahan substrat sudah tidak

akan meningkatkan kecepatan reaksi

enzimatis

Transformasi Lineweaver-Burk

1V = KmVmax 1S + 1Vmax

y = m x = t

1V

y ndash intercept = 1Vmax

x ndash intercept = -1Km1 [S]

e Inhibisi enzim

1 Inhibisi Kompetitif

Penghambatan aktivitas enzim melalui mekanisme inhibisi

kompetitif terjadi ketika substrat (S) dan inhibitor (I) bersaing untuk dapat

mengikat sisi aktif enzim Hal ini disebabkan karena bentuk inhibitor

menyerupai substrat Kompleks EI yang terbentuk tidak dapat menjalani

28

langkah katalitik dan tidak dapat membentuk produk Akibatnya terjadi

penurunan jumlah produk yang terbentuk

Berikut adalah pendekatan keadaan tunak dalam penentuan hukum

laju inhibisi kompetitif enzim

K1 = [E][I] helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (1)

[EI]

[E][S] = k-1 + k2 = KM (2)

[ES] k1

[Etot] = [E] + [ES] +[EI]helliphelliphellip (3)

[Etot] = [E] + [ES] + [E][I]

K1

[Etot] = [E] 1 + [I] + [ES]

K1

maka

[퐸] = [ ] [ ]

helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (4)

Berdasarkan teori Michaelis-Mentein kecepatan awal ditentukan oleh

kecepatan penguraian [ES] yang ketetapan kecepatan reaksinya adalah k2

sehingga

V =k2 [ES] helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip(8)

substitusi persamaan (7) ke dalam persamaan (8)

V = k2 [Etot] [S]

[S] + KrsquoM (9)

29

Vmax didefinisikan sebagai kecepatan pada saat semua E yang tersedia

terdapat sebagai ES

Vmax = k2 [Etot] helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip(10)

Sehingga diperoleh

V = kcat [Etot] [S] helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (11)

KM 1 + [I] + [S]

K1

Transformasi persamaan Michaelis-Mesntein (persamaan Lineweaver-

Burk) yaitu dari persamaan (11)

V = Vmax [S]

[S] + KrsquoM

Maka

1 = [S] + KMrsquo

V Vmax [S]

1 = KMrsquo + [S]

V Vmax [S] Vmax [S]

1 = KMrsquo 1 + [S]

V Vmax [S] Vmax

2 Inhibisi Uncompetitive

Inhibisi uncompetitive enzim terjadi apabila inhibitor (I) mengikat

salah satu sisi dari kompleks enzim dan substrat (ES) Kompleks ESI yang

terbentuk tidak dapat membentuk produk (P)

Berikut adalah pendekatan keadaan tunak dalam penentuan hukum

laju inhibisi kompetitif enzim

30

KI = [ES] [I] helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (1)

ESI

[E] [S] = k-1 + k2 = KM helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (2)

[ES] k1

[Etot] = [E] + [S] + [ES] helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (3)

Berdasarkan teori Michaelis-Mentein kecepatan awal ditentukan oleh

kecepatan penguraian [ES] yang tetapan kecepatan reaksinya adalah k2

sehingga

V = k2 [ES] helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (7)

Substitusi persamaan (6) ke persamaan (7)

V = k2 [Etot] [S]

[S] 1 + [I] KM helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (8)

KI

Vmax didefinisikan sebagai kecepatan pada saat semua E yang

tersedia terdapat sebagai ES

Vmax = k2 [Etot] helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (9)

Substitusi persamaan (9) ke persamaan (8)

V = Vmax [S]

[S] 1 + [I] + KM

KI

3 Inhibisi Non Kompetitif

Penghambatan non kompetitif terjadi apabila inhibitor (I) mengikat

sisi aktif pada enzim (E) maupun pada kompleks enzim dan subtrat (ES)

EI + S ESI

31

Berikut adalah pendekatan keadaan tunak dalam penentuan

hukum laju inhibisi kompetitif enzim

KI = [E] [I] = [ES] [I]

[EI] [ES] helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (1)

[E] [S] = k-1 + k2 = KM

[ES] k1 helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (2)

[Etot] = [E] + [ES] + [EI] + [ESI]helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (3)

Vmax didefinisikan sebagai kecepatan pada saat semua E yang

tersedia terdapat sebagai ES

Vmax = k2 [Etot] helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (4)

Parameter kinetika dalam mekanisme inhibisi enzim (kompetitif

uncompetitive non kompetitif) antara lain Vmax KM dan kcat

1 Vmax adalah laju reaksi maksimum yang dikatalisis enzim

2 KM menyatakan konsentrasi substrat yang diperlukan agar reaksi

katalisis efektif

kcat adalah tetapan laju pada tahap penentu laju yang menyatakan

jumlah substrat yang dapat diubah per detik

Contoh reaksi berikut

Fumarase

Furmarate + H2O mdashmdashmdashrarr L-Malate

1 Hitung laju perubahan fumarate menjadi L-Malate bila diketahui

Konsentrasi fumarate = 124 x 10-4 molL

Konsentrasi enzim fumarase = 105 x 10-6 molL

Konstata Michaelis = 185 x 10-6 molL

Dan bilangan turnover enzim fumarase = 175 x 103 det-1

32

Diketahui [S]0 = 124 x 10-4 molL

[E]0 = 105 x 10-6 molL

Km = 185 x 10-6 molL

K2 = 175 x 103 det-1

Ditanya V hellip

Jawab

V = Vmax [S]0

[S]0 + Km

V = K2 [E]0 [S]0

[S]0 + Km

V = [175 x 103 det-1] [105 x 10-6 molL] [124 x 10-4 molL]

[124 x 10-4 molL] + [185 x 10-6 molL]

V = 22785 X 10-7 molLdet

12585 x 10-4

V = 181 X 10-3 molLdet

2 Laju awal dekomposisi H2O2 yang dikatalisis dengan enzim

katalase adalah 138 x 10-2 267 x 10-2 an 60 x 10-2 Mdet

berturut-turut untuk konsentrasi awal H2O2 = 001 002 005 M

Konsentrasi enzim katalase = 40 x 10-8 M

Hitung Vmax konstanta Michaelis

Dan bilangan turnover enzim

Diketahui V1 = 138 X 10-2

V2 = 267 x 10-2

33

V3 = 60 X 10-2

[H2O2] = 001 002 005 M

[Ekatalase] = 40 x 10-2 M

Ditanya Vmax Km dan K2 hellip

Jawab

X (1[H2O2] Y (1V)

100 7246

50 3745

20 1667

y = 0697x + 25691

Intercept = 26591

Slope = 06977

R2 = 09999 rarr R2 = 1

a 1 = 25691 (intercept)

Vmax

Vmax = 1

25691

= 0389 molLdet

b Km = 06977 (slope)

Vmax

Km = 06977

0389

Km = 0272 molL

34

c Vmax = k2 [E]0

0389 = k2 40 x 10-8 M

k2 = 0389

40 x 10-8

= 0097 x 108

3 Laju pertumbuhan bakteri Lactobacillus acidephilus (dalam suatu

media) selama fase pertumbuhan exponensial menunjukan 924 x

10-3menit Hitung waktu generasi (tg) bakteri tersebut tg waktu

yang diperlukan mikroorganisme untuk melipat gandakan

populasinya yakni menjadi

Jawab

ln = Nt = λt ln = 2N0 = λtg

N0 N0

tg = ln2 tg = 0693

λ 924 x 10-3

tg = 0075 x 103

tg = 75 menit

35

Pertemuan 6

Tanggal 7 Oktober 2014

TEGANGAN PERMUKAAN

Molekul di permukaan mengalami gaya

resultan ke arah dalam media Molekul di

dalam media tidak mengalami gaya resultan

Molekul-molekul cairan memberikan

gaya tarik satu dengan lainnya terdapat gaya

total yang besarnya nol pada molekul di dalam volume cairan tetapi molekul

permukaan ditarik ke dalam volume Sehingga cairan cenderung memperkecil

luas permukaannya hanya dengan meregang lapisan (Fisika Universitas Jl 110

hal 431)

Tegangan permukaan (ᵞ)

- Molekul di bagian dalam media yang bergeak ke permukaan

media membutuhkan kerja untuk mengalami gaya tarik menarik

ke bawah

- Makin banyak jumlah molekul di permukaan media suatu

cairan makin luas permukaan media tersebut

36

- Tetapi dengan adanya gaya resultan ke arah dalam yang dialami

oleh molekul-molekul dipermukaan maka sifat cairan

cenderung untuk meminimumkan luas permukaan

Fenomena alam yang berkaitan dengan sifat kecenderuungan cairan

menimbulkan permukaanya antara lain

- Embun air di atas air

- Air dihinggapi nyamuk

Permukaan zat cair mempunyai sifat ingin meregang sehingga

permukaannya seolah- olah ditutupi oleh suatu lapisan yang elastis Hal ini

disebabkan adanya gaya tarik menarik antara partikel sejenis di dalam zat

cair sampai ke permukaan

Di dalam cairan tiap molekul ditarik oleh molekul lain yang sejenis di

dekatnya dengan gaya yang sama kesegala arah Pada permukaan cairan

tiap molekul ditarik oleh molekul sejenis didekatnya dengan arah hanya

kesamping dan kebawah tetapi tidak ditarik oleh molekul diatasnya karena

diatas permukaan cairan berupa fase uap ( udara ) dengan jarak antara

molekul sangat renggang

Adanya gaya atau tarikan ke bawah menyebabkan permukaan cairan

berkontraksi dan berada dalam keadaan tegang Tegangan ini disebut

dengan tegangan permukaan

Besarnya tegangan permukaan cairan bergantung pada gaya tarik

antara molekul- molekulnya Ketika gaya tarik besar seperti dengan H2O

tegangan permukaan besar Sebaliknya cairan seperti bensin yang tersusun

atas molekul- molekul non polar mempunyai tegangan permukaan yang

kecil karena tarikan antarmolekul lebih lemah

Zat yang tegangan permukaannya rendah sangat mudah membasahi

permukaan bagaimanapun keadaan permukaannya Pelarut hidrokarbon

misalnya nafta atau bensin menyebar pada kaca maupun permukaan

berminyak dengan mudahnya sebab tarikan sesama molekul hidrokarbon

sangat lemah Hampir tidak ada usaha untuk memperluas permukaan cairan

akibatnya mereka mudah menyebar pada permukaan apapun (Brady 1994)

37

Tegangan permukaan (ᵞ)

Banyaknya kerja yang diperlukan untuk memperluas

permukaan suatu cairan Satuannya dalam SI adalah newton per meter

(NM) tetapi satuan cgs dyene per centimeter lebih sering digunakan

1 dynecm = 10-3 Nm = 1 mNm

(Fisika Universitas Jl 110 hal 432)

Tegangan permukaan

- Antara cairan dengan gas atau udara tegangan permukaan

- Antara cairan dengan cairan tegangan antar muka

Contoh nilai ᵞ beberapa cairan pada 20degC

Cairan Cairan-udara (dynecm) Cairan-air (dynecm)

Hg 485 375

H2O 7275 -

C6H6 2888 350

CCl4 2680 451

Aceton 2394 -

Etanol 2249 -

Isopropanol 2192 -

Sukrosa (aquos ) 7645 -

Faktor- Faktor Yang Mempengaruhi Tegangan Permukaan

a Jenis cairan

Pada umumnya cairan yang memiliki gaya tarik antara molekulnya

besar seperti air maka tegangan permukaannya juga besar Sebaliknya pada

cairan seperti bensin karena gaya tarik antara molekulnya kecil maka

tegangan permukaannya juga kecil

38

b Suhu

Tegangan permukaan cairan turun bila suhu naik karena dengan

bertambahnya suhu molekul- molekul cairan bergerak lebih cepat dan

pengaruh interaksi antara molekul berkurang sehingga tegangan

permukaannya menurun

c Adanya zat terlarut

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 detergen dan alkohol

adalah efektif dalam menurunkan tegangan permukaan ( Yazid 2005)

Metode pengukuran tegangan permukaan

- Metode kapiler

- Metode cincin Du Nouy

- Metode Lempengan Wilhelmi

- Metode Tekanan Gelembung maksimum

- Dll

a Metode Kapiler

- Yang digunakan yang luas permukaannya naik

- Permukaan air dalam pipa kapiler terus naik hingga tercapai

keseimbangan dengan gaya gravitasi

Metode ini didasarkan pada kenyataan bahwa bila sebatang pipa

kapiler dimasukan kedalam cairan maka permukaan cairan dalam pipa

kapiler dapat mengalami kenaikan atau penurunan Apabila cairan

membasahi bejana ( θ lt 90 ) maka permukaan cairan akan naik

Sedangkan bila cairan tidak membasahi bejana ( θ gt 90 ) permukaan

cairan akan turun Peristiwa naik turunnya permukaan cairan dalam

kapiler ini disebut dengan kapilaritas

39

Kenaikan atau penurunan cairan dalam kapiler disebabkan oleh

adanya tegangan permukaan yang bekerja pada permukaan cairan yang

menyentuh dinding sepanjang keliling pipa Akibat tegangan permukaan ini

pipa akan memberikan gaya reaksi pada permukaan cairan yang besarnya

sama tapi arahnya berlawanan ( Yazid 2005 )

Catatan

- Jika permukaan atas larutan cembung sudut kontak besar - Jika permukaan atas larutan cekung sudut kontak kecil

Tegangan permukaan diukur dengan melihat ketinggian air cairan yang naik melalui suatu kapiler Metode kenaikan kapiler hanya dapat digunakan untuk mengukur tegangan permukaan tidak bisa untuk mengukur tegangan permukaan tidak bias untuk mengukur tegangan antar muka

Persamaan

퐹푢푝 = 훾(2휋푟) cos휃

퐹푑표푤푛 = 휌푔(ℎ휋푟 )

퐹푢푝 = 퐹푑표푤푛 훾 = Keterangan

- 휌 = bobot jenis cairan gml - 푔 = 980 cms - 푟 = jari-jari pipa kapiler - ℎ = tinggi miniskus cairan untuk kapiler - 휃 = sudut kontak ( untuk air dan kebanyakan cairan sangat kecil yakni

mendekati 1 )

Untuk cairan dengan sudut kontak sangat kecil

훾 = atau ℎ =

Sedangkan untuk cairan yang tidak membasahi bejana seperti raksa θ = 140 sehingga cos θ = - 0766 ( berharga negatip) Akibatnya h memiliki harga negatip yang berarti cairan mengalami penurunan atau ditekan dalam kapiler

40

b Metode Cincin Du Nouy

Metode cincin du nouy merupakan metode yang paling baik digunakan karena lebih akurat dan cepat dalam pengukuran tegangan permukaan deterjen serum suspensi koloid dan lain- lain

Berdasarkan pengukuran gaya yang diperlukan untuk melepaskan cincin dari permukaan cairan Metode ini digunakan untuk mengukur tegangan antar muka cairan

Persamaan

훾 = 퐹

4휋푅 퐶

Keterangan - F = gaya yang diperlukan untuk melepaskan cincin dari

permukaan - R = jari-jari lingkar cincin - C = Faktor koreksi

Faktor Koreksi

(퐶 minus 푎) = 4푏휋 푥

1푅 푥

퐹4휋휌푅 + 푐

Keterangan

- a = 07250 (konstan) - b = 009075 m-1 s2 (konstan) - c = 004534 ndash 1695 rR (konstan) - r = jari-jari kawat yang digunakan untuk membuat cincin - R = jari-jari rata-rata lingkaran - 휌 = masa jenis cairan sempel

Ketika mengukur tegangan permuakaan cairan- cairan harus diperhatikan bahwa cairan yang ada dibawah benar- benar membasahi cincin (Bird 1987)

c Metode Lempengan Wilhelmi

Metode ini didasarkan pada gaya yang diperlukan untuk menarik pelat tipis dari permukaan cairan Pelat digantung pada salah satu lengan neraca dan dimasukkan kedalam cairan yang akan diselidiki Besarnya gaya tarik pada neraca yang digunakan untuk melepas pelat dari permukaan cairan dicatat

Persamaan

푃 = 푚푔 + 퐿훾 cos휃 minus 푠ℎ휌푔

41

Keterangan

- P = gaya yang dipergunakan untuk melepaskan lempengan dari permkaan cincin

- m = berat lempengan - 푔 = gaya gravitasi - 푠 = luas penampang lempengan - ℎ = kedalaman lempeng yang dicelupkan - 퐿 = keliling lempengan - 휌 = bobot jenis cairan

Dalam metode ini diandaikan sudut kontak θ = 00 dan pengaruh

dari ujung- ujung lempeng dapat diabaikan ( Yazid 2005 ) Pada metode ini digunakan lempengan mika tipis atau kaca slide

mikrosip yang digantung pada neraca Pengukuran dapat dilakukan dengan cara statistik ataupun dengan detasment yang secara akurat diberikan pada persamaan ideal

Jika pengukurannya dilakukan dengan metode detasmen prosedurnya hampir sama dengan metode cincin Du Nouy tetapi faktor koreksi hanya 01 ( Adamson 1990)

d Metode Tekanan Gelembung Maksimum Tegangan permukaan menyebabkan adanya perbedaan tekanan

pada kedua sisi permukaan cairan yang lengkung Tekanan pada sisi yang cembung Ketika pertama kali tekanan dikenakan jari- jari gelembung sangat besar Sementara gelembung itu mengembang jari- jarinya akan semakin kecil sampai nilai minimum

Pada keadaan ini jari- jari gelembung sama dengan jari- jari tabung gelas Bila tekanan terus dinaikkan jari- jari gelembung akan membesar kembali sampai akhirnya gelembung ini lepas dari tabung gelas dan naik ke permukaan cairan jelas bahwa tekanan maksimum diperoleh pada saat jari- jari minimum

Tekanan maksimum ini bukan hanya disebabkan perbedaan tekanan pada kedua sisi gelembung tetapi juga disebabkan oleh adanya tekanan hidrostatik ( yang bergantung pada ketinggian tabung gelas dalam cairan )

Persamaan

훾 = ∆휌푔푑푒 1퐻

Keterangan

o ∆휌 = perbedaan bobot jenis o 푑푒 = diameter maksimum tetesan

42

o = faktor koreksi yang ditentukan oleh rasio 푑푠 푑푒

Metode tekanan gelembung maksimum memiliki keakuratan di bawah 10 yang mana tidak tergantung pada jarak kontak dan hanya merupakan sebuah pengetahuan dasar dari densitas suatu cairan ( Jika menggunakan pipa ganda ) dan pengukurannya juga relatif cepat Rata- rata sebuah gelembung harganya sekitar 1 sek (Adamson 1990)

Pertemuan 7

Tanggal 14 Oktober 2014

TEGANGAN ANTAR MUKA

Tegangan permukaan merupakan gaya persatuan panjang yang

harus dikerjakan sejajar permukaan untuk mengimbangi gaya tarikan

kedalam pada cairan Hal tersebut terjadi karena pada permukaan gaya

adhesi (antara cairan dan udara) lebih kecil dari pada gaya kohesi antar

molekul cairan sehingga menyebabkan terjadinya gaya kedalam pada

permukaan cairan

Tegangan antar muka adalah gaya per satuan panjang yang terdapat

pada antar muka dua fase cairan yang tidak dapat tercampur Tegangan antar

muka selalu lebih kecil dari pada tegangan permukaan kerena gaya adhesi

antara dua cairan tidak bercampur lebih besar dari pada adhesi antara cairan

dan udara

Cairan-cairan (immisible)

L ƔL ƔL Tegangan permukaan L

ƔS Tegangan permukaan S

ƔSL ƔSL Tegangan antarmuka SL

S ƔS

43

Missible dua zat yang bercampurlarut dengan sempurna berapapun

konsentrasijumlahnya

Immisible dua zat (cairan dengan cairan) yang sama sekali tidak

dapat bercampurlarut

Pada dasarnya tegangan permukaan suatu zat cair

dipengaruhi oleh beberapa faktor diantaranya suhu dan zat terlarut

Dimana keberadaan zat terlarut dalamsuatu cairan akan

mempengaruhi besarnya tegangan permukaan terutama molekul zat

yang berada pada permukaan cairan berbentuk lapisan monomolekuler

yang disebut dengan molekul surfaktan Kemudian suhu juga sangat

mempengaruhi tegangan permukaan suatu cairan dimana ketika suhu

naik maka tegangan permukaan cairan akan turun

Suhu uarr = Tegangan permukaan darr ldquoberbanding terbalikrdquo

Fenomena Permukaan dan Fenomena Antar muka

Permukaan Fenomena

Cairan ndash Udara Tegangan Permukaan

Padat ndash Udara Adsorbsi

Antar Muka Fenomena

Cairan ndash Cairan

(immisible)

Tegangan Antar Muka

Padat ndash Cair Pembasah (Wetting)

Tegangan Antar Muka Cairan ndash Cairan (immisible)

1) Gaya persatuan panjang yang bekerja pada antar muka dua cairan

yang immisible

Satuan dynecm-1

44

2) Kerja yang diperlukan untuk memisahkan 2 permukaan cairan

immisible

Satuan ergcm-2

Manfaat fenomena antar muka dalam farmasi

1 Formulasi sediaan serbuk yang hidrofob

2 Menentukan jenis surfaktan untuk membuat emulsi

3 Meningkatkan stabilitas suspensi dan emulsi

4 Mengatasi sediaan obat yang berbusa

5 Adsorbsi obat pada saluran pencernaan

Soal

1 Hitung Ɣ fenol bila diketahui tinggi kenaikan permukaan fenol dalam

pipa kapiler (r = 007 cm) adalah 093 cm pada suhu 37˚C Bila

diketahui bobot jenis fenol 113 gcm-1 dan konstanta gravitasi = 9807

cm det-2

Diketahui

a) r = 007 cm

b) ρ = 113 gcm-1

c) g = 9807 cm det-2

d) h = 093 cm

Ditanya Ɣfenol

Jawab

Ɣfenol = frac12 (rρgh)

= frac12 (007 x 113 x 9807 x 093)

= 3607 dynecm-1

45

Gaya Kohesi dan Adhesi

Terdapat dua macam gaya tarik menarik antar partikel yaitu kohesi

dan adhesi Kohesi adalah gaya tarik menarik antara partikel yang sejenis

Kohesi dipengaruhi oleh kerapatan dan jarak antar partikel dalam zat gaya

kohesi mengakibatkan dua zat bila dicampurkan tidak akan saling

bercampur Contoh tidak bercampurnya air dengan minyak tidak

melekatnya air raksa pada dinding pipa kapiler dan air pada daun talas

Adhesi adalah gaya tarik menarik antara partikel-partikel yang

tidak sejenis Gaya adhesi akan mengakibatkan dua zat akan saling melekat

bila dicampurkan Contoh bercampurnya air dengan tehkopi melekatnya

air pada dinding pipa kapiler dan melekatnya tinta pada kertas

Adanya gaya tarik menarik antara partikel zat cair menyebabkan

adanya tegangan permukaan dimana permukaan zat cair cenderung

menegang dan seolah terdapat selaput atau lapisan yang tegang sehingga

dapat menahan benda Selain adanya peristiwa tegangan permukaan akibat

adanya gaya tarik menarik antara partikel juga menyebabkan terjadinya

peristiwa meniskus cembung dan meniskus cekung

Meniskus Cembung dan Meniskus Cekung

Meniskus adalah peristiwa mencekung atau mencembungnya

permukaan zat cair Berdasarkan bentuk permukaan zat cair meniskus

dibedakan menjadi dua yaitu meniskus cembung dan meniskus cekung

Meniskus cembung terjadi jika gaya kohesi lebih besar dari pada gaya

adhesi Sedangkan meniskus cekung terjadi jika adhesi lebih besar dari pada

kohesi

46

Jika Wc lt Wa

Sudut Cos Ɵ Kecil

Permukaan cairan dalam kapiler cekung dan naik

Jika Wc gt Wa

Sudut Cos Ɵ Besar

Permukaan cairan dalam kapiler turun dan berbentuk cembung

Ɣ Rasio imbangan antara gaya Kohesi dan Adhesi

Cairan-Cairan (immisible)

Mempengaruhi koefisien sebaran (S)

Jika kerja kohesi lebih besar dari kerja adhesi maka nilai

koefisien sebarannya kecilrendah

Contoh

Asam stearat jika dilarutkan dengan air maka koefisien sebarannya

rendah karena gugus nonpolar pada asam stearat lebih panjang dari

gugus polarnya (gugus polar jadi titak berpengaruh)

47

Jika kerja kohesi lebih rendah dari kerja adhesi maka nilai koefisien

sebarannya tinggi Spreading

Contoh

Propanol jika dilarutkan dengan air maka koefisien sebarannya tinggi

karena mempunyai gugus ndashOH yang dapat berikatan hidrogen dengan

air dan bersifat polar

Tegangan permukaan dipengaruhi oleh

Rasio

Polar

Nonpolar

Si = Wa ndash Wc

Wc = 2 Ɣx

Wa = (Ɣx + Ɣair - Ɣx-air)

Si Bila nilai Si positif maka sebaranspreading terjadi

Bila nilai Si 0 tetap ada peluang sebaran

Bila nilai Si negatif tidak terjadi sebaran

Soal

Diketahui Ɣbenzen = 289 dynecm-1 Ɣair = 728 dynecm-1 dan Ɣbenzen-air =

35 dynecm-1 Hitung nilai kerja kohesi benzen kerja adhesi benzen-air

dan koefisien penyebaran awal benzen

Diketahui

a) Ɣbenzen = 289 dynecm-1

b) Ɣair = 728 dynecm-1

c) Ɣbenzen-air = 35 dynecm-1

48

Ditanya

a) Wc

b) Wa

c) Si

Jawab

Wc = 2 Ɣbenzen

= 2 x 289

= 578 dynecm-1

Wa = (Ɣbenzen + Ɣair ndash Ɣbenzen-air)

= (289 + 728 ndash 35)

= 667 dynecm-1

Si = Wa ndash Wc

= 667 ndash 578

= 89 dynecm-1

Benzen dapat tersebar dalam air karena nilai Si positif (+)

49

DAFTAR PUSTAKA

1 Tayangan Dosen

2 UraianPenjelasan Dosen pada saat Perkuliaha

3 Text Book

- Yazid Estein dan Nursanti Lisda 2006 Penuntun Praktikum Biokimia

Yogyakarta ANDI

- Santoso Begot 2007 BIOLOGI Jakarta Interplus Ridho_Brilliantoro

Tugas_Enzimologi

- Eistein Yazid 2005 Kimia Fisika Untuk Paramedis Yogyakarta Penerbit

Andi

- Adamson A W (1990) Physical Chemistry of Surfaces 5 th Ed New

York Willey

- Hugh DYoung Roger A Freedman 2002 Fisika Universitas Ed10 Alih

bahasa Juliastuti Endangdkk Jakarta Erlangga

- Kamajaya(2007)Cerdas Belajar FisikaBandungGrafindo Media Pratama

- IndrajitDudi(2007)Mudah dan Aktif Belajar FisikaBandungPT Setia

Purna Inves

4 Internet

- httprepositoryusuacidbitstream123456789395874Chapter20IIpdf

- httpstaffuiacidsystemfilesusersjoshitadjajadisastramaterialkestabil

anobatkuliahs2pdf

- httpstaffunyacidsitesdefaultfilespendidikanPurwanti20Widhy2

0Hastuti20SPd20MPdLaju20Reaksi20(2)pdf

- fileCUsersElrio20PutraDownloadsChapter20820Kinetika20

Kimiapdf

- httpusupressusuacidfilesKinetika20Kimia20Reaksi20Element

er_Normal_bab201pdf

- httpffarmasiuadacidwp-contentuploads201301orde-reaksi-waktu-

paruhpdfhttpnissanisso-fkp11webunairacidartikel_detail-49831-

Umum-sifat20kerja20obathtml

- httpmipa-farmasiblogspotcom201202tegangan-permukaan-tegangan-

antar-mukahtmlm=1

50

Page 14: Farfis2 before mid.pdf

14

Menetapkan nilai waktu paruh (T12) dan umur simpan (T90)

Reaksi reaksi orde ke nol dan ke satu

Ct = Co ndash kt

t =

t1 2 = =

t1 2 =

t90 =

t90 =

Reaksi orde satu

ln Ct = ln Co ndash kt

t =

t1 2 =

t1 2 = 0693k

t90 = (= ln

= ln

= ln 1111)

t90 =

t90 =

Note

Misal waktu paruh PCT sediaan 500 mg 1 tahun kemudian

kandungannya menjadi 250 mg (T12) untuk unsur-unsur radioaktif dan

isotop t90 = kimia atau zat kimia pada sediaan masih ada 90 (berkurang

90) paling penting dalam sediaan farmasi ditulis ED

15

Pertemuan 3

Tanggal 16 September 2014

MENETAPKAN NILAI WAKTU PARUH (tfrac12) DAN UMUR SIMPAN (t90)

UNTUK REAKSI-REAKSI ORDE 0 DAN 1

Waktu paruh (tfrac12) dari suatu obat adalah waktu yang dibutuhkan oleh

separuh konsentrasi obat untuk dieliminasi Metabolisme dan eliminasi

mempengaruhi waktu paruh obat Contohnya pada kelainan fungsi hati atau

ginjal waktu paruh obat menjadi lebih panjang dan lebih sedikit obat

dimetabolisme dan dieliminasi Jika suatu obat diberikan terus-menerus

maka dapat terjadi penumpukan obat

Suatu obat akan melalui beberapa kali waktu paruh sebelum lebih dari

90 obat itu dieliminasi Jika seorang klien mendapat 650mg aspirin dan

waktu paruhnya adalah 3jam maka dibutuhkan 3jam waktu paruh pertama

untuk mengeliminasi 325mg dan waktu paruh kedua 9 atau 6jam untuk

mengeliminasi 162mg berikutnya dan seterusnya sampai pada waktu paruh

keenam atau 18jam dimana tinggal 10mg aspirin terdapat dalam tubuh

waktu paruh selama 4-8jam dianggap singkat dan 24jam atau lebih

dianggap panjang Jika obat memiliki waktu paruh yang panjang (seperti

digoksin 36 jam) maka diperlukan beberapa hari agar tubuh dapat

mengeliminasi obat tersebut seluruhnya

Sedangkan umur simpan (t90) adalah jangka waktu penyimpanan pada

kondisi tertentu di mana produk obat masih memenuhi spesifikasi yang

ditetapkan oleh perusahaan pembuat obat

Reaksi Orde 0

퐶푡 = 퐶표 minus 푘푡

푡 =퐶표 minus 퐶푡

16

Nilai waktu paruh (tfrac12)

푡frac12 =

푡frac12 =05퐶표푘

Nilai umur simpan (t90)

푡 =

푡 = 01퐶표푘

Reaksi Orde 1

푙푛퐶푡 = 푙푛퐶표 minus 푘푡

푡 =푙푛퐶표 minus 푙푛퐶푡

Nilai waktu paruh (tfrac12)

푡frac12 =푙푛퐶푡 minus 푙푛05퐶표

푡frac12 =

푡frac12 =0693푘

Nilai umur simpan (t90)

푡 =푙푛퐶표 minus 푙푛09퐶표

푡 =

푡 =0105푘

17

Contoh soal

Sediaan Aspirin dalam larutan (pH 25) dengan konsentrasi awal

030g100ml memperlihatkan kinetika degradasi orde ke 1 dan konstanta laju

degradasinya pada suhu kamar 97times10-7det-1 Hitung

a tfrac12 dan t90 sediaan larutan Aspirin

b Hitung tfrac12 dan t90 Aspirin bila sediaan dibuat dalam bentuk suspensi dengan

dosis 10g100ml diketahui kelarutan Aspirin 033g100ml

Jawab a Diketahui pH larutan 25

Co=03g100ml

Korde 1= 97times10-7det-1

Ditanya tfrac12 dan t90

Dijawab 푡frac12 =

푡frac12 = times

푡frac12 = times

푡frac12 = 71443298detik (826hari)

푡 =

푡 = times

푡 = times

푡 = 10824742detik (125hari)

b Diketahui Suspensi dosis 10g100ml

Kelarutan Aspirin 033g100ml

Ditanya k tfrac12 dan t90

18

Dijawab korde0 = korde1 [Aspirin]

= 97times10-7 times 033

= 3201times10-7

tfrac12 =

tfrac12 = times times

tfrac12 = 156201187detik (1808hari)

푡 =

푡 = times times

푡 = 31240237detik (36hari)

Pertemuan 4

Tanggal 23 September 2014

FAKTOR YANG MEMPENGARUHI LAJU REAKSI

Laju reaksi atau kecepatan reaksi menyatakan banyaknya reaksi

kimia yang berlangsung per satuan waktu Laju reaksi menyataka molaritas

zat terlarut dalam reaksi yang dihasilkan tiap detik reaksi Perkaratan besi

merupakan contoh reaksi kimia yang berlangsung lambat sedangkan

peledakan mesiu atau kembang api adalah contoh reaksi yang cepat Reaksi

kimia untuk laju reaksi sebagai berikut

aA + bB pP + qQ

Dengan a b p dan q adalah koefisien reaksi dan A B P dan Q

adalah zat-zat yang terlibat dalam reaksi laju reaksi dalam suatu system

tertutup adalah

19

v = minus [ ] = minus [ ] = minus [ ] = minus [ ]

dengan [A] [B] [P] dan [Q] menyatakan konsentrasi zat-zat tersebut

Faktor-faktor yang mempengaruhi laju reaksi

Konsentrasi

Karena persamaan laju reaksi didefinisikan dalam bentuk konsentrasi

reaktan maka dengan naiknya konsentrasi maka naik pula kecepatan

reaksinya Artinya semakin tinggi konsentrasi maka semakin banyak molekul

reaktan yang tersedia dengan demikian kemungkinan bertumbukan akan

semakin banyak juga sehingga kecepatan reaksi meningkat Jadi semakin

tinggi konsentrasi semakin cepat pula laju reaksinya

Molaritas

Molaritas adalah banyaknya mol zat terlarut tiap satuan volume zat

pelarut Hubungannya dengan laju reaksi adalah semakin besar molaritas

suatu zat maka semakin cepat suatu reaksi berlangsung Dengan demikian

pada molaritas yang rendah suatu reaksi akan berlajan lebih lambat daripada

molaritas yang tinggi

Luas permukaan

Semakin besar luas permukaan bidang sentuh menyebkan laju reaksi

semakin cepat Begitu juga apabila semakin kecil luas permukaan bidang

sentuh maka semakin kecil tumbukan yang terjadi anatar partikel ehingga laju

reaksi pun semakin kecil

Suhu

Suhu juga turut berperan dalam mempengaruhi laju reaksi Apabila

suhu pada suatu reaksi yang berlangsung dinaikkan maka menyebabkan

partikel semakin bergerak aktif sehingga tumbukan yang terjadi semakin

sering menyebabkan laju reaksi semakin besar Sebaliknya apabila suhu

diturunkan maka partikel semakin tak aktif sehingga laju reaksi semakin

kecil

20

Katalisator

Katalis adalah suatu zat yang mempercepat laju reaksi kimia pada suhu

tertentu tanpa mengalami perubahan oleh reaksi itu sendiri Suatu katalis

berperan dalam reaksi tetapi bukan sebagai pereaksi ataupun produk Katalis

memungkinkan reaksi berlansung lebih cepat atau memungkinkan reaksi pada

suhu yang lebih rendah akibat perubahan yang dipicunya terhadap pereaksi

Katalis menyediakan suatu jalur pilihan dengan energi aktivasi yang lebih

rendah Katalis mengurangi energi yang dibutuhkan untuk berlangsungnya

reaksi

Katalis dapat dibedakan ke dalam dua golongan utama yaitu katalis

homogeny dan katalis heterogen Katalis heterogen adalah katalis yang ada

dalam fase yang berbeda dengan pereaksi dengan reaksi yang dikatalisisnya

Sedangkan katalis homogen berada dalam fase yang sama Katalis homogeny

umumnya bereaksi dengan satu atau lebih pereaksi untuk membentuk suatu

perantara kimia yang selanjutnya bereaksi membentuk produk akhir reaksi

dalam suatu proses yang memulihkan katalisnya

Pengaruh suhu terhadap laju reaksi

Persamaan Arrhenius ( 1889 ) Persamaan empiris pengaruh suhu

terhadap konstanta laju reaksi Rumus

Dimana

K = Konstanta rata-rata

A = konstanta Arrhenius

Ea = Energi aktivasi

R = konstanta gas

T = temperaur )Catatan Bilangan pokok ion disebut juga e = 10

K = A e ndash

21

Persamaan Regresi

K = A e ndash

ln K = ln A + ( ln e ndashEaRT )

ln K = ln A + ( )

ln K = ln A ndash

y = A + BX

)Catatan

Intersept = ln A

Slope =

Didapatkan Ea dari regresi linear

Slope =

Ln K

1T

Persamaan Arrhenius untuk dua suhu ( bila salah satu suhu diketahui )

Ln = ( - ) atau ln K ( T2 ) = ln (T1 ) + ( minus)

Kurva persamaan Arrhenius untuk dua suhu

22

Contoh soal

1 Hasil percobaan dekomposisi suatu sediaan 5-hidroksimetilfurfural

memperlihatkan kinetika obat order ke satu dengan data konstanta

laju dekomposisinya seperti berikut ini yaitu pada suhu

120 o C = 3258 x 10-4 det-1

130oC = 838 x 10-4 det-1

140oC = 1350 x10-4 det-1

Hitunglah

a Ea

b K (25)

c T ( 90 25 )

Jawab

Diketahui R = 8314 JK-1mol-1

a 1ln k ( T2 ) = ln k ( T1 ) - ( minus )

ln 838x10-4 = ln 3258x10-4 ndash

( minus )

= minus

(000254minus 000248)

= minus

(000006)

17998 = minus

x 610-5

minus퐸푎 =

minus퐸푎 = 249 x 105 gmol

= 249 KJmol

b Didapat persamaan dari Excel

y = - 11850 x + 22148

23

ln k = - 11850 ( ) + 22148

ln k = - 39765 + 22148

ln k = - 17617

k = 22 x 10-8

c t90 =

=

= 2102102 detik ~ 24 hari

Bila dihitung dengan kalkulator maka

t90 =

=

= 4772727 detik ~ 55 hari

2 konstanta laju dekomposisi sulfacetamid dalam sediaan larutan ( pH =

74 ) pada suhu 80oC = 325 x 10-7det-1 dengan Ea = 9581 KJmol-1

Diketahui R = 8314 JK-1 mol-1 Hitung K dan t90 sediaan sulfacetamid

tsb pada suhu 250C

Jawab

ln K2 = ln K1 - minus

= ln 325x10-7 -

( minus )

= - 1493 1152 (283푥10 minus 335푥10 )

= - 1493 + 1152(minus052푥10 )

= - 1493 - 59904푥10

= - 1493 - 0006177

ln K 2 = - 14936977

K = 326푥10 푑푒푡

24

t90 =

=

= 322푥10 푑푒푡 푎푡푎푢103푡푎ℎ푢푛

Pertemuan 5

Tanggal 30 September 2014

REAKSI ENZIMATIS

Sel-sel tubuh makhluk hidup didalamnya melakukan proses

metabolism Proses metabolisme yang terjadi dalam sel-sel tubuh dapat

digolongkan menjadi dua yaitu katabolisme dan anabolisme Katabolisme

merupakan reaksi penguraian senyawa kompleks menjadi senyawa

sederhana dengan tujuan mendapatkan energi siap pakai dalam bentuk

Adenosine Triphosphate (ATP) Reaksi anabolisme merupakan reaksi

pembentukan senyawa organik dari senyawa anorganik Pada reaksi

anabolisme dibutuhkan ATP sebagai sumber energinya Adapun reaksi

katabolisme atau reaksi anabolisme yang terjadi didalam tubuh keduanya

membutuhkan enzim sebagai biokatalisator

Setiap reaksi penguraian (katabolisme) merupakan reaksi eksoterm

sedangkan setiap reaksi pembentukan (anabolisme) merupakan reaksi

endoterm Dalam tubuh sel-sel memerlukan energi aktivasi Makhluk hidup

mengganti energy aktivasi dengan suatu struktur protein yang dikenal

dengan sebutan enzim

25

Ea reaksi dengan enzim lt Ea reaksi tanpa enzim

(Ea reaksi dengan ezim berlangsung lebih cepat)

RUMUS

minusdsdt =

dPdt = Velocity =

Vmax SKm + S

E + S harr ES + P + E

V = K2 [E]0 [S]0

[S]0 + Km

Keterangan

Km Konstanta

Michaelis

K2 Daya enzim mentansformasi suatu substrat membentuk

produk

(Jumlah molekul yang dikonversikan menjadi produk dalam

suatu waktu permolekul enzim)

Bila [S]0 berlebihan laju reaksi maksimal

Maka K2 [E]0 = Vmax

V = Vmax [S]0

[S]0 + Km

(Persamaan Lineweaver-Burk)

Keterangan V = kecepatan reaksi (laju reaksi) Km = konstanta Michaelis-Menten Vmax = kecepatan reaksi maksimal [S] = konsentrasi substrat

26

Faktor ndash faktor yang mempengaruhi

kerja enzim

Dalam aktivitasnya enzim sangat

dipengaruhi oleh factor lingkungan seperti

suhu pH konsentasi enzim konsentrasi

substrat dan inhibitor

a Suhu

Suhu merupakan factor ligkungan yang penting bagi kerja enzim sampai

pada titik tertentu kecepatan reaksi akan meningkat seiring dengan

meningkatnya suhu Pada akhirnya kecepatan reaksi akan menurun drastis

pada suhu tersebut melewati suhu optimumnya Pada suhu yang lebih tinggi

(ekstrim) protein penyusun enzim akan mengalami denaturasi Enzim pada

mamalia (manusia) bekerja pada suhu 37degC Bakteri yang hidup di sumber air

panas mempunyai enzim dengan suhu optimal 70degC

b pH

Enzim bekerja pada pH tertentu umumnya enzim mmembutuhkan pH

optimum netral (pH=7) Enzim yang berada dalam lambung memiliki pH

optimum asam (pH=2) Peningkatan atau penurunan pH yang ekstrim akan

menyebabkan enzim mengalami denaturasi

c Konsentasi enzim

Pada konsentrasi substrat tertentu konsentrasi enzim akan meningkatkan

kecepatan reaksi enzimatis Dengan kata lain kecepatan reaksi enzimatis (V)

berbanding lurus dengan konsentrasi enzim (E) sampai batas tertentu

sehingga reaksi mengalami kesetimbangan Pada saat setimbang peningkatan

konsentrasi enzim sudah tidak berpengaruh

1푣 푣푠

1[푆]0

27

d Konsentrasi substrat

Pada konsentrasi enzim yang tetap peningkatan konsentrasi substrat akan

menaikkan kecepatan reaksi enzimatis

sampai mencapai kecepatan maksimum

yang tetap Pada titik maksimum semua

enzim telah jenuh dengan substrat

sehingga penambahan substrat sudah tidak

akan meningkatkan kecepatan reaksi

enzimatis

Transformasi Lineweaver-Burk

1V = KmVmax 1S + 1Vmax

y = m x = t

1V

y ndash intercept = 1Vmax

x ndash intercept = -1Km1 [S]

e Inhibisi enzim

1 Inhibisi Kompetitif

Penghambatan aktivitas enzim melalui mekanisme inhibisi

kompetitif terjadi ketika substrat (S) dan inhibitor (I) bersaing untuk dapat

mengikat sisi aktif enzim Hal ini disebabkan karena bentuk inhibitor

menyerupai substrat Kompleks EI yang terbentuk tidak dapat menjalani

28

langkah katalitik dan tidak dapat membentuk produk Akibatnya terjadi

penurunan jumlah produk yang terbentuk

Berikut adalah pendekatan keadaan tunak dalam penentuan hukum

laju inhibisi kompetitif enzim

K1 = [E][I] helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (1)

[EI]

[E][S] = k-1 + k2 = KM (2)

[ES] k1

[Etot] = [E] + [ES] +[EI]helliphelliphellip (3)

[Etot] = [E] + [ES] + [E][I]

K1

[Etot] = [E] 1 + [I] + [ES]

K1

maka

[퐸] = [ ] [ ]

helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (4)

Berdasarkan teori Michaelis-Mentein kecepatan awal ditentukan oleh

kecepatan penguraian [ES] yang ketetapan kecepatan reaksinya adalah k2

sehingga

V =k2 [ES] helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip(8)

substitusi persamaan (7) ke dalam persamaan (8)

V = k2 [Etot] [S]

[S] + KrsquoM (9)

29

Vmax didefinisikan sebagai kecepatan pada saat semua E yang tersedia

terdapat sebagai ES

Vmax = k2 [Etot] helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip(10)

Sehingga diperoleh

V = kcat [Etot] [S] helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (11)

KM 1 + [I] + [S]

K1

Transformasi persamaan Michaelis-Mesntein (persamaan Lineweaver-

Burk) yaitu dari persamaan (11)

V = Vmax [S]

[S] + KrsquoM

Maka

1 = [S] + KMrsquo

V Vmax [S]

1 = KMrsquo + [S]

V Vmax [S] Vmax [S]

1 = KMrsquo 1 + [S]

V Vmax [S] Vmax

2 Inhibisi Uncompetitive

Inhibisi uncompetitive enzim terjadi apabila inhibitor (I) mengikat

salah satu sisi dari kompleks enzim dan substrat (ES) Kompleks ESI yang

terbentuk tidak dapat membentuk produk (P)

Berikut adalah pendekatan keadaan tunak dalam penentuan hukum

laju inhibisi kompetitif enzim

30

KI = [ES] [I] helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (1)

ESI

[E] [S] = k-1 + k2 = KM helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (2)

[ES] k1

[Etot] = [E] + [S] + [ES] helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (3)

Berdasarkan teori Michaelis-Mentein kecepatan awal ditentukan oleh

kecepatan penguraian [ES] yang tetapan kecepatan reaksinya adalah k2

sehingga

V = k2 [ES] helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (7)

Substitusi persamaan (6) ke persamaan (7)

V = k2 [Etot] [S]

[S] 1 + [I] KM helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (8)

KI

Vmax didefinisikan sebagai kecepatan pada saat semua E yang

tersedia terdapat sebagai ES

Vmax = k2 [Etot] helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (9)

Substitusi persamaan (9) ke persamaan (8)

V = Vmax [S]

[S] 1 + [I] + KM

KI

3 Inhibisi Non Kompetitif

Penghambatan non kompetitif terjadi apabila inhibitor (I) mengikat

sisi aktif pada enzim (E) maupun pada kompleks enzim dan subtrat (ES)

EI + S ESI

31

Berikut adalah pendekatan keadaan tunak dalam penentuan

hukum laju inhibisi kompetitif enzim

KI = [E] [I] = [ES] [I]

[EI] [ES] helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (1)

[E] [S] = k-1 + k2 = KM

[ES] k1 helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (2)

[Etot] = [E] + [ES] + [EI] + [ESI]helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (3)

Vmax didefinisikan sebagai kecepatan pada saat semua E yang

tersedia terdapat sebagai ES

Vmax = k2 [Etot] helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (4)

Parameter kinetika dalam mekanisme inhibisi enzim (kompetitif

uncompetitive non kompetitif) antara lain Vmax KM dan kcat

1 Vmax adalah laju reaksi maksimum yang dikatalisis enzim

2 KM menyatakan konsentrasi substrat yang diperlukan agar reaksi

katalisis efektif

kcat adalah tetapan laju pada tahap penentu laju yang menyatakan

jumlah substrat yang dapat diubah per detik

Contoh reaksi berikut

Fumarase

Furmarate + H2O mdashmdashmdashrarr L-Malate

1 Hitung laju perubahan fumarate menjadi L-Malate bila diketahui

Konsentrasi fumarate = 124 x 10-4 molL

Konsentrasi enzim fumarase = 105 x 10-6 molL

Konstata Michaelis = 185 x 10-6 molL

Dan bilangan turnover enzim fumarase = 175 x 103 det-1

32

Diketahui [S]0 = 124 x 10-4 molL

[E]0 = 105 x 10-6 molL

Km = 185 x 10-6 molL

K2 = 175 x 103 det-1

Ditanya V hellip

Jawab

V = Vmax [S]0

[S]0 + Km

V = K2 [E]0 [S]0

[S]0 + Km

V = [175 x 103 det-1] [105 x 10-6 molL] [124 x 10-4 molL]

[124 x 10-4 molL] + [185 x 10-6 molL]

V = 22785 X 10-7 molLdet

12585 x 10-4

V = 181 X 10-3 molLdet

2 Laju awal dekomposisi H2O2 yang dikatalisis dengan enzim

katalase adalah 138 x 10-2 267 x 10-2 an 60 x 10-2 Mdet

berturut-turut untuk konsentrasi awal H2O2 = 001 002 005 M

Konsentrasi enzim katalase = 40 x 10-8 M

Hitung Vmax konstanta Michaelis

Dan bilangan turnover enzim

Diketahui V1 = 138 X 10-2

V2 = 267 x 10-2

33

V3 = 60 X 10-2

[H2O2] = 001 002 005 M

[Ekatalase] = 40 x 10-2 M

Ditanya Vmax Km dan K2 hellip

Jawab

X (1[H2O2] Y (1V)

100 7246

50 3745

20 1667

y = 0697x + 25691

Intercept = 26591

Slope = 06977

R2 = 09999 rarr R2 = 1

a 1 = 25691 (intercept)

Vmax

Vmax = 1

25691

= 0389 molLdet

b Km = 06977 (slope)

Vmax

Km = 06977

0389

Km = 0272 molL

34

c Vmax = k2 [E]0

0389 = k2 40 x 10-8 M

k2 = 0389

40 x 10-8

= 0097 x 108

3 Laju pertumbuhan bakteri Lactobacillus acidephilus (dalam suatu

media) selama fase pertumbuhan exponensial menunjukan 924 x

10-3menit Hitung waktu generasi (tg) bakteri tersebut tg waktu

yang diperlukan mikroorganisme untuk melipat gandakan

populasinya yakni menjadi

Jawab

ln = Nt = λt ln = 2N0 = λtg

N0 N0

tg = ln2 tg = 0693

λ 924 x 10-3

tg = 0075 x 103

tg = 75 menit

35

Pertemuan 6

Tanggal 7 Oktober 2014

TEGANGAN PERMUKAAN

Molekul di permukaan mengalami gaya

resultan ke arah dalam media Molekul di

dalam media tidak mengalami gaya resultan

Molekul-molekul cairan memberikan

gaya tarik satu dengan lainnya terdapat gaya

total yang besarnya nol pada molekul di dalam volume cairan tetapi molekul

permukaan ditarik ke dalam volume Sehingga cairan cenderung memperkecil

luas permukaannya hanya dengan meregang lapisan (Fisika Universitas Jl 110

hal 431)

Tegangan permukaan (ᵞ)

- Molekul di bagian dalam media yang bergeak ke permukaan

media membutuhkan kerja untuk mengalami gaya tarik menarik

ke bawah

- Makin banyak jumlah molekul di permukaan media suatu

cairan makin luas permukaan media tersebut

36

- Tetapi dengan adanya gaya resultan ke arah dalam yang dialami

oleh molekul-molekul dipermukaan maka sifat cairan

cenderung untuk meminimumkan luas permukaan

Fenomena alam yang berkaitan dengan sifat kecenderuungan cairan

menimbulkan permukaanya antara lain

- Embun air di atas air

- Air dihinggapi nyamuk

Permukaan zat cair mempunyai sifat ingin meregang sehingga

permukaannya seolah- olah ditutupi oleh suatu lapisan yang elastis Hal ini

disebabkan adanya gaya tarik menarik antara partikel sejenis di dalam zat

cair sampai ke permukaan

Di dalam cairan tiap molekul ditarik oleh molekul lain yang sejenis di

dekatnya dengan gaya yang sama kesegala arah Pada permukaan cairan

tiap molekul ditarik oleh molekul sejenis didekatnya dengan arah hanya

kesamping dan kebawah tetapi tidak ditarik oleh molekul diatasnya karena

diatas permukaan cairan berupa fase uap ( udara ) dengan jarak antara

molekul sangat renggang

Adanya gaya atau tarikan ke bawah menyebabkan permukaan cairan

berkontraksi dan berada dalam keadaan tegang Tegangan ini disebut

dengan tegangan permukaan

Besarnya tegangan permukaan cairan bergantung pada gaya tarik

antara molekul- molekulnya Ketika gaya tarik besar seperti dengan H2O

tegangan permukaan besar Sebaliknya cairan seperti bensin yang tersusun

atas molekul- molekul non polar mempunyai tegangan permukaan yang

kecil karena tarikan antarmolekul lebih lemah

Zat yang tegangan permukaannya rendah sangat mudah membasahi

permukaan bagaimanapun keadaan permukaannya Pelarut hidrokarbon

misalnya nafta atau bensin menyebar pada kaca maupun permukaan

berminyak dengan mudahnya sebab tarikan sesama molekul hidrokarbon

sangat lemah Hampir tidak ada usaha untuk memperluas permukaan cairan

akibatnya mereka mudah menyebar pada permukaan apapun (Brady 1994)

37

Tegangan permukaan (ᵞ)

Banyaknya kerja yang diperlukan untuk memperluas

permukaan suatu cairan Satuannya dalam SI adalah newton per meter

(NM) tetapi satuan cgs dyene per centimeter lebih sering digunakan

1 dynecm = 10-3 Nm = 1 mNm

(Fisika Universitas Jl 110 hal 432)

Tegangan permukaan

- Antara cairan dengan gas atau udara tegangan permukaan

- Antara cairan dengan cairan tegangan antar muka

Contoh nilai ᵞ beberapa cairan pada 20degC

Cairan Cairan-udara (dynecm) Cairan-air (dynecm)

Hg 485 375

H2O 7275 -

C6H6 2888 350

CCl4 2680 451

Aceton 2394 -

Etanol 2249 -

Isopropanol 2192 -

Sukrosa (aquos ) 7645 -

Faktor- Faktor Yang Mempengaruhi Tegangan Permukaan

a Jenis cairan

Pada umumnya cairan yang memiliki gaya tarik antara molekulnya

besar seperti air maka tegangan permukaannya juga besar Sebaliknya pada

cairan seperti bensin karena gaya tarik antara molekulnya kecil maka

tegangan permukaannya juga kecil

38

b Suhu

Tegangan permukaan cairan turun bila suhu naik karena dengan

bertambahnya suhu molekul- molekul cairan bergerak lebih cepat dan

pengaruh interaksi antara molekul berkurang sehingga tegangan

permukaannya menurun

c Adanya zat terlarut

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 detergen dan alkohol

adalah efektif dalam menurunkan tegangan permukaan ( Yazid 2005)

Metode pengukuran tegangan permukaan

- Metode kapiler

- Metode cincin Du Nouy

- Metode Lempengan Wilhelmi

- Metode Tekanan Gelembung maksimum

- Dll

a Metode Kapiler

- Yang digunakan yang luas permukaannya naik

- Permukaan air dalam pipa kapiler terus naik hingga tercapai

keseimbangan dengan gaya gravitasi

Metode ini didasarkan pada kenyataan bahwa bila sebatang pipa

kapiler dimasukan kedalam cairan maka permukaan cairan dalam pipa

kapiler dapat mengalami kenaikan atau penurunan Apabila cairan

membasahi bejana ( θ lt 90 ) maka permukaan cairan akan naik

Sedangkan bila cairan tidak membasahi bejana ( θ gt 90 ) permukaan

cairan akan turun Peristiwa naik turunnya permukaan cairan dalam

kapiler ini disebut dengan kapilaritas

39

Kenaikan atau penurunan cairan dalam kapiler disebabkan oleh

adanya tegangan permukaan yang bekerja pada permukaan cairan yang

menyentuh dinding sepanjang keliling pipa Akibat tegangan permukaan ini

pipa akan memberikan gaya reaksi pada permukaan cairan yang besarnya

sama tapi arahnya berlawanan ( Yazid 2005 )

Catatan

- Jika permukaan atas larutan cembung sudut kontak besar - Jika permukaan atas larutan cekung sudut kontak kecil

Tegangan permukaan diukur dengan melihat ketinggian air cairan yang naik melalui suatu kapiler Metode kenaikan kapiler hanya dapat digunakan untuk mengukur tegangan permukaan tidak bisa untuk mengukur tegangan permukaan tidak bias untuk mengukur tegangan antar muka

Persamaan

퐹푢푝 = 훾(2휋푟) cos휃

퐹푑표푤푛 = 휌푔(ℎ휋푟 )

퐹푢푝 = 퐹푑표푤푛 훾 = Keterangan

- 휌 = bobot jenis cairan gml - 푔 = 980 cms - 푟 = jari-jari pipa kapiler - ℎ = tinggi miniskus cairan untuk kapiler - 휃 = sudut kontak ( untuk air dan kebanyakan cairan sangat kecil yakni

mendekati 1 )

Untuk cairan dengan sudut kontak sangat kecil

훾 = atau ℎ =

Sedangkan untuk cairan yang tidak membasahi bejana seperti raksa θ = 140 sehingga cos θ = - 0766 ( berharga negatip) Akibatnya h memiliki harga negatip yang berarti cairan mengalami penurunan atau ditekan dalam kapiler

40

b Metode Cincin Du Nouy

Metode cincin du nouy merupakan metode yang paling baik digunakan karena lebih akurat dan cepat dalam pengukuran tegangan permukaan deterjen serum suspensi koloid dan lain- lain

Berdasarkan pengukuran gaya yang diperlukan untuk melepaskan cincin dari permukaan cairan Metode ini digunakan untuk mengukur tegangan antar muka cairan

Persamaan

훾 = 퐹

4휋푅 퐶

Keterangan - F = gaya yang diperlukan untuk melepaskan cincin dari

permukaan - R = jari-jari lingkar cincin - C = Faktor koreksi

Faktor Koreksi

(퐶 minus 푎) = 4푏휋 푥

1푅 푥

퐹4휋휌푅 + 푐

Keterangan

- a = 07250 (konstan) - b = 009075 m-1 s2 (konstan) - c = 004534 ndash 1695 rR (konstan) - r = jari-jari kawat yang digunakan untuk membuat cincin - R = jari-jari rata-rata lingkaran - 휌 = masa jenis cairan sempel

Ketika mengukur tegangan permuakaan cairan- cairan harus diperhatikan bahwa cairan yang ada dibawah benar- benar membasahi cincin (Bird 1987)

c Metode Lempengan Wilhelmi

Metode ini didasarkan pada gaya yang diperlukan untuk menarik pelat tipis dari permukaan cairan Pelat digantung pada salah satu lengan neraca dan dimasukkan kedalam cairan yang akan diselidiki Besarnya gaya tarik pada neraca yang digunakan untuk melepas pelat dari permukaan cairan dicatat

Persamaan

푃 = 푚푔 + 퐿훾 cos휃 minus 푠ℎ휌푔

41

Keterangan

- P = gaya yang dipergunakan untuk melepaskan lempengan dari permkaan cincin

- m = berat lempengan - 푔 = gaya gravitasi - 푠 = luas penampang lempengan - ℎ = kedalaman lempeng yang dicelupkan - 퐿 = keliling lempengan - 휌 = bobot jenis cairan

Dalam metode ini diandaikan sudut kontak θ = 00 dan pengaruh

dari ujung- ujung lempeng dapat diabaikan ( Yazid 2005 ) Pada metode ini digunakan lempengan mika tipis atau kaca slide

mikrosip yang digantung pada neraca Pengukuran dapat dilakukan dengan cara statistik ataupun dengan detasment yang secara akurat diberikan pada persamaan ideal

Jika pengukurannya dilakukan dengan metode detasmen prosedurnya hampir sama dengan metode cincin Du Nouy tetapi faktor koreksi hanya 01 ( Adamson 1990)

d Metode Tekanan Gelembung Maksimum Tegangan permukaan menyebabkan adanya perbedaan tekanan

pada kedua sisi permukaan cairan yang lengkung Tekanan pada sisi yang cembung Ketika pertama kali tekanan dikenakan jari- jari gelembung sangat besar Sementara gelembung itu mengembang jari- jarinya akan semakin kecil sampai nilai minimum

Pada keadaan ini jari- jari gelembung sama dengan jari- jari tabung gelas Bila tekanan terus dinaikkan jari- jari gelembung akan membesar kembali sampai akhirnya gelembung ini lepas dari tabung gelas dan naik ke permukaan cairan jelas bahwa tekanan maksimum diperoleh pada saat jari- jari minimum

Tekanan maksimum ini bukan hanya disebabkan perbedaan tekanan pada kedua sisi gelembung tetapi juga disebabkan oleh adanya tekanan hidrostatik ( yang bergantung pada ketinggian tabung gelas dalam cairan )

Persamaan

훾 = ∆휌푔푑푒 1퐻

Keterangan

o ∆휌 = perbedaan bobot jenis o 푑푒 = diameter maksimum tetesan

42

o = faktor koreksi yang ditentukan oleh rasio 푑푠 푑푒

Metode tekanan gelembung maksimum memiliki keakuratan di bawah 10 yang mana tidak tergantung pada jarak kontak dan hanya merupakan sebuah pengetahuan dasar dari densitas suatu cairan ( Jika menggunakan pipa ganda ) dan pengukurannya juga relatif cepat Rata- rata sebuah gelembung harganya sekitar 1 sek (Adamson 1990)

Pertemuan 7

Tanggal 14 Oktober 2014

TEGANGAN ANTAR MUKA

Tegangan permukaan merupakan gaya persatuan panjang yang

harus dikerjakan sejajar permukaan untuk mengimbangi gaya tarikan

kedalam pada cairan Hal tersebut terjadi karena pada permukaan gaya

adhesi (antara cairan dan udara) lebih kecil dari pada gaya kohesi antar

molekul cairan sehingga menyebabkan terjadinya gaya kedalam pada

permukaan cairan

Tegangan antar muka adalah gaya per satuan panjang yang terdapat

pada antar muka dua fase cairan yang tidak dapat tercampur Tegangan antar

muka selalu lebih kecil dari pada tegangan permukaan kerena gaya adhesi

antara dua cairan tidak bercampur lebih besar dari pada adhesi antara cairan

dan udara

Cairan-cairan (immisible)

L ƔL ƔL Tegangan permukaan L

ƔS Tegangan permukaan S

ƔSL ƔSL Tegangan antarmuka SL

S ƔS

43

Missible dua zat yang bercampurlarut dengan sempurna berapapun

konsentrasijumlahnya

Immisible dua zat (cairan dengan cairan) yang sama sekali tidak

dapat bercampurlarut

Pada dasarnya tegangan permukaan suatu zat cair

dipengaruhi oleh beberapa faktor diantaranya suhu dan zat terlarut

Dimana keberadaan zat terlarut dalamsuatu cairan akan

mempengaruhi besarnya tegangan permukaan terutama molekul zat

yang berada pada permukaan cairan berbentuk lapisan monomolekuler

yang disebut dengan molekul surfaktan Kemudian suhu juga sangat

mempengaruhi tegangan permukaan suatu cairan dimana ketika suhu

naik maka tegangan permukaan cairan akan turun

Suhu uarr = Tegangan permukaan darr ldquoberbanding terbalikrdquo

Fenomena Permukaan dan Fenomena Antar muka

Permukaan Fenomena

Cairan ndash Udara Tegangan Permukaan

Padat ndash Udara Adsorbsi

Antar Muka Fenomena

Cairan ndash Cairan

(immisible)

Tegangan Antar Muka

Padat ndash Cair Pembasah (Wetting)

Tegangan Antar Muka Cairan ndash Cairan (immisible)

1) Gaya persatuan panjang yang bekerja pada antar muka dua cairan

yang immisible

Satuan dynecm-1

44

2) Kerja yang diperlukan untuk memisahkan 2 permukaan cairan

immisible

Satuan ergcm-2

Manfaat fenomena antar muka dalam farmasi

1 Formulasi sediaan serbuk yang hidrofob

2 Menentukan jenis surfaktan untuk membuat emulsi

3 Meningkatkan stabilitas suspensi dan emulsi

4 Mengatasi sediaan obat yang berbusa

5 Adsorbsi obat pada saluran pencernaan

Soal

1 Hitung Ɣ fenol bila diketahui tinggi kenaikan permukaan fenol dalam

pipa kapiler (r = 007 cm) adalah 093 cm pada suhu 37˚C Bila

diketahui bobot jenis fenol 113 gcm-1 dan konstanta gravitasi = 9807

cm det-2

Diketahui

a) r = 007 cm

b) ρ = 113 gcm-1

c) g = 9807 cm det-2

d) h = 093 cm

Ditanya Ɣfenol

Jawab

Ɣfenol = frac12 (rρgh)

= frac12 (007 x 113 x 9807 x 093)

= 3607 dynecm-1

45

Gaya Kohesi dan Adhesi

Terdapat dua macam gaya tarik menarik antar partikel yaitu kohesi

dan adhesi Kohesi adalah gaya tarik menarik antara partikel yang sejenis

Kohesi dipengaruhi oleh kerapatan dan jarak antar partikel dalam zat gaya

kohesi mengakibatkan dua zat bila dicampurkan tidak akan saling

bercampur Contoh tidak bercampurnya air dengan minyak tidak

melekatnya air raksa pada dinding pipa kapiler dan air pada daun talas

Adhesi adalah gaya tarik menarik antara partikel-partikel yang

tidak sejenis Gaya adhesi akan mengakibatkan dua zat akan saling melekat

bila dicampurkan Contoh bercampurnya air dengan tehkopi melekatnya

air pada dinding pipa kapiler dan melekatnya tinta pada kertas

Adanya gaya tarik menarik antara partikel zat cair menyebabkan

adanya tegangan permukaan dimana permukaan zat cair cenderung

menegang dan seolah terdapat selaput atau lapisan yang tegang sehingga

dapat menahan benda Selain adanya peristiwa tegangan permukaan akibat

adanya gaya tarik menarik antara partikel juga menyebabkan terjadinya

peristiwa meniskus cembung dan meniskus cekung

Meniskus Cembung dan Meniskus Cekung

Meniskus adalah peristiwa mencekung atau mencembungnya

permukaan zat cair Berdasarkan bentuk permukaan zat cair meniskus

dibedakan menjadi dua yaitu meniskus cembung dan meniskus cekung

Meniskus cembung terjadi jika gaya kohesi lebih besar dari pada gaya

adhesi Sedangkan meniskus cekung terjadi jika adhesi lebih besar dari pada

kohesi

46

Jika Wc lt Wa

Sudut Cos Ɵ Kecil

Permukaan cairan dalam kapiler cekung dan naik

Jika Wc gt Wa

Sudut Cos Ɵ Besar

Permukaan cairan dalam kapiler turun dan berbentuk cembung

Ɣ Rasio imbangan antara gaya Kohesi dan Adhesi

Cairan-Cairan (immisible)

Mempengaruhi koefisien sebaran (S)

Jika kerja kohesi lebih besar dari kerja adhesi maka nilai

koefisien sebarannya kecilrendah

Contoh

Asam stearat jika dilarutkan dengan air maka koefisien sebarannya

rendah karena gugus nonpolar pada asam stearat lebih panjang dari

gugus polarnya (gugus polar jadi titak berpengaruh)

47

Jika kerja kohesi lebih rendah dari kerja adhesi maka nilai koefisien

sebarannya tinggi Spreading

Contoh

Propanol jika dilarutkan dengan air maka koefisien sebarannya tinggi

karena mempunyai gugus ndashOH yang dapat berikatan hidrogen dengan

air dan bersifat polar

Tegangan permukaan dipengaruhi oleh

Rasio

Polar

Nonpolar

Si = Wa ndash Wc

Wc = 2 Ɣx

Wa = (Ɣx + Ɣair - Ɣx-air)

Si Bila nilai Si positif maka sebaranspreading terjadi

Bila nilai Si 0 tetap ada peluang sebaran

Bila nilai Si negatif tidak terjadi sebaran

Soal

Diketahui Ɣbenzen = 289 dynecm-1 Ɣair = 728 dynecm-1 dan Ɣbenzen-air =

35 dynecm-1 Hitung nilai kerja kohesi benzen kerja adhesi benzen-air

dan koefisien penyebaran awal benzen

Diketahui

a) Ɣbenzen = 289 dynecm-1

b) Ɣair = 728 dynecm-1

c) Ɣbenzen-air = 35 dynecm-1

48

Ditanya

a) Wc

b) Wa

c) Si

Jawab

Wc = 2 Ɣbenzen

= 2 x 289

= 578 dynecm-1

Wa = (Ɣbenzen + Ɣair ndash Ɣbenzen-air)

= (289 + 728 ndash 35)

= 667 dynecm-1

Si = Wa ndash Wc

= 667 ndash 578

= 89 dynecm-1

Benzen dapat tersebar dalam air karena nilai Si positif (+)

49

DAFTAR PUSTAKA

1 Tayangan Dosen

2 UraianPenjelasan Dosen pada saat Perkuliaha

3 Text Book

- Yazid Estein dan Nursanti Lisda 2006 Penuntun Praktikum Biokimia

Yogyakarta ANDI

- Santoso Begot 2007 BIOLOGI Jakarta Interplus Ridho_Brilliantoro

Tugas_Enzimologi

- Eistein Yazid 2005 Kimia Fisika Untuk Paramedis Yogyakarta Penerbit

Andi

- Adamson A W (1990) Physical Chemistry of Surfaces 5 th Ed New

York Willey

- Hugh DYoung Roger A Freedman 2002 Fisika Universitas Ed10 Alih

bahasa Juliastuti Endangdkk Jakarta Erlangga

- Kamajaya(2007)Cerdas Belajar FisikaBandungGrafindo Media Pratama

- IndrajitDudi(2007)Mudah dan Aktif Belajar FisikaBandungPT Setia

Purna Inves

4 Internet

- httprepositoryusuacidbitstream123456789395874Chapter20IIpdf

- httpstaffuiacidsystemfilesusersjoshitadjajadisastramaterialkestabil

anobatkuliahs2pdf

- httpstaffunyacidsitesdefaultfilespendidikanPurwanti20Widhy2

0Hastuti20SPd20MPdLaju20Reaksi20(2)pdf

- fileCUsersElrio20PutraDownloadsChapter20820Kinetika20

Kimiapdf

- httpusupressusuacidfilesKinetika20Kimia20Reaksi20Element

er_Normal_bab201pdf

- httpffarmasiuadacidwp-contentuploads201301orde-reaksi-waktu-

paruhpdfhttpnissanisso-fkp11webunairacidartikel_detail-49831-

Umum-sifat20kerja20obathtml

- httpmipa-farmasiblogspotcom201202tegangan-permukaan-tegangan-

antar-mukahtmlm=1

50

Page 15: Farfis2 before mid.pdf

15

Pertemuan 3

Tanggal 16 September 2014

MENETAPKAN NILAI WAKTU PARUH (tfrac12) DAN UMUR SIMPAN (t90)

UNTUK REAKSI-REAKSI ORDE 0 DAN 1

Waktu paruh (tfrac12) dari suatu obat adalah waktu yang dibutuhkan oleh

separuh konsentrasi obat untuk dieliminasi Metabolisme dan eliminasi

mempengaruhi waktu paruh obat Contohnya pada kelainan fungsi hati atau

ginjal waktu paruh obat menjadi lebih panjang dan lebih sedikit obat

dimetabolisme dan dieliminasi Jika suatu obat diberikan terus-menerus

maka dapat terjadi penumpukan obat

Suatu obat akan melalui beberapa kali waktu paruh sebelum lebih dari

90 obat itu dieliminasi Jika seorang klien mendapat 650mg aspirin dan

waktu paruhnya adalah 3jam maka dibutuhkan 3jam waktu paruh pertama

untuk mengeliminasi 325mg dan waktu paruh kedua 9 atau 6jam untuk

mengeliminasi 162mg berikutnya dan seterusnya sampai pada waktu paruh

keenam atau 18jam dimana tinggal 10mg aspirin terdapat dalam tubuh

waktu paruh selama 4-8jam dianggap singkat dan 24jam atau lebih

dianggap panjang Jika obat memiliki waktu paruh yang panjang (seperti

digoksin 36 jam) maka diperlukan beberapa hari agar tubuh dapat

mengeliminasi obat tersebut seluruhnya

Sedangkan umur simpan (t90) adalah jangka waktu penyimpanan pada

kondisi tertentu di mana produk obat masih memenuhi spesifikasi yang

ditetapkan oleh perusahaan pembuat obat

Reaksi Orde 0

퐶푡 = 퐶표 minus 푘푡

푡 =퐶표 minus 퐶푡

16

Nilai waktu paruh (tfrac12)

푡frac12 =

푡frac12 =05퐶표푘

Nilai umur simpan (t90)

푡 =

푡 = 01퐶표푘

Reaksi Orde 1

푙푛퐶푡 = 푙푛퐶표 minus 푘푡

푡 =푙푛퐶표 minus 푙푛퐶푡

Nilai waktu paruh (tfrac12)

푡frac12 =푙푛퐶푡 minus 푙푛05퐶표

푡frac12 =

푡frac12 =0693푘

Nilai umur simpan (t90)

푡 =푙푛퐶표 minus 푙푛09퐶표

푡 =

푡 =0105푘

17

Contoh soal

Sediaan Aspirin dalam larutan (pH 25) dengan konsentrasi awal

030g100ml memperlihatkan kinetika degradasi orde ke 1 dan konstanta laju

degradasinya pada suhu kamar 97times10-7det-1 Hitung

a tfrac12 dan t90 sediaan larutan Aspirin

b Hitung tfrac12 dan t90 Aspirin bila sediaan dibuat dalam bentuk suspensi dengan

dosis 10g100ml diketahui kelarutan Aspirin 033g100ml

Jawab a Diketahui pH larutan 25

Co=03g100ml

Korde 1= 97times10-7det-1

Ditanya tfrac12 dan t90

Dijawab 푡frac12 =

푡frac12 = times

푡frac12 = times

푡frac12 = 71443298detik (826hari)

푡 =

푡 = times

푡 = times

푡 = 10824742detik (125hari)

b Diketahui Suspensi dosis 10g100ml

Kelarutan Aspirin 033g100ml

Ditanya k tfrac12 dan t90

18

Dijawab korde0 = korde1 [Aspirin]

= 97times10-7 times 033

= 3201times10-7

tfrac12 =

tfrac12 = times times

tfrac12 = 156201187detik (1808hari)

푡 =

푡 = times times

푡 = 31240237detik (36hari)

Pertemuan 4

Tanggal 23 September 2014

FAKTOR YANG MEMPENGARUHI LAJU REAKSI

Laju reaksi atau kecepatan reaksi menyatakan banyaknya reaksi

kimia yang berlangsung per satuan waktu Laju reaksi menyataka molaritas

zat terlarut dalam reaksi yang dihasilkan tiap detik reaksi Perkaratan besi

merupakan contoh reaksi kimia yang berlangsung lambat sedangkan

peledakan mesiu atau kembang api adalah contoh reaksi yang cepat Reaksi

kimia untuk laju reaksi sebagai berikut

aA + bB pP + qQ

Dengan a b p dan q adalah koefisien reaksi dan A B P dan Q

adalah zat-zat yang terlibat dalam reaksi laju reaksi dalam suatu system

tertutup adalah

19

v = minus [ ] = minus [ ] = minus [ ] = minus [ ]

dengan [A] [B] [P] dan [Q] menyatakan konsentrasi zat-zat tersebut

Faktor-faktor yang mempengaruhi laju reaksi

Konsentrasi

Karena persamaan laju reaksi didefinisikan dalam bentuk konsentrasi

reaktan maka dengan naiknya konsentrasi maka naik pula kecepatan

reaksinya Artinya semakin tinggi konsentrasi maka semakin banyak molekul

reaktan yang tersedia dengan demikian kemungkinan bertumbukan akan

semakin banyak juga sehingga kecepatan reaksi meningkat Jadi semakin

tinggi konsentrasi semakin cepat pula laju reaksinya

Molaritas

Molaritas adalah banyaknya mol zat terlarut tiap satuan volume zat

pelarut Hubungannya dengan laju reaksi adalah semakin besar molaritas

suatu zat maka semakin cepat suatu reaksi berlangsung Dengan demikian

pada molaritas yang rendah suatu reaksi akan berlajan lebih lambat daripada

molaritas yang tinggi

Luas permukaan

Semakin besar luas permukaan bidang sentuh menyebkan laju reaksi

semakin cepat Begitu juga apabila semakin kecil luas permukaan bidang

sentuh maka semakin kecil tumbukan yang terjadi anatar partikel ehingga laju

reaksi pun semakin kecil

Suhu

Suhu juga turut berperan dalam mempengaruhi laju reaksi Apabila

suhu pada suatu reaksi yang berlangsung dinaikkan maka menyebabkan

partikel semakin bergerak aktif sehingga tumbukan yang terjadi semakin

sering menyebabkan laju reaksi semakin besar Sebaliknya apabila suhu

diturunkan maka partikel semakin tak aktif sehingga laju reaksi semakin

kecil

20

Katalisator

Katalis adalah suatu zat yang mempercepat laju reaksi kimia pada suhu

tertentu tanpa mengalami perubahan oleh reaksi itu sendiri Suatu katalis

berperan dalam reaksi tetapi bukan sebagai pereaksi ataupun produk Katalis

memungkinkan reaksi berlansung lebih cepat atau memungkinkan reaksi pada

suhu yang lebih rendah akibat perubahan yang dipicunya terhadap pereaksi

Katalis menyediakan suatu jalur pilihan dengan energi aktivasi yang lebih

rendah Katalis mengurangi energi yang dibutuhkan untuk berlangsungnya

reaksi

Katalis dapat dibedakan ke dalam dua golongan utama yaitu katalis

homogeny dan katalis heterogen Katalis heterogen adalah katalis yang ada

dalam fase yang berbeda dengan pereaksi dengan reaksi yang dikatalisisnya

Sedangkan katalis homogen berada dalam fase yang sama Katalis homogeny

umumnya bereaksi dengan satu atau lebih pereaksi untuk membentuk suatu

perantara kimia yang selanjutnya bereaksi membentuk produk akhir reaksi

dalam suatu proses yang memulihkan katalisnya

Pengaruh suhu terhadap laju reaksi

Persamaan Arrhenius ( 1889 ) Persamaan empiris pengaruh suhu

terhadap konstanta laju reaksi Rumus

Dimana

K = Konstanta rata-rata

A = konstanta Arrhenius

Ea = Energi aktivasi

R = konstanta gas

T = temperaur )Catatan Bilangan pokok ion disebut juga e = 10

K = A e ndash

21

Persamaan Regresi

K = A e ndash

ln K = ln A + ( ln e ndashEaRT )

ln K = ln A + ( )

ln K = ln A ndash

y = A + BX

)Catatan

Intersept = ln A

Slope =

Didapatkan Ea dari regresi linear

Slope =

Ln K

1T

Persamaan Arrhenius untuk dua suhu ( bila salah satu suhu diketahui )

Ln = ( - ) atau ln K ( T2 ) = ln (T1 ) + ( minus)

Kurva persamaan Arrhenius untuk dua suhu

22

Contoh soal

1 Hasil percobaan dekomposisi suatu sediaan 5-hidroksimetilfurfural

memperlihatkan kinetika obat order ke satu dengan data konstanta

laju dekomposisinya seperti berikut ini yaitu pada suhu

120 o C = 3258 x 10-4 det-1

130oC = 838 x 10-4 det-1

140oC = 1350 x10-4 det-1

Hitunglah

a Ea

b K (25)

c T ( 90 25 )

Jawab

Diketahui R = 8314 JK-1mol-1

a 1ln k ( T2 ) = ln k ( T1 ) - ( minus )

ln 838x10-4 = ln 3258x10-4 ndash

( minus )

= minus

(000254minus 000248)

= minus

(000006)

17998 = minus

x 610-5

minus퐸푎 =

minus퐸푎 = 249 x 105 gmol

= 249 KJmol

b Didapat persamaan dari Excel

y = - 11850 x + 22148

23

ln k = - 11850 ( ) + 22148

ln k = - 39765 + 22148

ln k = - 17617

k = 22 x 10-8

c t90 =

=

= 2102102 detik ~ 24 hari

Bila dihitung dengan kalkulator maka

t90 =

=

= 4772727 detik ~ 55 hari

2 konstanta laju dekomposisi sulfacetamid dalam sediaan larutan ( pH =

74 ) pada suhu 80oC = 325 x 10-7det-1 dengan Ea = 9581 KJmol-1

Diketahui R = 8314 JK-1 mol-1 Hitung K dan t90 sediaan sulfacetamid

tsb pada suhu 250C

Jawab

ln K2 = ln K1 - minus

= ln 325x10-7 -

( minus )

= - 1493 1152 (283푥10 minus 335푥10 )

= - 1493 + 1152(minus052푥10 )

= - 1493 - 59904푥10

= - 1493 - 0006177

ln K 2 = - 14936977

K = 326푥10 푑푒푡

24

t90 =

=

= 322푥10 푑푒푡 푎푡푎푢103푡푎ℎ푢푛

Pertemuan 5

Tanggal 30 September 2014

REAKSI ENZIMATIS

Sel-sel tubuh makhluk hidup didalamnya melakukan proses

metabolism Proses metabolisme yang terjadi dalam sel-sel tubuh dapat

digolongkan menjadi dua yaitu katabolisme dan anabolisme Katabolisme

merupakan reaksi penguraian senyawa kompleks menjadi senyawa

sederhana dengan tujuan mendapatkan energi siap pakai dalam bentuk

Adenosine Triphosphate (ATP) Reaksi anabolisme merupakan reaksi

pembentukan senyawa organik dari senyawa anorganik Pada reaksi

anabolisme dibutuhkan ATP sebagai sumber energinya Adapun reaksi

katabolisme atau reaksi anabolisme yang terjadi didalam tubuh keduanya

membutuhkan enzim sebagai biokatalisator

Setiap reaksi penguraian (katabolisme) merupakan reaksi eksoterm

sedangkan setiap reaksi pembentukan (anabolisme) merupakan reaksi

endoterm Dalam tubuh sel-sel memerlukan energi aktivasi Makhluk hidup

mengganti energy aktivasi dengan suatu struktur protein yang dikenal

dengan sebutan enzim

25

Ea reaksi dengan enzim lt Ea reaksi tanpa enzim

(Ea reaksi dengan ezim berlangsung lebih cepat)

RUMUS

minusdsdt =

dPdt = Velocity =

Vmax SKm + S

E + S harr ES + P + E

V = K2 [E]0 [S]0

[S]0 + Km

Keterangan

Km Konstanta

Michaelis

K2 Daya enzim mentansformasi suatu substrat membentuk

produk

(Jumlah molekul yang dikonversikan menjadi produk dalam

suatu waktu permolekul enzim)

Bila [S]0 berlebihan laju reaksi maksimal

Maka K2 [E]0 = Vmax

V = Vmax [S]0

[S]0 + Km

(Persamaan Lineweaver-Burk)

Keterangan V = kecepatan reaksi (laju reaksi) Km = konstanta Michaelis-Menten Vmax = kecepatan reaksi maksimal [S] = konsentrasi substrat

26

Faktor ndash faktor yang mempengaruhi

kerja enzim

Dalam aktivitasnya enzim sangat

dipengaruhi oleh factor lingkungan seperti

suhu pH konsentasi enzim konsentrasi

substrat dan inhibitor

a Suhu

Suhu merupakan factor ligkungan yang penting bagi kerja enzim sampai

pada titik tertentu kecepatan reaksi akan meningkat seiring dengan

meningkatnya suhu Pada akhirnya kecepatan reaksi akan menurun drastis

pada suhu tersebut melewati suhu optimumnya Pada suhu yang lebih tinggi

(ekstrim) protein penyusun enzim akan mengalami denaturasi Enzim pada

mamalia (manusia) bekerja pada suhu 37degC Bakteri yang hidup di sumber air

panas mempunyai enzim dengan suhu optimal 70degC

b pH

Enzim bekerja pada pH tertentu umumnya enzim mmembutuhkan pH

optimum netral (pH=7) Enzim yang berada dalam lambung memiliki pH

optimum asam (pH=2) Peningkatan atau penurunan pH yang ekstrim akan

menyebabkan enzim mengalami denaturasi

c Konsentasi enzim

Pada konsentrasi substrat tertentu konsentrasi enzim akan meningkatkan

kecepatan reaksi enzimatis Dengan kata lain kecepatan reaksi enzimatis (V)

berbanding lurus dengan konsentrasi enzim (E) sampai batas tertentu

sehingga reaksi mengalami kesetimbangan Pada saat setimbang peningkatan

konsentrasi enzim sudah tidak berpengaruh

1푣 푣푠

1[푆]0

27

d Konsentrasi substrat

Pada konsentrasi enzim yang tetap peningkatan konsentrasi substrat akan

menaikkan kecepatan reaksi enzimatis

sampai mencapai kecepatan maksimum

yang tetap Pada titik maksimum semua

enzim telah jenuh dengan substrat

sehingga penambahan substrat sudah tidak

akan meningkatkan kecepatan reaksi

enzimatis

Transformasi Lineweaver-Burk

1V = KmVmax 1S + 1Vmax

y = m x = t

1V

y ndash intercept = 1Vmax

x ndash intercept = -1Km1 [S]

e Inhibisi enzim

1 Inhibisi Kompetitif

Penghambatan aktivitas enzim melalui mekanisme inhibisi

kompetitif terjadi ketika substrat (S) dan inhibitor (I) bersaing untuk dapat

mengikat sisi aktif enzim Hal ini disebabkan karena bentuk inhibitor

menyerupai substrat Kompleks EI yang terbentuk tidak dapat menjalani

28

langkah katalitik dan tidak dapat membentuk produk Akibatnya terjadi

penurunan jumlah produk yang terbentuk

Berikut adalah pendekatan keadaan tunak dalam penentuan hukum

laju inhibisi kompetitif enzim

K1 = [E][I] helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (1)

[EI]

[E][S] = k-1 + k2 = KM (2)

[ES] k1

[Etot] = [E] + [ES] +[EI]helliphelliphellip (3)

[Etot] = [E] + [ES] + [E][I]

K1

[Etot] = [E] 1 + [I] + [ES]

K1

maka

[퐸] = [ ] [ ]

helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (4)

Berdasarkan teori Michaelis-Mentein kecepatan awal ditentukan oleh

kecepatan penguraian [ES] yang ketetapan kecepatan reaksinya adalah k2

sehingga

V =k2 [ES] helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip(8)

substitusi persamaan (7) ke dalam persamaan (8)

V = k2 [Etot] [S]

[S] + KrsquoM (9)

29

Vmax didefinisikan sebagai kecepatan pada saat semua E yang tersedia

terdapat sebagai ES

Vmax = k2 [Etot] helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip(10)

Sehingga diperoleh

V = kcat [Etot] [S] helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (11)

KM 1 + [I] + [S]

K1

Transformasi persamaan Michaelis-Mesntein (persamaan Lineweaver-

Burk) yaitu dari persamaan (11)

V = Vmax [S]

[S] + KrsquoM

Maka

1 = [S] + KMrsquo

V Vmax [S]

1 = KMrsquo + [S]

V Vmax [S] Vmax [S]

1 = KMrsquo 1 + [S]

V Vmax [S] Vmax

2 Inhibisi Uncompetitive

Inhibisi uncompetitive enzim terjadi apabila inhibitor (I) mengikat

salah satu sisi dari kompleks enzim dan substrat (ES) Kompleks ESI yang

terbentuk tidak dapat membentuk produk (P)

Berikut adalah pendekatan keadaan tunak dalam penentuan hukum

laju inhibisi kompetitif enzim

30

KI = [ES] [I] helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (1)

ESI

[E] [S] = k-1 + k2 = KM helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (2)

[ES] k1

[Etot] = [E] + [S] + [ES] helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (3)

Berdasarkan teori Michaelis-Mentein kecepatan awal ditentukan oleh

kecepatan penguraian [ES] yang tetapan kecepatan reaksinya adalah k2

sehingga

V = k2 [ES] helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (7)

Substitusi persamaan (6) ke persamaan (7)

V = k2 [Etot] [S]

[S] 1 + [I] KM helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (8)

KI

Vmax didefinisikan sebagai kecepatan pada saat semua E yang

tersedia terdapat sebagai ES

Vmax = k2 [Etot] helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (9)

Substitusi persamaan (9) ke persamaan (8)

V = Vmax [S]

[S] 1 + [I] + KM

KI

3 Inhibisi Non Kompetitif

Penghambatan non kompetitif terjadi apabila inhibitor (I) mengikat

sisi aktif pada enzim (E) maupun pada kompleks enzim dan subtrat (ES)

EI + S ESI

31

Berikut adalah pendekatan keadaan tunak dalam penentuan

hukum laju inhibisi kompetitif enzim

KI = [E] [I] = [ES] [I]

[EI] [ES] helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (1)

[E] [S] = k-1 + k2 = KM

[ES] k1 helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (2)

[Etot] = [E] + [ES] + [EI] + [ESI]helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (3)

Vmax didefinisikan sebagai kecepatan pada saat semua E yang

tersedia terdapat sebagai ES

Vmax = k2 [Etot] helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (4)

Parameter kinetika dalam mekanisme inhibisi enzim (kompetitif

uncompetitive non kompetitif) antara lain Vmax KM dan kcat

1 Vmax adalah laju reaksi maksimum yang dikatalisis enzim

2 KM menyatakan konsentrasi substrat yang diperlukan agar reaksi

katalisis efektif

kcat adalah tetapan laju pada tahap penentu laju yang menyatakan

jumlah substrat yang dapat diubah per detik

Contoh reaksi berikut

Fumarase

Furmarate + H2O mdashmdashmdashrarr L-Malate

1 Hitung laju perubahan fumarate menjadi L-Malate bila diketahui

Konsentrasi fumarate = 124 x 10-4 molL

Konsentrasi enzim fumarase = 105 x 10-6 molL

Konstata Michaelis = 185 x 10-6 molL

Dan bilangan turnover enzim fumarase = 175 x 103 det-1

32

Diketahui [S]0 = 124 x 10-4 molL

[E]0 = 105 x 10-6 molL

Km = 185 x 10-6 molL

K2 = 175 x 103 det-1

Ditanya V hellip

Jawab

V = Vmax [S]0

[S]0 + Km

V = K2 [E]0 [S]0

[S]0 + Km

V = [175 x 103 det-1] [105 x 10-6 molL] [124 x 10-4 molL]

[124 x 10-4 molL] + [185 x 10-6 molL]

V = 22785 X 10-7 molLdet

12585 x 10-4

V = 181 X 10-3 molLdet

2 Laju awal dekomposisi H2O2 yang dikatalisis dengan enzim

katalase adalah 138 x 10-2 267 x 10-2 an 60 x 10-2 Mdet

berturut-turut untuk konsentrasi awal H2O2 = 001 002 005 M

Konsentrasi enzim katalase = 40 x 10-8 M

Hitung Vmax konstanta Michaelis

Dan bilangan turnover enzim

Diketahui V1 = 138 X 10-2

V2 = 267 x 10-2

33

V3 = 60 X 10-2

[H2O2] = 001 002 005 M

[Ekatalase] = 40 x 10-2 M

Ditanya Vmax Km dan K2 hellip

Jawab

X (1[H2O2] Y (1V)

100 7246

50 3745

20 1667

y = 0697x + 25691

Intercept = 26591

Slope = 06977

R2 = 09999 rarr R2 = 1

a 1 = 25691 (intercept)

Vmax

Vmax = 1

25691

= 0389 molLdet

b Km = 06977 (slope)

Vmax

Km = 06977

0389

Km = 0272 molL

34

c Vmax = k2 [E]0

0389 = k2 40 x 10-8 M

k2 = 0389

40 x 10-8

= 0097 x 108

3 Laju pertumbuhan bakteri Lactobacillus acidephilus (dalam suatu

media) selama fase pertumbuhan exponensial menunjukan 924 x

10-3menit Hitung waktu generasi (tg) bakteri tersebut tg waktu

yang diperlukan mikroorganisme untuk melipat gandakan

populasinya yakni menjadi

Jawab

ln = Nt = λt ln = 2N0 = λtg

N0 N0

tg = ln2 tg = 0693

λ 924 x 10-3

tg = 0075 x 103

tg = 75 menit

35

Pertemuan 6

Tanggal 7 Oktober 2014

TEGANGAN PERMUKAAN

Molekul di permukaan mengalami gaya

resultan ke arah dalam media Molekul di

dalam media tidak mengalami gaya resultan

Molekul-molekul cairan memberikan

gaya tarik satu dengan lainnya terdapat gaya

total yang besarnya nol pada molekul di dalam volume cairan tetapi molekul

permukaan ditarik ke dalam volume Sehingga cairan cenderung memperkecil

luas permukaannya hanya dengan meregang lapisan (Fisika Universitas Jl 110

hal 431)

Tegangan permukaan (ᵞ)

- Molekul di bagian dalam media yang bergeak ke permukaan

media membutuhkan kerja untuk mengalami gaya tarik menarik

ke bawah

- Makin banyak jumlah molekul di permukaan media suatu

cairan makin luas permukaan media tersebut

36

- Tetapi dengan adanya gaya resultan ke arah dalam yang dialami

oleh molekul-molekul dipermukaan maka sifat cairan

cenderung untuk meminimumkan luas permukaan

Fenomena alam yang berkaitan dengan sifat kecenderuungan cairan

menimbulkan permukaanya antara lain

- Embun air di atas air

- Air dihinggapi nyamuk

Permukaan zat cair mempunyai sifat ingin meregang sehingga

permukaannya seolah- olah ditutupi oleh suatu lapisan yang elastis Hal ini

disebabkan adanya gaya tarik menarik antara partikel sejenis di dalam zat

cair sampai ke permukaan

Di dalam cairan tiap molekul ditarik oleh molekul lain yang sejenis di

dekatnya dengan gaya yang sama kesegala arah Pada permukaan cairan

tiap molekul ditarik oleh molekul sejenis didekatnya dengan arah hanya

kesamping dan kebawah tetapi tidak ditarik oleh molekul diatasnya karena

diatas permukaan cairan berupa fase uap ( udara ) dengan jarak antara

molekul sangat renggang

Adanya gaya atau tarikan ke bawah menyebabkan permukaan cairan

berkontraksi dan berada dalam keadaan tegang Tegangan ini disebut

dengan tegangan permukaan

Besarnya tegangan permukaan cairan bergantung pada gaya tarik

antara molekul- molekulnya Ketika gaya tarik besar seperti dengan H2O

tegangan permukaan besar Sebaliknya cairan seperti bensin yang tersusun

atas molekul- molekul non polar mempunyai tegangan permukaan yang

kecil karena tarikan antarmolekul lebih lemah

Zat yang tegangan permukaannya rendah sangat mudah membasahi

permukaan bagaimanapun keadaan permukaannya Pelarut hidrokarbon

misalnya nafta atau bensin menyebar pada kaca maupun permukaan

berminyak dengan mudahnya sebab tarikan sesama molekul hidrokarbon

sangat lemah Hampir tidak ada usaha untuk memperluas permukaan cairan

akibatnya mereka mudah menyebar pada permukaan apapun (Brady 1994)

37

Tegangan permukaan (ᵞ)

Banyaknya kerja yang diperlukan untuk memperluas

permukaan suatu cairan Satuannya dalam SI adalah newton per meter

(NM) tetapi satuan cgs dyene per centimeter lebih sering digunakan

1 dynecm = 10-3 Nm = 1 mNm

(Fisika Universitas Jl 110 hal 432)

Tegangan permukaan

- Antara cairan dengan gas atau udara tegangan permukaan

- Antara cairan dengan cairan tegangan antar muka

Contoh nilai ᵞ beberapa cairan pada 20degC

Cairan Cairan-udara (dynecm) Cairan-air (dynecm)

Hg 485 375

H2O 7275 -

C6H6 2888 350

CCl4 2680 451

Aceton 2394 -

Etanol 2249 -

Isopropanol 2192 -

Sukrosa (aquos ) 7645 -

Faktor- Faktor Yang Mempengaruhi Tegangan Permukaan

a Jenis cairan

Pada umumnya cairan yang memiliki gaya tarik antara molekulnya

besar seperti air maka tegangan permukaannya juga besar Sebaliknya pada

cairan seperti bensin karena gaya tarik antara molekulnya kecil maka

tegangan permukaannya juga kecil

38

b Suhu

Tegangan permukaan cairan turun bila suhu naik karena dengan

bertambahnya suhu molekul- molekul cairan bergerak lebih cepat dan

pengaruh interaksi antara molekul berkurang sehingga tegangan

permukaannya menurun

c Adanya zat terlarut

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 detergen dan alkohol

adalah efektif dalam menurunkan tegangan permukaan ( Yazid 2005)

Metode pengukuran tegangan permukaan

- Metode kapiler

- Metode cincin Du Nouy

- Metode Lempengan Wilhelmi

- Metode Tekanan Gelembung maksimum

- Dll

a Metode Kapiler

- Yang digunakan yang luas permukaannya naik

- Permukaan air dalam pipa kapiler terus naik hingga tercapai

keseimbangan dengan gaya gravitasi

Metode ini didasarkan pada kenyataan bahwa bila sebatang pipa

kapiler dimasukan kedalam cairan maka permukaan cairan dalam pipa

kapiler dapat mengalami kenaikan atau penurunan Apabila cairan

membasahi bejana ( θ lt 90 ) maka permukaan cairan akan naik

Sedangkan bila cairan tidak membasahi bejana ( θ gt 90 ) permukaan

cairan akan turun Peristiwa naik turunnya permukaan cairan dalam

kapiler ini disebut dengan kapilaritas

39

Kenaikan atau penurunan cairan dalam kapiler disebabkan oleh

adanya tegangan permukaan yang bekerja pada permukaan cairan yang

menyentuh dinding sepanjang keliling pipa Akibat tegangan permukaan ini

pipa akan memberikan gaya reaksi pada permukaan cairan yang besarnya

sama tapi arahnya berlawanan ( Yazid 2005 )

Catatan

- Jika permukaan atas larutan cembung sudut kontak besar - Jika permukaan atas larutan cekung sudut kontak kecil

Tegangan permukaan diukur dengan melihat ketinggian air cairan yang naik melalui suatu kapiler Metode kenaikan kapiler hanya dapat digunakan untuk mengukur tegangan permukaan tidak bisa untuk mengukur tegangan permukaan tidak bias untuk mengukur tegangan antar muka

Persamaan

퐹푢푝 = 훾(2휋푟) cos휃

퐹푑표푤푛 = 휌푔(ℎ휋푟 )

퐹푢푝 = 퐹푑표푤푛 훾 = Keterangan

- 휌 = bobot jenis cairan gml - 푔 = 980 cms - 푟 = jari-jari pipa kapiler - ℎ = tinggi miniskus cairan untuk kapiler - 휃 = sudut kontak ( untuk air dan kebanyakan cairan sangat kecil yakni

mendekati 1 )

Untuk cairan dengan sudut kontak sangat kecil

훾 = atau ℎ =

Sedangkan untuk cairan yang tidak membasahi bejana seperti raksa θ = 140 sehingga cos θ = - 0766 ( berharga negatip) Akibatnya h memiliki harga negatip yang berarti cairan mengalami penurunan atau ditekan dalam kapiler

40

b Metode Cincin Du Nouy

Metode cincin du nouy merupakan metode yang paling baik digunakan karena lebih akurat dan cepat dalam pengukuran tegangan permukaan deterjen serum suspensi koloid dan lain- lain

Berdasarkan pengukuran gaya yang diperlukan untuk melepaskan cincin dari permukaan cairan Metode ini digunakan untuk mengukur tegangan antar muka cairan

Persamaan

훾 = 퐹

4휋푅 퐶

Keterangan - F = gaya yang diperlukan untuk melepaskan cincin dari

permukaan - R = jari-jari lingkar cincin - C = Faktor koreksi

Faktor Koreksi

(퐶 minus 푎) = 4푏휋 푥

1푅 푥

퐹4휋휌푅 + 푐

Keterangan

- a = 07250 (konstan) - b = 009075 m-1 s2 (konstan) - c = 004534 ndash 1695 rR (konstan) - r = jari-jari kawat yang digunakan untuk membuat cincin - R = jari-jari rata-rata lingkaran - 휌 = masa jenis cairan sempel

Ketika mengukur tegangan permuakaan cairan- cairan harus diperhatikan bahwa cairan yang ada dibawah benar- benar membasahi cincin (Bird 1987)

c Metode Lempengan Wilhelmi

Metode ini didasarkan pada gaya yang diperlukan untuk menarik pelat tipis dari permukaan cairan Pelat digantung pada salah satu lengan neraca dan dimasukkan kedalam cairan yang akan diselidiki Besarnya gaya tarik pada neraca yang digunakan untuk melepas pelat dari permukaan cairan dicatat

Persamaan

푃 = 푚푔 + 퐿훾 cos휃 minus 푠ℎ휌푔

41

Keterangan

- P = gaya yang dipergunakan untuk melepaskan lempengan dari permkaan cincin

- m = berat lempengan - 푔 = gaya gravitasi - 푠 = luas penampang lempengan - ℎ = kedalaman lempeng yang dicelupkan - 퐿 = keliling lempengan - 휌 = bobot jenis cairan

Dalam metode ini diandaikan sudut kontak θ = 00 dan pengaruh

dari ujung- ujung lempeng dapat diabaikan ( Yazid 2005 ) Pada metode ini digunakan lempengan mika tipis atau kaca slide

mikrosip yang digantung pada neraca Pengukuran dapat dilakukan dengan cara statistik ataupun dengan detasment yang secara akurat diberikan pada persamaan ideal

Jika pengukurannya dilakukan dengan metode detasmen prosedurnya hampir sama dengan metode cincin Du Nouy tetapi faktor koreksi hanya 01 ( Adamson 1990)

d Metode Tekanan Gelembung Maksimum Tegangan permukaan menyebabkan adanya perbedaan tekanan

pada kedua sisi permukaan cairan yang lengkung Tekanan pada sisi yang cembung Ketika pertama kali tekanan dikenakan jari- jari gelembung sangat besar Sementara gelembung itu mengembang jari- jarinya akan semakin kecil sampai nilai minimum

Pada keadaan ini jari- jari gelembung sama dengan jari- jari tabung gelas Bila tekanan terus dinaikkan jari- jari gelembung akan membesar kembali sampai akhirnya gelembung ini lepas dari tabung gelas dan naik ke permukaan cairan jelas bahwa tekanan maksimum diperoleh pada saat jari- jari minimum

Tekanan maksimum ini bukan hanya disebabkan perbedaan tekanan pada kedua sisi gelembung tetapi juga disebabkan oleh adanya tekanan hidrostatik ( yang bergantung pada ketinggian tabung gelas dalam cairan )

Persamaan

훾 = ∆휌푔푑푒 1퐻

Keterangan

o ∆휌 = perbedaan bobot jenis o 푑푒 = diameter maksimum tetesan

42

o = faktor koreksi yang ditentukan oleh rasio 푑푠 푑푒

Metode tekanan gelembung maksimum memiliki keakuratan di bawah 10 yang mana tidak tergantung pada jarak kontak dan hanya merupakan sebuah pengetahuan dasar dari densitas suatu cairan ( Jika menggunakan pipa ganda ) dan pengukurannya juga relatif cepat Rata- rata sebuah gelembung harganya sekitar 1 sek (Adamson 1990)

Pertemuan 7

Tanggal 14 Oktober 2014

TEGANGAN ANTAR MUKA

Tegangan permukaan merupakan gaya persatuan panjang yang

harus dikerjakan sejajar permukaan untuk mengimbangi gaya tarikan

kedalam pada cairan Hal tersebut terjadi karena pada permukaan gaya

adhesi (antara cairan dan udara) lebih kecil dari pada gaya kohesi antar

molekul cairan sehingga menyebabkan terjadinya gaya kedalam pada

permukaan cairan

Tegangan antar muka adalah gaya per satuan panjang yang terdapat

pada antar muka dua fase cairan yang tidak dapat tercampur Tegangan antar

muka selalu lebih kecil dari pada tegangan permukaan kerena gaya adhesi

antara dua cairan tidak bercampur lebih besar dari pada adhesi antara cairan

dan udara

Cairan-cairan (immisible)

L ƔL ƔL Tegangan permukaan L

ƔS Tegangan permukaan S

ƔSL ƔSL Tegangan antarmuka SL

S ƔS

43

Missible dua zat yang bercampurlarut dengan sempurna berapapun

konsentrasijumlahnya

Immisible dua zat (cairan dengan cairan) yang sama sekali tidak

dapat bercampurlarut

Pada dasarnya tegangan permukaan suatu zat cair

dipengaruhi oleh beberapa faktor diantaranya suhu dan zat terlarut

Dimana keberadaan zat terlarut dalamsuatu cairan akan

mempengaruhi besarnya tegangan permukaan terutama molekul zat

yang berada pada permukaan cairan berbentuk lapisan monomolekuler

yang disebut dengan molekul surfaktan Kemudian suhu juga sangat

mempengaruhi tegangan permukaan suatu cairan dimana ketika suhu

naik maka tegangan permukaan cairan akan turun

Suhu uarr = Tegangan permukaan darr ldquoberbanding terbalikrdquo

Fenomena Permukaan dan Fenomena Antar muka

Permukaan Fenomena

Cairan ndash Udara Tegangan Permukaan

Padat ndash Udara Adsorbsi

Antar Muka Fenomena

Cairan ndash Cairan

(immisible)

Tegangan Antar Muka

Padat ndash Cair Pembasah (Wetting)

Tegangan Antar Muka Cairan ndash Cairan (immisible)

1) Gaya persatuan panjang yang bekerja pada antar muka dua cairan

yang immisible

Satuan dynecm-1

44

2) Kerja yang diperlukan untuk memisahkan 2 permukaan cairan

immisible

Satuan ergcm-2

Manfaat fenomena antar muka dalam farmasi

1 Formulasi sediaan serbuk yang hidrofob

2 Menentukan jenis surfaktan untuk membuat emulsi

3 Meningkatkan stabilitas suspensi dan emulsi

4 Mengatasi sediaan obat yang berbusa

5 Adsorbsi obat pada saluran pencernaan

Soal

1 Hitung Ɣ fenol bila diketahui tinggi kenaikan permukaan fenol dalam

pipa kapiler (r = 007 cm) adalah 093 cm pada suhu 37˚C Bila

diketahui bobot jenis fenol 113 gcm-1 dan konstanta gravitasi = 9807

cm det-2

Diketahui

a) r = 007 cm

b) ρ = 113 gcm-1

c) g = 9807 cm det-2

d) h = 093 cm

Ditanya Ɣfenol

Jawab

Ɣfenol = frac12 (rρgh)

= frac12 (007 x 113 x 9807 x 093)

= 3607 dynecm-1

45

Gaya Kohesi dan Adhesi

Terdapat dua macam gaya tarik menarik antar partikel yaitu kohesi

dan adhesi Kohesi adalah gaya tarik menarik antara partikel yang sejenis

Kohesi dipengaruhi oleh kerapatan dan jarak antar partikel dalam zat gaya

kohesi mengakibatkan dua zat bila dicampurkan tidak akan saling

bercampur Contoh tidak bercampurnya air dengan minyak tidak

melekatnya air raksa pada dinding pipa kapiler dan air pada daun talas

Adhesi adalah gaya tarik menarik antara partikel-partikel yang

tidak sejenis Gaya adhesi akan mengakibatkan dua zat akan saling melekat

bila dicampurkan Contoh bercampurnya air dengan tehkopi melekatnya

air pada dinding pipa kapiler dan melekatnya tinta pada kertas

Adanya gaya tarik menarik antara partikel zat cair menyebabkan

adanya tegangan permukaan dimana permukaan zat cair cenderung

menegang dan seolah terdapat selaput atau lapisan yang tegang sehingga

dapat menahan benda Selain adanya peristiwa tegangan permukaan akibat

adanya gaya tarik menarik antara partikel juga menyebabkan terjadinya

peristiwa meniskus cembung dan meniskus cekung

Meniskus Cembung dan Meniskus Cekung

Meniskus adalah peristiwa mencekung atau mencembungnya

permukaan zat cair Berdasarkan bentuk permukaan zat cair meniskus

dibedakan menjadi dua yaitu meniskus cembung dan meniskus cekung

Meniskus cembung terjadi jika gaya kohesi lebih besar dari pada gaya

adhesi Sedangkan meniskus cekung terjadi jika adhesi lebih besar dari pada

kohesi

46

Jika Wc lt Wa

Sudut Cos Ɵ Kecil

Permukaan cairan dalam kapiler cekung dan naik

Jika Wc gt Wa

Sudut Cos Ɵ Besar

Permukaan cairan dalam kapiler turun dan berbentuk cembung

Ɣ Rasio imbangan antara gaya Kohesi dan Adhesi

Cairan-Cairan (immisible)

Mempengaruhi koefisien sebaran (S)

Jika kerja kohesi lebih besar dari kerja adhesi maka nilai

koefisien sebarannya kecilrendah

Contoh

Asam stearat jika dilarutkan dengan air maka koefisien sebarannya

rendah karena gugus nonpolar pada asam stearat lebih panjang dari

gugus polarnya (gugus polar jadi titak berpengaruh)

47

Jika kerja kohesi lebih rendah dari kerja adhesi maka nilai koefisien

sebarannya tinggi Spreading

Contoh

Propanol jika dilarutkan dengan air maka koefisien sebarannya tinggi

karena mempunyai gugus ndashOH yang dapat berikatan hidrogen dengan

air dan bersifat polar

Tegangan permukaan dipengaruhi oleh

Rasio

Polar

Nonpolar

Si = Wa ndash Wc

Wc = 2 Ɣx

Wa = (Ɣx + Ɣair - Ɣx-air)

Si Bila nilai Si positif maka sebaranspreading terjadi

Bila nilai Si 0 tetap ada peluang sebaran

Bila nilai Si negatif tidak terjadi sebaran

Soal

Diketahui Ɣbenzen = 289 dynecm-1 Ɣair = 728 dynecm-1 dan Ɣbenzen-air =

35 dynecm-1 Hitung nilai kerja kohesi benzen kerja adhesi benzen-air

dan koefisien penyebaran awal benzen

Diketahui

a) Ɣbenzen = 289 dynecm-1

b) Ɣair = 728 dynecm-1

c) Ɣbenzen-air = 35 dynecm-1

48

Ditanya

a) Wc

b) Wa

c) Si

Jawab

Wc = 2 Ɣbenzen

= 2 x 289

= 578 dynecm-1

Wa = (Ɣbenzen + Ɣair ndash Ɣbenzen-air)

= (289 + 728 ndash 35)

= 667 dynecm-1

Si = Wa ndash Wc

= 667 ndash 578

= 89 dynecm-1

Benzen dapat tersebar dalam air karena nilai Si positif (+)

49

DAFTAR PUSTAKA

1 Tayangan Dosen

2 UraianPenjelasan Dosen pada saat Perkuliaha

3 Text Book

- Yazid Estein dan Nursanti Lisda 2006 Penuntun Praktikum Biokimia

Yogyakarta ANDI

- Santoso Begot 2007 BIOLOGI Jakarta Interplus Ridho_Brilliantoro

Tugas_Enzimologi

- Eistein Yazid 2005 Kimia Fisika Untuk Paramedis Yogyakarta Penerbit

Andi

- Adamson A W (1990) Physical Chemistry of Surfaces 5 th Ed New

York Willey

- Hugh DYoung Roger A Freedman 2002 Fisika Universitas Ed10 Alih

bahasa Juliastuti Endangdkk Jakarta Erlangga

- Kamajaya(2007)Cerdas Belajar FisikaBandungGrafindo Media Pratama

- IndrajitDudi(2007)Mudah dan Aktif Belajar FisikaBandungPT Setia

Purna Inves

4 Internet

- httprepositoryusuacidbitstream123456789395874Chapter20IIpdf

- httpstaffuiacidsystemfilesusersjoshitadjajadisastramaterialkestabil

anobatkuliahs2pdf

- httpstaffunyacidsitesdefaultfilespendidikanPurwanti20Widhy2

0Hastuti20SPd20MPdLaju20Reaksi20(2)pdf

- fileCUsersElrio20PutraDownloadsChapter20820Kinetika20

Kimiapdf

- httpusupressusuacidfilesKinetika20Kimia20Reaksi20Element

er_Normal_bab201pdf

- httpffarmasiuadacidwp-contentuploads201301orde-reaksi-waktu-

paruhpdfhttpnissanisso-fkp11webunairacidartikel_detail-49831-

Umum-sifat20kerja20obathtml

- httpmipa-farmasiblogspotcom201202tegangan-permukaan-tegangan-

antar-mukahtmlm=1

50

Page 16: Farfis2 before mid.pdf

16

Nilai waktu paruh (tfrac12)

푡frac12 =

푡frac12 =05퐶표푘

Nilai umur simpan (t90)

푡 =

푡 = 01퐶표푘

Reaksi Orde 1

푙푛퐶푡 = 푙푛퐶표 minus 푘푡

푡 =푙푛퐶표 minus 푙푛퐶푡

Nilai waktu paruh (tfrac12)

푡frac12 =푙푛퐶푡 minus 푙푛05퐶표

푡frac12 =

푡frac12 =0693푘

Nilai umur simpan (t90)

푡 =푙푛퐶표 minus 푙푛09퐶표

푡 =

푡 =0105푘

17

Contoh soal

Sediaan Aspirin dalam larutan (pH 25) dengan konsentrasi awal

030g100ml memperlihatkan kinetika degradasi orde ke 1 dan konstanta laju

degradasinya pada suhu kamar 97times10-7det-1 Hitung

a tfrac12 dan t90 sediaan larutan Aspirin

b Hitung tfrac12 dan t90 Aspirin bila sediaan dibuat dalam bentuk suspensi dengan

dosis 10g100ml diketahui kelarutan Aspirin 033g100ml

Jawab a Diketahui pH larutan 25

Co=03g100ml

Korde 1= 97times10-7det-1

Ditanya tfrac12 dan t90

Dijawab 푡frac12 =

푡frac12 = times

푡frac12 = times

푡frac12 = 71443298detik (826hari)

푡 =

푡 = times

푡 = times

푡 = 10824742detik (125hari)

b Diketahui Suspensi dosis 10g100ml

Kelarutan Aspirin 033g100ml

Ditanya k tfrac12 dan t90

18

Dijawab korde0 = korde1 [Aspirin]

= 97times10-7 times 033

= 3201times10-7

tfrac12 =

tfrac12 = times times

tfrac12 = 156201187detik (1808hari)

푡 =

푡 = times times

푡 = 31240237detik (36hari)

Pertemuan 4

Tanggal 23 September 2014

FAKTOR YANG MEMPENGARUHI LAJU REAKSI

Laju reaksi atau kecepatan reaksi menyatakan banyaknya reaksi

kimia yang berlangsung per satuan waktu Laju reaksi menyataka molaritas

zat terlarut dalam reaksi yang dihasilkan tiap detik reaksi Perkaratan besi

merupakan contoh reaksi kimia yang berlangsung lambat sedangkan

peledakan mesiu atau kembang api adalah contoh reaksi yang cepat Reaksi

kimia untuk laju reaksi sebagai berikut

aA + bB pP + qQ

Dengan a b p dan q adalah koefisien reaksi dan A B P dan Q

adalah zat-zat yang terlibat dalam reaksi laju reaksi dalam suatu system

tertutup adalah

19

v = minus [ ] = minus [ ] = minus [ ] = minus [ ]

dengan [A] [B] [P] dan [Q] menyatakan konsentrasi zat-zat tersebut

Faktor-faktor yang mempengaruhi laju reaksi

Konsentrasi

Karena persamaan laju reaksi didefinisikan dalam bentuk konsentrasi

reaktan maka dengan naiknya konsentrasi maka naik pula kecepatan

reaksinya Artinya semakin tinggi konsentrasi maka semakin banyak molekul

reaktan yang tersedia dengan demikian kemungkinan bertumbukan akan

semakin banyak juga sehingga kecepatan reaksi meningkat Jadi semakin

tinggi konsentrasi semakin cepat pula laju reaksinya

Molaritas

Molaritas adalah banyaknya mol zat terlarut tiap satuan volume zat

pelarut Hubungannya dengan laju reaksi adalah semakin besar molaritas

suatu zat maka semakin cepat suatu reaksi berlangsung Dengan demikian

pada molaritas yang rendah suatu reaksi akan berlajan lebih lambat daripada

molaritas yang tinggi

Luas permukaan

Semakin besar luas permukaan bidang sentuh menyebkan laju reaksi

semakin cepat Begitu juga apabila semakin kecil luas permukaan bidang

sentuh maka semakin kecil tumbukan yang terjadi anatar partikel ehingga laju

reaksi pun semakin kecil

Suhu

Suhu juga turut berperan dalam mempengaruhi laju reaksi Apabila

suhu pada suatu reaksi yang berlangsung dinaikkan maka menyebabkan

partikel semakin bergerak aktif sehingga tumbukan yang terjadi semakin

sering menyebabkan laju reaksi semakin besar Sebaliknya apabila suhu

diturunkan maka partikel semakin tak aktif sehingga laju reaksi semakin

kecil

20

Katalisator

Katalis adalah suatu zat yang mempercepat laju reaksi kimia pada suhu

tertentu tanpa mengalami perubahan oleh reaksi itu sendiri Suatu katalis

berperan dalam reaksi tetapi bukan sebagai pereaksi ataupun produk Katalis

memungkinkan reaksi berlansung lebih cepat atau memungkinkan reaksi pada

suhu yang lebih rendah akibat perubahan yang dipicunya terhadap pereaksi

Katalis menyediakan suatu jalur pilihan dengan energi aktivasi yang lebih

rendah Katalis mengurangi energi yang dibutuhkan untuk berlangsungnya

reaksi

Katalis dapat dibedakan ke dalam dua golongan utama yaitu katalis

homogeny dan katalis heterogen Katalis heterogen adalah katalis yang ada

dalam fase yang berbeda dengan pereaksi dengan reaksi yang dikatalisisnya

Sedangkan katalis homogen berada dalam fase yang sama Katalis homogeny

umumnya bereaksi dengan satu atau lebih pereaksi untuk membentuk suatu

perantara kimia yang selanjutnya bereaksi membentuk produk akhir reaksi

dalam suatu proses yang memulihkan katalisnya

Pengaruh suhu terhadap laju reaksi

Persamaan Arrhenius ( 1889 ) Persamaan empiris pengaruh suhu

terhadap konstanta laju reaksi Rumus

Dimana

K = Konstanta rata-rata

A = konstanta Arrhenius

Ea = Energi aktivasi

R = konstanta gas

T = temperaur )Catatan Bilangan pokok ion disebut juga e = 10

K = A e ndash

21

Persamaan Regresi

K = A e ndash

ln K = ln A + ( ln e ndashEaRT )

ln K = ln A + ( )

ln K = ln A ndash

y = A + BX

)Catatan

Intersept = ln A

Slope =

Didapatkan Ea dari regresi linear

Slope =

Ln K

1T

Persamaan Arrhenius untuk dua suhu ( bila salah satu suhu diketahui )

Ln = ( - ) atau ln K ( T2 ) = ln (T1 ) + ( minus)

Kurva persamaan Arrhenius untuk dua suhu

22

Contoh soal

1 Hasil percobaan dekomposisi suatu sediaan 5-hidroksimetilfurfural

memperlihatkan kinetika obat order ke satu dengan data konstanta

laju dekomposisinya seperti berikut ini yaitu pada suhu

120 o C = 3258 x 10-4 det-1

130oC = 838 x 10-4 det-1

140oC = 1350 x10-4 det-1

Hitunglah

a Ea

b K (25)

c T ( 90 25 )

Jawab

Diketahui R = 8314 JK-1mol-1

a 1ln k ( T2 ) = ln k ( T1 ) - ( minus )

ln 838x10-4 = ln 3258x10-4 ndash

( minus )

= minus

(000254minus 000248)

= minus

(000006)

17998 = minus

x 610-5

minus퐸푎 =

minus퐸푎 = 249 x 105 gmol

= 249 KJmol

b Didapat persamaan dari Excel

y = - 11850 x + 22148

23

ln k = - 11850 ( ) + 22148

ln k = - 39765 + 22148

ln k = - 17617

k = 22 x 10-8

c t90 =

=

= 2102102 detik ~ 24 hari

Bila dihitung dengan kalkulator maka

t90 =

=

= 4772727 detik ~ 55 hari

2 konstanta laju dekomposisi sulfacetamid dalam sediaan larutan ( pH =

74 ) pada suhu 80oC = 325 x 10-7det-1 dengan Ea = 9581 KJmol-1

Diketahui R = 8314 JK-1 mol-1 Hitung K dan t90 sediaan sulfacetamid

tsb pada suhu 250C

Jawab

ln K2 = ln K1 - minus

= ln 325x10-7 -

( minus )

= - 1493 1152 (283푥10 minus 335푥10 )

= - 1493 + 1152(minus052푥10 )

= - 1493 - 59904푥10

= - 1493 - 0006177

ln K 2 = - 14936977

K = 326푥10 푑푒푡

24

t90 =

=

= 322푥10 푑푒푡 푎푡푎푢103푡푎ℎ푢푛

Pertemuan 5

Tanggal 30 September 2014

REAKSI ENZIMATIS

Sel-sel tubuh makhluk hidup didalamnya melakukan proses

metabolism Proses metabolisme yang terjadi dalam sel-sel tubuh dapat

digolongkan menjadi dua yaitu katabolisme dan anabolisme Katabolisme

merupakan reaksi penguraian senyawa kompleks menjadi senyawa

sederhana dengan tujuan mendapatkan energi siap pakai dalam bentuk

Adenosine Triphosphate (ATP) Reaksi anabolisme merupakan reaksi

pembentukan senyawa organik dari senyawa anorganik Pada reaksi

anabolisme dibutuhkan ATP sebagai sumber energinya Adapun reaksi

katabolisme atau reaksi anabolisme yang terjadi didalam tubuh keduanya

membutuhkan enzim sebagai biokatalisator

Setiap reaksi penguraian (katabolisme) merupakan reaksi eksoterm

sedangkan setiap reaksi pembentukan (anabolisme) merupakan reaksi

endoterm Dalam tubuh sel-sel memerlukan energi aktivasi Makhluk hidup

mengganti energy aktivasi dengan suatu struktur protein yang dikenal

dengan sebutan enzim

25

Ea reaksi dengan enzim lt Ea reaksi tanpa enzim

(Ea reaksi dengan ezim berlangsung lebih cepat)

RUMUS

minusdsdt =

dPdt = Velocity =

Vmax SKm + S

E + S harr ES + P + E

V = K2 [E]0 [S]0

[S]0 + Km

Keterangan

Km Konstanta

Michaelis

K2 Daya enzim mentansformasi suatu substrat membentuk

produk

(Jumlah molekul yang dikonversikan menjadi produk dalam

suatu waktu permolekul enzim)

Bila [S]0 berlebihan laju reaksi maksimal

Maka K2 [E]0 = Vmax

V = Vmax [S]0

[S]0 + Km

(Persamaan Lineweaver-Burk)

Keterangan V = kecepatan reaksi (laju reaksi) Km = konstanta Michaelis-Menten Vmax = kecepatan reaksi maksimal [S] = konsentrasi substrat

26

Faktor ndash faktor yang mempengaruhi

kerja enzim

Dalam aktivitasnya enzim sangat

dipengaruhi oleh factor lingkungan seperti

suhu pH konsentasi enzim konsentrasi

substrat dan inhibitor

a Suhu

Suhu merupakan factor ligkungan yang penting bagi kerja enzim sampai

pada titik tertentu kecepatan reaksi akan meningkat seiring dengan

meningkatnya suhu Pada akhirnya kecepatan reaksi akan menurun drastis

pada suhu tersebut melewati suhu optimumnya Pada suhu yang lebih tinggi

(ekstrim) protein penyusun enzim akan mengalami denaturasi Enzim pada

mamalia (manusia) bekerja pada suhu 37degC Bakteri yang hidup di sumber air

panas mempunyai enzim dengan suhu optimal 70degC

b pH

Enzim bekerja pada pH tertentu umumnya enzim mmembutuhkan pH

optimum netral (pH=7) Enzim yang berada dalam lambung memiliki pH

optimum asam (pH=2) Peningkatan atau penurunan pH yang ekstrim akan

menyebabkan enzim mengalami denaturasi

c Konsentasi enzim

Pada konsentrasi substrat tertentu konsentrasi enzim akan meningkatkan

kecepatan reaksi enzimatis Dengan kata lain kecepatan reaksi enzimatis (V)

berbanding lurus dengan konsentrasi enzim (E) sampai batas tertentu

sehingga reaksi mengalami kesetimbangan Pada saat setimbang peningkatan

konsentrasi enzim sudah tidak berpengaruh

1푣 푣푠

1[푆]0

27

d Konsentrasi substrat

Pada konsentrasi enzim yang tetap peningkatan konsentrasi substrat akan

menaikkan kecepatan reaksi enzimatis

sampai mencapai kecepatan maksimum

yang tetap Pada titik maksimum semua

enzim telah jenuh dengan substrat

sehingga penambahan substrat sudah tidak

akan meningkatkan kecepatan reaksi

enzimatis

Transformasi Lineweaver-Burk

1V = KmVmax 1S + 1Vmax

y = m x = t

1V

y ndash intercept = 1Vmax

x ndash intercept = -1Km1 [S]

e Inhibisi enzim

1 Inhibisi Kompetitif

Penghambatan aktivitas enzim melalui mekanisme inhibisi

kompetitif terjadi ketika substrat (S) dan inhibitor (I) bersaing untuk dapat

mengikat sisi aktif enzim Hal ini disebabkan karena bentuk inhibitor

menyerupai substrat Kompleks EI yang terbentuk tidak dapat menjalani

28

langkah katalitik dan tidak dapat membentuk produk Akibatnya terjadi

penurunan jumlah produk yang terbentuk

Berikut adalah pendekatan keadaan tunak dalam penentuan hukum

laju inhibisi kompetitif enzim

K1 = [E][I] helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (1)

[EI]

[E][S] = k-1 + k2 = KM (2)

[ES] k1

[Etot] = [E] + [ES] +[EI]helliphelliphellip (3)

[Etot] = [E] + [ES] + [E][I]

K1

[Etot] = [E] 1 + [I] + [ES]

K1

maka

[퐸] = [ ] [ ]

helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (4)

Berdasarkan teori Michaelis-Mentein kecepatan awal ditentukan oleh

kecepatan penguraian [ES] yang ketetapan kecepatan reaksinya adalah k2

sehingga

V =k2 [ES] helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip(8)

substitusi persamaan (7) ke dalam persamaan (8)

V = k2 [Etot] [S]

[S] + KrsquoM (9)

29

Vmax didefinisikan sebagai kecepatan pada saat semua E yang tersedia

terdapat sebagai ES

Vmax = k2 [Etot] helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip(10)

Sehingga diperoleh

V = kcat [Etot] [S] helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (11)

KM 1 + [I] + [S]

K1

Transformasi persamaan Michaelis-Mesntein (persamaan Lineweaver-

Burk) yaitu dari persamaan (11)

V = Vmax [S]

[S] + KrsquoM

Maka

1 = [S] + KMrsquo

V Vmax [S]

1 = KMrsquo + [S]

V Vmax [S] Vmax [S]

1 = KMrsquo 1 + [S]

V Vmax [S] Vmax

2 Inhibisi Uncompetitive

Inhibisi uncompetitive enzim terjadi apabila inhibitor (I) mengikat

salah satu sisi dari kompleks enzim dan substrat (ES) Kompleks ESI yang

terbentuk tidak dapat membentuk produk (P)

Berikut adalah pendekatan keadaan tunak dalam penentuan hukum

laju inhibisi kompetitif enzim

30

KI = [ES] [I] helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (1)

ESI

[E] [S] = k-1 + k2 = KM helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (2)

[ES] k1

[Etot] = [E] + [S] + [ES] helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (3)

Berdasarkan teori Michaelis-Mentein kecepatan awal ditentukan oleh

kecepatan penguraian [ES] yang tetapan kecepatan reaksinya adalah k2

sehingga

V = k2 [ES] helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (7)

Substitusi persamaan (6) ke persamaan (7)

V = k2 [Etot] [S]

[S] 1 + [I] KM helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (8)

KI

Vmax didefinisikan sebagai kecepatan pada saat semua E yang

tersedia terdapat sebagai ES

Vmax = k2 [Etot] helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (9)

Substitusi persamaan (9) ke persamaan (8)

V = Vmax [S]

[S] 1 + [I] + KM

KI

3 Inhibisi Non Kompetitif

Penghambatan non kompetitif terjadi apabila inhibitor (I) mengikat

sisi aktif pada enzim (E) maupun pada kompleks enzim dan subtrat (ES)

EI + S ESI

31

Berikut adalah pendekatan keadaan tunak dalam penentuan

hukum laju inhibisi kompetitif enzim

KI = [E] [I] = [ES] [I]

[EI] [ES] helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (1)

[E] [S] = k-1 + k2 = KM

[ES] k1 helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (2)

[Etot] = [E] + [ES] + [EI] + [ESI]helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (3)

Vmax didefinisikan sebagai kecepatan pada saat semua E yang

tersedia terdapat sebagai ES

Vmax = k2 [Etot] helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (4)

Parameter kinetika dalam mekanisme inhibisi enzim (kompetitif

uncompetitive non kompetitif) antara lain Vmax KM dan kcat

1 Vmax adalah laju reaksi maksimum yang dikatalisis enzim

2 KM menyatakan konsentrasi substrat yang diperlukan agar reaksi

katalisis efektif

kcat adalah tetapan laju pada tahap penentu laju yang menyatakan

jumlah substrat yang dapat diubah per detik

Contoh reaksi berikut

Fumarase

Furmarate + H2O mdashmdashmdashrarr L-Malate

1 Hitung laju perubahan fumarate menjadi L-Malate bila diketahui

Konsentrasi fumarate = 124 x 10-4 molL

Konsentrasi enzim fumarase = 105 x 10-6 molL

Konstata Michaelis = 185 x 10-6 molL

Dan bilangan turnover enzim fumarase = 175 x 103 det-1

32

Diketahui [S]0 = 124 x 10-4 molL

[E]0 = 105 x 10-6 molL

Km = 185 x 10-6 molL

K2 = 175 x 103 det-1

Ditanya V hellip

Jawab

V = Vmax [S]0

[S]0 + Km

V = K2 [E]0 [S]0

[S]0 + Km

V = [175 x 103 det-1] [105 x 10-6 molL] [124 x 10-4 molL]

[124 x 10-4 molL] + [185 x 10-6 molL]

V = 22785 X 10-7 molLdet

12585 x 10-4

V = 181 X 10-3 molLdet

2 Laju awal dekomposisi H2O2 yang dikatalisis dengan enzim

katalase adalah 138 x 10-2 267 x 10-2 an 60 x 10-2 Mdet

berturut-turut untuk konsentrasi awal H2O2 = 001 002 005 M

Konsentrasi enzim katalase = 40 x 10-8 M

Hitung Vmax konstanta Michaelis

Dan bilangan turnover enzim

Diketahui V1 = 138 X 10-2

V2 = 267 x 10-2

33

V3 = 60 X 10-2

[H2O2] = 001 002 005 M

[Ekatalase] = 40 x 10-2 M

Ditanya Vmax Km dan K2 hellip

Jawab

X (1[H2O2] Y (1V)

100 7246

50 3745

20 1667

y = 0697x + 25691

Intercept = 26591

Slope = 06977

R2 = 09999 rarr R2 = 1

a 1 = 25691 (intercept)

Vmax

Vmax = 1

25691

= 0389 molLdet

b Km = 06977 (slope)

Vmax

Km = 06977

0389

Km = 0272 molL

34

c Vmax = k2 [E]0

0389 = k2 40 x 10-8 M

k2 = 0389

40 x 10-8

= 0097 x 108

3 Laju pertumbuhan bakteri Lactobacillus acidephilus (dalam suatu

media) selama fase pertumbuhan exponensial menunjukan 924 x

10-3menit Hitung waktu generasi (tg) bakteri tersebut tg waktu

yang diperlukan mikroorganisme untuk melipat gandakan

populasinya yakni menjadi

Jawab

ln = Nt = λt ln = 2N0 = λtg

N0 N0

tg = ln2 tg = 0693

λ 924 x 10-3

tg = 0075 x 103

tg = 75 menit

35

Pertemuan 6

Tanggal 7 Oktober 2014

TEGANGAN PERMUKAAN

Molekul di permukaan mengalami gaya

resultan ke arah dalam media Molekul di

dalam media tidak mengalami gaya resultan

Molekul-molekul cairan memberikan

gaya tarik satu dengan lainnya terdapat gaya

total yang besarnya nol pada molekul di dalam volume cairan tetapi molekul

permukaan ditarik ke dalam volume Sehingga cairan cenderung memperkecil

luas permukaannya hanya dengan meregang lapisan (Fisika Universitas Jl 110

hal 431)

Tegangan permukaan (ᵞ)

- Molekul di bagian dalam media yang bergeak ke permukaan

media membutuhkan kerja untuk mengalami gaya tarik menarik

ke bawah

- Makin banyak jumlah molekul di permukaan media suatu

cairan makin luas permukaan media tersebut

36

- Tetapi dengan adanya gaya resultan ke arah dalam yang dialami

oleh molekul-molekul dipermukaan maka sifat cairan

cenderung untuk meminimumkan luas permukaan

Fenomena alam yang berkaitan dengan sifat kecenderuungan cairan

menimbulkan permukaanya antara lain

- Embun air di atas air

- Air dihinggapi nyamuk

Permukaan zat cair mempunyai sifat ingin meregang sehingga

permukaannya seolah- olah ditutupi oleh suatu lapisan yang elastis Hal ini

disebabkan adanya gaya tarik menarik antara partikel sejenis di dalam zat

cair sampai ke permukaan

Di dalam cairan tiap molekul ditarik oleh molekul lain yang sejenis di

dekatnya dengan gaya yang sama kesegala arah Pada permukaan cairan

tiap molekul ditarik oleh molekul sejenis didekatnya dengan arah hanya

kesamping dan kebawah tetapi tidak ditarik oleh molekul diatasnya karena

diatas permukaan cairan berupa fase uap ( udara ) dengan jarak antara

molekul sangat renggang

Adanya gaya atau tarikan ke bawah menyebabkan permukaan cairan

berkontraksi dan berada dalam keadaan tegang Tegangan ini disebut

dengan tegangan permukaan

Besarnya tegangan permukaan cairan bergantung pada gaya tarik

antara molekul- molekulnya Ketika gaya tarik besar seperti dengan H2O

tegangan permukaan besar Sebaliknya cairan seperti bensin yang tersusun

atas molekul- molekul non polar mempunyai tegangan permukaan yang

kecil karena tarikan antarmolekul lebih lemah

Zat yang tegangan permukaannya rendah sangat mudah membasahi

permukaan bagaimanapun keadaan permukaannya Pelarut hidrokarbon

misalnya nafta atau bensin menyebar pada kaca maupun permukaan

berminyak dengan mudahnya sebab tarikan sesama molekul hidrokarbon

sangat lemah Hampir tidak ada usaha untuk memperluas permukaan cairan

akibatnya mereka mudah menyebar pada permukaan apapun (Brady 1994)

37

Tegangan permukaan (ᵞ)

Banyaknya kerja yang diperlukan untuk memperluas

permukaan suatu cairan Satuannya dalam SI adalah newton per meter

(NM) tetapi satuan cgs dyene per centimeter lebih sering digunakan

1 dynecm = 10-3 Nm = 1 mNm

(Fisika Universitas Jl 110 hal 432)

Tegangan permukaan

- Antara cairan dengan gas atau udara tegangan permukaan

- Antara cairan dengan cairan tegangan antar muka

Contoh nilai ᵞ beberapa cairan pada 20degC

Cairan Cairan-udara (dynecm) Cairan-air (dynecm)

Hg 485 375

H2O 7275 -

C6H6 2888 350

CCl4 2680 451

Aceton 2394 -

Etanol 2249 -

Isopropanol 2192 -

Sukrosa (aquos ) 7645 -

Faktor- Faktor Yang Mempengaruhi Tegangan Permukaan

a Jenis cairan

Pada umumnya cairan yang memiliki gaya tarik antara molekulnya

besar seperti air maka tegangan permukaannya juga besar Sebaliknya pada

cairan seperti bensin karena gaya tarik antara molekulnya kecil maka

tegangan permukaannya juga kecil

38

b Suhu

Tegangan permukaan cairan turun bila suhu naik karena dengan

bertambahnya suhu molekul- molekul cairan bergerak lebih cepat dan

pengaruh interaksi antara molekul berkurang sehingga tegangan

permukaannya menurun

c Adanya zat terlarut

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 detergen dan alkohol

adalah efektif dalam menurunkan tegangan permukaan ( Yazid 2005)

Metode pengukuran tegangan permukaan

- Metode kapiler

- Metode cincin Du Nouy

- Metode Lempengan Wilhelmi

- Metode Tekanan Gelembung maksimum

- Dll

a Metode Kapiler

- Yang digunakan yang luas permukaannya naik

- Permukaan air dalam pipa kapiler terus naik hingga tercapai

keseimbangan dengan gaya gravitasi

Metode ini didasarkan pada kenyataan bahwa bila sebatang pipa

kapiler dimasukan kedalam cairan maka permukaan cairan dalam pipa

kapiler dapat mengalami kenaikan atau penurunan Apabila cairan

membasahi bejana ( θ lt 90 ) maka permukaan cairan akan naik

Sedangkan bila cairan tidak membasahi bejana ( θ gt 90 ) permukaan

cairan akan turun Peristiwa naik turunnya permukaan cairan dalam

kapiler ini disebut dengan kapilaritas

39

Kenaikan atau penurunan cairan dalam kapiler disebabkan oleh

adanya tegangan permukaan yang bekerja pada permukaan cairan yang

menyentuh dinding sepanjang keliling pipa Akibat tegangan permukaan ini

pipa akan memberikan gaya reaksi pada permukaan cairan yang besarnya

sama tapi arahnya berlawanan ( Yazid 2005 )

Catatan

- Jika permukaan atas larutan cembung sudut kontak besar - Jika permukaan atas larutan cekung sudut kontak kecil

Tegangan permukaan diukur dengan melihat ketinggian air cairan yang naik melalui suatu kapiler Metode kenaikan kapiler hanya dapat digunakan untuk mengukur tegangan permukaan tidak bisa untuk mengukur tegangan permukaan tidak bias untuk mengukur tegangan antar muka

Persamaan

퐹푢푝 = 훾(2휋푟) cos휃

퐹푑표푤푛 = 휌푔(ℎ휋푟 )

퐹푢푝 = 퐹푑표푤푛 훾 = Keterangan

- 휌 = bobot jenis cairan gml - 푔 = 980 cms - 푟 = jari-jari pipa kapiler - ℎ = tinggi miniskus cairan untuk kapiler - 휃 = sudut kontak ( untuk air dan kebanyakan cairan sangat kecil yakni

mendekati 1 )

Untuk cairan dengan sudut kontak sangat kecil

훾 = atau ℎ =

Sedangkan untuk cairan yang tidak membasahi bejana seperti raksa θ = 140 sehingga cos θ = - 0766 ( berharga negatip) Akibatnya h memiliki harga negatip yang berarti cairan mengalami penurunan atau ditekan dalam kapiler

40

b Metode Cincin Du Nouy

Metode cincin du nouy merupakan metode yang paling baik digunakan karena lebih akurat dan cepat dalam pengukuran tegangan permukaan deterjen serum suspensi koloid dan lain- lain

Berdasarkan pengukuran gaya yang diperlukan untuk melepaskan cincin dari permukaan cairan Metode ini digunakan untuk mengukur tegangan antar muka cairan

Persamaan

훾 = 퐹

4휋푅 퐶

Keterangan - F = gaya yang diperlukan untuk melepaskan cincin dari

permukaan - R = jari-jari lingkar cincin - C = Faktor koreksi

Faktor Koreksi

(퐶 minus 푎) = 4푏휋 푥

1푅 푥

퐹4휋휌푅 + 푐

Keterangan

- a = 07250 (konstan) - b = 009075 m-1 s2 (konstan) - c = 004534 ndash 1695 rR (konstan) - r = jari-jari kawat yang digunakan untuk membuat cincin - R = jari-jari rata-rata lingkaran - 휌 = masa jenis cairan sempel

Ketika mengukur tegangan permuakaan cairan- cairan harus diperhatikan bahwa cairan yang ada dibawah benar- benar membasahi cincin (Bird 1987)

c Metode Lempengan Wilhelmi

Metode ini didasarkan pada gaya yang diperlukan untuk menarik pelat tipis dari permukaan cairan Pelat digantung pada salah satu lengan neraca dan dimasukkan kedalam cairan yang akan diselidiki Besarnya gaya tarik pada neraca yang digunakan untuk melepas pelat dari permukaan cairan dicatat

Persamaan

푃 = 푚푔 + 퐿훾 cos휃 minus 푠ℎ휌푔

41

Keterangan

- P = gaya yang dipergunakan untuk melepaskan lempengan dari permkaan cincin

- m = berat lempengan - 푔 = gaya gravitasi - 푠 = luas penampang lempengan - ℎ = kedalaman lempeng yang dicelupkan - 퐿 = keliling lempengan - 휌 = bobot jenis cairan

Dalam metode ini diandaikan sudut kontak θ = 00 dan pengaruh

dari ujung- ujung lempeng dapat diabaikan ( Yazid 2005 ) Pada metode ini digunakan lempengan mika tipis atau kaca slide

mikrosip yang digantung pada neraca Pengukuran dapat dilakukan dengan cara statistik ataupun dengan detasment yang secara akurat diberikan pada persamaan ideal

Jika pengukurannya dilakukan dengan metode detasmen prosedurnya hampir sama dengan metode cincin Du Nouy tetapi faktor koreksi hanya 01 ( Adamson 1990)

d Metode Tekanan Gelembung Maksimum Tegangan permukaan menyebabkan adanya perbedaan tekanan

pada kedua sisi permukaan cairan yang lengkung Tekanan pada sisi yang cembung Ketika pertama kali tekanan dikenakan jari- jari gelembung sangat besar Sementara gelembung itu mengembang jari- jarinya akan semakin kecil sampai nilai minimum

Pada keadaan ini jari- jari gelembung sama dengan jari- jari tabung gelas Bila tekanan terus dinaikkan jari- jari gelembung akan membesar kembali sampai akhirnya gelembung ini lepas dari tabung gelas dan naik ke permukaan cairan jelas bahwa tekanan maksimum diperoleh pada saat jari- jari minimum

Tekanan maksimum ini bukan hanya disebabkan perbedaan tekanan pada kedua sisi gelembung tetapi juga disebabkan oleh adanya tekanan hidrostatik ( yang bergantung pada ketinggian tabung gelas dalam cairan )

Persamaan

훾 = ∆휌푔푑푒 1퐻

Keterangan

o ∆휌 = perbedaan bobot jenis o 푑푒 = diameter maksimum tetesan

42

o = faktor koreksi yang ditentukan oleh rasio 푑푠 푑푒

Metode tekanan gelembung maksimum memiliki keakuratan di bawah 10 yang mana tidak tergantung pada jarak kontak dan hanya merupakan sebuah pengetahuan dasar dari densitas suatu cairan ( Jika menggunakan pipa ganda ) dan pengukurannya juga relatif cepat Rata- rata sebuah gelembung harganya sekitar 1 sek (Adamson 1990)

Pertemuan 7

Tanggal 14 Oktober 2014

TEGANGAN ANTAR MUKA

Tegangan permukaan merupakan gaya persatuan panjang yang

harus dikerjakan sejajar permukaan untuk mengimbangi gaya tarikan

kedalam pada cairan Hal tersebut terjadi karena pada permukaan gaya

adhesi (antara cairan dan udara) lebih kecil dari pada gaya kohesi antar

molekul cairan sehingga menyebabkan terjadinya gaya kedalam pada

permukaan cairan

Tegangan antar muka adalah gaya per satuan panjang yang terdapat

pada antar muka dua fase cairan yang tidak dapat tercampur Tegangan antar

muka selalu lebih kecil dari pada tegangan permukaan kerena gaya adhesi

antara dua cairan tidak bercampur lebih besar dari pada adhesi antara cairan

dan udara

Cairan-cairan (immisible)

L ƔL ƔL Tegangan permukaan L

ƔS Tegangan permukaan S

ƔSL ƔSL Tegangan antarmuka SL

S ƔS

43

Missible dua zat yang bercampurlarut dengan sempurna berapapun

konsentrasijumlahnya

Immisible dua zat (cairan dengan cairan) yang sama sekali tidak

dapat bercampurlarut

Pada dasarnya tegangan permukaan suatu zat cair

dipengaruhi oleh beberapa faktor diantaranya suhu dan zat terlarut

Dimana keberadaan zat terlarut dalamsuatu cairan akan

mempengaruhi besarnya tegangan permukaan terutama molekul zat

yang berada pada permukaan cairan berbentuk lapisan monomolekuler

yang disebut dengan molekul surfaktan Kemudian suhu juga sangat

mempengaruhi tegangan permukaan suatu cairan dimana ketika suhu

naik maka tegangan permukaan cairan akan turun

Suhu uarr = Tegangan permukaan darr ldquoberbanding terbalikrdquo

Fenomena Permukaan dan Fenomena Antar muka

Permukaan Fenomena

Cairan ndash Udara Tegangan Permukaan

Padat ndash Udara Adsorbsi

Antar Muka Fenomena

Cairan ndash Cairan

(immisible)

Tegangan Antar Muka

Padat ndash Cair Pembasah (Wetting)

Tegangan Antar Muka Cairan ndash Cairan (immisible)

1) Gaya persatuan panjang yang bekerja pada antar muka dua cairan

yang immisible

Satuan dynecm-1

44

2) Kerja yang diperlukan untuk memisahkan 2 permukaan cairan

immisible

Satuan ergcm-2

Manfaat fenomena antar muka dalam farmasi

1 Formulasi sediaan serbuk yang hidrofob

2 Menentukan jenis surfaktan untuk membuat emulsi

3 Meningkatkan stabilitas suspensi dan emulsi

4 Mengatasi sediaan obat yang berbusa

5 Adsorbsi obat pada saluran pencernaan

Soal

1 Hitung Ɣ fenol bila diketahui tinggi kenaikan permukaan fenol dalam

pipa kapiler (r = 007 cm) adalah 093 cm pada suhu 37˚C Bila

diketahui bobot jenis fenol 113 gcm-1 dan konstanta gravitasi = 9807

cm det-2

Diketahui

a) r = 007 cm

b) ρ = 113 gcm-1

c) g = 9807 cm det-2

d) h = 093 cm

Ditanya Ɣfenol

Jawab

Ɣfenol = frac12 (rρgh)

= frac12 (007 x 113 x 9807 x 093)

= 3607 dynecm-1

45

Gaya Kohesi dan Adhesi

Terdapat dua macam gaya tarik menarik antar partikel yaitu kohesi

dan adhesi Kohesi adalah gaya tarik menarik antara partikel yang sejenis

Kohesi dipengaruhi oleh kerapatan dan jarak antar partikel dalam zat gaya

kohesi mengakibatkan dua zat bila dicampurkan tidak akan saling

bercampur Contoh tidak bercampurnya air dengan minyak tidak

melekatnya air raksa pada dinding pipa kapiler dan air pada daun talas

Adhesi adalah gaya tarik menarik antara partikel-partikel yang

tidak sejenis Gaya adhesi akan mengakibatkan dua zat akan saling melekat

bila dicampurkan Contoh bercampurnya air dengan tehkopi melekatnya

air pada dinding pipa kapiler dan melekatnya tinta pada kertas

Adanya gaya tarik menarik antara partikel zat cair menyebabkan

adanya tegangan permukaan dimana permukaan zat cair cenderung

menegang dan seolah terdapat selaput atau lapisan yang tegang sehingga

dapat menahan benda Selain adanya peristiwa tegangan permukaan akibat

adanya gaya tarik menarik antara partikel juga menyebabkan terjadinya

peristiwa meniskus cembung dan meniskus cekung

Meniskus Cembung dan Meniskus Cekung

Meniskus adalah peristiwa mencekung atau mencembungnya

permukaan zat cair Berdasarkan bentuk permukaan zat cair meniskus

dibedakan menjadi dua yaitu meniskus cembung dan meniskus cekung

Meniskus cembung terjadi jika gaya kohesi lebih besar dari pada gaya

adhesi Sedangkan meniskus cekung terjadi jika adhesi lebih besar dari pada

kohesi

46

Jika Wc lt Wa

Sudut Cos Ɵ Kecil

Permukaan cairan dalam kapiler cekung dan naik

Jika Wc gt Wa

Sudut Cos Ɵ Besar

Permukaan cairan dalam kapiler turun dan berbentuk cembung

Ɣ Rasio imbangan antara gaya Kohesi dan Adhesi

Cairan-Cairan (immisible)

Mempengaruhi koefisien sebaran (S)

Jika kerja kohesi lebih besar dari kerja adhesi maka nilai

koefisien sebarannya kecilrendah

Contoh

Asam stearat jika dilarutkan dengan air maka koefisien sebarannya

rendah karena gugus nonpolar pada asam stearat lebih panjang dari

gugus polarnya (gugus polar jadi titak berpengaruh)

47

Jika kerja kohesi lebih rendah dari kerja adhesi maka nilai koefisien

sebarannya tinggi Spreading

Contoh

Propanol jika dilarutkan dengan air maka koefisien sebarannya tinggi

karena mempunyai gugus ndashOH yang dapat berikatan hidrogen dengan

air dan bersifat polar

Tegangan permukaan dipengaruhi oleh

Rasio

Polar

Nonpolar

Si = Wa ndash Wc

Wc = 2 Ɣx

Wa = (Ɣx + Ɣair - Ɣx-air)

Si Bila nilai Si positif maka sebaranspreading terjadi

Bila nilai Si 0 tetap ada peluang sebaran

Bila nilai Si negatif tidak terjadi sebaran

Soal

Diketahui Ɣbenzen = 289 dynecm-1 Ɣair = 728 dynecm-1 dan Ɣbenzen-air =

35 dynecm-1 Hitung nilai kerja kohesi benzen kerja adhesi benzen-air

dan koefisien penyebaran awal benzen

Diketahui

a) Ɣbenzen = 289 dynecm-1

b) Ɣair = 728 dynecm-1

c) Ɣbenzen-air = 35 dynecm-1

48

Ditanya

a) Wc

b) Wa

c) Si

Jawab

Wc = 2 Ɣbenzen

= 2 x 289

= 578 dynecm-1

Wa = (Ɣbenzen + Ɣair ndash Ɣbenzen-air)

= (289 + 728 ndash 35)

= 667 dynecm-1

Si = Wa ndash Wc

= 667 ndash 578

= 89 dynecm-1

Benzen dapat tersebar dalam air karena nilai Si positif (+)

49

DAFTAR PUSTAKA

1 Tayangan Dosen

2 UraianPenjelasan Dosen pada saat Perkuliaha

3 Text Book

- Yazid Estein dan Nursanti Lisda 2006 Penuntun Praktikum Biokimia

Yogyakarta ANDI

- Santoso Begot 2007 BIOLOGI Jakarta Interplus Ridho_Brilliantoro

Tugas_Enzimologi

- Eistein Yazid 2005 Kimia Fisika Untuk Paramedis Yogyakarta Penerbit

Andi

- Adamson A W (1990) Physical Chemistry of Surfaces 5 th Ed New

York Willey

- Hugh DYoung Roger A Freedman 2002 Fisika Universitas Ed10 Alih

bahasa Juliastuti Endangdkk Jakarta Erlangga

- Kamajaya(2007)Cerdas Belajar FisikaBandungGrafindo Media Pratama

- IndrajitDudi(2007)Mudah dan Aktif Belajar FisikaBandungPT Setia

Purna Inves

4 Internet

- httprepositoryusuacidbitstream123456789395874Chapter20IIpdf

- httpstaffuiacidsystemfilesusersjoshitadjajadisastramaterialkestabil

anobatkuliahs2pdf

- httpstaffunyacidsitesdefaultfilespendidikanPurwanti20Widhy2

0Hastuti20SPd20MPdLaju20Reaksi20(2)pdf

- fileCUsersElrio20PutraDownloadsChapter20820Kinetika20

Kimiapdf

- httpusupressusuacidfilesKinetika20Kimia20Reaksi20Element

er_Normal_bab201pdf

- httpffarmasiuadacidwp-contentuploads201301orde-reaksi-waktu-

paruhpdfhttpnissanisso-fkp11webunairacidartikel_detail-49831-

Umum-sifat20kerja20obathtml

- httpmipa-farmasiblogspotcom201202tegangan-permukaan-tegangan-

antar-mukahtmlm=1

50

Page 17: Farfis2 before mid.pdf

17

Contoh soal

Sediaan Aspirin dalam larutan (pH 25) dengan konsentrasi awal

030g100ml memperlihatkan kinetika degradasi orde ke 1 dan konstanta laju

degradasinya pada suhu kamar 97times10-7det-1 Hitung

a tfrac12 dan t90 sediaan larutan Aspirin

b Hitung tfrac12 dan t90 Aspirin bila sediaan dibuat dalam bentuk suspensi dengan

dosis 10g100ml diketahui kelarutan Aspirin 033g100ml

Jawab a Diketahui pH larutan 25

Co=03g100ml

Korde 1= 97times10-7det-1

Ditanya tfrac12 dan t90

Dijawab 푡frac12 =

푡frac12 = times

푡frac12 = times

푡frac12 = 71443298detik (826hari)

푡 =

푡 = times

푡 = times

푡 = 10824742detik (125hari)

b Diketahui Suspensi dosis 10g100ml

Kelarutan Aspirin 033g100ml

Ditanya k tfrac12 dan t90

18

Dijawab korde0 = korde1 [Aspirin]

= 97times10-7 times 033

= 3201times10-7

tfrac12 =

tfrac12 = times times

tfrac12 = 156201187detik (1808hari)

푡 =

푡 = times times

푡 = 31240237detik (36hari)

Pertemuan 4

Tanggal 23 September 2014

FAKTOR YANG MEMPENGARUHI LAJU REAKSI

Laju reaksi atau kecepatan reaksi menyatakan banyaknya reaksi

kimia yang berlangsung per satuan waktu Laju reaksi menyataka molaritas

zat terlarut dalam reaksi yang dihasilkan tiap detik reaksi Perkaratan besi

merupakan contoh reaksi kimia yang berlangsung lambat sedangkan

peledakan mesiu atau kembang api adalah contoh reaksi yang cepat Reaksi

kimia untuk laju reaksi sebagai berikut

aA + bB pP + qQ

Dengan a b p dan q adalah koefisien reaksi dan A B P dan Q

adalah zat-zat yang terlibat dalam reaksi laju reaksi dalam suatu system

tertutup adalah

19

v = minus [ ] = minus [ ] = minus [ ] = minus [ ]

dengan [A] [B] [P] dan [Q] menyatakan konsentrasi zat-zat tersebut

Faktor-faktor yang mempengaruhi laju reaksi

Konsentrasi

Karena persamaan laju reaksi didefinisikan dalam bentuk konsentrasi

reaktan maka dengan naiknya konsentrasi maka naik pula kecepatan

reaksinya Artinya semakin tinggi konsentrasi maka semakin banyak molekul

reaktan yang tersedia dengan demikian kemungkinan bertumbukan akan

semakin banyak juga sehingga kecepatan reaksi meningkat Jadi semakin

tinggi konsentrasi semakin cepat pula laju reaksinya

Molaritas

Molaritas adalah banyaknya mol zat terlarut tiap satuan volume zat

pelarut Hubungannya dengan laju reaksi adalah semakin besar molaritas

suatu zat maka semakin cepat suatu reaksi berlangsung Dengan demikian

pada molaritas yang rendah suatu reaksi akan berlajan lebih lambat daripada

molaritas yang tinggi

Luas permukaan

Semakin besar luas permukaan bidang sentuh menyebkan laju reaksi

semakin cepat Begitu juga apabila semakin kecil luas permukaan bidang

sentuh maka semakin kecil tumbukan yang terjadi anatar partikel ehingga laju

reaksi pun semakin kecil

Suhu

Suhu juga turut berperan dalam mempengaruhi laju reaksi Apabila

suhu pada suatu reaksi yang berlangsung dinaikkan maka menyebabkan

partikel semakin bergerak aktif sehingga tumbukan yang terjadi semakin

sering menyebabkan laju reaksi semakin besar Sebaliknya apabila suhu

diturunkan maka partikel semakin tak aktif sehingga laju reaksi semakin

kecil

20

Katalisator

Katalis adalah suatu zat yang mempercepat laju reaksi kimia pada suhu

tertentu tanpa mengalami perubahan oleh reaksi itu sendiri Suatu katalis

berperan dalam reaksi tetapi bukan sebagai pereaksi ataupun produk Katalis

memungkinkan reaksi berlansung lebih cepat atau memungkinkan reaksi pada

suhu yang lebih rendah akibat perubahan yang dipicunya terhadap pereaksi

Katalis menyediakan suatu jalur pilihan dengan energi aktivasi yang lebih

rendah Katalis mengurangi energi yang dibutuhkan untuk berlangsungnya

reaksi

Katalis dapat dibedakan ke dalam dua golongan utama yaitu katalis

homogeny dan katalis heterogen Katalis heterogen adalah katalis yang ada

dalam fase yang berbeda dengan pereaksi dengan reaksi yang dikatalisisnya

Sedangkan katalis homogen berada dalam fase yang sama Katalis homogeny

umumnya bereaksi dengan satu atau lebih pereaksi untuk membentuk suatu

perantara kimia yang selanjutnya bereaksi membentuk produk akhir reaksi

dalam suatu proses yang memulihkan katalisnya

Pengaruh suhu terhadap laju reaksi

Persamaan Arrhenius ( 1889 ) Persamaan empiris pengaruh suhu

terhadap konstanta laju reaksi Rumus

Dimana

K = Konstanta rata-rata

A = konstanta Arrhenius

Ea = Energi aktivasi

R = konstanta gas

T = temperaur )Catatan Bilangan pokok ion disebut juga e = 10

K = A e ndash

21

Persamaan Regresi

K = A e ndash

ln K = ln A + ( ln e ndashEaRT )

ln K = ln A + ( )

ln K = ln A ndash

y = A + BX

)Catatan

Intersept = ln A

Slope =

Didapatkan Ea dari regresi linear

Slope =

Ln K

1T

Persamaan Arrhenius untuk dua suhu ( bila salah satu suhu diketahui )

Ln = ( - ) atau ln K ( T2 ) = ln (T1 ) + ( minus)

Kurva persamaan Arrhenius untuk dua suhu

22

Contoh soal

1 Hasil percobaan dekomposisi suatu sediaan 5-hidroksimetilfurfural

memperlihatkan kinetika obat order ke satu dengan data konstanta

laju dekomposisinya seperti berikut ini yaitu pada suhu

120 o C = 3258 x 10-4 det-1

130oC = 838 x 10-4 det-1

140oC = 1350 x10-4 det-1

Hitunglah

a Ea

b K (25)

c T ( 90 25 )

Jawab

Diketahui R = 8314 JK-1mol-1

a 1ln k ( T2 ) = ln k ( T1 ) - ( minus )

ln 838x10-4 = ln 3258x10-4 ndash

( minus )

= minus

(000254minus 000248)

= minus

(000006)

17998 = minus

x 610-5

minus퐸푎 =

minus퐸푎 = 249 x 105 gmol

= 249 KJmol

b Didapat persamaan dari Excel

y = - 11850 x + 22148

23

ln k = - 11850 ( ) + 22148

ln k = - 39765 + 22148

ln k = - 17617

k = 22 x 10-8

c t90 =

=

= 2102102 detik ~ 24 hari

Bila dihitung dengan kalkulator maka

t90 =

=

= 4772727 detik ~ 55 hari

2 konstanta laju dekomposisi sulfacetamid dalam sediaan larutan ( pH =

74 ) pada suhu 80oC = 325 x 10-7det-1 dengan Ea = 9581 KJmol-1

Diketahui R = 8314 JK-1 mol-1 Hitung K dan t90 sediaan sulfacetamid

tsb pada suhu 250C

Jawab

ln K2 = ln K1 - minus

= ln 325x10-7 -

( minus )

= - 1493 1152 (283푥10 minus 335푥10 )

= - 1493 + 1152(minus052푥10 )

= - 1493 - 59904푥10

= - 1493 - 0006177

ln K 2 = - 14936977

K = 326푥10 푑푒푡

24

t90 =

=

= 322푥10 푑푒푡 푎푡푎푢103푡푎ℎ푢푛

Pertemuan 5

Tanggal 30 September 2014

REAKSI ENZIMATIS

Sel-sel tubuh makhluk hidup didalamnya melakukan proses

metabolism Proses metabolisme yang terjadi dalam sel-sel tubuh dapat

digolongkan menjadi dua yaitu katabolisme dan anabolisme Katabolisme

merupakan reaksi penguraian senyawa kompleks menjadi senyawa

sederhana dengan tujuan mendapatkan energi siap pakai dalam bentuk

Adenosine Triphosphate (ATP) Reaksi anabolisme merupakan reaksi

pembentukan senyawa organik dari senyawa anorganik Pada reaksi

anabolisme dibutuhkan ATP sebagai sumber energinya Adapun reaksi

katabolisme atau reaksi anabolisme yang terjadi didalam tubuh keduanya

membutuhkan enzim sebagai biokatalisator

Setiap reaksi penguraian (katabolisme) merupakan reaksi eksoterm

sedangkan setiap reaksi pembentukan (anabolisme) merupakan reaksi

endoterm Dalam tubuh sel-sel memerlukan energi aktivasi Makhluk hidup

mengganti energy aktivasi dengan suatu struktur protein yang dikenal

dengan sebutan enzim

25

Ea reaksi dengan enzim lt Ea reaksi tanpa enzim

(Ea reaksi dengan ezim berlangsung lebih cepat)

RUMUS

minusdsdt =

dPdt = Velocity =

Vmax SKm + S

E + S harr ES + P + E

V = K2 [E]0 [S]0

[S]0 + Km

Keterangan

Km Konstanta

Michaelis

K2 Daya enzim mentansformasi suatu substrat membentuk

produk

(Jumlah molekul yang dikonversikan menjadi produk dalam

suatu waktu permolekul enzim)

Bila [S]0 berlebihan laju reaksi maksimal

Maka K2 [E]0 = Vmax

V = Vmax [S]0

[S]0 + Km

(Persamaan Lineweaver-Burk)

Keterangan V = kecepatan reaksi (laju reaksi) Km = konstanta Michaelis-Menten Vmax = kecepatan reaksi maksimal [S] = konsentrasi substrat

26

Faktor ndash faktor yang mempengaruhi

kerja enzim

Dalam aktivitasnya enzim sangat

dipengaruhi oleh factor lingkungan seperti

suhu pH konsentasi enzim konsentrasi

substrat dan inhibitor

a Suhu

Suhu merupakan factor ligkungan yang penting bagi kerja enzim sampai

pada titik tertentu kecepatan reaksi akan meningkat seiring dengan

meningkatnya suhu Pada akhirnya kecepatan reaksi akan menurun drastis

pada suhu tersebut melewati suhu optimumnya Pada suhu yang lebih tinggi

(ekstrim) protein penyusun enzim akan mengalami denaturasi Enzim pada

mamalia (manusia) bekerja pada suhu 37degC Bakteri yang hidup di sumber air

panas mempunyai enzim dengan suhu optimal 70degC

b pH

Enzim bekerja pada pH tertentu umumnya enzim mmembutuhkan pH

optimum netral (pH=7) Enzim yang berada dalam lambung memiliki pH

optimum asam (pH=2) Peningkatan atau penurunan pH yang ekstrim akan

menyebabkan enzim mengalami denaturasi

c Konsentasi enzim

Pada konsentrasi substrat tertentu konsentrasi enzim akan meningkatkan

kecepatan reaksi enzimatis Dengan kata lain kecepatan reaksi enzimatis (V)

berbanding lurus dengan konsentrasi enzim (E) sampai batas tertentu

sehingga reaksi mengalami kesetimbangan Pada saat setimbang peningkatan

konsentrasi enzim sudah tidak berpengaruh

1푣 푣푠

1[푆]0

27

d Konsentrasi substrat

Pada konsentrasi enzim yang tetap peningkatan konsentrasi substrat akan

menaikkan kecepatan reaksi enzimatis

sampai mencapai kecepatan maksimum

yang tetap Pada titik maksimum semua

enzim telah jenuh dengan substrat

sehingga penambahan substrat sudah tidak

akan meningkatkan kecepatan reaksi

enzimatis

Transformasi Lineweaver-Burk

1V = KmVmax 1S + 1Vmax

y = m x = t

1V

y ndash intercept = 1Vmax

x ndash intercept = -1Km1 [S]

e Inhibisi enzim

1 Inhibisi Kompetitif

Penghambatan aktivitas enzim melalui mekanisme inhibisi

kompetitif terjadi ketika substrat (S) dan inhibitor (I) bersaing untuk dapat

mengikat sisi aktif enzim Hal ini disebabkan karena bentuk inhibitor

menyerupai substrat Kompleks EI yang terbentuk tidak dapat menjalani

28

langkah katalitik dan tidak dapat membentuk produk Akibatnya terjadi

penurunan jumlah produk yang terbentuk

Berikut adalah pendekatan keadaan tunak dalam penentuan hukum

laju inhibisi kompetitif enzim

K1 = [E][I] helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (1)

[EI]

[E][S] = k-1 + k2 = KM (2)

[ES] k1

[Etot] = [E] + [ES] +[EI]helliphelliphellip (3)

[Etot] = [E] + [ES] + [E][I]

K1

[Etot] = [E] 1 + [I] + [ES]

K1

maka

[퐸] = [ ] [ ]

helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (4)

Berdasarkan teori Michaelis-Mentein kecepatan awal ditentukan oleh

kecepatan penguraian [ES] yang ketetapan kecepatan reaksinya adalah k2

sehingga

V =k2 [ES] helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip(8)

substitusi persamaan (7) ke dalam persamaan (8)

V = k2 [Etot] [S]

[S] + KrsquoM (9)

29

Vmax didefinisikan sebagai kecepatan pada saat semua E yang tersedia

terdapat sebagai ES

Vmax = k2 [Etot] helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip(10)

Sehingga diperoleh

V = kcat [Etot] [S] helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (11)

KM 1 + [I] + [S]

K1

Transformasi persamaan Michaelis-Mesntein (persamaan Lineweaver-

Burk) yaitu dari persamaan (11)

V = Vmax [S]

[S] + KrsquoM

Maka

1 = [S] + KMrsquo

V Vmax [S]

1 = KMrsquo + [S]

V Vmax [S] Vmax [S]

1 = KMrsquo 1 + [S]

V Vmax [S] Vmax

2 Inhibisi Uncompetitive

Inhibisi uncompetitive enzim terjadi apabila inhibitor (I) mengikat

salah satu sisi dari kompleks enzim dan substrat (ES) Kompleks ESI yang

terbentuk tidak dapat membentuk produk (P)

Berikut adalah pendekatan keadaan tunak dalam penentuan hukum

laju inhibisi kompetitif enzim

30

KI = [ES] [I] helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (1)

ESI

[E] [S] = k-1 + k2 = KM helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (2)

[ES] k1

[Etot] = [E] + [S] + [ES] helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (3)

Berdasarkan teori Michaelis-Mentein kecepatan awal ditentukan oleh

kecepatan penguraian [ES] yang tetapan kecepatan reaksinya adalah k2

sehingga

V = k2 [ES] helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (7)

Substitusi persamaan (6) ke persamaan (7)

V = k2 [Etot] [S]

[S] 1 + [I] KM helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (8)

KI

Vmax didefinisikan sebagai kecepatan pada saat semua E yang

tersedia terdapat sebagai ES

Vmax = k2 [Etot] helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (9)

Substitusi persamaan (9) ke persamaan (8)

V = Vmax [S]

[S] 1 + [I] + KM

KI

3 Inhibisi Non Kompetitif

Penghambatan non kompetitif terjadi apabila inhibitor (I) mengikat

sisi aktif pada enzim (E) maupun pada kompleks enzim dan subtrat (ES)

EI + S ESI

31

Berikut adalah pendekatan keadaan tunak dalam penentuan

hukum laju inhibisi kompetitif enzim

KI = [E] [I] = [ES] [I]

[EI] [ES] helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (1)

[E] [S] = k-1 + k2 = KM

[ES] k1 helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (2)

[Etot] = [E] + [ES] + [EI] + [ESI]helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (3)

Vmax didefinisikan sebagai kecepatan pada saat semua E yang

tersedia terdapat sebagai ES

Vmax = k2 [Etot] helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (4)

Parameter kinetika dalam mekanisme inhibisi enzim (kompetitif

uncompetitive non kompetitif) antara lain Vmax KM dan kcat

1 Vmax adalah laju reaksi maksimum yang dikatalisis enzim

2 KM menyatakan konsentrasi substrat yang diperlukan agar reaksi

katalisis efektif

kcat adalah tetapan laju pada tahap penentu laju yang menyatakan

jumlah substrat yang dapat diubah per detik

Contoh reaksi berikut

Fumarase

Furmarate + H2O mdashmdashmdashrarr L-Malate

1 Hitung laju perubahan fumarate menjadi L-Malate bila diketahui

Konsentrasi fumarate = 124 x 10-4 molL

Konsentrasi enzim fumarase = 105 x 10-6 molL

Konstata Michaelis = 185 x 10-6 molL

Dan bilangan turnover enzim fumarase = 175 x 103 det-1

32

Diketahui [S]0 = 124 x 10-4 molL

[E]0 = 105 x 10-6 molL

Km = 185 x 10-6 molL

K2 = 175 x 103 det-1

Ditanya V hellip

Jawab

V = Vmax [S]0

[S]0 + Km

V = K2 [E]0 [S]0

[S]0 + Km

V = [175 x 103 det-1] [105 x 10-6 molL] [124 x 10-4 molL]

[124 x 10-4 molL] + [185 x 10-6 molL]

V = 22785 X 10-7 molLdet

12585 x 10-4

V = 181 X 10-3 molLdet

2 Laju awal dekomposisi H2O2 yang dikatalisis dengan enzim

katalase adalah 138 x 10-2 267 x 10-2 an 60 x 10-2 Mdet

berturut-turut untuk konsentrasi awal H2O2 = 001 002 005 M

Konsentrasi enzim katalase = 40 x 10-8 M

Hitung Vmax konstanta Michaelis

Dan bilangan turnover enzim

Diketahui V1 = 138 X 10-2

V2 = 267 x 10-2

33

V3 = 60 X 10-2

[H2O2] = 001 002 005 M

[Ekatalase] = 40 x 10-2 M

Ditanya Vmax Km dan K2 hellip

Jawab

X (1[H2O2] Y (1V)

100 7246

50 3745

20 1667

y = 0697x + 25691

Intercept = 26591

Slope = 06977

R2 = 09999 rarr R2 = 1

a 1 = 25691 (intercept)

Vmax

Vmax = 1

25691

= 0389 molLdet

b Km = 06977 (slope)

Vmax

Km = 06977

0389

Km = 0272 molL

34

c Vmax = k2 [E]0

0389 = k2 40 x 10-8 M

k2 = 0389

40 x 10-8

= 0097 x 108

3 Laju pertumbuhan bakteri Lactobacillus acidephilus (dalam suatu

media) selama fase pertumbuhan exponensial menunjukan 924 x

10-3menit Hitung waktu generasi (tg) bakteri tersebut tg waktu

yang diperlukan mikroorganisme untuk melipat gandakan

populasinya yakni menjadi

Jawab

ln = Nt = λt ln = 2N0 = λtg

N0 N0

tg = ln2 tg = 0693

λ 924 x 10-3

tg = 0075 x 103

tg = 75 menit

35

Pertemuan 6

Tanggal 7 Oktober 2014

TEGANGAN PERMUKAAN

Molekul di permukaan mengalami gaya

resultan ke arah dalam media Molekul di

dalam media tidak mengalami gaya resultan

Molekul-molekul cairan memberikan

gaya tarik satu dengan lainnya terdapat gaya

total yang besarnya nol pada molekul di dalam volume cairan tetapi molekul

permukaan ditarik ke dalam volume Sehingga cairan cenderung memperkecil

luas permukaannya hanya dengan meregang lapisan (Fisika Universitas Jl 110

hal 431)

Tegangan permukaan (ᵞ)

- Molekul di bagian dalam media yang bergeak ke permukaan

media membutuhkan kerja untuk mengalami gaya tarik menarik

ke bawah

- Makin banyak jumlah molekul di permukaan media suatu

cairan makin luas permukaan media tersebut

36

- Tetapi dengan adanya gaya resultan ke arah dalam yang dialami

oleh molekul-molekul dipermukaan maka sifat cairan

cenderung untuk meminimumkan luas permukaan

Fenomena alam yang berkaitan dengan sifat kecenderuungan cairan

menimbulkan permukaanya antara lain

- Embun air di atas air

- Air dihinggapi nyamuk

Permukaan zat cair mempunyai sifat ingin meregang sehingga

permukaannya seolah- olah ditutupi oleh suatu lapisan yang elastis Hal ini

disebabkan adanya gaya tarik menarik antara partikel sejenis di dalam zat

cair sampai ke permukaan

Di dalam cairan tiap molekul ditarik oleh molekul lain yang sejenis di

dekatnya dengan gaya yang sama kesegala arah Pada permukaan cairan

tiap molekul ditarik oleh molekul sejenis didekatnya dengan arah hanya

kesamping dan kebawah tetapi tidak ditarik oleh molekul diatasnya karena

diatas permukaan cairan berupa fase uap ( udara ) dengan jarak antara

molekul sangat renggang

Adanya gaya atau tarikan ke bawah menyebabkan permukaan cairan

berkontraksi dan berada dalam keadaan tegang Tegangan ini disebut

dengan tegangan permukaan

Besarnya tegangan permukaan cairan bergantung pada gaya tarik

antara molekul- molekulnya Ketika gaya tarik besar seperti dengan H2O

tegangan permukaan besar Sebaliknya cairan seperti bensin yang tersusun

atas molekul- molekul non polar mempunyai tegangan permukaan yang

kecil karena tarikan antarmolekul lebih lemah

Zat yang tegangan permukaannya rendah sangat mudah membasahi

permukaan bagaimanapun keadaan permukaannya Pelarut hidrokarbon

misalnya nafta atau bensin menyebar pada kaca maupun permukaan

berminyak dengan mudahnya sebab tarikan sesama molekul hidrokarbon

sangat lemah Hampir tidak ada usaha untuk memperluas permukaan cairan

akibatnya mereka mudah menyebar pada permukaan apapun (Brady 1994)

37

Tegangan permukaan (ᵞ)

Banyaknya kerja yang diperlukan untuk memperluas

permukaan suatu cairan Satuannya dalam SI adalah newton per meter

(NM) tetapi satuan cgs dyene per centimeter lebih sering digunakan

1 dynecm = 10-3 Nm = 1 mNm

(Fisika Universitas Jl 110 hal 432)

Tegangan permukaan

- Antara cairan dengan gas atau udara tegangan permukaan

- Antara cairan dengan cairan tegangan antar muka

Contoh nilai ᵞ beberapa cairan pada 20degC

Cairan Cairan-udara (dynecm) Cairan-air (dynecm)

Hg 485 375

H2O 7275 -

C6H6 2888 350

CCl4 2680 451

Aceton 2394 -

Etanol 2249 -

Isopropanol 2192 -

Sukrosa (aquos ) 7645 -

Faktor- Faktor Yang Mempengaruhi Tegangan Permukaan

a Jenis cairan

Pada umumnya cairan yang memiliki gaya tarik antara molekulnya

besar seperti air maka tegangan permukaannya juga besar Sebaliknya pada

cairan seperti bensin karena gaya tarik antara molekulnya kecil maka

tegangan permukaannya juga kecil

38

b Suhu

Tegangan permukaan cairan turun bila suhu naik karena dengan

bertambahnya suhu molekul- molekul cairan bergerak lebih cepat dan

pengaruh interaksi antara molekul berkurang sehingga tegangan

permukaannya menurun

c Adanya zat terlarut

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 detergen dan alkohol

adalah efektif dalam menurunkan tegangan permukaan ( Yazid 2005)

Metode pengukuran tegangan permukaan

- Metode kapiler

- Metode cincin Du Nouy

- Metode Lempengan Wilhelmi

- Metode Tekanan Gelembung maksimum

- Dll

a Metode Kapiler

- Yang digunakan yang luas permukaannya naik

- Permukaan air dalam pipa kapiler terus naik hingga tercapai

keseimbangan dengan gaya gravitasi

Metode ini didasarkan pada kenyataan bahwa bila sebatang pipa

kapiler dimasukan kedalam cairan maka permukaan cairan dalam pipa

kapiler dapat mengalami kenaikan atau penurunan Apabila cairan

membasahi bejana ( θ lt 90 ) maka permukaan cairan akan naik

Sedangkan bila cairan tidak membasahi bejana ( θ gt 90 ) permukaan

cairan akan turun Peristiwa naik turunnya permukaan cairan dalam

kapiler ini disebut dengan kapilaritas

39

Kenaikan atau penurunan cairan dalam kapiler disebabkan oleh

adanya tegangan permukaan yang bekerja pada permukaan cairan yang

menyentuh dinding sepanjang keliling pipa Akibat tegangan permukaan ini

pipa akan memberikan gaya reaksi pada permukaan cairan yang besarnya

sama tapi arahnya berlawanan ( Yazid 2005 )

Catatan

- Jika permukaan atas larutan cembung sudut kontak besar - Jika permukaan atas larutan cekung sudut kontak kecil

Tegangan permukaan diukur dengan melihat ketinggian air cairan yang naik melalui suatu kapiler Metode kenaikan kapiler hanya dapat digunakan untuk mengukur tegangan permukaan tidak bisa untuk mengukur tegangan permukaan tidak bias untuk mengukur tegangan antar muka

Persamaan

퐹푢푝 = 훾(2휋푟) cos휃

퐹푑표푤푛 = 휌푔(ℎ휋푟 )

퐹푢푝 = 퐹푑표푤푛 훾 = Keterangan

- 휌 = bobot jenis cairan gml - 푔 = 980 cms - 푟 = jari-jari pipa kapiler - ℎ = tinggi miniskus cairan untuk kapiler - 휃 = sudut kontak ( untuk air dan kebanyakan cairan sangat kecil yakni

mendekati 1 )

Untuk cairan dengan sudut kontak sangat kecil

훾 = atau ℎ =

Sedangkan untuk cairan yang tidak membasahi bejana seperti raksa θ = 140 sehingga cos θ = - 0766 ( berharga negatip) Akibatnya h memiliki harga negatip yang berarti cairan mengalami penurunan atau ditekan dalam kapiler

40

b Metode Cincin Du Nouy

Metode cincin du nouy merupakan metode yang paling baik digunakan karena lebih akurat dan cepat dalam pengukuran tegangan permukaan deterjen serum suspensi koloid dan lain- lain

Berdasarkan pengukuran gaya yang diperlukan untuk melepaskan cincin dari permukaan cairan Metode ini digunakan untuk mengukur tegangan antar muka cairan

Persamaan

훾 = 퐹

4휋푅 퐶

Keterangan - F = gaya yang diperlukan untuk melepaskan cincin dari

permukaan - R = jari-jari lingkar cincin - C = Faktor koreksi

Faktor Koreksi

(퐶 minus 푎) = 4푏휋 푥

1푅 푥

퐹4휋휌푅 + 푐

Keterangan

- a = 07250 (konstan) - b = 009075 m-1 s2 (konstan) - c = 004534 ndash 1695 rR (konstan) - r = jari-jari kawat yang digunakan untuk membuat cincin - R = jari-jari rata-rata lingkaran - 휌 = masa jenis cairan sempel

Ketika mengukur tegangan permuakaan cairan- cairan harus diperhatikan bahwa cairan yang ada dibawah benar- benar membasahi cincin (Bird 1987)

c Metode Lempengan Wilhelmi

Metode ini didasarkan pada gaya yang diperlukan untuk menarik pelat tipis dari permukaan cairan Pelat digantung pada salah satu lengan neraca dan dimasukkan kedalam cairan yang akan diselidiki Besarnya gaya tarik pada neraca yang digunakan untuk melepas pelat dari permukaan cairan dicatat

Persamaan

푃 = 푚푔 + 퐿훾 cos휃 minus 푠ℎ휌푔

41

Keterangan

- P = gaya yang dipergunakan untuk melepaskan lempengan dari permkaan cincin

- m = berat lempengan - 푔 = gaya gravitasi - 푠 = luas penampang lempengan - ℎ = kedalaman lempeng yang dicelupkan - 퐿 = keliling lempengan - 휌 = bobot jenis cairan

Dalam metode ini diandaikan sudut kontak θ = 00 dan pengaruh

dari ujung- ujung lempeng dapat diabaikan ( Yazid 2005 ) Pada metode ini digunakan lempengan mika tipis atau kaca slide

mikrosip yang digantung pada neraca Pengukuran dapat dilakukan dengan cara statistik ataupun dengan detasment yang secara akurat diberikan pada persamaan ideal

Jika pengukurannya dilakukan dengan metode detasmen prosedurnya hampir sama dengan metode cincin Du Nouy tetapi faktor koreksi hanya 01 ( Adamson 1990)

d Metode Tekanan Gelembung Maksimum Tegangan permukaan menyebabkan adanya perbedaan tekanan

pada kedua sisi permukaan cairan yang lengkung Tekanan pada sisi yang cembung Ketika pertama kali tekanan dikenakan jari- jari gelembung sangat besar Sementara gelembung itu mengembang jari- jarinya akan semakin kecil sampai nilai minimum

Pada keadaan ini jari- jari gelembung sama dengan jari- jari tabung gelas Bila tekanan terus dinaikkan jari- jari gelembung akan membesar kembali sampai akhirnya gelembung ini lepas dari tabung gelas dan naik ke permukaan cairan jelas bahwa tekanan maksimum diperoleh pada saat jari- jari minimum

Tekanan maksimum ini bukan hanya disebabkan perbedaan tekanan pada kedua sisi gelembung tetapi juga disebabkan oleh adanya tekanan hidrostatik ( yang bergantung pada ketinggian tabung gelas dalam cairan )

Persamaan

훾 = ∆휌푔푑푒 1퐻

Keterangan

o ∆휌 = perbedaan bobot jenis o 푑푒 = diameter maksimum tetesan

42

o = faktor koreksi yang ditentukan oleh rasio 푑푠 푑푒

Metode tekanan gelembung maksimum memiliki keakuratan di bawah 10 yang mana tidak tergantung pada jarak kontak dan hanya merupakan sebuah pengetahuan dasar dari densitas suatu cairan ( Jika menggunakan pipa ganda ) dan pengukurannya juga relatif cepat Rata- rata sebuah gelembung harganya sekitar 1 sek (Adamson 1990)

Pertemuan 7

Tanggal 14 Oktober 2014

TEGANGAN ANTAR MUKA

Tegangan permukaan merupakan gaya persatuan panjang yang

harus dikerjakan sejajar permukaan untuk mengimbangi gaya tarikan

kedalam pada cairan Hal tersebut terjadi karena pada permukaan gaya

adhesi (antara cairan dan udara) lebih kecil dari pada gaya kohesi antar

molekul cairan sehingga menyebabkan terjadinya gaya kedalam pada

permukaan cairan

Tegangan antar muka adalah gaya per satuan panjang yang terdapat

pada antar muka dua fase cairan yang tidak dapat tercampur Tegangan antar

muka selalu lebih kecil dari pada tegangan permukaan kerena gaya adhesi

antara dua cairan tidak bercampur lebih besar dari pada adhesi antara cairan

dan udara

Cairan-cairan (immisible)

L ƔL ƔL Tegangan permukaan L

ƔS Tegangan permukaan S

ƔSL ƔSL Tegangan antarmuka SL

S ƔS

43

Missible dua zat yang bercampurlarut dengan sempurna berapapun

konsentrasijumlahnya

Immisible dua zat (cairan dengan cairan) yang sama sekali tidak

dapat bercampurlarut

Pada dasarnya tegangan permukaan suatu zat cair

dipengaruhi oleh beberapa faktor diantaranya suhu dan zat terlarut

Dimana keberadaan zat terlarut dalamsuatu cairan akan

mempengaruhi besarnya tegangan permukaan terutama molekul zat

yang berada pada permukaan cairan berbentuk lapisan monomolekuler

yang disebut dengan molekul surfaktan Kemudian suhu juga sangat

mempengaruhi tegangan permukaan suatu cairan dimana ketika suhu

naik maka tegangan permukaan cairan akan turun

Suhu uarr = Tegangan permukaan darr ldquoberbanding terbalikrdquo

Fenomena Permukaan dan Fenomena Antar muka

Permukaan Fenomena

Cairan ndash Udara Tegangan Permukaan

Padat ndash Udara Adsorbsi

Antar Muka Fenomena

Cairan ndash Cairan

(immisible)

Tegangan Antar Muka

Padat ndash Cair Pembasah (Wetting)

Tegangan Antar Muka Cairan ndash Cairan (immisible)

1) Gaya persatuan panjang yang bekerja pada antar muka dua cairan

yang immisible

Satuan dynecm-1

44

2) Kerja yang diperlukan untuk memisahkan 2 permukaan cairan

immisible

Satuan ergcm-2

Manfaat fenomena antar muka dalam farmasi

1 Formulasi sediaan serbuk yang hidrofob

2 Menentukan jenis surfaktan untuk membuat emulsi

3 Meningkatkan stabilitas suspensi dan emulsi

4 Mengatasi sediaan obat yang berbusa

5 Adsorbsi obat pada saluran pencernaan

Soal

1 Hitung Ɣ fenol bila diketahui tinggi kenaikan permukaan fenol dalam

pipa kapiler (r = 007 cm) adalah 093 cm pada suhu 37˚C Bila

diketahui bobot jenis fenol 113 gcm-1 dan konstanta gravitasi = 9807

cm det-2

Diketahui

a) r = 007 cm

b) ρ = 113 gcm-1

c) g = 9807 cm det-2

d) h = 093 cm

Ditanya Ɣfenol

Jawab

Ɣfenol = frac12 (rρgh)

= frac12 (007 x 113 x 9807 x 093)

= 3607 dynecm-1

45

Gaya Kohesi dan Adhesi

Terdapat dua macam gaya tarik menarik antar partikel yaitu kohesi

dan adhesi Kohesi adalah gaya tarik menarik antara partikel yang sejenis

Kohesi dipengaruhi oleh kerapatan dan jarak antar partikel dalam zat gaya

kohesi mengakibatkan dua zat bila dicampurkan tidak akan saling

bercampur Contoh tidak bercampurnya air dengan minyak tidak

melekatnya air raksa pada dinding pipa kapiler dan air pada daun talas

Adhesi adalah gaya tarik menarik antara partikel-partikel yang

tidak sejenis Gaya adhesi akan mengakibatkan dua zat akan saling melekat

bila dicampurkan Contoh bercampurnya air dengan tehkopi melekatnya

air pada dinding pipa kapiler dan melekatnya tinta pada kertas

Adanya gaya tarik menarik antara partikel zat cair menyebabkan

adanya tegangan permukaan dimana permukaan zat cair cenderung

menegang dan seolah terdapat selaput atau lapisan yang tegang sehingga

dapat menahan benda Selain adanya peristiwa tegangan permukaan akibat

adanya gaya tarik menarik antara partikel juga menyebabkan terjadinya

peristiwa meniskus cembung dan meniskus cekung

Meniskus Cembung dan Meniskus Cekung

Meniskus adalah peristiwa mencekung atau mencembungnya

permukaan zat cair Berdasarkan bentuk permukaan zat cair meniskus

dibedakan menjadi dua yaitu meniskus cembung dan meniskus cekung

Meniskus cembung terjadi jika gaya kohesi lebih besar dari pada gaya

adhesi Sedangkan meniskus cekung terjadi jika adhesi lebih besar dari pada

kohesi

46

Jika Wc lt Wa

Sudut Cos Ɵ Kecil

Permukaan cairan dalam kapiler cekung dan naik

Jika Wc gt Wa

Sudut Cos Ɵ Besar

Permukaan cairan dalam kapiler turun dan berbentuk cembung

Ɣ Rasio imbangan antara gaya Kohesi dan Adhesi

Cairan-Cairan (immisible)

Mempengaruhi koefisien sebaran (S)

Jika kerja kohesi lebih besar dari kerja adhesi maka nilai

koefisien sebarannya kecilrendah

Contoh

Asam stearat jika dilarutkan dengan air maka koefisien sebarannya

rendah karena gugus nonpolar pada asam stearat lebih panjang dari

gugus polarnya (gugus polar jadi titak berpengaruh)

47

Jika kerja kohesi lebih rendah dari kerja adhesi maka nilai koefisien

sebarannya tinggi Spreading

Contoh

Propanol jika dilarutkan dengan air maka koefisien sebarannya tinggi

karena mempunyai gugus ndashOH yang dapat berikatan hidrogen dengan

air dan bersifat polar

Tegangan permukaan dipengaruhi oleh

Rasio

Polar

Nonpolar

Si = Wa ndash Wc

Wc = 2 Ɣx

Wa = (Ɣx + Ɣair - Ɣx-air)

Si Bila nilai Si positif maka sebaranspreading terjadi

Bila nilai Si 0 tetap ada peluang sebaran

Bila nilai Si negatif tidak terjadi sebaran

Soal

Diketahui Ɣbenzen = 289 dynecm-1 Ɣair = 728 dynecm-1 dan Ɣbenzen-air =

35 dynecm-1 Hitung nilai kerja kohesi benzen kerja adhesi benzen-air

dan koefisien penyebaran awal benzen

Diketahui

a) Ɣbenzen = 289 dynecm-1

b) Ɣair = 728 dynecm-1

c) Ɣbenzen-air = 35 dynecm-1

48

Ditanya

a) Wc

b) Wa

c) Si

Jawab

Wc = 2 Ɣbenzen

= 2 x 289

= 578 dynecm-1

Wa = (Ɣbenzen + Ɣair ndash Ɣbenzen-air)

= (289 + 728 ndash 35)

= 667 dynecm-1

Si = Wa ndash Wc

= 667 ndash 578

= 89 dynecm-1

Benzen dapat tersebar dalam air karena nilai Si positif (+)

49

DAFTAR PUSTAKA

1 Tayangan Dosen

2 UraianPenjelasan Dosen pada saat Perkuliaha

3 Text Book

- Yazid Estein dan Nursanti Lisda 2006 Penuntun Praktikum Biokimia

Yogyakarta ANDI

- Santoso Begot 2007 BIOLOGI Jakarta Interplus Ridho_Brilliantoro

Tugas_Enzimologi

- Eistein Yazid 2005 Kimia Fisika Untuk Paramedis Yogyakarta Penerbit

Andi

- Adamson A W (1990) Physical Chemistry of Surfaces 5 th Ed New

York Willey

- Hugh DYoung Roger A Freedman 2002 Fisika Universitas Ed10 Alih

bahasa Juliastuti Endangdkk Jakarta Erlangga

- Kamajaya(2007)Cerdas Belajar FisikaBandungGrafindo Media Pratama

- IndrajitDudi(2007)Mudah dan Aktif Belajar FisikaBandungPT Setia

Purna Inves

4 Internet

- httprepositoryusuacidbitstream123456789395874Chapter20IIpdf

- httpstaffuiacidsystemfilesusersjoshitadjajadisastramaterialkestabil

anobatkuliahs2pdf

- httpstaffunyacidsitesdefaultfilespendidikanPurwanti20Widhy2

0Hastuti20SPd20MPdLaju20Reaksi20(2)pdf

- fileCUsersElrio20PutraDownloadsChapter20820Kinetika20

Kimiapdf

- httpusupressusuacidfilesKinetika20Kimia20Reaksi20Element

er_Normal_bab201pdf

- httpffarmasiuadacidwp-contentuploads201301orde-reaksi-waktu-

paruhpdfhttpnissanisso-fkp11webunairacidartikel_detail-49831-

Umum-sifat20kerja20obathtml

- httpmipa-farmasiblogspotcom201202tegangan-permukaan-tegangan-

antar-mukahtmlm=1

50

Page 18: Farfis2 before mid.pdf

18

Dijawab korde0 = korde1 [Aspirin]

= 97times10-7 times 033

= 3201times10-7

tfrac12 =

tfrac12 = times times

tfrac12 = 156201187detik (1808hari)

푡 =

푡 = times times

푡 = 31240237detik (36hari)

Pertemuan 4

Tanggal 23 September 2014

FAKTOR YANG MEMPENGARUHI LAJU REAKSI

Laju reaksi atau kecepatan reaksi menyatakan banyaknya reaksi

kimia yang berlangsung per satuan waktu Laju reaksi menyataka molaritas

zat terlarut dalam reaksi yang dihasilkan tiap detik reaksi Perkaratan besi

merupakan contoh reaksi kimia yang berlangsung lambat sedangkan

peledakan mesiu atau kembang api adalah contoh reaksi yang cepat Reaksi

kimia untuk laju reaksi sebagai berikut

aA + bB pP + qQ

Dengan a b p dan q adalah koefisien reaksi dan A B P dan Q

adalah zat-zat yang terlibat dalam reaksi laju reaksi dalam suatu system

tertutup adalah

19

v = minus [ ] = minus [ ] = minus [ ] = minus [ ]

dengan [A] [B] [P] dan [Q] menyatakan konsentrasi zat-zat tersebut

Faktor-faktor yang mempengaruhi laju reaksi

Konsentrasi

Karena persamaan laju reaksi didefinisikan dalam bentuk konsentrasi

reaktan maka dengan naiknya konsentrasi maka naik pula kecepatan

reaksinya Artinya semakin tinggi konsentrasi maka semakin banyak molekul

reaktan yang tersedia dengan demikian kemungkinan bertumbukan akan

semakin banyak juga sehingga kecepatan reaksi meningkat Jadi semakin

tinggi konsentrasi semakin cepat pula laju reaksinya

Molaritas

Molaritas adalah banyaknya mol zat terlarut tiap satuan volume zat

pelarut Hubungannya dengan laju reaksi adalah semakin besar molaritas

suatu zat maka semakin cepat suatu reaksi berlangsung Dengan demikian

pada molaritas yang rendah suatu reaksi akan berlajan lebih lambat daripada

molaritas yang tinggi

Luas permukaan

Semakin besar luas permukaan bidang sentuh menyebkan laju reaksi

semakin cepat Begitu juga apabila semakin kecil luas permukaan bidang

sentuh maka semakin kecil tumbukan yang terjadi anatar partikel ehingga laju

reaksi pun semakin kecil

Suhu

Suhu juga turut berperan dalam mempengaruhi laju reaksi Apabila

suhu pada suatu reaksi yang berlangsung dinaikkan maka menyebabkan

partikel semakin bergerak aktif sehingga tumbukan yang terjadi semakin

sering menyebabkan laju reaksi semakin besar Sebaliknya apabila suhu

diturunkan maka partikel semakin tak aktif sehingga laju reaksi semakin

kecil

20

Katalisator

Katalis adalah suatu zat yang mempercepat laju reaksi kimia pada suhu

tertentu tanpa mengalami perubahan oleh reaksi itu sendiri Suatu katalis

berperan dalam reaksi tetapi bukan sebagai pereaksi ataupun produk Katalis

memungkinkan reaksi berlansung lebih cepat atau memungkinkan reaksi pada

suhu yang lebih rendah akibat perubahan yang dipicunya terhadap pereaksi

Katalis menyediakan suatu jalur pilihan dengan energi aktivasi yang lebih

rendah Katalis mengurangi energi yang dibutuhkan untuk berlangsungnya

reaksi

Katalis dapat dibedakan ke dalam dua golongan utama yaitu katalis

homogeny dan katalis heterogen Katalis heterogen adalah katalis yang ada

dalam fase yang berbeda dengan pereaksi dengan reaksi yang dikatalisisnya

Sedangkan katalis homogen berada dalam fase yang sama Katalis homogeny

umumnya bereaksi dengan satu atau lebih pereaksi untuk membentuk suatu

perantara kimia yang selanjutnya bereaksi membentuk produk akhir reaksi

dalam suatu proses yang memulihkan katalisnya

Pengaruh suhu terhadap laju reaksi

Persamaan Arrhenius ( 1889 ) Persamaan empiris pengaruh suhu

terhadap konstanta laju reaksi Rumus

Dimana

K = Konstanta rata-rata

A = konstanta Arrhenius

Ea = Energi aktivasi

R = konstanta gas

T = temperaur )Catatan Bilangan pokok ion disebut juga e = 10

K = A e ndash

21

Persamaan Regresi

K = A e ndash

ln K = ln A + ( ln e ndashEaRT )

ln K = ln A + ( )

ln K = ln A ndash

y = A + BX

)Catatan

Intersept = ln A

Slope =

Didapatkan Ea dari regresi linear

Slope =

Ln K

1T

Persamaan Arrhenius untuk dua suhu ( bila salah satu suhu diketahui )

Ln = ( - ) atau ln K ( T2 ) = ln (T1 ) + ( minus)

Kurva persamaan Arrhenius untuk dua suhu

22

Contoh soal

1 Hasil percobaan dekomposisi suatu sediaan 5-hidroksimetilfurfural

memperlihatkan kinetika obat order ke satu dengan data konstanta

laju dekomposisinya seperti berikut ini yaitu pada suhu

120 o C = 3258 x 10-4 det-1

130oC = 838 x 10-4 det-1

140oC = 1350 x10-4 det-1

Hitunglah

a Ea

b K (25)

c T ( 90 25 )

Jawab

Diketahui R = 8314 JK-1mol-1

a 1ln k ( T2 ) = ln k ( T1 ) - ( minus )

ln 838x10-4 = ln 3258x10-4 ndash

( minus )

= minus

(000254minus 000248)

= minus

(000006)

17998 = minus

x 610-5

minus퐸푎 =

minus퐸푎 = 249 x 105 gmol

= 249 KJmol

b Didapat persamaan dari Excel

y = - 11850 x + 22148

23

ln k = - 11850 ( ) + 22148

ln k = - 39765 + 22148

ln k = - 17617

k = 22 x 10-8

c t90 =

=

= 2102102 detik ~ 24 hari

Bila dihitung dengan kalkulator maka

t90 =

=

= 4772727 detik ~ 55 hari

2 konstanta laju dekomposisi sulfacetamid dalam sediaan larutan ( pH =

74 ) pada suhu 80oC = 325 x 10-7det-1 dengan Ea = 9581 KJmol-1

Diketahui R = 8314 JK-1 mol-1 Hitung K dan t90 sediaan sulfacetamid

tsb pada suhu 250C

Jawab

ln K2 = ln K1 - minus

= ln 325x10-7 -

( minus )

= - 1493 1152 (283푥10 minus 335푥10 )

= - 1493 + 1152(minus052푥10 )

= - 1493 - 59904푥10

= - 1493 - 0006177

ln K 2 = - 14936977

K = 326푥10 푑푒푡

24

t90 =

=

= 322푥10 푑푒푡 푎푡푎푢103푡푎ℎ푢푛

Pertemuan 5

Tanggal 30 September 2014

REAKSI ENZIMATIS

Sel-sel tubuh makhluk hidup didalamnya melakukan proses

metabolism Proses metabolisme yang terjadi dalam sel-sel tubuh dapat

digolongkan menjadi dua yaitu katabolisme dan anabolisme Katabolisme

merupakan reaksi penguraian senyawa kompleks menjadi senyawa

sederhana dengan tujuan mendapatkan energi siap pakai dalam bentuk

Adenosine Triphosphate (ATP) Reaksi anabolisme merupakan reaksi

pembentukan senyawa organik dari senyawa anorganik Pada reaksi

anabolisme dibutuhkan ATP sebagai sumber energinya Adapun reaksi

katabolisme atau reaksi anabolisme yang terjadi didalam tubuh keduanya

membutuhkan enzim sebagai biokatalisator

Setiap reaksi penguraian (katabolisme) merupakan reaksi eksoterm

sedangkan setiap reaksi pembentukan (anabolisme) merupakan reaksi

endoterm Dalam tubuh sel-sel memerlukan energi aktivasi Makhluk hidup

mengganti energy aktivasi dengan suatu struktur protein yang dikenal

dengan sebutan enzim

25

Ea reaksi dengan enzim lt Ea reaksi tanpa enzim

(Ea reaksi dengan ezim berlangsung lebih cepat)

RUMUS

minusdsdt =

dPdt = Velocity =

Vmax SKm + S

E + S harr ES + P + E

V = K2 [E]0 [S]0

[S]0 + Km

Keterangan

Km Konstanta

Michaelis

K2 Daya enzim mentansformasi suatu substrat membentuk

produk

(Jumlah molekul yang dikonversikan menjadi produk dalam

suatu waktu permolekul enzim)

Bila [S]0 berlebihan laju reaksi maksimal

Maka K2 [E]0 = Vmax

V = Vmax [S]0

[S]0 + Km

(Persamaan Lineweaver-Burk)

Keterangan V = kecepatan reaksi (laju reaksi) Km = konstanta Michaelis-Menten Vmax = kecepatan reaksi maksimal [S] = konsentrasi substrat

26

Faktor ndash faktor yang mempengaruhi

kerja enzim

Dalam aktivitasnya enzim sangat

dipengaruhi oleh factor lingkungan seperti

suhu pH konsentasi enzim konsentrasi

substrat dan inhibitor

a Suhu

Suhu merupakan factor ligkungan yang penting bagi kerja enzim sampai

pada titik tertentu kecepatan reaksi akan meningkat seiring dengan

meningkatnya suhu Pada akhirnya kecepatan reaksi akan menurun drastis

pada suhu tersebut melewati suhu optimumnya Pada suhu yang lebih tinggi

(ekstrim) protein penyusun enzim akan mengalami denaturasi Enzim pada

mamalia (manusia) bekerja pada suhu 37degC Bakteri yang hidup di sumber air

panas mempunyai enzim dengan suhu optimal 70degC

b pH

Enzim bekerja pada pH tertentu umumnya enzim mmembutuhkan pH

optimum netral (pH=7) Enzim yang berada dalam lambung memiliki pH

optimum asam (pH=2) Peningkatan atau penurunan pH yang ekstrim akan

menyebabkan enzim mengalami denaturasi

c Konsentasi enzim

Pada konsentrasi substrat tertentu konsentrasi enzim akan meningkatkan

kecepatan reaksi enzimatis Dengan kata lain kecepatan reaksi enzimatis (V)

berbanding lurus dengan konsentrasi enzim (E) sampai batas tertentu

sehingga reaksi mengalami kesetimbangan Pada saat setimbang peningkatan

konsentrasi enzim sudah tidak berpengaruh

1푣 푣푠

1[푆]0

27

d Konsentrasi substrat

Pada konsentrasi enzim yang tetap peningkatan konsentrasi substrat akan

menaikkan kecepatan reaksi enzimatis

sampai mencapai kecepatan maksimum

yang tetap Pada titik maksimum semua

enzim telah jenuh dengan substrat

sehingga penambahan substrat sudah tidak

akan meningkatkan kecepatan reaksi

enzimatis

Transformasi Lineweaver-Burk

1V = KmVmax 1S + 1Vmax

y = m x = t

1V

y ndash intercept = 1Vmax

x ndash intercept = -1Km1 [S]

e Inhibisi enzim

1 Inhibisi Kompetitif

Penghambatan aktivitas enzim melalui mekanisme inhibisi

kompetitif terjadi ketika substrat (S) dan inhibitor (I) bersaing untuk dapat

mengikat sisi aktif enzim Hal ini disebabkan karena bentuk inhibitor

menyerupai substrat Kompleks EI yang terbentuk tidak dapat menjalani

28

langkah katalitik dan tidak dapat membentuk produk Akibatnya terjadi

penurunan jumlah produk yang terbentuk

Berikut adalah pendekatan keadaan tunak dalam penentuan hukum

laju inhibisi kompetitif enzim

K1 = [E][I] helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (1)

[EI]

[E][S] = k-1 + k2 = KM (2)

[ES] k1

[Etot] = [E] + [ES] +[EI]helliphelliphellip (3)

[Etot] = [E] + [ES] + [E][I]

K1

[Etot] = [E] 1 + [I] + [ES]

K1

maka

[퐸] = [ ] [ ]

helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (4)

Berdasarkan teori Michaelis-Mentein kecepatan awal ditentukan oleh

kecepatan penguraian [ES] yang ketetapan kecepatan reaksinya adalah k2

sehingga

V =k2 [ES] helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip(8)

substitusi persamaan (7) ke dalam persamaan (8)

V = k2 [Etot] [S]

[S] + KrsquoM (9)

29

Vmax didefinisikan sebagai kecepatan pada saat semua E yang tersedia

terdapat sebagai ES

Vmax = k2 [Etot] helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip(10)

Sehingga diperoleh

V = kcat [Etot] [S] helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (11)

KM 1 + [I] + [S]

K1

Transformasi persamaan Michaelis-Mesntein (persamaan Lineweaver-

Burk) yaitu dari persamaan (11)

V = Vmax [S]

[S] + KrsquoM

Maka

1 = [S] + KMrsquo

V Vmax [S]

1 = KMrsquo + [S]

V Vmax [S] Vmax [S]

1 = KMrsquo 1 + [S]

V Vmax [S] Vmax

2 Inhibisi Uncompetitive

Inhibisi uncompetitive enzim terjadi apabila inhibitor (I) mengikat

salah satu sisi dari kompleks enzim dan substrat (ES) Kompleks ESI yang

terbentuk tidak dapat membentuk produk (P)

Berikut adalah pendekatan keadaan tunak dalam penentuan hukum

laju inhibisi kompetitif enzim

30

KI = [ES] [I] helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (1)

ESI

[E] [S] = k-1 + k2 = KM helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (2)

[ES] k1

[Etot] = [E] + [S] + [ES] helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (3)

Berdasarkan teori Michaelis-Mentein kecepatan awal ditentukan oleh

kecepatan penguraian [ES] yang tetapan kecepatan reaksinya adalah k2

sehingga

V = k2 [ES] helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (7)

Substitusi persamaan (6) ke persamaan (7)

V = k2 [Etot] [S]

[S] 1 + [I] KM helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (8)

KI

Vmax didefinisikan sebagai kecepatan pada saat semua E yang

tersedia terdapat sebagai ES

Vmax = k2 [Etot] helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (9)

Substitusi persamaan (9) ke persamaan (8)

V = Vmax [S]

[S] 1 + [I] + KM

KI

3 Inhibisi Non Kompetitif

Penghambatan non kompetitif terjadi apabila inhibitor (I) mengikat

sisi aktif pada enzim (E) maupun pada kompleks enzim dan subtrat (ES)

EI + S ESI

31

Berikut adalah pendekatan keadaan tunak dalam penentuan

hukum laju inhibisi kompetitif enzim

KI = [E] [I] = [ES] [I]

[EI] [ES] helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (1)

[E] [S] = k-1 + k2 = KM

[ES] k1 helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (2)

[Etot] = [E] + [ES] + [EI] + [ESI]helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (3)

Vmax didefinisikan sebagai kecepatan pada saat semua E yang

tersedia terdapat sebagai ES

Vmax = k2 [Etot] helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (4)

Parameter kinetika dalam mekanisme inhibisi enzim (kompetitif

uncompetitive non kompetitif) antara lain Vmax KM dan kcat

1 Vmax adalah laju reaksi maksimum yang dikatalisis enzim

2 KM menyatakan konsentrasi substrat yang diperlukan agar reaksi

katalisis efektif

kcat adalah tetapan laju pada tahap penentu laju yang menyatakan

jumlah substrat yang dapat diubah per detik

Contoh reaksi berikut

Fumarase

Furmarate + H2O mdashmdashmdashrarr L-Malate

1 Hitung laju perubahan fumarate menjadi L-Malate bila diketahui

Konsentrasi fumarate = 124 x 10-4 molL

Konsentrasi enzim fumarase = 105 x 10-6 molL

Konstata Michaelis = 185 x 10-6 molL

Dan bilangan turnover enzim fumarase = 175 x 103 det-1

32

Diketahui [S]0 = 124 x 10-4 molL

[E]0 = 105 x 10-6 molL

Km = 185 x 10-6 molL

K2 = 175 x 103 det-1

Ditanya V hellip

Jawab

V = Vmax [S]0

[S]0 + Km

V = K2 [E]0 [S]0

[S]0 + Km

V = [175 x 103 det-1] [105 x 10-6 molL] [124 x 10-4 molL]

[124 x 10-4 molL] + [185 x 10-6 molL]

V = 22785 X 10-7 molLdet

12585 x 10-4

V = 181 X 10-3 molLdet

2 Laju awal dekomposisi H2O2 yang dikatalisis dengan enzim

katalase adalah 138 x 10-2 267 x 10-2 an 60 x 10-2 Mdet

berturut-turut untuk konsentrasi awal H2O2 = 001 002 005 M

Konsentrasi enzim katalase = 40 x 10-8 M

Hitung Vmax konstanta Michaelis

Dan bilangan turnover enzim

Diketahui V1 = 138 X 10-2

V2 = 267 x 10-2

33

V3 = 60 X 10-2

[H2O2] = 001 002 005 M

[Ekatalase] = 40 x 10-2 M

Ditanya Vmax Km dan K2 hellip

Jawab

X (1[H2O2] Y (1V)

100 7246

50 3745

20 1667

y = 0697x + 25691

Intercept = 26591

Slope = 06977

R2 = 09999 rarr R2 = 1

a 1 = 25691 (intercept)

Vmax

Vmax = 1

25691

= 0389 molLdet

b Km = 06977 (slope)

Vmax

Km = 06977

0389

Km = 0272 molL

34

c Vmax = k2 [E]0

0389 = k2 40 x 10-8 M

k2 = 0389

40 x 10-8

= 0097 x 108

3 Laju pertumbuhan bakteri Lactobacillus acidephilus (dalam suatu

media) selama fase pertumbuhan exponensial menunjukan 924 x

10-3menit Hitung waktu generasi (tg) bakteri tersebut tg waktu

yang diperlukan mikroorganisme untuk melipat gandakan

populasinya yakni menjadi

Jawab

ln = Nt = λt ln = 2N0 = λtg

N0 N0

tg = ln2 tg = 0693

λ 924 x 10-3

tg = 0075 x 103

tg = 75 menit

35

Pertemuan 6

Tanggal 7 Oktober 2014

TEGANGAN PERMUKAAN

Molekul di permukaan mengalami gaya

resultan ke arah dalam media Molekul di

dalam media tidak mengalami gaya resultan

Molekul-molekul cairan memberikan

gaya tarik satu dengan lainnya terdapat gaya

total yang besarnya nol pada molekul di dalam volume cairan tetapi molekul

permukaan ditarik ke dalam volume Sehingga cairan cenderung memperkecil

luas permukaannya hanya dengan meregang lapisan (Fisika Universitas Jl 110

hal 431)

Tegangan permukaan (ᵞ)

- Molekul di bagian dalam media yang bergeak ke permukaan

media membutuhkan kerja untuk mengalami gaya tarik menarik

ke bawah

- Makin banyak jumlah molekul di permukaan media suatu

cairan makin luas permukaan media tersebut

36

- Tetapi dengan adanya gaya resultan ke arah dalam yang dialami

oleh molekul-molekul dipermukaan maka sifat cairan

cenderung untuk meminimumkan luas permukaan

Fenomena alam yang berkaitan dengan sifat kecenderuungan cairan

menimbulkan permukaanya antara lain

- Embun air di atas air

- Air dihinggapi nyamuk

Permukaan zat cair mempunyai sifat ingin meregang sehingga

permukaannya seolah- olah ditutupi oleh suatu lapisan yang elastis Hal ini

disebabkan adanya gaya tarik menarik antara partikel sejenis di dalam zat

cair sampai ke permukaan

Di dalam cairan tiap molekul ditarik oleh molekul lain yang sejenis di

dekatnya dengan gaya yang sama kesegala arah Pada permukaan cairan

tiap molekul ditarik oleh molekul sejenis didekatnya dengan arah hanya

kesamping dan kebawah tetapi tidak ditarik oleh molekul diatasnya karena

diatas permukaan cairan berupa fase uap ( udara ) dengan jarak antara

molekul sangat renggang

Adanya gaya atau tarikan ke bawah menyebabkan permukaan cairan

berkontraksi dan berada dalam keadaan tegang Tegangan ini disebut

dengan tegangan permukaan

Besarnya tegangan permukaan cairan bergantung pada gaya tarik

antara molekul- molekulnya Ketika gaya tarik besar seperti dengan H2O

tegangan permukaan besar Sebaliknya cairan seperti bensin yang tersusun

atas molekul- molekul non polar mempunyai tegangan permukaan yang

kecil karena tarikan antarmolekul lebih lemah

Zat yang tegangan permukaannya rendah sangat mudah membasahi

permukaan bagaimanapun keadaan permukaannya Pelarut hidrokarbon

misalnya nafta atau bensin menyebar pada kaca maupun permukaan

berminyak dengan mudahnya sebab tarikan sesama molekul hidrokarbon

sangat lemah Hampir tidak ada usaha untuk memperluas permukaan cairan

akibatnya mereka mudah menyebar pada permukaan apapun (Brady 1994)

37

Tegangan permukaan (ᵞ)

Banyaknya kerja yang diperlukan untuk memperluas

permukaan suatu cairan Satuannya dalam SI adalah newton per meter

(NM) tetapi satuan cgs dyene per centimeter lebih sering digunakan

1 dynecm = 10-3 Nm = 1 mNm

(Fisika Universitas Jl 110 hal 432)

Tegangan permukaan

- Antara cairan dengan gas atau udara tegangan permukaan

- Antara cairan dengan cairan tegangan antar muka

Contoh nilai ᵞ beberapa cairan pada 20degC

Cairan Cairan-udara (dynecm) Cairan-air (dynecm)

Hg 485 375

H2O 7275 -

C6H6 2888 350

CCl4 2680 451

Aceton 2394 -

Etanol 2249 -

Isopropanol 2192 -

Sukrosa (aquos ) 7645 -

Faktor- Faktor Yang Mempengaruhi Tegangan Permukaan

a Jenis cairan

Pada umumnya cairan yang memiliki gaya tarik antara molekulnya

besar seperti air maka tegangan permukaannya juga besar Sebaliknya pada

cairan seperti bensin karena gaya tarik antara molekulnya kecil maka

tegangan permukaannya juga kecil

38

b Suhu

Tegangan permukaan cairan turun bila suhu naik karena dengan

bertambahnya suhu molekul- molekul cairan bergerak lebih cepat dan

pengaruh interaksi antara molekul berkurang sehingga tegangan

permukaannya menurun

c Adanya zat terlarut

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 detergen dan alkohol

adalah efektif dalam menurunkan tegangan permukaan ( Yazid 2005)

Metode pengukuran tegangan permukaan

- Metode kapiler

- Metode cincin Du Nouy

- Metode Lempengan Wilhelmi

- Metode Tekanan Gelembung maksimum

- Dll

a Metode Kapiler

- Yang digunakan yang luas permukaannya naik

- Permukaan air dalam pipa kapiler terus naik hingga tercapai

keseimbangan dengan gaya gravitasi

Metode ini didasarkan pada kenyataan bahwa bila sebatang pipa

kapiler dimasukan kedalam cairan maka permukaan cairan dalam pipa

kapiler dapat mengalami kenaikan atau penurunan Apabila cairan

membasahi bejana ( θ lt 90 ) maka permukaan cairan akan naik

Sedangkan bila cairan tidak membasahi bejana ( θ gt 90 ) permukaan

cairan akan turun Peristiwa naik turunnya permukaan cairan dalam

kapiler ini disebut dengan kapilaritas

39

Kenaikan atau penurunan cairan dalam kapiler disebabkan oleh

adanya tegangan permukaan yang bekerja pada permukaan cairan yang

menyentuh dinding sepanjang keliling pipa Akibat tegangan permukaan ini

pipa akan memberikan gaya reaksi pada permukaan cairan yang besarnya

sama tapi arahnya berlawanan ( Yazid 2005 )

Catatan

- Jika permukaan atas larutan cembung sudut kontak besar - Jika permukaan atas larutan cekung sudut kontak kecil

Tegangan permukaan diukur dengan melihat ketinggian air cairan yang naik melalui suatu kapiler Metode kenaikan kapiler hanya dapat digunakan untuk mengukur tegangan permukaan tidak bisa untuk mengukur tegangan permukaan tidak bias untuk mengukur tegangan antar muka

Persamaan

퐹푢푝 = 훾(2휋푟) cos휃

퐹푑표푤푛 = 휌푔(ℎ휋푟 )

퐹푢푝 = 퐹푑표푤푛 훾 = Keterangan

- 휌 = bobot jenis cairan gml - 푔 = 980 cms - 푟 = jari-jari pipa kapiler - ℎ = tinggi miniskus cairan untuk kapiler - 휃 = sudut kontak ( untuk air dan kebanyakan cairan sangat kecil yakni

mendekati 1 )

Untuk cairan dengan sudut kontak sangat kecil

훾 = atau ℎ =

Sedangkan untuk cairan yang tidak membasahi bejana seperti raksa θ = 140 sehingga cos θ = - 0766 ( berharga negatip) Akibatnya h memiliki harga negatip yang berarti cairan mengalami penurunan atau ditekan dalam kapiler

40

b Metode Cincin Du Nouy

Metode cincin du nouy merupakan metode yang paling baik digunakan karena lebih akurat dan cepat dalam pengukuran tegangan permukaan deterjen serum suspensi koloid dan lain- lain

Berdasarkan pengukuran gaya yang diperlukan untuk melepaskan cincin dari permukaan cairan Metode ini digunakan untuk mengukur tegangan antar muka cairan

Persamaan

훾 = 퐹

4휋푅 퐶

Keterangan - F = gaya yang diperlukan untuk melepaskan cincin dari

permukaan - R = jari-jari lingkar cincin - C = Faktor koreksi

Faktor Koreksi

(퐶 minus 푎) = 4푏휋 푥

1푅 푥

퐹4휋휌푅 + 푐

Keterangan

- a = 07250 (konstan) - b = 009075 m-1 s2 (konstan) - c = 004534 ndash 1695 rR (konstan) - r = jari-jari kawat yang digunakan untuk membuat cincin - R = jari-jari rata-rata lingkaran - 휌 = masa jenis cairan sempel

Ketika mengukur tegangan permuakaan cairan- cairan harus diperhatikan bahwa cairan yang ada dibawah benar- benar membasahi cincin (Bird 1987)

c Metode Lempengan Wilhelmi

Metode ini didasarkan pada gaya yang diperlukan untuk menarik pelat tipis dari permukaan cairan Pelat digantung pada salah satu lengan neraca dan dimasukkan kedalam cairan yang akan diselidiki Besarnya gaya tarik pada neraca yang digunakan untuk melepas pelat dari permukaan cairan dicatat

Persamaan

푃 = 푚푔 + 퐿훾 cos휃 minus 푠ℎ휌푔

41

Keterangan

- P = gaya yang dipergunakan untuk melepaskan lempengan dari permkaan cincin

- m = berat lempengan - 푔 = gaya gravitasi - 푠 = luas penampang lempengan - ℎ = kedalaman lempeng yang dicelupkan - 퐿 = keliling lempengan - 휌 = bobot jenis cairan

Dalam metode ini diandaikan sudut kontak θ = 00 dan pengaruh

dari ujung- ujung lempeng dapat diabaikan ( Yazid 2005 ) Pada metode ini digunakan lempengan mika tipis atau kaca slide

mikrosip yang digantung pada neraca Pengukuran dapat dilakukan dengan cara statistik ataupun dengan detasment yang secara akurat diberikan pada persamaan ideal

Jika pengukurannya dilakukan dengan metode detasmen prosedurnya hampir sama dengan metode cincin Du Nouy tetapi faktor koreksi hanya 01 ( Adamson 1990)

d Metode Tekanan Gelembung Maksimum Tegangan permukaan menyebabkan adanya perbedaan tekanan

pada kedua sisi permukaan cairan yang lengkung Tekanan pada sisi yang cembung Ketika pertama kali tekanan dikenakan jari- jari gelembung sangat besar Sementara gelembung itu mengembang jari- jarinya akan semakin kecil sampai nilai minimum

Pada keadaan ini jari- jari gelembung sama dengan jari- jari tabung gelas Bila tekanan terus dinaikkan jari- jari gelembung akan membesar kembali sampai akhirnya gelembung ini lepas dari tabung gelas dan naik ke permukaan cairan jelas bahwa tekanan maksimum diperoleh pada saat jari- jari minimum

Tekanan maksimum ini bukan hanya disebabkan perbedaan tekanan pada kedua sisi gelembung tetapi juga disebabkan oleh adanya tekanan hidrostatik ( yang bergantung pada ketinggian tabung gelas dalam cairan )

Persamaan

훾 = ∆휌푔푑푒 1퐻

Keterangan

o ∆휌 = perbedaan bobot jenis o 푑푒 = diameter maksimum tetesan

42

o = faktor koreksi yang ditentukan oleh rasio 푑푠 푑푒

Metode tekanan gelembung maksimum memiliki keakuratan di bawah 10 yang mana tidak tergantung pada jarak kontak dan hanya merupakan sebuah pengetahuan dasar dari densitas suatu cairan ( Jika menggunakan pipa ganda ) dan pengukurannya juga relatif cepat Rata- rata sebuah gelembung harganya sekitar 1 sek (Adamson 1990)

Pertemuan 7

Tanggal 14 Oktober 2014

TEGANGAN ANTAR MUKA

Tegangan permukaan merupakan gaya persatuan panjang yang

harus dikerjakan sejajar permukaan untuk mengimbangi gaya tarikan

kedalam pada cairan Hal tersebut terjadi karena pada permukaan gaya

adhesi (antara cairan dan udara) lebih kecil dari pada gaya kohesi antar

molekul cairan sehingga menyebabkan terjadinya gaya kedalam pada

permukaan cairan

Tegangan antar muka adalah gaya per satuan panjang yang terdapat

pada antar muka dua fase cairan yang tidak dapat tercampur Tegangan antar

muka selalu lebih kecil dari pada tegangan permukaan kerena gaya adhesi

antara dua cairan tidak bercampur lebih besar dari pada adhesi antara cairan

dan udara

Cairan-cairan (immisible)

L ƔL ƔL Tegangan permukaan L

ƔS Tegangan permukaan S

ƔSL ƔSL Tegangan antarmuka SL

S ƔS

43

Missible dua zat yang bercampurlarut dengan sempurna berapapun

konsentrasijumlahnya

Immisible dua zat (cairan dengan cairan) yang sama sekali tidak

dapat bercampurlarut

Pada dasarnya tegangan permukaan suatu zat cair

dipengaruhi oleh beberapa faktor diantaranya suhu dan zat terlarut

Dimana keberadaan zat terlarut dalamsuatu cairan akan

mempengaruhi besarnya tegangan permukaan terutama molekul zat

yang berada pada permukaan cairan berbentuk lapisan monomolekuler

yang disebut dengan molekul surfaktan Kemudian suhu juga sangat

mempengaruhi tegangan permukaan suatu cairan dimana ketika suhu

naik maka tegangan permukaan cairan akan turun

Suhu uarr = Tegangan permukaan darr ldquoberbanding terbalikrdquo

Fenomena Permukaan dan Fenomena Antar muka

Permukaan Fenomena

Cairan ndash Udara Tegangan Permukaan

Padat ndash Udara Adsorbsi

Antar Muka Fenomena

Cairan ndash Cairan

(immisible)

Tegangan Antar Muka

Padat ndash Cair Pembasah (Wetting)

Tegangan Antar Muka Cairan ndash Cairan (immisible)

1) Gaya persatuan panjang yang bekerja pada antar muka dua cairan

yang immisible

Satuan dynecm-1

44

2) Kerja yang diperlukan untuk memisahkan 2 permukaan cairan

immisible

Satuan ergcm-2

Manfaat fenomena antar muka dalam farmasi

1 Formulasi sediaan serbuk yang hidrofob

2 Menentukan jenis surfaktan untuk membuat emulsi

3 Meningkatkan stabilitas suspensi dan emulsi

4 Mengatasi sediaan obat yang berbusa

5 Adsorbsi obat pada saluran pencernaan

Soal

1 Hitung Ɣ fenol bila diketahui tinggi kenaikan permukaan fenol dalam

pipa kapiler (r = 007 cm) adalah 093 cm pada suhu 37˚C Bila

diketahui bobot jenis fenol 113 gcm-1 dan konstanta gravitasi = 9807

cm det-2

Diketahui

a) r = 007 cm

b) ρ = 113 gcm-1

c) g = 9807 cm det-2

d) h = 093 cm

Ditanya Ɣfenol

Jawab

Ɣfenol = frac12 (rρgh)

= frac12 (007 x 113 x 9807 x 093)

= 3607 dynecm-1

45

Gaya Kohesi dan Adhesi

Terdapat dua macam gaya tarik menarik antar partikel yaitu kohesi

dan adhesi Kohesi adalah gaya tarik menarik antara partikel yang sejenis

Kohesi dipengaruhi oleh kerapatan dan jarak antar partikel dalam zat gaya

kohesi mengakibatkan dua zat bila dicampurkan tidak akan saling

bercampur Contoh tidak bercampurnya air dengan minyak tidak

melekatnya air raksa pada dinding pipa kapiler dan air pada daun talas

Adhesi adalah gaya tarik menarik antara partikel-partikel yang

tidak sejenis Gaya adhesi akan mengakibatkan dua zat akan saling melekat

bila dicampurkan Contoh bercampurnya air dengan tehkopi melekatnya

air pada dinding pipa kapiler dan melekatnya tinta pada kertas

Adanya gaya tarik menarik antara partikel zat cair menyebabkan

adanya tegangan permukaan dimana permukaan zat cair cenderung

menegang dan seolah terdapat selaput atau lapisan yang tegang sehingga

dapat menahan benda Selain adanya peristiwa tegangan permukaan akibat

adanya gaya tarik menarik antara partikel juga menyebabkan terjadinya

peristiwa meniskus cembung dan meniskus cekung

Meniskus Cembung dan Meniskus Cekung

Meniskus adalah peristiwa mencekung atau mencembungnya

permukaan zat cair Berdasarkan bentuk permukaan zat cair meniskus

dibedakan menjadi dua yaitu meniskus cembung dan meniskus cekung

Meniskus cembung terjadi jika gaya kohesi lebih besar dari pada gaya

adhesi Sedangkan meniskus cekung terjadi jika adhesi lebih besar dari pada

kohesi

46

Jika Wc lt Wa

Sudut Cos Ɵ Kecil

Permukaan cairan dalam kapiler cekung dan naik

Jika Wc gt Wa

Sudut Cos Ɵ Besar

Permukaan cairan dalam kapiler turun dan berbentuk cembung

Ɣ Rasio imbangan antara gaya Kohesi dan Adhesi

Cairan-Cairan (immisible)

Mempengaruhi koefisien sebaran (S)

Jika kerja kohesi lebih besar dari kerja adhesi maka nilai

koefisien sebarannya kecilrendah

Contoh

Asam stearat jika dilarutkan dengan air maka koefisien sebarannya

rendah karena gugus nonpolar pada asam stearat lebih panjang dari

gugus polarnya (gugus polar jadi titak berpengaruh)

47

Jika kerja kohesi lebih rendah dari kerja adhesi maka nilai koefisien

sebarannya tinggi Spreading

Contoh

Propanol jika dilarutkan dengan air maka koefisien sebarannya tinggi

karena mempunyai gugus ndashOH yang dapat berikatan hidrogen dengan

air dan bersifat polar

Tegangan permukaan dipengaruhi oleh

Rasio

Polar

Nonpolar

Si = Wa ndash Wc

Wc = 2 Ɣx

Wa = (Ɣx + Ɣair - Ɣx-air)

Si Bila nilai Si positif maka sebaranspreading terjadi

Bila nilai Si 0 tetap ada peluang sebaran

Bila nilai Si negatif tidak terjadi sebaran

Soal

Diketahui Ɣbenzen = 289 dynecm-1 Ɣair = 728 dynecm-1 dan Ɣbenzen-air =

35 dynecm-1 Hitung nilai kerja kohesi benzen kerja adhesi benzen-air

dan koefisien penyebaran awal benzen

Diketahui

a) Ɣbenzen = 289 dynecm-1

b) Ɣair = 728 dynecm-1

c) Ɣbenzen-air = 35 dynecm-1

48

Ditanya

a) Wc

b) Wa

c) Si

Jawab

Wc = 2 Ɣbenzen

= 2 x 289

= 578 dynecm-1

Wa = (Ɣbenzen + Ɣair ndash Ɣbenzen-air)

= (289 + 728 ndash 35)

= 667 dynecm-1

Si = Wa ndash Wc

= 667 ndash 578

= 89 dynecm-1

Benzen dapat tersebar dalam air karena nilai Si positif (+)

49

DAFTAR PUSTAKA

1 Tayangan Dosen

2 UraianPenjelasan Dosen pada saat Perkuliaha

3 Text Book

- Yazid Estein dan Nursanti Lisda 2006 Penuntun Praktikum Biokimia

Yogyakarta ANDI

- Santoso Begot 2007 BIOLOGI Jakarta Interplus Ridho_Brilliantoro

Tugas_Enzimologi

- Eistein Yazid 2005 Kimia Fisika Untuk Paramedis Yogyakarta Penerbit

Andi

- Adamson A W (1990) Physical Chemistry of Surfaces 5 th Ed New

York Willey

- Hugh DYoung Roger A Freedman 2002 Fisika Universitas Ed10 Alih

bahasa Juliastuti Endangdkk Jakarta Erlangga

- Kamajaya(2007)Cerdas Belajar FisikaBandungGrafindo Media Pratama

- IndrajitDudi(2007)Mudah dan Aktif Belajar FisikaBandungPT Setia

Purna Inves

4 Internet

- httprepositoryusuacidbitstream123456789395874Chapter20IIpdf

- httpstaffuiacidsystemfilesusersjoshitadjajadisastramaterialkestabil

anobatkuliahs2pdf

- httpstaffunyacidsitesdefaultfilespendidikanPurwanti20Widhy2

0Hastuti20SPd20MPdLaju20Reaksi20(2)pdf

- fileCUsersElrio20PutraDownloadsChapter20820Kinetika20

Kimiapdf

- httpusupressusuacidfilesKinetika20Kimia20Reaksi20Element

er_Normal_bab201pdf

- httpffarmasiuadacidwp-contentuploads201301orde-reaksi-waktu-

paruhpdfhttpnissanisso-fkp11webunairacidartikel_detail-49831-

Umum-sifat20kerja20obathtml

- httpmipa-farmasiblogspotcom201202tegangan-permukaan-tegangan-

antar-mukahtmlm=1

50

Page 19: Farfis2 before mid.pdf

19

v = minus [ ] = minus [ ] = minus [ ] = minus [ ]

dengan [A] [B] [P] dan [Q] menyatakan konsentrasi zat-zat tersebut

Faktor-faktor yang mempengaruhi laju reaksi

Konsentrasi

Karena persamaan laju reaksi didefinisikan dalam bentuk konsentrasi

reaktan maka dengan naiknya konsentrasi maka naik pula kecepatan

reaksinya Artinya semakin tinggi konsentrasi maka semakin banyak molekul

reaktan yang tersedia dengan demikian kemungkinan bertumbukan akan

semakin banyak juga sehingga kecepatan reaksi meningkat Jadi semakin

tinggi konsentrasi semakin cepat pula laju reaksinya

Molaritas

Molaritas adalah banyaknya mol zat terlarut tiap satuan volume zat

pelarut Hubungannya dengan laju reaksi adalah semakin besar molaritas

suatu zat maka semakin cepat suatu reaksi berlangsung Dengan demikian

pada molaritas yang rendah suatu reaksi akan berlajan lebih lambat daripada

molaritas yang tinggi

Luas permukaan

Semakin besar luas permukaan bidang sentuh menyebkan laju reaksi

semakin cepat Begitu juga apabila semakin kecil luas permukaan bidang

sentuh maka semakin kecil tumbukan yang terjadi anatar partikel ehingga laju

reaksi pun semakin kecil

Suhu

Suhu juga turut berperan dalam mempengaruhi laju reaksi Apabila

suhu pada suatu reaksi yang berlangsung dinaikkan maka menyebabkan

partikel semakin bergerak aktif sehingga tumbukan yang terjadi semakin

sering menyebabkan laju reaksi semakin besar Sebaliknya apabila suhu

diturunkan maka partikel semakin tak aktif sehingga laju reaksi semakin

kecil

20

Katalisator

Katalis adalah suatu zat yang mempercepat laju reaksi kimia pada suhu

tertentu tanpa mengalami perubahan oleh reaksi itu sendiri Suatu katalis

berperan dalam reaksi tetapi bukan sebagai pereaksi ataupun produk Katalis

memungkinkan reaksi berlansung lebih cepat atau memungkinkan reaksi pada

suhu yang lebih rendah akibat perubahan yang dipicunya terhadap pereaksi

Katalis menyediakan suatu jalur pilihan dengan energi aktivasi yang lebih

rendah Katalis mengurangi energi yang dibutuhkan untuk berlangsungnya

reaksi

Katalis dapat dibedakan ke dalam dua golongan utama yaitu katalis

homogeny dan katalis heterogen Katalis heterogen adalah katalis yang ada

dalam fase yang berbeda dengan pereaksi dengan reaksi yang dikatalisisnya

Sedangkan katalis homogen berada dalam fase yang sama Katalis homogeny

umumnya bereaksi dengan satu atau lebih pereaksi untuk membentuk suatu

perantara kimia yang selanjutnya bereaksi membentuk produk akhir reaksi

dalam suatu proses yang memulihkan katalisnya

Pengaruh suhu terhadap laju reaksi

Persamaan Arrhenius ( 1889 ) Persamaan empiris pengaruh suhu

terhadap konstanta laju reaksi Rumus

Dimana

K = Konstanta rata-rata

A = konstanta Arrhenius

Ea = Energi aktivasi

R = konstanta gas

T = temperaur )Catatan Bilangan pokok ion disebut juga e = 10

K = A e ndash

21

Persamaan Regresi

K = A e ndash

ln K = ln A + ( ln e ndashEaRT )

ln K = ln A + ( )

ln K = ln A ndash

y = A + BX

)Catatan

Intersept = ln A

Slope =

Didapatkan Ea dari regresi linear

Slope =

Ln K

1T

Persamaan Arrhenius untuk dua suhu ( bila salah satu suhu diketahui )

Ln = ( - ) atau ln K ( T2 ) = ln (T1 ) + ( minus)

Kurva persamaan Arrhenius untuk dua suhu

22

Contoh soal

1 Hasil percobaan dekomposisi suatu sediaan 5-hidroksimetilfurfural

memperlihatkan kinetika obat order ke satu dengan data konstanta

laju dekomposisinya seperti berikut ini yaitu pada suhu

120 o C = 3258 x 10-4 det-1

130oC = 838 x 10-4 det-1

140oC = 1350 x10-4 det-1

Hitunglah

a Ea

b K (25)

c T ( 90 25 )

Jawab

Diketahui R = 8314 JK-1mol-1

a 1ln k ( T2 ) = ln k ( T1 ) - ( minus )

ln 838x10-4 = ln 3258x10-4 ndash

( minus )

= minus

(000254minus 000248)

= minus

(000006)

17998 = minus

x 610-5

minus퐸푎 =

minus퐸푎 = 249 x 105 gmol

= 249 KJmol

b Didapat persamaan dari Excel

y = - 11850 x + 22148

23

ln k = - 11850 ( ) + 22148

ln k = - 39765 + 22148

ln k = - 17617

k = 22 x 10-8

c t90 =

=

= 2102102 detik ~ 24 hari

Bila dihitung dengan kalkulator maka

t90 =

=

= 4772727 detik ~ 55 hari

2 konstanta laju dekomposisi sulfacetamid dalam sediaan larutan ( pH =

74 ) pada suhu 80oC = 325 x 10-7det-1 dengan Ea = 9581 KJmol-1

Diketahui R = 8314 JK-1 mol-1 Hitung K dan t90 sediaan sulfacetamid

tsb pada suhu 250C

Jawab

ln K2 = ln K1 - minus

= ln 325x10-7 -

( minus )

= - 1493 1152 (283푥10 minus 335푥10 )

= - 1493 + 1152(minus052푥10 )

= - 1493 - 59904푥10

= - 1493 - 0006177

ln K 2 = - 14936977

K = 326푥10 푑푒푡

24

t90 =

=

= 322푥10 푑푒푡 푎푡푎푢103푡푎ℎ푢푛

Pertemuan 5

Tanggal 30 September 2014

REAKSI ENZIMATIS

Sel-sel tubuh makhluk hidup didalamnya melakukan proses

metabolism Proses metabolisme yang terjadi dalam sel-sel tubuh dapat

digolongkan menjadi dua yaitu katabolisme dan anabolisme Katabolisme

merupakan reaksi penguraian senyawa kompleks menjadi senyawa

sederhana dengan tujuan mendapatkan energi siap pakai dalam bentuk

Adenosine Triphosphate (ATP) Reaksi anabolisme merupakan reaksi

pembentukan senyawa organik dari senyawa anorganik Pada reaksi

anabolisme dibutuhkan ATP sebagai sumber energinya Adapun reaksi

katabolisme atau reaksi anabolisme yang terjadi didalam tubuh keduanya

membutuhkan enzim sebagai biokatalisator

Setiap reaksi penguraian (katabolisme) merupakan reaksi eksoterm

sedangkan setiap reaksi pembentukan (anabolisme) merupakan reaksi

endoterm Dalam tubuh sel-sel memerlukan energi aktivasi Makhluk hidup

mengganti energy aktivasi dengan suatu struktur protein yang dikenal

dengan sebutan enzim

25

Ea reaksi dengan enzim lt Ea reaksi tanpa enzim

(Ea reaksi dengan ezim berlangsung lebih cepat)

RUMUS

minusdsdt =

dPdt = Velocity =

Vmax SKm + S

E + S harr ES + P + E

V = K2 [E]0 [S]0

[S]0 + Km

Keterangan

Km Konstanta

Michaelis

K2 Daya enzim mentansformasi suatu substrat membentuk

produk

(Jumlah molekul yang dikonversikan menjadi produk dalam

suatu waktu permolekul enzim)

Bila [S]0 berlebihan laju reaksi maksimal

Maka K2 [E]0 = Vmax

V = Vmax [S]0

[S]0 + Km

(Persamaan Lineweaver-Burk)

Keterangan V = kecepatan reaksi (laju reaksi) Km = konstanta Michaelis-Menten Vmax = kecepatan reaksi maksimal [S] = konsentrasi substrat

26

Faktor ndash faktor yang mempengaruhi

kerja enzim

Dalam aktivitasnya enzim sangat

dipengaruhi oleh factor lingkungan seperti

suhu pH konsentasi enzim konsentrasi

substrat dan inhibitor

a Suhu

Suhu merupakan factor ligkungan yang penting bagi kerja enzim sampai

pada titik tertentu kecepatan reaksi akan meningkat seiring dengan

meningkatnya suhu Pada akhirnya kecepatan reaksi akan menurun drastis

pada suhu tersebut melewati suhu optimumnya Pada suhu yang lebih tinggi

(ekstrim) protein penyusun enzim akan mengalami denaturasi Enzim pada

mamalia (manusia) bekerja pada suhu 37degC Bakteri yang hidup di sumber air

panas mempunyai enzim dengan suhu optimal 70degC

b pH

Enzim bekerja pada pH tertentu umumnya enzim mmembutuhkan pH

optimum netral (pH=7) Enzim yang berada dalam lambung memiliki pH

optimum asam (pH=2) Peningkatan atau penurunan pH yang ekstrim akan

menyebabkan enzim mengalami denaturasi

c Konsentasi enzim

Pada konsentrasi substrat tertentu konsentrasi enzim akan meningkatkan

kecepatan reaksi enzimatis Dengan kata lain kecepatan reaksi enzimatis (V)

berbanding lurus dengan konsentrasi enzim (E) sampai batas tertentu

sehingga reaksi mengalami kesetimbangan Pada saat setimbang peningkatan

konsentrasi enzim sudah tidak berpengaruh

1푣 푣푠

1[푆]0

27

d Konsentrasi substrat

Pada konsentrasi enzim yang tetap peningkatan konsentrasi substrat akan

menaikkan kecepatan reaksi enzimatis

sampai mencapai kecepatan maksimum

yang tetap Pada titik maksimum semua

enzim telah jenuh dengan substrat

sehingga penambahan substrat sudah tidak

akan meningkatkan kecepatan reaksi

enzimatis

Transformasi Lineweaver-Burk

1V = KmVmax 1S + 1Vmax

y = m x = t

1V

y ndash intercept = 1Vmax

x ndash intercept = -1Km1 [S]

e Inhibisi enzim

1 Inhibisi Kompetitif

Penghambatan aktivitas enzim melalui mekanisme inhibisi

kompetitif terjadi ketika substrat (S) dan inhibitor (I) bersaing untuk dapat

mengikat sisi aktif enzim Hal ini disebabkan karena bentuk inhibitor

menyerupai substrat Kompleks EI yang terbentuk tidak dapat menjalani

28

langkah katalitik dan tidak dapat membentuk produk Akibatnya terjadi

penurunan jumlah produk yang terbentuk

Berikut adalah pendekatan keadaan tunak dalam penentuan hukum

laju inhibisi kompetitif enzim

K1 = [E][I] helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (1)

[EI]

[E][S] = k-1 + k2 = KM (2)

[ES] k1

[Etot] = [E] + [ES] +[EI]helliphelliphellip (3)

[Etot] = [E] + [ES] + [E][I]

K1

[Etot] = [E] 1 + [I] + [ES]

K1

maka

[퐸] = [ ] [ ]

helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (4)

Berdasarkan teori Michaelis-Mentein kecepatan awal ditentukan oleh

kecepatan penguraian [ES] yang ketetapan kecepatan reaksinya adalah k2

sehingga

V =k2 [ES] helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip(8)

substitusi persamaan (7) ke dalam persamaan (8)

V = k2 [Etot] [S]

[S] + KrsquoM (9)

29

Vmax didefinisikan sebagai kecepatan pada saat semua E yang tersedia

terdapat sebagai ES

Vmax = k2 [Etot] helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip(10)

Sehingga diperoleh

V = kcat [Etot] [S] helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (11)

KM 1 + [I] + [S]

K1

Transformasi persamaan Michaelis-Mesntein (persamaan Lineweaver-

Burk) yaitu dari persamaan (11)

V = Vmax [S]

[S] + KrsquoM

Maka

1 = [S] + KMrsquo

V Vmax [S]

1 = KMrsquo + [S]

V Vmax [S] Vmax [S]

1 = KMrsquo 1 + [S]

V Vmax [S] Vmax

2 Inhibisi Uncompetitive

Inhibisi uncompetitive enzim terjadi apabila inhibitor (I) mengikat

salah satu sisi dari kompleks enzim dan substrat (ES) Kompleks ESI yang

terbentuk tidak dapat membentuk produk (P)

Berikut adalah pendekatan keadaan tunak dalam penentuan hukum

laju inhibisi kompetitif enzim

30

KI = [ES] [I] helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (1)

ESI

[E] [S] = k-1 + k2 = KM helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (2)

[ES] k1

[Etot] = [E] + [S] + [ES] helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (3)

Berdasarkan teori Michaelis-Mentein kecepatan awal ditentukan oleh

kecepatan penguraian [ES] yang tetapan kecepatan reaksinya adalah k2

sehingga

V = k2 [ES] helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (7)

Substitusi persamaan (6) ke persamaan (7)

V = k2 [Etot] [S]

[S] 1 + [I] KM helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (8)

KI

Vmax didefinisikan sebagai kecepatan pada saat semua E yang

tersedia terdapat sebagai ES

Vmax = k2 [Etot] helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (9)

Substitusi persamaan (9) ke persamaan (8)

V = Vmax [S]

[S] 1 + [I] + KM

KI

3 Inhibisi Non Kompetitif

Penghambatan non kompetitif terjadi apabila inhibitor (I) mengikat

sisi aktif pada enzim (E) maupun pada kompleks enzim dan subtrat (ES)

EI + S ESI

31

Berikut adalah pendekatan keadaan tunak dalam penentuan

hukum laju inhibisi kompetitif enzim

KI = [E] [I] = [ES] [I]

[EI] [ES] helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (1)

[E] [S] = k-1 + k2 = KM

[ES] k1 helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (2)

[Etot] = [E] + [ES] + [EI] + [ESI]helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (3)

Vmax didefinisikan sebagai kecepatan pada saat semua E yang

tersedia terdapat sebagai ES

Vmax = k2 [Etot] helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (4)

Parameter kinetika dalam mekanisme inhibisi enzim (kompetitif

uncompetitive non kompetitif) antara lain Vmax KM dan kcat

1 Vmax adalah laju reaksi maksimum yang dikatalisis enzim

2 KM menyatakan konsentrasi substrat yang diperlukan agar reaksi

katalisis efektif

kcat adalah tetapan laju pada tahap penentu laju yang menyatakan

jumlah substrat yang dapat diubah per detik

Contoh reaksi berikut

Fumarase

Furmarate + H2O mdashmdashmdashrarr L-Malate

1 Hitung laju perubahan fumarate menjadi L-Malate bila diketahui

Konsentrasi fumarate = 124 x 10-4 molL

Konsentrasi enzim fumarase = 105 x 10-6 molL

Konstata Michaelis = 185 x 10-6 molL

Dan bilangan turnover enzim fumarase = 175 x 103 det-1

32

Diketahui [S]0 = 124 x 10-4 molL

[E]0 = 105 x 10-6 molL

Km = 185 x 10-6 molL

K2 = 175 x 103 det-1

Ditanya V hellip

Jawab

V = Vmax [S]0

[S]0 + Km

V = K2 [E]0 [S]0

[S]0 + Km

V = [175 x 103 det-1] [105 x 10-6 molL] [124 x 10-4 molL]

[124 x 10-4 molL] + [185 x 10-6 molL]

V = 22785 X 10-7 molLdet

12585 x 10-4

V = 181 X 10-3 molLdet

2 Laju awal dekomposisi H2O2 yang dikatalisis dengan enzim

katalase adalah 138 x 10-2 267 x 10-2 an 60 x 10-2 Mdet

berturut-turut untuk konsentrasi awal H2O2 = 001 002 005 M

Konsentrasi enzim katalase = 40 x 10-8 M

Hitung Vmax konstanta Michaelis

Dan bilangan turnover enzim

Diketahui V1 = 138 X 10-2

V2 = 267 x 10-2

33

V3 = 60 X 10-2

[H2O2] = 001 002 005 M

[Ekatalase] = 40 x 10-2 M

Ditanya Vmax Km dan K2 hellip

Jawab

X (1[H2O2] Y (1V)

100 7246

50 3745

20 1667

y = 0697x + 25691

Intercept = 26591

Slope = 06977

R2 = 09999 rarr R2 = 1

a 1 = 25691 (intercept)

Vmax

Vmax = 1

25691

= 0389 molLdet

b Km = 06977 (slope)

Vmax

Km = 06977

0389

Km = 0272 molL

34

c Vmax = k2 [E]0

0389 = k2 40 x 10-8 M

k2 = 0389

40 x 10-8

= 0097 x 108

3 Laju pertumbuhan bakteri Lactobacillus acidephilus (dalam suatu

media) selama fase pertumbuhan exponensial menunjukan 924 x

10-3menit Hitung waktu generasi (tg) bakteri tersebut tg waktu

yang diperlukan mikroorganisme untuk melipat gandakan

populasinya yakni menjadi

Jawab

ln = Nt = λt ln = 2N0 = λtg

N0 N0

tg = ln2 tg = 0693

λ 924 x 10-3

tg = 0075 x 103

tg = 75 menit

35

Pertemuan 6

Tanggal 7 Oktober 2014

TEGANGAN PERMUKAAN

Molekul di permukaan mengalami gaya

resultan ke arah dalam media Molekul di

dalam media tidak mengalami gaya resultan

Molekul-molekul cairan memberikan

gaya tarik satu dengan lainnya terdapat gaya

total yang besarnya nol pada molekul di dalam volume cairan tetapi molekul

permukaan ditarik ke dalam volume Sehingga cairan cenderung memperkecil

luas permukaannya hanya dengan meregang lapisan (Fisika Universitas Jl 110

hal 431)

Tegangan permukaan (ᵞ)

- Molekul di bagian dalam media yang bergeak ke permukaan

media membutuhkan kerja untuk mengalami gaya tarik menarik

ke bawah

- Makin banyak jumlah molekul di permukaan media suatu

cairan makin luas permukaan media tersebut

36

- Tetapi dengan adanya gaya resultan ke arah dalam yang dialami

oleh molekul-molekul dipermukaan maka sifat cairan

cenderung untuk meminimumkan luas permukaan

Fenomena alam yang berkaitan dengan sifat kecenderuungan cairan

menimbulkan permukaanya antara lain

- Embun air di atas air

- Air dihinggapi nyamuk

Permukaan zat cair mempunyai sifat ingin meregang sehingga

permukaannya seolah- olah ditutupi oleh suatu lapisan yang elastis Hal ini

disebabkan adanya gaya tarik menarik antara partikel sejenis di dalam zat

cair sampai ke permukaan

Di dalam cairan tiap molekul ditarik oleh molekul lain yang sejenis di

dekatnya dengan gaya yang sama kesegala arah Pada permukaan cairan

tiap molekul ditarik oleh molekul sejenis didekatnya dengan arah hanya

kesamping dan kebawah tetapi tidak ditarik oleh molekul diatasnya karena

diatas permukaan cairan berupa fase uap ( udara ) dengan jarak antara

molekul sangat renggang

Adanya gaya atau tarikan ke bawah menyebabkan permukaan cairan

berkontraksi dan berada dalam keadaan tegang Tegangan ini disebut

dengan tegangan permukaan

Besarnya tegangan permukaan cairan bergantung pada gaya tarik

antara molekul- molekulnya Ketika gaya tarik besar seperti dengan H2O

tegangan permukaan besar Sebaliknya cairan seperti bensin yang tersusun

atas molekul- molekul non polar mempunyai tegangan permukaan yang

kecil karena tarikan antarmolekul lebih lemah

Zat yang tegangan permukaannya rendah sangat mudah membasahi

permukaan bagaimanapun keadaan permukaannya Pelarut hidrokarbon

misalnya nafta atau bensin menyebar pada kaca maupun permukaan

berminyak dengan mudahnya sebab tarikan sesama molekul hidrokarbon

sangat lemah Hampir tidak ada usaha untuk memperluas permukaan cairan

akibatnya mereka mudah menyebar pada permukaan apapun (Brady 1994)

37

Tegangan permukaan (ᵞ)

Banyaknya kerja yang diperlukan untuk memperluas

permukaan suatu cairan Satuannya dalam SI adalah newton per meter

(NM) tetapi satuan cgs dyene per centimeter lebih sering digunakan

1 dynecm = 10-3 Nm = 1 mNm

(Fisika Universitas Jl 110 hal 432)

Tegangan permukaan

- Antara cairan dengan gas atau udara tegangan permukaan

- Antara cairan dengan cairan tegangan antar muka

Contoh nilai ᵞ beberapa cairan pada 20degC

Cairan Cairan-udara (dynecm) Cairan-air (dynecm)

Hg 485 375

H2O 7275 -

C6H6 2888 350

CCl4 2680 451

Aceton 2394 -

Etanol 2249 -

Isopropanol 2192 -

Sukrosa (aquos ) 7645 -

Faktor- Faktor Yang Mempengaruhi Tegangan Permukaan

a Jenis cairan

Pada umumnya cairan yang memiliki gaya tarik antara molekulnya

besar seperti air maka tegangan permukaannya juga besar Sebaliknya pada

cairan seperti bensin karena gaya tarik antara molekulnya kecil maka

tegangan permukaannya juga kecil

38

b Suhu

Tegangan permukaan cairan turun bila suhu naik karena dengan

bertambahnya suhu molekul- molekul cairan bergerak lebih cepat dan

pengaruh interaksi antara molekul berkurang sehingga tegangan

permukaannya menurun

c Adanya zat terlarut

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 detergen dan alkohol

adalah efektif dalam menurunkan tegangan permukaan ( Yazid 2005)

Metode pengukuran tegangan permukaan

- Metode kapiler

- Metode cincin Du Nouy

- Metode Lempengan Wilhelmi

- Metode Tekanan Gelembung maksimum

- Dll

a Metode Kapiler

- Yang digunakan yang luas permukaannya naik

- Permukaan air dalam pipa kapiler terus naik hingga tercapai

keseimbangan dengan gaya gravitasi

Metode ini didasarkan pada kenyataan bahwa bila sebatang pipa

kapiler dimasukan kedalam cairan maka permukaan cairan dalam pipa

kapiler dapat mengalami kenaikan atau penurunan Apabila cairan

membasahi bejana ( θ lt 90 ) maka permukaan cairan akan naik

Sedangkan bila cairan tidak membasahi bejana ( θ gt 90 ) permukaan

cairan akan turun Peristiwa naik turunnya permukaan cairan dalam

kapiler ini disebut dengan kapilaritas

39

Kenaikan atau penurunan cairan dalam kapiler disebabkan oleh

adanya tegangan permukaan yang bekerja pada permukaan cairan yang

menyentuh dinding sepanjang keliling pipa Akibat tegangan permukaan ini

pipa akan memberikan gaya reaksi pada permukaan cairan yang besarnya

sama tapi arahnya berlawanan ( Yazid 2005 )

Catatan

- Jika permukaan atas larutan cembung sudut kontak besar - Jika permukaan atas larutan cekung sudut kontak kecil

Tegangan permukaan diukur dengan melihat ketinggian air cairan yang naik melalui suatu kapiler Metode kenaikan kapiler hanya dapat digunakan untuk mengukur tegangan permukaan tidak bisa untuk mengukur tegangan permukaan tidak bias untuk mengukur tegangan antar muka

Persamaan

퐹푢푝 = 훾(2휋푟) cos휃

퐹푑표푤푛 = 휌푔(ℎ휋푟 )

퐹푢푝 = 퐹푑표푤푛 훾 = Keterangan

- 휌 = bobot jenis cairan gml - 푔 = 980 cms - 푟 = jari-jari pipa kapiler - ℎ = tinggi miniskus cairan untuk kapiler - 휃 = sudut kontak ( untuk air dan kebanyakan cairan sangat kecil yakni

mendekati 1 )

Untuk cairan dengan sudut kontak sangat kecil

훾 = atau ℎ =

Sedangkan untuk cairan yang tidak membasahi bejana seperti raksa θ = 140 sehingga cos θ = - 0766 ( berharga negatip) Akibatnya h memiliki harga negatip yang berarti cairan mengalami penurunan atau ditekan dalam kapiler

40

b Metode Cincin Du Nouy

Metode cincin du nouy merupakan metode yang paling baik digunakan karena lebih akurat dan cepat dalam pengukuran tegangan permukaan deterjen serum suspensi koloid dan lain- lain

Berdasarkan pengukuran gaya yang diperlukan untuk melepaskan cincin dari permukaan cairan Metode ini digunakan untuk mengukur tegangan antar muka cairan

Persamaan

훾 = 퐹

4휋푅 퐶

Keterangan - F = gaya yang diperlukan untuk melepaskan cincin dari

permukaan - R = jari-jari lingkar cincin - C = Faktor koreksi

Faktor Koreksi

(퐶 minus 푎) = 4푏휋 푥

1푅 푥

퐹4휋휌푅 + 푐

Keterangan

- a = 07250 (konstan) - b = 009075 m-1 s2 (konstan) - c = 004534 ndash 1695 rR (konstan) - r = jari-jari kawat yang digunakan untuk membuat cincin - R = jari-jari rata-rata lingkaran - 휌 = masa jenis cairan sempel

Ketika mengukur tegangan permuakaan cairan- cairan harus diperhatikan bahwa cairan yang ada dibawah benar- benar membasahi cincin (Bird 1987)

c Metode Lempengan Wilhelmi

Metode ini didasarkan pada gaya yang diperlukan untuk menarik pelat tipis dari permukaan cairan Pelat digantung pada salah satu lengan neraca dan dimasukkan kedalam cairan yang akan diselidiki Besarnya gaya tarik pada neraca yang digunakan untuk melepas pelat dari permukaan cairan dicatat

Persamaan

푃 = 푚푔 + 퐿훾 cos휃 minus 푠ℎ휌푔

41

Keterangan

- P = gaya yang dipergunakan untuk melepaskan lempengan dari permkaan cincin

- m = berat lempengan - 푔 = gaya gravitasi - 푠 = luas penampang lempengan - ℎ = kedalaman lempeng yang dicelupkan - 퐿 = keliling lempengan - 휌 = bobot jenis cairan

Dalam metode ini diandaikan sudut kontak θ = 00 dan pengaruh

dari ujung- ujung lempeng dapat diabaikan ( Yazid 2005 ) Pada metode ini digunakan lempengan mika tipis atau kaca slide

mikrosip yang digantung pada neraca Pengukuran dapat dilakukan dengan cara statistik ataupun dengan detasment yang secara akurat diberikan pada persamaan ideal

Jika pengukurannya dilakukan dengan metode detasmen prosedurnya hampir sama dengan metode cincin Du Nouy tetapi faktor koreksi hanya 01 ( Adamson 1990)

d Metode Tekanan Gelembung Maksimum Tegangan permukaan menyebabkan adanya perbedaan tekanan

pada kedua sisi permukaan cairan yang lengkung Tekanan pada sisi yang cembung Ketika pertama kali tekanan dikenakan jari- jari gelembung sangat besar Sementara gelembung itu mengembang jari- jarinya akan semakin kecil sampai nilai minimum

Pada keadaan ini jari- jari gelembung sama dengan jari- jari tabung gelas Bila tekanan terus dinaikkan jari- jari gelembung akan membesar kembali sampai akhirnya gelembung ini lepas dari tabung gelas dan naik ke permukaan cairan jelas bahwa tekanan maksimum diperoleh pada saat jari- jari minimum

Tekanan maksimum ini bukan hanya disebabkan perbedaan tekanan pada kedua sisi gelembung tetapi juga disebabkan oleh adanya tekanan hidrostatik ( yang bergantung pada ketinggian tabung gelas dalam cairan )

Persamaan

훾 = ∆휌푔푑푒 1퐻

Keterangan

o ∆휌 = perbedaan bobot jenis o 푑푒 = diameter maksimum tetesan

42

o = faktor koreksi yang ditentukan oleh rasio 푑푠 푑푒

Metode tekanan gelembung maksimum memiliki keakuratan di bawah 10 yang mana tidak tergantung pada jarak kontak dan hanya merupakan sebuah pengetahuan dasar dari densitas suatu cairan ( Jika menggunakan pipa ganda ) dan pengukurannya juga relatif cepat Rata- rata sebuah gelembung harganya sekitar 1 sek (Adamson 1990)

Pertemuan 7

Tanggal 14 Oktober 2014

TEGANGAN ANTAR MUKA

Tegangan permukaan merupakan gaya persatuan panjang yang

harus dikerjakan sejajar permukaan untuk mengimbangi gaya tarikan

kedalam pada cairan Hal tersebut terjadi karena pada permukaan gaya

adhesi (antara cairan dan udara) lebih kecil dari pada gaya kohesi antar

molekul cairan sehingga menyebabkan terjadinya gaya kedalam pada

permukaan cairan

Tegangan antar muka adalah gaya per satuan panjang yang terdapat

pada antar muka dua fase cairan yang tidak dapat tercampur Tegangan antar

muka selalu lebih kecil dari pada tegangan permukaan kerena gaya adhesi

antara dua cairan tidak bercampur lebih besar dari pada adhesi antara cairan

dan udara

Cairan-cairan (immisible)

L ƔL ƔL Tegangan permukaan L

ƔS Tegangan permukaan S

ƔSL ƔSL Tegangan antarmuka SL

S ƔS

43

Missible dua zat yang bercampurlarut dengan sempurna berapapun

konsentrasijumlahnya

Immisible dua zat (cairan dengan cairan) yang sama sekali tidak

dapat bercampurlarut

Pada dasarnya tegangan permukaan suatu zat cair

dipengaruhi oleh beberapa faktor diantaranya suhu dan zat terlarut

Dimana keberadaan zat terlarut dalamsuatu cairan akan

mempengaruhi besarnya tegangan permukaan terutama molekul zat

yang berada pada permukaan cairan berbentuk lapisan monomolekuler

yang disebut dengan molekul surfaktan Kemudian suhu juga sangat

mempengaruhi tegangan permukaan suatu cairan dimana ketika suhu

naik maka tegangan permukaan cairan akan turun

Suhu uarr = Tegangan permukaan darr ldquoberbanding terbalikrdquo

Fenomena Permukaan dan Fenomena Antar muka

Permukaan Fenomena

Cairan ndash Udara Tegangan Permukaan

Padat ndash Udara Adsorbsi

Antar Muka Fenomena

Cairan ndash Cairan

(immisible)

Tegangan Antar Muka

Padat ndash Cair Pembasah (Wetting)

Tegangan Antar Muka Cairan ndash Cairan (immisible)

1) Gaya persatuan panjang yang bekerja pada antar muka dua cairan

yang immisible

Satuan dynecm-1

44

2) Kerja yang diperlukan untuk memisahkan 2 permukaan cairan

immisible

Satuan ergcm-2

Manfaat fenomena antar muka dalam farmasi

1 Formulasi sediaan serbuk yang hidrofob

2 Menentukan jenis surfaktan untuk membuat emulsi

3 Meningkatkan stabilitas suspensi dan emulsi

4 Mengatasi sediaan obat yang berbusa

5 Adsorbsi obat pada saluran pencernaan

Soal

1 Hitung Ɣ fenol bila diketahui tinggi kenaikan permukaan fenol dalam

pipa kapiler (r = 007 cm) adalah 093 cm pada suhu 37˚C Bila

diketahui bobot jenis fenol 113 gcm-1 dan konstanta gravitasi = 9807

cm det-2

Diketahui

a) r = 007 cm

b) ρ = 113 gcm-1

c) g = 9807 cm det-2

d) h = 093 cm

Ditanya Ɣfenol

Jawab

Ɣfenol = frac12 (rρgh)

= frac12 (007 x 113 x 9807 x 093)

= 3607 dynecm-1

45

Gaya Kohesi dan Adhesi

Terdapat dua macam gaya tarik menarik antar partikel yaitu kohesi

dan adhesi Kohesi adalah gaya tarik menarik antara partikel yang sejenis

Kohesi dipengaruhi oleh kerapatan dan jarak antar partikel dalam zat gaya

kohesi mengakibatkan dua zat bila dicampurkan tidak akan saling

bercampur Contoh tidak bercampurnya air dengan minyak tidak

melekatnya air raksa pada dinding pipa kapiler dan air pada daun talas

Adhesi adalah gaya tarik menarik antara partikel-partikel yang

tidak sejenis Gaya adhesi akan mengakibatkan dua zat akan saling melekat

bila dicampurkan Contoh bercampurnya air dengan tehkopi melekatnya

air pada dinding pipa kapiler dan melekatnya tinta pada kertas

Adanya gaya tarik menarik antara partikel zat cair menyebabkan

adanya tegangan permukaan dimana permukaan zat cair cenderung

menegang dan seolah terdapat selaput atau lapisan yang tegang sehingga

dapat menahan benda Selain adanya peristiwa tegangan permukaan akibat

adanya gaya tarik menarik antara partikel juga menyebabkan terjadinya

peristiwa meniskus cembung dan meniskus cekung

Meniskus Cembung dan Meniskus Cekung

Meniskus adalah peristiwa mencekung atau mencembungnya

permukaan zat cair Berdasarkan bentuk permukaan zat cair meniskus

dibedakan menjadi dua yaitu meniskus cembung dan meniskus cekung

Meniskus cembung terjadi jika gaya kohesi lebih besar dari pada gaya

adhesi Sedangkan meniskus cekung terjadi jika adhesi lebih besar dari pada

kohesi

46

Jika Wc lt Wa

Sudut Cos Ɵ Kecil

Permukaan cairan dalam kapiler cekung dan naik

Jika Wc gt Wa

Sudut Cos Ɵ Besar

Permukaan cairan dalam kapiler turun dan berbentuk cembung

Ɣ Rasio imbangan antara gaya Kohesi dan Adhesi

Cairan-Cairan (immisible)

Mempengaruhi koefisien sebaran (S)

Jika kerja kohesi lebih besar dari kerja adhesi maka nilai

koefisien sebarannya kecilrendah

Contoh

Asam stearat jika dilarutkan dengan air maka koefisien sebarannya

rendah karena gugus nonpolar pada asam stearat lebih panjang dari

gugus polarnya (gugus polar jadi titak berpengaruh)

47

Jika kerja kohesi lebih rendah dari kerja adhesi maka nilai koefisien

sebarannya tinggi Spreading

Contoh

Propanol jika dilarutkan dengan air maka koefisien sebarannya tinggi

karena mempunyai gugus ndashOH yang dapat berikatan hidrogen dengan

air dan bersifat polar

Tegangan permukaan dipengaruhi oleh

Rasio

Polar

Nonpolar

Si = Wa ndash Wc

Wc = 2 Ɣx

Wa = (Ɣx + Ɣair - Ɣx-air)

Si Bila nilai Si positif maka sebaranspreading terjadi

Bila nilai Si 0 tetap ada peluang sebaran

Bila nilai Si negatif tidak terjadi sebaran

Soal

Diketahui Ɣbenzen = 289 dynecm-1 Ɣair = 728 dynecm-1 dan Ɣbenzen-air =

35 dynecm-1 Hitung nilai kerja kohesi benzen kerja adhesi benzen-air

dan koefisien penyebaran awal benzen

Diketahui

a) Ɣbenzen = 289 dynecm-1

b) Ɣair = 728 dynecm-1

c) Ɣbenzen-air = 35 dynecm-1

48

Ditanya

a) Wc

b) Wa

c) Si

Jawab

Wc = 2 Ɣbenzen

= 2 x 289

= 578 dynecm-1

Wa = (Ɣbenzen + Ɣair ndash Ɣbenzen-air)

= (289 + 728 ndash 35)

= 667 dynecm-1

Si = Wa ndash Wc

= 667 ndash 578

= 89 dynecm-1

Benzen dapat tersebar dalam air karena nilai Si positif (+)

49

DAFTAR PUSTAKA

1 Tayangan Dosen

2 UraianPenjelasan Dosen pada saat Perkuliaha

3 Text Book

- Yazid Estein dan Nursanti Lisda 2006 Penuntun Praktikum Biokimia

Yogyakarta ANDI

- Santoso Begot 2007 BIOLOGI Jakarta Interplus Ridho_Brilliantoro

Tugas_Enzimologi

- Eistein Yazid 2005 Kimia Fisika Untuk Paramedis Yogyakarta Penerbit

Andi

- Adamson A W (1990) Physical Chemistry of Surfaces 5 th Ed New

York Willey

- Hugh DYoung Roger A Freedman 2002 Fisika Universitas Ed10 Alih

bahasa Juliastuti Endangdkk Jakarta Erlangga

- Kamajaya(2007)Cerdas Belajar FisikaBandungGrafindo Media Pratama

- IndrajitDudi(2007)Mudah dan Aktif Belajar FisikaBandungPT Setia

Purna Inves

4 Internet

- httprepositoryusuacidbitstream123456789395874Chapter20IIpdf

- httpstaffuiacidsystemfilesusersjoshitadjajadisastramaterialkestabil

anobatkuliahs2pdf

- httpstaffunyacidsitesdefaultfilespendidikanPurwanti20Widhy2

0Hastuti20SPd20MPdLaju20Reaksi20(2)pdf

- fileCUsersElrio20PutraDownloadsChapter20820Kinetika20

Kimiapdf

- httpusupressusuacidfilesKinetika20Kimia20Reaksi20Element

er_Normal_bab201pdf

- httpffarmasiuadacidwp-contentuploads201301orde-reaksi-waktu-

paruhpdfhttpnissanisso-fkp11webunairacidartikel_detail-49831-

Umum-sifat20kerja20obathtml

- httpmipa-farmasiblogspotcom201202tegangan-permukaan-tegangan-

antar-mukahtmlm=1

50

Page 20: Farfis2 before mid.pdf

20

Katalisator

Katalis adalah suatu zat yang mempercepat laju reaksi kimia pada suhu

tertentu tanpa mengalami perubahan oleh reaksi itu sendiri Suatu katalis

berperan dalam reaksi tetapi bukan sebagai pereaksi ataupun produk Katalis

memungkinkan reaksi berlansung lebih cepat atau memungkinkan reaksi pada

suhu yang lebih rendah akibat perubahan yang dipicunya terhadap pereaksi

Katalis menyediakan suatu jalur pilihan dengan energi aktivasi yang lebih

rendah Katalis mengurangi energi yang dibutuhkan untuk berlangsungnya

reaksi

Katalis dapat dibedakan ke dalam dua golongan utama yaitu katalis

homogeny dan katalis heterogen Katalis heterogen adalah katalis yang ada

dalam fase yang berbeda dengan pereaksi dengan reaksi yang dikatalisisnya

Sedangkan katalis homogen berada dalam fase yang sama Katalis homogeny

umumnya bereaksi dengan satu atau lebih pereaksi untuk membentuk suatu

perantara kimia yang selanjutnya bereaksi membentuk produk akhir reaksi

dalam suatu proses yang memulihkan katalisnya

Pengaruh suhu terhadap laju reaksi

Persamaan Arrhenius ( 1889 ) Persamaan empiris pengaruh suhu

terhadap konstanta laju reaksi Rumus

Dimana

K = Konstanta rata-rata

A = konstanta Arrhenius

Ea = Energi aktivasi

R = konstanta gas

T = temperaur )Catatan Bilangan pokok ion disebut juga e = 10

K = A e ndash

21

Persamaan Regresi

K = A e ndash

ln K = ln A + ( ln e ndashEaRT )

ln K = ln A + ( )

ln K = ln A ndash

y = A + BX

)Catatan

Intersept = ln A

Slope =

Didapatkan Ea dari regresi linear

Slope =

Ln K

1T

Persamaan Arrhenius untuk dua suhu ( bila salah satu suhu diketahui )

Ln = ( - ) atau ln K ( T2 ) = ln (T1 ) + ( minus)

Kurva persamaan Arrhenius untuk dua suhu

22

Contoh soal

1 Hasil percobaan dekomposisi suatu sediaan 5-hidroksimetilfurfural

memperlihatkan kinetika obat order ke satu dengan data konstanta

laju dekomposisinya seperti berikut ini yaitu pada suhu

120 o C = 3258 x 10-4 det-1

130oC = 838 x 10-4 det-1

140oC = 1350 x10-4 det-1

Hitunglah

a Ea

b K (25)

c T ( 90 25 )

Jawab

Diketahui R = 8314 JK-1mol-1

a 1ln k ( T2 ) = ln k ( T1 ) - ( minus )

ln 838x10-4 = ln 3258x10-4 ndash

( minus )

= minus

(000254minus 000248)

= minus

(000006)

17998 = minus

x 610-5

minus퐸푎 =

minus퐸푎 = 249 x 105 gmol

= 249 KJmol

b Didapat persamaan dari Excel

y = - 11850 x + 22148

23

ln k = - 11850 ( ) + 22148

ln k = - 39765 + 22148

ln k = - 17617

k = 22 x 10-8

c t90 =

=

= 2102102 detik ~ 24 hari

Bila dihitung dengan kalkulator maka

t90 =

=

= 4772727 detik ~ 55 hari

2 konstanta laju dekomposisi sulfacetamid dalam sediaan larutan ( pH =

74 ) pada suhu 80oC = 325 x 10-7det-1 dengan Ea = 9581 KJmol-1

Diketahui R = 8314 JK-1 mol-1 Hitung K dan t90 sediaan sulfacetamid

tsb pada suhu 250C

Jawab

ln K2 = ln K1 - minus

= ln 325x10-7 -

( minus )

= - 1493 1152 (283푥10 minus 335푥10 )

= - 1493 + 1152(minus052푥10 )

= - 1493 - 59904푥10

= - 1493 - 0006177

ln K 2 = - 14936977

K = 326푥10 푑푒푡

24

t90 =

=

= 322푥10 푑푒푡 푎푡푎푢103푡푎ℎ푢푛

Pertemuan 5

Tanggal 30 September 2014

REAKSI ENZIMATIS

Sel-sel tubuh makhluk hidup didalamnya melakukan proses

metabolism Proses metabolisme yang terjadi dalam sel-sel tubuh dapat

digolongkan menjadi dua yaitu katabolisme dan anabolisme Katabolisme

merupakan reaksi penguraian senyawa kompleks menjadi senyawa

sederhana dengan tujuan mendapatkan energi siap pakai dalam bentuk

Adenosine Triphosphate (ATP) Reaksi anabolisme merupakan reaksi

pembentukan senyawa organik dari senyawa anorganik Pada reaksi

anabolisme dibutuhkan ATP sebagai sumber energinya Adapun reaksi

katabolisme atau reaksi anabolisme yang terjadi didalam tubuh keduanya

membutuhkan enzim sebagai biokatalisator

Setiap reaksi penguraian (katabolisme) merupakan reaksi eksoterm

sedangkan setiap reaksi pembentukan (anabolisme) merupakan reaksi

endoterm Dalam tubuh sel-sel memerlukan energi aktivasi Makhluk hidup

mengganti energy aktivasi dengan suatu struktur protein yang dikenal

dengan sebutan enzim

25

Ea reaksi dengan enzim lt Ea reaksi tanpa enzim

(Ea reaksi dengan ezim berlangsung lebih cepat)

RUMUS

minusdsdt =

dPdt = Velocity =

Vmax SKm + S

E + S harr ES + P + E

V = K2 [E]0 [S]0

[S]0 + Km

Keterangan

Km Konstanta

Michaelis

K2 Daya enzim mentansformasi suatu substrat membentuk

produk

(Jumlah molekul yang dikonversikan menjadi produk dalam

suatu waktu permolekul enzim)

Bila [S]0 berlebihan laju reaksi maksimal

Maka K2 [E]0 = Vmax

V = Vmax [S]0

[S]0 + Km

(Persamaan Lineweaver-Burk)

Keterangan V = kecepatan reaksi (laju reaksi) Km = konstanta Michaelis-Menten Vmax = kecepatan reaksi maksimal [S] = konsentrasi substrat

26

Faktor ndash faktor yang mempengaruhi

kerja enzim

Dalam aktivitasnya enzim sangat

dipengaruhi oleh factor lingkungan seperti

suhu pH konsentasi enzim konsentrasi

substrat dan inhibitor

a Suhu

Suhu merupakan factor ligkungan yang penting bagi kerja enzim sampai

pada titik tertentu kecepatan reaksi akan meningkat seiring dengan

meningkatnya suhu Pada akhirnya kecepatan reaksi akan menurun drastis

pada suhu tersebut melewati suhu optimumnya Pada suhu yang lebih tinggi

(ekstrim) protein penyusun enzim akan mengalami denaturasi Enzim pada

mamalia (manusia) bekerja pada suhu 37degC Bakteri yang hidup di sumber air

panas mempunyai enzim dengan suhu optimal 70degC

b pH

Enzim bekerja pada pH tertentu umumnya enzim mmembutuhkan pH

optimum netral (pH=7) Enzim yang berada dalam lambung memiliki pH

optimum asam (pH=2) Peningkatan atau penurunan pH yang ekstrim akan

menyebabkan enzim mengalami denaturasi

c Konsentasi enzim

Pada konsentrasi substrat tertentu konsentrasi enzim akan meningkatkan

kecepatan reaksi enzimatis Dengan kata lain kecepatan reaksi enzimatis (V)

berbanding lurus dengan konsentrasi enzim (E) sampai batas tertentu

sehingga reaksi mengalami kesetimbangan Pada saat setimbang peningkatan

konsentrasi enzim sudah tidak berpengaruh

1푣 푣푠

1[푆]0

27

d Konsentrasi substrat

Pada konsentrasi enzim yang tetap peningkatan konsentrasi substrat akan

menaikkan kecepatan reaksi enzimatis

sampai mencapai kecepatan maksimum

yang tetap Pada titik maksimum semua

enzim telah jenuh dengan substrat

sehingga penambahan substrat sudah tidak

akan meningkatkan kecepatan reaksi

enzimatis

Transformasi Lineweaver-Burk

1V = KmVmax 1S + 1Vmax

y = m x = t

1V

y ndash intercept = 1Vmax

x ndash intercept = -1Km1 [S]

e Inhibisi enzim

1 Inhibisi Kompetitif

Penghambatan aktivitas enzim melalui mekanisme inhibisi

kompetitif terjadi ketika substrat (S) dan inhibitor (I) bersaing untuk dapat

mengikat sisi aktif enzim Hal ini disebabkan karena bentuk inhibitor

menyerupai substrat Kompleks EI yang terbentuk tidak dapat menjalani

28

langkah katalitik dan tidak dapat membentuk produk Akibatnya terjadi

penurunan jumlah produk yang terbentuk

Berikut adalah pendekatan keadaan tunak dalam penentuan hukum

laju inhibisi kompetitif enzim

K1 = [E][I] helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (1)

[EI]

[E][S] = k-1 + k2 = KM (2)

[ES] k1

[Etot] = [E] + [ES] +[EI]helliphelliphellip (3)

[Etot] = [E] + [ES] + [E][I]

K1

[Etot] = [E] 1 + [I] + [ES]

K1

maka

[퐸] = [ ] [ ]

helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (4)

Berdasarkan teori Michaelis-Mentein kecepatan awal ditentukan oleh

kecepatan penguraian [ES] yang ketetapan kecepatan reaksinya adalah k2

sehingga

V =k2 [ES] helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip(8)

substitusi persamaan (7) ke dalam persamaan (8)

V = k2 [Etot] [S]

[S] + KrsquoM (9)

29

Vmax didefinisikan sebagai kecepatan pada saat semua E yang tersedia

terdapat sebagai ES

Vmax = k2 [Etot] helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip(10)

Sehingga diperoleh

V = kcat [Etot] [S] helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (11)

KM 1 + [I] + [S]

K1

Transformasi persamaan Michaelis-Mesntein (persamaan Lineweaver-

Burk) yaitu dari persamaan (11)

V = Vmax [S]

[S] + KrsquoM

Maka

1 = [S] + KMrsquo

V Vmax [S]

1 = KMrsquo + [S]

V Vmax [S] Vmax [S]

1 = KMrsquo 1 + [S]

V Vmax [S] Vmax

2 Inhibisi Uncompetitive

Inhibisi uncompetitive enzim terjadi apabila inhibitor (I) mengikat

salah satu sisi dari kompleks enzim dan substrat (ES) Kompleks ESI yang

terbentuk tidak dapat membentuk produk (P)

Berikut adalah pendekatan keadaan tunak dalam penentuan hukum

laju inhibisi kompetitif enzim

30

KI = [ES] [I] helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (1)

ESI

[E] [S] = k-1 + k2 = KM helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (2)

[ES] k1

[Etot] = [E] + [S] + [ES] helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (3)

Berdasarkan teori Michaelis-Mentein kecepatan awal ditentukan oleh

kecepatan penguraian [ES] yang tetapan kecepatan reaksinya adalah k2

sehingga

V = k2 [ES] helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (7)

Substitusi persamaan (6) ke persamaan (7)

V = k2 [Etot] [S]

[S] 1 + [I] KM helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (8)

KI

Vmax didefinisikan sebagai kecepatan pada saat semua E yang

tersedia terdapat sebagai ES

Vmax = k2 [Etot] helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (9)

Substitusi persamaan (9) ke persamaan (8)

V = Vmax [S]

[S] 1 + [I] + KM

KI

3 Inhibisi Non Kompetitif

Penghambatan non kompetitif terjadi apabila inhibitor (I) mengikat

sisi aktif pada enzim (E) maupun pada kompleks enzim dan subtrat (ES)

EI + S ESI

31

Berikut adalah pendekatan keadaan tunak dalam penentuan

hukum laju inhibisi kompetitif enzim

KI = [E] [I] = [ES] [I]

[EI] [ES] helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (1)

[E] [S] = k-1 + k2 = KM

[ES] k1 helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (2)

[Etot] = [E] + [ES] + [EI] + [ESI]helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (3)

Vmax didefinisikan sebagai kecepatan pada saat semua E yang

tersedia terdapat sebagai ES

Vmax = k2 [Etot] helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (4)

Parameter kinetika dalam mekanisme inhibisi enzim (kompetitif

uncompetitive non kompetitif) antara lain Vmax KM dan kcat

1 Vmax adalah laju reaksi maksimum yang dikatalisis enzim

2 KM menyatakan konsentrasi substrat yang diperlukan agar reaksi

katalisis efektif

kcat adalah tetapan laju pada tahap penentu laju yang menyatakan

jumlah substrat yang dapat diubah per detik

Contoh reaksi berikut

Fumarase

Furmarate + H2O mdashmdashmdashrarr L-Malate

1 Hitung laju perubahan fumarate menjadi L-Malate bila diketahui

Konsentrasi fumarate = 124 x 10-4 molL

Konsentrasi enzim fumarase = 105 x 10-6 molL

Konstata Michaelis = 185 x 10-6 molL

Dan bilangan turnover enzim fumarase = 175 x 103 det-1

32

Diketahui [S]0 = 124 x 10-4 molL

[E]0 = 105 x 10-6 molL

Km = 185 x 10-6 molL

K2 = 175 x 103 det-1

Ditanya V hellip

Jawab

V = Vmax [S]0

[S]0 + Km

V = K2 [E]0 [S]0

[S]0 + Km

V = [175 x 103 det-1] [105 x 10-6 molL] [124 x 10-4 molL]

[124 x 10-4 molL] + [185 x 10-6 molL]

V = 22785 X 10-7 molLdet

12585 x 10-4

V = 181 X 10-3 molLdet

2 Laju awal dekomposisi H2O2 yang dikatalisis dengan enzim

katalase adalah 138 x 10-2 267 x 10-2 an 60 x 10-2 Mdet

berturut-turut untuk konsentrasi awal H2O2 = 001 002 005 M

Konsentrasi enzim katalase = 40 x 10-8 M

Hitung Vmax konstanta Michaelis

Dan bilangan turnover enzim

Diketahui V1 = 138 X 10-2

V2 = 267 x 10-2

33

V3 = 60 X 10-2

[H2O2] = 001 002 005 M

[Ekatalase] = 40 x 10-2 M

Ditanya Vmax Km dan K2 hellip

Jawab

X (1[H2O2] Y (1V)

100 7246

50 3745

20 1667

y = 0697x + 25691

Intercept = 26591

Slope = 06977

R2 = 09999 rarr R2 = 1

a 1 = 25691 (intercept)

Vmax

Vmax = 1

25691

= 0389 molLdet

b Km = 06977 (slope)

Vmax

Km = 06977

0389

Km = 0272 molL

34

c Vmax = k2 [E]0

0389 = k2 40 x 10-8 M

k2 = 0389

40 x 10-8

= 0097 x 108

3 Laju pertumbuhan bakteri Lactobacillus acidephilus (dalam suatu

media) selama fase pertumbuhan exponensial menunjukan 924 x

10-3menit Hitung waktu generasi (tg) bakteri tersebut tg waktu

yang diperlukan mikroorganisme untuk melipat gandakan

populasinya yakni menjadi

Jawab

ln = Nt = λt ln = 2N0 = λtg

N0 N0

tg = ln2 tg = 0693

λ 924 x 10-3

tg = 0075 x 103

tg = 75 menit

35

Pertemuan 6

Tanggal 7 Oktober 2014

TEGANGAN PERMUKAAN

Molekul di permukaan mengalami gaya

resultan ke arah dalam media Molekul di

dalam media tidak mengalami gaya resultan

Molekul-molekul cairan memberikan

gaya tarik satu dengan lainnya terdapat gaya

total yang besarnya nol pada molekul di dalam volume cairan tetapi molekul

permukaan ditarik ke dalam volume Sehingga cairan cenderung memperkecil

luas permukaannya hanya dengan meregang lapisan (Fisika Universitas Jl 110

hal 431)

Tegangan permukaan (ᵞ)

- Molekul di bagian dalam media yang bergeak ke permukaan

media membutuhkan kerja untuk mengalami gaya tarik menarik

ke bawah

- Makin banyak jumlah molekul di permukaan media suatu

cairan makin luas permukaan media tersebut

36

- Tetapi dengan adanya gaya resultan ke arah dalam yang dialami

oleh molekul-molekul dipermukaan maka sifat cairan

cenderung untuk meminimumkan luas permukaan

Fenomena alam yang berkaitan dengan sifat kecenderuungan cairan

menimbulkan permukaanya antara lain

- Embun air di atas air

- Air dihinggapi nyamuk

Permukaan zat cair mempunyai sifat ingin meregang sehingga

permukaannya seolah- olah ditutupi oleh suatu lapisan yang elastis Hal ini

disebabkan adanya gaya tarik menarik antara partikel sejenis di dalam zat

cair sampai ke permukaan

Di dalam cairan tiap molekul ditarik oleh molekul lain yang sejenis di

dekatnya dengan gaya yang sama kesegala arah Pada permukaan cairan

tiap molekul ditarik oleh molekul sejenis didekatnya dengan arah hanya

kesamping dan kebawah tetapi tidak ditarik oleh molekul diatasnya karena

diatas permukaan cairan berupa fase uap ( udara ) dengan jarak antara

molekul sangat renggang

Adanya gaya atau tarikan ke bawah menyebabkan permukaan cairan

berkontraksi dan berada dalam keadaan tegang Tegangan ini disebut

dengan tegangan permukaan

Besarnya tegangan permukaan cairan bergantung pada gaya tarik

antara molekul- molekulnya Ketika gaya tarik besar seperti dengan H2O

tegangan permukaan besar Sebaliknya cairan seperti bensin yang tersusun

atas molekul- molekul non polar mempunyai tegangan permukaan yang

kecil karena tarikan antarmolekul lebih lemah

Zat yang tegangan permukaannya rendah sangat mudah membasahi

permukaan bagaimanapun keadaan permukaannya Pelarut hidrokarbon

misalnya nafta atau bensin menyebar pada kaca maupun permukaan

berminyak dengan mudahnya sebab tarikan sesama molekul hidrokarbon

sangat lemah Hampir tidak ada usaha untuk memperluas permukaan cairan

akibatnya mereka mudah menyebar pada permukaan apapun (Brady 1994)

37

Tegangan permukaan (ᵞ)

Banyaknya kerja yang diperlukan untuk memperluas

permukaan suatu cairan Satuannya dalam SI adalah newton per meter

(NM) tetapi satuan cgs dyene per centimeter lebih sering digunakan

1 dynecm = 10-3 Nm = 1 mNm

(Fisika Universitas Jl 110 hal 432)

Tegangan permukaan

- Antara cairan dengan gas atau udara tegangan permukaan

- Antara cairan dengan cairan tegangan antar muka

Contoh nilai ᵞ beberapa cairan pada 20degC

Cairan Cairan-udara (dynecm) Cairan-air (dynecm)

Hg 485 375

H2O 7275 -

C6H6 2888 350

CCl4 2680 451

Aceton 2394 -

Etanol 2249 -

Isopropanol 2192 -

Sukrosa (aquos ) 7645 -

Faktor- Faktor Yang Mempengaruhi Tegangan Permukaan

a Jenis cairan

Pada umumnya cairan yang memiliki gaya tarik antara molekulnya

besar seperti air maka tegangan permukaannya juga besar Sebaliknya pada

cairan seperti bensin karena gaya tarik antara molekulnya kecil maka

tegangan permukaannya juga kecil

38

b Suhu

Tegangan permukaan cairan turun bila suhu naik karena dengan

bertambahnya suhu molekul- molekul cairan bergerak lebih cepat dan

pengaruh interaksi antara molekul berkurang sehingga tegangan

permukaannya menurun

c Adanya zat terlarut

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 detergen dan alkohol

adalah efektif dalam menurunkan tegangan permukaan ( Yazid 2005)

Metode pengukuran tegangan permukaan

- Metode kapiler

- Metode cincin Du Nouy

- Metode Lempengan Wilhelmi

- Metode Tekanan Gelembung maksimum

- Dll

a Metode Kapiler

- Yang digunakan yang luas permukaannya naik

- Permukaan air dalam pipa kapiler terus naik hingga tercapai

keseimbangan dengan gaya gravitasi

Metode ini didasarkan pada kenyataan bahwa bila sebatang pipa

kapiler dimasukan kedalam cairan maka permukaan cairan dalam pipa

kapiler dapat mengalami kenaikan atau penurunan Apabila cairan

membasahi bejana ( θ lt 90 ) maka permukaan cairan akan naik

Sedangkan bila cairan tidak membasahi bejana ( θ gt 90 ) permukaan

cairan akan turun Peristiwa naik turunnya permukaan cairan dalam

kapiler ini disebut dengan kapilaritas

39

Kenaikan atau penurunan cairan dalam kapiler disebabkan oleh

adanya tegangan permukaan yang bekerja pada permukaan cairan yang

menyentuh dinding sepanjang keliling pipa Akibat tegangan permukaan ini

pipa akan memberikan gaya reaksi pada permukaan cairan yang besarnya

sama tapi arahnya berlawanan ( Yazid 2005 )

Catatan

- Jika permukaan atas larutan cembung sudut kontak besar - Jika permukaan atas larutan cekung sudut kontak kecil

Tegangan permukaan diukur dengan melihat ketinggian air cairan yang naik melalui suatu kapiler Metode kenaikan kapiler hanya dapat digunakan untuk mengukur tegangan permukaan tidak bisa untuk mengukur tegangan permukaan tidak bias untuk mengukur tegangan antar muka

Persamaan

퐹푢푝 = 훾(2휋푟) cos휃

퐹푑표푤푛 = 휌푔(ℎ휋푟 )

퐹푢푝 = 퐹푑표푤푛 훾 = Keterangan

- 휌 = bobot jenis cairan gml - 푔 = 980 cms - 푟 = jari-jari pipa kapiler - ℎ = tinggi miniskus cairan untuk kapiler - 휃 = sudut kontak ( untuk air dan kebanyakan cairan sangat kecil yakni

mendekati 1 )

Untuk cairan dengan sudut kontak sangat kecil

훾 = atau ℎ =

Sedangkan untuk cairan yang tidak membasahi bejana seperti raksa θ = 140 sehingga cos θ = - 0766 ( berharga negatip) Akibatnya h memiliki harga negatip yang berarti cairan mengalami penurunan atau ditekan dalam kapiler

40

b Metode Cincin Du Nouy

Metode cincin du nouy merupakan metode yang paling baik digunakan karena lebih akurat dan cepat dalam pengukuran tegangan permukaan deterjen serum suspensi koloid dan lain- lain

Berdasarkan pengukuran gaya yang diperlukan untuk melepaskan cincin dari permukaan cairan Metode ini digunakan untuk mengukur tegangan antar muka cairan

Persamaan

훾 = 퐹

4휋푅 퐶

Keterangan - F = gaya yang diperlukan untuk melepaskan cincin dari

permukaan - R = jari-jari lingkar cincin - C = Faktor koreksi

Faktor Koreksi

(퐶 minus 푎) = 4푏휋 푥

1푅 푥

퐹4휋휌푅 + 푐

Keterangan

- a = 07250 (konstan) - b = 009075 m-1 s2 (konstan) - c = 004534 ndash 1695 rR (konstan) - r = jari-jari kawat yang digunakan untuk membuat cincin - R = jari-jari rata-rata lingkaran - 휌 = masa jenis cairan sempel

Ketika mengukur tegangan permuakaan cairan- cairan harus diperhatikan bahwa cairan yang ada dibawah benar- benar membasahi cincin (Bird 1987)

c Metode Lempengan Wilhelmi

Metode ini didasarkan pada gaya yang diperlukan untuk menarik pelat tipis dari permukaan cairan Pelat digantung pada salah satu lengan neraca dan dimasukkan kedalam cairan yang akan diselidiki Besarnya gaya tarik pada neraca yang digunakan untuk melepas pelat dari permukaan cairan dicatat

Persamaan

푃 = 푚푔 + 퐿훾 cos휃 minus 푠ℎ휌푔

41

Keterangan

- P = gaya yang dipergunakan untuk melepaskan lempengan dari permkaan cincin

- m = berat lempengan - 푔 = gaya gravitasi - 푠 = luas penampang lempengan - ℎ = kedalaman lempeng yang dicelupkan - 퐿 = keliling lempengan - 휌 = bobot jenis cairan

Dalam metode ini diandaikan sudut kontak θ = 00 dan pengaruh

dari ujung- ujung lempeng dapat diabaikan ( Yazid 2005 ) Pada metode ini digunakan lempengan mika tipis atau kaca slide

mikrosip yang digantung pada neraca Pengukuran dapat dilakukan dengan cara statistik ataupun dengan detasment yang secara akurat diberikan pada persamaan ideal

Jika pengukurannya dilakukan dengan metode detasmen prosedurnya hampir sama dengan metode cincin Du Nouy tetapi faktor koreksi hanya 01 ( Adamson 1990)

d Metode Tekanan Gelembung Maksimum Tegangan permukaan menyebabkan adanya perbedaan tekanan

pada kedua sisi permukaan cairan yang lengkung Tekanan pada sisi yang cembung Ketika pertama kali tekanan dikenakan jari- jari gelembung sangat besar Sementara gelembung itu mengembang jari- jarinya akan semakin kecil sampai nilai minimum

Pada keadaan ini jari- jari gelembung sama dengan jari- jari tabung gelas Bila tekanan terus dinaikkan jari- jari gelembung akan membesar kembali sampai akhirnya gelembung ini lepas dari tabung gelas dan naik ke permukaan cairan jelas bahwa tekanan maksimum diperoleh pada saat jari- jari minimum

Tekanan maksimum ini bukan hanya disebabkan perbedaan tekanan pada kedua sisi gelembung tetapi juga disebabkan oleh adanya tekanan hidrostatik ( yang bergantung pada ketinggian tabung gelas dalam cairan )

Persamaan

훾 = ∆휌푔푑푒 1퐻

Keterangan

o ∆휌 = perbedaan bobot jenis o 푑푒 = diameter maksimum tetesan

42

o = faktor koreksi yang ditentukan oleh rasio 푑푠 푑푒

Metode tekanan gelembung maksimum memiliki keakuratan di bawah 10 yang mana tidak tergantung pada jarak kontak dan hanya merupakan sebuah pengetahuan dasar dari densitas suatu cairan ( Jika menggunakan pipa ganda ) dan pengukurannya juga relatif cepat Rata- rata sebuah gelembung harganya sekitar 1 sek (Adamson 1990)

Pertemuan 7

Tanggal 14 Oktober 2014

TEGANGAN ANTAR MUKA

Tegangan permukaan merupakan gaya persatuan panjang yang

harus dikerjakan sejajar permukaan untuk mengimbangi gaya tarikan

kedalam pada cairan Hal tersebut terjadi karena pada permukaan gaya

adhesi (antara cairan dan udara) lebih kecil dari pada gaya kohesi antar

molekul cairan sehingga menyebabkan terjadinya gaya kedalam pada

permukaan cairan

Tegangan antar muka adalah gaya per satuan panjang yang terdapat

pada antar muka dua fase cairan yang tidak dapat tercampur Tegangan antar

muka selalu lebih kecil dari pada tegangan permukaan kerena gaya adhesi

antara dua cairan tidak bercampur lebih besar dari pada adhesi antara cairan

dan udara

Cairan-cairan (immisible)

L ƔL ƔL Tegangan permukaan L

ƔS Tegangan permukaan S

ƔSL ƔSL Tegangan antarmuka SL

S ƔS

43

Missible dua zat yang bercampurlarut dengan sempurna berapapun

konsentrasijumlahnya

Immisible dua zat (cairan dengan cairan) yang sama sekali tidak

dapat bercampurlarut

Pada dasarnya tegangan permukaan suatu zat cair

dipengaruhi oleh beberapa faktor diantaranya suhu dan zat terlarut

Dimana keberadaan zat terlarut dalamsuatu cairan akan

mempengaruhi besarnya tegangan permukaan terutama molekul zat

yang berada pada permukaan cairan berbentuk lapisan monomolekuler

yang disebut dengan molekul surfaktan Kemudian suhu juga sangat

mempengaruhi tegangan permukaan suatu cairan dimana ketika suhu

naik maka tegangan permukaan cairan akan turun

Suhu uarr = Tegangan permukaan darr ldquoberbanding terbalikrdquo

Fenomena Permukaan dan Fenomena Antar muka

Permukaan Fenomena

Cairan ndash Udara Tegangan Permukaan

Padat ndash Udara Adsorbsi

Antar Muka Fenomena

Cairan ndash Cairan

(immisible)

Tegangan Antar Muka

Padat ndash Cair Pembasah (Wetting)

Tegangan Antar Muka Cairan ndash Cairan (immisible)

1) Gaya persatuan panjang yang bekerja pada antar muka dua cairan

yang immisible

Satuan dynecm-1

44

2) Kerja yang diperlukan untuk memisahkan 2 permukaan cairan

immisible

Satuan ergcm-2

Manfaat fenomena antar muka dalam farmasi

1 Formulasi sediaan serbuk yang hidrofob

2 Menentukan jenis surfaktan untuk membuat emulsi

3 Meningkatkan stabilitas suspensi dan emulsi

4 Mengatasi sediaan obat yang berbusa

5 Adsorbsi obat pada saluran pencernaan

Soal

1 Hitung Ɣ fenol bila diketahui tinggi kenaikan permukaan fenol dalam

pipa kapiler (r = 007 cm) adalah 093 cm pada suhu 37˚C Bila

diketahui bobot jenis fenol 113 gcm-1 dan konstanta gravitasi = 9807

cm det-2

Diketahui

a) r = 007 cm

b) ρ = 113 gcm-1

c) g = 9807 cm det-2

d) h = 093 cm

Ditanya Ɣfenol

Jawab

Ɣfenol = frac12 (rρgh)

= frac12 (007 x 113 x 9807 x 093)

= 3607 dynecm-1

45

Gaya Kohesi dan Adhesi

Terdapat dua macam gaya tarik menarik antar partikel yaitu kohesi

dan adhesi Kohesi adalah gaya tarik menarik antara partikel yang sejenis

Kohesi dipengaruhi oleh kerapatan dan jarak antar partikel dalam zat gaya

kohesi mengakibatkan dua zat bila dicampurkan tidak akan saling

bercampur Contoh tidak bercampurnya air dengan minyak tidak

melekatnya air raksa pada dinding pipa kapiler dan air pada daun talas

Adhesi adalah gaya tarik menarik antara partikel-partikel yang

tidak sejenis Gaya adhesi akan mengakibatkan dua zat akan saling melekat

bila dicampurkan Contoh bercampurnya air dengan tehkopi melekatnya

air pada dinding pipa kapiler dan melekatnya tinta pada kertas

Adanya gaya tarik menarik antara partikel zat cair menyebabkan

adanya tegangan permukaan dimana permukaan zat cair cenderung

menegang dan seolah terdapat selaput atau lapisan yang tegang sehingga

dapat menahan benda Selain adanya peristiwa tegangan permukaan akibat

adanya gaya tarik menarik antara partikel juga menyebabkan terjadinya

peristiwa meniskus cembung dan meniskus cekung

Meniskus Cembung dan Meniskus Cekung

Meniskus adalah peristiwa mencekung atau mencembungnya

permukaan zat cair Berdasarkan bentuk permukaan zat cair meniskus

dibedakan menjadi dua yaitu meniskus cembung dan meniskus cekung

Meniskus cembung terjadi jika gaya kohesi lebih besar dari pada gaya

adhesi Sedangkan meniskus cekung terjadi jika adhesi lebih besar dari pada

kohesi

46

Jika Wc lt Wa

Sudut Cos Ɵ Kecil

Permukaan cairan dalam kapiler cekung dan naik

Jika Wc gt Wa

Sudut Cos Ɵ Besar

Permukaan cairan dalam kapiler turun dan berbentuk cembung

Ɣ Rasio imbangan antara gaya Kohesi dan Adhesi

Cairan-Cairan (immisible)

Mempengaruhi koefisien sebaran (S)

Jika kerja kohesi lebih besar dari kerja adhesi maka nilai

koefisien sebarannya kecilrendah

Contoh

Asam stearat jika dilarutkan dengan air maka koefisien sebarannya

rendah karena gugus nonpolar pada asam stearat lebih panjang dari

gugus polarnya (gugus polar jadi titak berpengaruh)

47

Jika kerja kohesi lebih rendah dari kerja adhesi maka nilai koefisien

sebarannya tinggi Spreading

Contoh

Propanol jika dilarutkan dengan air maka koefisien sebarannya tinggi

karena mempunyai gugus ndashOH yang dapat berikatan hidrogen dengan

air dan bersifat polar

Tegangan permukaan dipengaruhi oleh

Rasio

Polar

Nonpolar

Si = Wa ndash Wc

Wc = 2 Ɣx

Wa = (Ɣx + Ɣair - Ɣx-air)

Si Bila nilai Si positif maka sebaranspreading terjadi

Bila nilai Si 0 tetap ada peluang sebaran

Bila nilai Si negatif tidak terjadi sebaran

Soal

Diketahui Ɣbenzen = 289 dynecm-1 Ɣair = 728 dynecm-1 dan Ɣbenzen-air =

35 dynecm-1 Hitung nilai kerja kohesi benzen kerja adhesi benzen-air

dan koefisien penyebaran awal benzen

Diketahui

a) Ɣbenzen = 289 dynecm-1

b) Ɣair = 728 dynecm-1

c) Ɣbenzen-air = 35 dynecm-1

48

Ditanya

a) Wc

b) Wa

c) Si

Jawab

Wc = 2 Ɣbenzen

= 2 x 289

= 578 dynecm-1

Wa = (Ɣbenzen + Ɣair ndash Ɣbenzen-air)

= (289 + 728 ndash 35)

= 667 dynecm-1

Si = Wa ndash Wc

= 667 ndash 578

= 89 dynecm-1

Benzen dapat tersebar dalam air karena nilai Si positif (+)

49

DAFTAR PUSTAKA

1 Tayangan Dosen

2 UraianPenjelasan Dosen pada saat Perkuliaha

3 Text Book

- Yazid Estein dan Nursanti Lisda 2006 Penuntun Praktikum Biokimia

Yogyakarta ANDI

- Santoso Begot 2007 BIOLOGI Jakarta Interplus Ridho_Brilliantoro

Tugas_Enzimologi

- Eistein Yazid 2005 Kimia Fisika Untuk Paramedis Yogyakarta Penerbit

Andi

- Adamson A W (1990) Physical Chemistry of Surfaces 5 th Ed New

York Willey

- Hugh DYoung Roger A Freedman 2002 Fisika Universitas Ed10 Alih

bahasa Juliastuti Endangdkk Jakarta Erlangga

- Kamajaya(2007)Cerdas Belajar FisikaBandungGrafindo Media Pratama

- IndrajitDudi(2007)Mudah dan Aktif Belajar FisikaBandungPT Setia

Purna Inves

4 Internet

- httprepositoryusuacidbitstream123456789395874Chapter20IIpdf

- httpstaffuiacidsystemfilesusersjoshitadjajadisastramaterialkestabil

anobatkuliahs2pdf

- httpstaffunyacidsitesdefaultfilespendidikanPurwanti20Widhy2

0Hastuti20SPd20MPdLaju20Reaksi20(2)pdf

- fileCUsersElrio20PutraDownloadsChapter20820Kinetika20

Kimiapdf

- httpusupressusuacidfilesKinetika20Kimia20Reaksi20Element

er_Normal_bab201pdf

- httpffarmasiuadacidwp-contentuploads201301orde-reaksi-waktu-

paruhpdfhttpnissanisso-fkp11webunairacidartikel_detail-49831-

Umum-sifat20kerja20obathtml

- httpmipa-farmasiblogspotcom201202tegangan-permukaan-tegangan-

antar-mukahtmlm=1

50

Page 21: Farfis2 before mid.pdf

21

Persamaan Regresi

K = A e ndash

ln K = ln A + ( ln e ndashEaRT )

ln K = ln A + ( )

ln K = ln A ndash

y = A + BX

)Catatan

Intersept = ln A

Slope =

Didapatkan Ea dari regresi linear

Slope =

Ln K

1T

Persamaan Arrhenius untuk dua suhu ( bila salah satu suhu diketahui )

Ln = ( - ) atau ln K ( T2 ) = ln (T1 ) + ( minus)

Kurva persamaan Arrhenius untuk dua suhu

22

Contoh soal

1 Hasil percobaan dekomposisi suatu sediaan 5-hidroksimetilfurfural

memperlihatkan kinetika obat order ke satu dengan data konstanta

laju dekomposisinya seperti berikut ini yaitu pada suhu

120 o C = 3258 x 10-4 det-1

130oC = 838 x 10-4 det-1

140oC = 1350 x10-4 det-1

Hitunglah

a Ea

b K (25)

c T ( 90 25 )

Jawab

Diketahui R = 8314 JK-1mol-1

a 1ln k ( T2 ) = ln k ( T1 ) - ( minus )

ln 838x10-4 = ln 3258x10-4 ndash

( minus )

= minus

(000254minus 000248)

= minus

(000006)

17998 = minus

x 610-5

minus퐸푎 =

minus퐸푎 = 249 x 105 gmol

= 249 KJmol

b Didapat persamaan dari Excel

y = - 11850 x + 22148

23

ln k = - 11850 ( ) + 22148

ln k = - 39765 + 22148

ln k = - 17617

k = 22 x 10-8

c t90 =

=

= 2102102 detik ~ 24 hari

Bila dihitung dengan kalkulator maka

t90 =

=

= 4772727 detik ~ 55 hari

2 konstanta laju dekomposisi sulfacetamid dalam sediaan larutan ( pH =

74 ) pada suhu 80oC = 325 x 10-7det-1 dengan Ea = 9581 KJmol-1

Diketahui R = 8314 JK-1 mol-1 Hitung K dan t90 sediaan sulfacetamid

tsb pada suhu 250C

Jawab

ln K2 = ln K1 - minus

= ln 325x10-7 -

( minus )

= - 1493 1152 (283푥10 minus 335푥10 )

= - 1493 + 1152(minus052푥10 )

= - 1493 - 59904푥10

= - 1493 - 0006177

ln K 2 = - 14936977

K = 326푥10 푑푒푡

24

t90 =

=

= 322푥10 푑푒푡 푎푡푎푢103푡푎ℎ푢푛

Pertemuan 5

Tanggal 30 September 2014

REAKSI ENZIMATIS

Sel-sel tubuh makhluk hidup didalamnya melakukan proses

metabolism Proses metabolisme yang terjadi dalam sel-sel tubuh dapat

digolongkan menjadi dua yaitu katabolisme dan anabolisme Katabolisme

merupakan reaksi penguraian senyawa kompleks menjadi senyawa

sederhana dengan tujuan mendapatkan energi siap pakai dalam bentuk

Adenosine Triphosphate (ATP) Reaksi anabolisme merupakan reaksi

pembentukan senyawa organik dari senyawa anorganik Pada reaksi

anabolisme dibutuhkan ATP sebagai sumber energinya Adapun reaksi

katabolisme atau reaksi anabolisme yang terjadi didalam tubuh keduanya

membutuhkan enzim sebagai biokatalisator

Setiap reaksi penguraian (katabolisme) merupakan reaksi eksoterm

sedangkan setiap reaksi pembentukan (anabolisme) merupakan reaksi

endoterm Dalam tubuh sel-sel memerlukan energi aktivasi Makhluk hidup

mengganti energy aktivasi dengan suatu struktur protein yang dikenal

dengan sebutan enzim

25

Ea reaksi dengan enzim lt Ea reaksi tanpa enzim

(Ea reaksi dengan ezim berlangsung lebih cepat)

RUMUS

minusdsdt =

dPdt = Velocity =

Vmax SKm + S

E + S harr ES + P + E

V = K2 [E]0 [S]0

[S]0 + Km

Keterangan

Km Konstanta

Michaelis

K2 Daya enzim mentansformasi suatu substrat membentuk

produk

(Jumlah molekul yang dikonversikan menjadi produk dalam

suatu waktu permolekul enzim)

Bila [S]0 berlebihan laju reaksi maksimal

Maka K2 [E]0 = Vmax

V = Vmax [S]0

[S]0 + Km

(Persamaan Lineweaver-Burk)

Keterangan V = kecepatan reaksi (laju reaksi) Km = konstanta Michaelis-Menten Vmax = kecepatan reaksi maksimal [S] = konsentrasi substrat

26

Faktor ndash faktor yang mempengaruhi

kerja enzim

Dalam aktivitasnya enzim sangat

dipengaruhi oleh factor lingkungan seperti

suhu pH konsentasi enzim konsentrasi

substrat dan inhibitor

a Suhu

Suhu merupakan factor ligkungan yang penting bagi kerja enzim sampai

pada titik tertentu kecepatan reaksi akan meningkat seiring dengan

meningkatnya suhu Pada akhirnya kecepatan reaksi akan menurun drastis

pada suhu tersebut melewati suhu optimumnya Pada suhu yang lebih tinggi

(ekstrim) protein penyusun enzim akan mengalami denaturasi Enzim pada

mamalia (manusia) bekerja pada suhu 37degC Bakteri yang hidup di sumber air

panas mempunyai enzim dengan suhu optimal 70degC

b pH

Enzim bekerja pada pH tertentu umumnya enzim mmembutuhkan pH

optimum netral (pH=7) Enzim yang berada dalam lambung memiliki pH

optimum asam (pH=2) Peningkatan atau penurunan pH yang ekstrim akan

menyebabkan enzim mengalami denaturasi

c Konsentasi enzim

Pada konsentrasi substrat tertentu konsentrasi enzim akan meningkatkan

kecepatan reaksi enzimatis Dengan kata lain kecepatan reaksi enzimatis (V)

berbanding lurus dengan konsentrasi enzim (E) sampai batas tertentu

sehingga reaksi mengalami kesetimbangan Pada saat setimbang peningkatan

konsentrasi enzim sudah tidak berpengaruh

1푣 푣푠

1[푆]0

27

d Konsentrasi substrat

Pada konsentrasi enzim yang tetap peningkatan konsentrasi substrat akan

menaikkan kecepatan reaksi enzimatis

sampai mencapai kecepatan maksimum

yang tetap Pada titik maksimum semua

enzim telah jenuh dengan substrat

sehingga penambahan substrat sudah tidak

akan meningkatkan kecepatan reaksi

enzimatis

Transformasi Lineweaver-Burk

1V = KmVmax 1S + 1Vmax

y = m x = t

1V

y ndash intercept = 1Vmax

x ndash intercept = -1Km1 [S]

e Inhibisi enzim

1 Inhibisi Kompetitif

Penghambatan aktivitas enzim melalui mekanisme inhibisi

kompetitif terjadi ketika substrat (S) dan inhibitor (I) bersaing untuk dapat

mengikat sisi aktif enzim Hal ini disebabkan karena bentuk inhibitor

menyerupai substrat Kompleks EI yang terbentuk tidak dapat menjalani

28

langkah katalitik dan tidak dapat membentuk produk Akibatnya terjadi

penurunan jumlah produk yang terbentuk

Berikut adalah pendekatan keadaan tunak dalam penentuan hukum

laju inhibisi kompetitif enzim

K1 = [E][I] helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (1)

[EI]

[E][S] = k-1 + k2 = KM (2)

[ES] k1

[Etot] = [E] + [ES] +[EI]helliphelliphellip (3)

[Etot] = [E] + [ES] + [E][I]

K1

[Etot] = [E] 1 + [I] + [ES]

K1

maka

[퐸] = [ ] [ ]

helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (4)

Berdasarkan teori Michaelis-Mentein kecepatan awal ditentukan oleh

kecepatan penguraian [ES] yang ketetapan kecepatan reaksinya adalah k2

sehingga

V =k2 [ES] helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip(8)

substitusi persamaan (7) ke dalam persamaan (8)

V = k2 [Etot] [S]

[S] + KrsquoM (9)

29

Vmax didefinisikan sebagai kecepatan pada saat semua E yang tersedia

terdapat sebagai ES

Vmax = k2 [Etot] helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip(10)

Sehingga diperoleh

V = kcat [Etot] [S] helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (11)

KM 1 + [I] + [S]

K1

Transformasi persamaan Michaelis-Mesntein (persamaan Lineweaver-

Burk) yaitu dari persamaan (11)

V = Vmax [S]

[S] + KrsquoM

Maka

1 = [S] + KMrsquo

V Vmax [S]

1 = KMrsquo + [S]

V Vmax [S] Vmax [S]

1 = KMrsquo 1 + [S]

V Vmax [S] Vmax

2 Inhibisi Uncompetitive

Inhibisi uncompetitive enzim terjadi apabila inhibitor (I) mengikat

salah satu sisi dari kompleks enzim dan substrat (ES) Kompleks ESI yang

terbentuk tidak dapat membentuk produk (P)

Berikut adalah pendekatan keadaan tunak dalam penentuan hukum

laju inhibisi kompetitif enzim

30

KI = [ES] [I] helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (1)

ESI

[E] [S] = k-1 + k2 = KM helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (2)

[ES] k1

[Etot] = [E] + [S] + [ES] helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (3)

Berdasarkan teori Michaelis-Mentein kecepatan awal ditentukan oleh

kecepatan penguraian [ES] yang tetapan kecepatan reaksinya adalah k2

sehingga

V = k2 [ES] helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (7)

Substitusi persamaan (6) ke persamaan (7)

V = k2 [Etot] [S]

[S] 1 + [I] KM helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (8)

KI

Vmax didefinisikan sebagai kecepatan pada saat semua E yang

tersedia terdapat sebagai ES

Vmax = k2 [Etot] helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (9)

Substitusi persamaan (9) ke persamaan (8)

V = Vmax [S]

[S] 1 + [I] + KM

KI

3 Inhibisi Non Kompetitif

Penghambatan non kompetitif terjadi apabila inhibitor (I) mengikat

sisi aktif pada enzim (E) maupun pada kompleks enzim dan subtrat (ES)

EI + S ESI

31

Berikut adalah pendekatan keadaan tunak dalam penentuan

hukum laju inhibisi kompetitif enzim

KI = [E] [I] = [ES] [I]

[EI] [ES] helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (1)

[E] [S] = k-1 + k2 = KM

[ES] k1 helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (2)

[Etot] = [E] + [ES] + [EI] + [ESI]helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (3)

Vmax didefinisikan sebagai kecepatan pada saat semua E yang

tersedia terdapat sebagai ES

Vmax = k2 [Etot] helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (4)

Parameter kinetika dalam mekanisme inhibisi enzim (kompetitif

uncompetitive non kompetitif) antara lain Vmax KM dan kcat

1 Vmax adalah laju reaksi maksimum yang dikatalisis enzim

2 KM menyatakan konsentrasi substrat yang diperlukan agar reaksi

katalisis efektif

kcat adalah tetapan laju pada tahap penentu laju yang menyatakan

jumlah substrat yang dapat diubah per detik

Contoh reaksi berikut

Fumarase

Furmarate + H2O mdashmdashmdashrarr L-Malate

1 Hitung laju perubahan fumarate menjadi L-Malate bila diketahui

Konsentrasi fumarate = 124 x 10-4 molL

Konsentrasi enzim fumarase = 105 x 10-6 molL

Konstata Michaelis = 185 x 10-6 molL

Dan bilangan turnover enzim fumarase = 175 x 103 det-1

32

Diketahui [S]0 = 124 x 10-4 molL

[E]0 = 105 x 10-6 molL

Km = 185 x 10-6 molL

K2 = 175 x 103 det-1

Ditanya V hellip

Jawab

V = Vmax [S]0

[S]0 + Km

V = K2 [E]0 [S]0

[S]0 + Km

V = [175 x 103 det-1] [105 x 10-6 molL] [124 x 10-4 molL]

[124 x 10-4 molL] + [185 x 10-6 molL]

V = 22785 X 10-7 molLdet

12585 x 10-4

V = 181 X 10-3 molLdet

2 Laju awal dekomposisi H2O2 yang dikatalisis dengan enzim

katalase adalah 138 x 10-2 267 x 10-2 an 60 x 10-2 Mdet

berturut-turut untuk konsentrasi awal H2O2 = 001 002 005 M

Konsentrasi enzim katalase = 40 x 10-8 M

Hitung Vmax konstanta Michaelis

Dan bilangan turnover enzim

Diketahui V1 = 138 X 10-2

V2 = 267 x 10-2

33

V3 = 60 X 10-2

[H2O2] = 001 002 005 M

[Ekatalase] = 40 x 10-2 M

Ditanya Vmax Km dan K2 hellip

Jawab

X (1[H2O2] Y (1V)

100 7246

50 3745

20 1667

y = 0697x + 25691

Intercept = 26591

Slope = 06977

R2 = 09999 rarr R2 = 1

a 1 = 25691 (intercept)

Vmax

Vmax = 1

25691

= 0389 molLdet

b Km = 06977 (slope)

Vmax

Km = 06977

0389

Km = 0272 molL

34

c Vmax = k2 [E]0

0389 = k2 40 x 10-8 M

k2 = 0389

40 x 10-8

= 0097 x 108

3 Laju pertumbuhan bakteri Lactobacillus acidephilus (dalam suatu

media) selama fase pertumbuhan exponensial menunjukan 924 x

10-3menit Hitung waktu generasi (tg) bakteri tersebut tg waktu

yang diperlukan mikroorganisme untuk melipat gandakan

populasinya yakni menjadi

Jawab

ln = Nt = λt ln = 2N0 = λtg

N0 N0

tg = ln2 tg = 0693

λ 924 x 10-3

tg = 0075 x 103

tg = 75 menit

35

Pertemuan 6

Tanggal 7 Oktober 2014

TEGANGAN PERMUKAAN

Molekul di permukaan mengalami gaya

resultan ke arah dalam media Molekul di

dalam media tidak mengalami gaya resultan

Molekul-molekul cairan memberikan

gaya tarik satu dengan lainnya terdapat gaya

total yang besarnya nol pada molekul di dalam volume cairan tetapi molekul

permukaan ditarik ke dalam volume Sehingga cairan cenderung memperkecil

luas permukaannya hanya dengan meregang lapisan (Fisika Universitas Jl 110

hal 431)

Tegangan permukaan (ᵞ)

- Molekul di bagian dalam media yang bergeak ke permukaan

media membutuhkan kerja untuk mengalami gaya tarik menarik

ke bawah

- Makin banyak jumlah molekul di permukaan media suatu

cairan makin luas permukaan media tersebut

36

- Tetapi dengan adanya gaya resultan ke arah dalam yang dialami

oleh molekul-molekul dipermukaan maka sifat cairan

cenderung untuk meminimumkan luas permukaan

Fenomena alam yang berkaitan dengan sifat kecenderuungan cairan

menimbulkan permukaanya antara lain

- Embun air di atas air

- Air dihinggapi nyamuk

Permukaan zat cair mempunyai sifat ingin meregang sehingga

permukaannya seolah- olah ditutupi oleh suatu lapisan yang elastis Hal ini

disebabkan adanya gaya tarik menarik antara partikel sejenis di dalam zat

cair sampai ke permukaan

Di dalam cairan tiap molekul ditarik oleh molekul lain yang sejenis di

dekatnya dengan gaya yang sama kesegala arah Pada permukaan cairan

tiap molekul ditarik oleh molekul sejenis didekatnya dengan arah hanya

kesamping dan kebawah tetapi tidak ditarik oleh molekul diatasnya karena

diatas permukaan cairan berupa fase uap ( udara ) dengan jarak antara

molekul sangat renggang

Adanya gaya atau tarikan ke bawah menyebabkan permukaan cairan

berkontraksi dan berada dalam keadaan tegang Tegangan ini disebut

dengan tegangan permukaan

Besarnya tegangan permukaan cairan bergantung pada gaya tarik

antara molekul- molekulnya Ketika gaya tarik besar seperti dengan H2O

tegangan permukaan besar Sebaliknya cairan seperti bensin yang tersusun

atas molekul- molekul non polar mempunyai tegangan permukaan yang

kecil karena tarikan antarmolekul lebih lemah

Zat yang tegangan permukaannya rendah sangat mudah membasahi

permukaan bagaimanapun keadaan permukaannya Pelarut hidrokarbon

misalnya nafta atau bensin menyebar pada kaca maupun permukaan

berminyak dengan mudahnya sebab tarikan sesama molekul hidrokarbon

sangat lemah Hampir tidak ada usaha untuk memperluas permukaan cairan

akibatnya mereka mudah menyebar pada permukaan apapun (Brady 1994)

37

Tegangan permukaan (ᵞ)

Banyaknya kerja yang diperlukan untuk memperluas

permukaan suatu cairan Satuannya dalam SI adalah newton per meter

(NM) tetapi satuan cgs dyene per centimeter lebih sering digunakan

1 dynecm = 10-3 Nm = 1 mNm

(Fisika Universitas Jl 110 hal 432)

Tegangan permukaan

- Antara cairan dengan gas atau udara tegangan permukaan

- Antara cairan dengan cairan tegangan antar muka

Contoh nilai ᵞ beberapa cairan pada 20degC

Cairan Cairan-udara (dynecm) Cairan-air (dynecm)

Hg 485 375

H2O 7275 -

C6H6 2888 350

CCl4 2680 451

Aceton 2394 -

Etanol 2249 -

Isopropanol 2192 -

Sukrosa (aquos ) 7645 -

Faktor- Faktor Yang Mempengaruhi Tegangan Permukaan

a Jenis cairan

Pada umumnya cairan yang memiliki gaya tarik antara molekulnya

besar seperti air maka tegangan permukaannya juga besar Sebaliknya pada

cairan seperti bensin karena gaya tarik antara molekulnya kecil maka

tegangan permukaannya juga kecil

38

b Suhu

Tegangan permukaan cairan turun bila suhu naik karena dengan

bertambahnya suhu molekul- molekul cairan bergerak lebih cepat dan

pengaruh interaksi antara molekul berkurang sehingga tegangan

permukaannya menurun

c Adanya zat terlarut

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 detergen dan alkohol

adalah efektif dalam menurunkan tegangan permukaan ( Yazid 2005)

Metode pengukuran tegangan permukaan

- Metode kapiler

- Metode cincin Du Nouy

- Metode Lempengan Wilhelmi

- Metode Tekanan Gelembung maksimum

- Dll

a Metode Kapiler

- Yang digunakan yang luas permukaannya naik

- Permukaan air dalam pipa kapiler terus naik hingga tercapai

keseimbangan dengan gaya gravitasi

Metode ini didasarkan pada kenyataan bahwa bila sebatang pipa

kapiler dimasukan kedalam cairan maka permukaan cairan dalam pipa

kapiler dapat mengalami kenaikan atau penurunan Apabila cairan

membasahi bejana ( θ lt 90 ) maka permukaan cairan akan naik

Sedangkan bila cairan tidak membasahi bejana ( θ gt 90 ) permukaan

cairan akan turun Peristiwa naik turunnya permukaan cairan dalam

kapiler ini disebut dengan kapilaritas

39

Kenaikan atau penurunan cairan dalam kapiler disebabkan oleh

adanya tegangan permukaan yang bekerja pada permukaan cairan yang

menyentuh dinding sepanjang keliling pipa Akibat tegangan permukaan ini

pipa akan memberikan gaya reaksi pada permukaan cairan yang besarnya

sama tapi arahnya berlawanan ( Yazid 2005 )

Catatan

- Jika permukaan atas larutan cembung sudut kontak besar - Jika permukaan atas larutan cekung sudut kontak kecil

Tegangan permukaan diukur dengan melihat ketinggian air cairan yang naik melalui suatu kapiler Metode kenaikan kapiler hanya dapat digunakan untuk mengukur tegangan permukaan tidak bisa untuk mengukur tegangan permukaan tidak bias untuk mengukur tegangan antar muka

Persamaan

퐹푢푝 = 훾(2휋푟) cos휃

퐹푑표푤푛 = 휌푔(ℎ휋푟 )

퐹푢푝 = 퐹푑표푤푛 훾 = Keterangan

- 휌 = bobot jenis cairan gml - 푔 = 980 cms - 푟 = jari-jari pipa kapiler - ℎ = tinggi miniskus cairan untuk kapiler - 휃 = sudut kontak ( untuk air dan kebanyakan cairan sangat kecil yakni

mendekati 1 )

Untuk cairan dengan sudut kontak sangat kecil

훾 = atau ℎ =

Sedangkan untuk cairan yang tidak membasahi bejana seperti raksa θ = 140 sehingga cos θ = - 0766 ( berharga negatip) Akibatnya h memiliki harga negatip yang berarti cairan mengalami penurunan atau ditekan dalam kapiler

40

b Metode Cincin Du Nouy

Metode cincin du nouy merupakan metode yang paling baik digunakan karena lebih akurat dan cepat dalam pengukuran tegangan permukaan deterjen serum suspensi koloid dan lain- lain

Berdasarkan pengukuran gaya yang diperlukan untuk melepaskan cincin dari permukaan cairan Metode ini digunakan untuk mengukur tegangan antar muka cairan

Persamaan

훾 = 퐹

4휋푅 퐶

Keterangan - F = gaya yang diperlukan untuk melepaskan cincin dari

permukaan - R = jari-jari lingkar cincin - C = Faktor koreksi

Faktor Koreksi

(퐶 minus 푎) = 4푏휋 푥

1푅 푥

퐹4휋휌푅 + 푐

Keterangan

- a = 07250 (konstan) - b = 009075 m-1 s2 (konstan) - c = 004534 ndash 1695 rR (konstan) - r = jari-jari kawat yang digunakan untuk membuat cincin - R = jari-jari rata-rata lingkaran - 휌 = masa jenis cairan sempel

Ketika mengukur tegangan permuakaan cairan- cairan harus diperhatikan bahwa cairan yang ada dibawah benar- benar membasahi cincin (Bird 1987)

c Metode Lempengan Wilhelmi

Metode ini didasarkan pada gaya yang diperlukan untuk menarik pelat tipis dari permukaan cairan Pelat digantung pada salah satu lengan neraca dan dimasukkan kedalam cairan yang akan diselidiki Besarnya gaya tarik pada neraca yang digunakan untuk melepas pelat dari permukaan cairan dicatat

Persamaan

푃 = 푚푔 + 퐿훾 cos휃 minus 푠ℎ휌푔

41

Keterangan

- P = gaya yang dipergunakan untuk melepaskan lempengan dari permkaan cincin

- m = berat lempengan - 푔 = gaya gravitasi - 푠 = luas penampang lempengan - ℎ = kedalaman lempeng yang dicelupkan - 퐿 = keliling lempengan - 휌 = bobot jenis cairan

Dalam metode ini diandaikan sudut kontak θ = 00 dan pengaruh

dari ujung- ujung lempeng dapat diabaikan ( Yazid 2005 ) Pada metode ini digunakan lempengan mika tipis atau kaca slide

mikrosip yang digantung pada neraca Pengukuran dapat dilakukan dengan cara statistik ataupun dengan detasment yang secara akurat diberikan pada persamaan ideal

Jika pengukurannya dilakukan dengan metode detasmen prosedurnya hampir sama dengan metode cincin Du Nouy tetapi faktor koreksi hanya 01 ( Adamson 1990)

d Metode Tekanan Gelembung Maksimum Tegangan permukaan menyebabkan adanya perbedaan tekanan

pada kedua sisi permukaan cairan yang lengkung Tekanan pada sisi yang cembung Ketika pertama kali tekanan dikenakan jari- jari gelembung sangat besar Sementara gelembung itu mengembang jari- jarinya akan semakin kecil sampai nilai minimum

Pada keadaan ini jari- jari gelembung sama dengan jari- jari tabung gelas Bila tekanan terus dinaikkan jari- jari gelembung akan membesar kembali sampai akhirnya gelembung ini lepas dari tabung gelas dan naik ke permukaan cairan jelas bahwa tekanan maksimum diperoleh pada saat jari- jari minimum

Tekanan maksimum ini bukan hanya disebabkan perbedaan tekanan pada kedua sisi gelembung tetapi juga disebabkan oleh adanya tekanan hidrostatik ( yang bergantung pada ketinggian tabung gelas dalam cairan )

Persamaan

훾 = ∆휌푔푑푒 1퐻

Keterangan

o ∆휌 = perbedaan bobot jenis o 푑푒 = diameter maksimum tetesan

42

o = faktor koreksi yang ditentukan oleh rasio 푑푠 푑푒

Metode tekanan gelembung maksimum memiliki keakuratan di bawah 10 yang mana tidak tergantung pada jarak kontak dan hanya merupakan sebuah pengetahuan dasar dari densitas suatu cairan ( Jika menggunakan pipa ganda ) dan pengukurannya juga relatif cepat Rata- rata sebuah gelembung harganya sekitar 1 sek (Adamson 1990)

Pertemuan 7

Tanggal 14 Oktober 2014

TEGANGAN ANTAR MUKA

Tegangan permukaan merupakan gaya persatuan panjang yang

harus dikerjakan sejajar permukaan untuk mengimbangi gaya tarikan

kedalam pada cairan Hal tersebut terjadi karena pada permukaan gaya

adhesi (antara cairan dan udara) lebih kecil dari pada gaya kohesi antar

molekul cairan sehingga menyebabkan terjadinya gaya kedalam pada

permukaan cairan

Tegangan antar muka adalah gaya per satuan panjang yang terdapat

pada antar muka dua fase cairan yang tidak dapat tercampur Tegangan antar

muka selalu lebih kecil dari pada tegangan permukaan kerena gaya adhesi

antara dua cairan tidak bercampur lebih besar dari pada adhesi antara cairan

dan udara

Cairan-cairan (immisible)

L ƔL ƔL Tegangan permukaan L

ƔS Tegangan permukaan S

ƔSL ƔSL Tegangan antarmuka SL

S ƔS

43

Missible dua zat yang bercampurlarut dengan sempurna berapapun

konsentrasijumlahnya

Immisible dua zat (cairan dengan cairan) yang sama sekali tidak

dapat bercampurlarut

Pada dasarnya tegangan permukaan suatu zat cair

dipengaruhi oleh beberapa faktor diantaranya suhu dan zat terlarut

Dimana keberadaan zat terlarut dalamsuatu cairan akan

mempengaruhi besarnya tegangan permukaan terutama molekul zat

yang berada pada permukaan cairan berbentuk lapisan monomolekuler

yang disebut dengan molekul surfaktan Kemudian suhu juga sangat

mempengaruhi tegangan permukaan suatu cairan dimana ketika suhu

naik maka tegangan permukaan cairan akan turun

Suhu uarr = Tegangan permukaan darr ldquoberbanding terbalikrdquo

Fenomena Permukaan dan Fenomena Antar muka

Permukaan Fenomena

Cairan ndash Udara Tegangan Permukaan

Padat ndash Udara Adsorbsi

Antar Muka Fenomena

Cairan ndash Cairan

(immisible)

Tegangan Antar Muka

Padat ndash Cair Pembasah (Wetting)

Tegangan Antar Muka Cairan ndash Cairan (immisible)

1) Gaya persatuan panjang yang bekerja pada antar muka dua cairan

yang immisible

Satuan dynecm-1

44

2) Kerja yang diperlukan untuk memisahkan 2 permukaan cairan

immisible

Satuan ergcm-2

Manfaat fenomena antar muka dalam farmasi

1 Formulasi sediaan serbuk yang hidrofob

2 Menentukan jenis surfaktan untuk membuat emulsi

3 Meningkatkan stabilitas suspensi dan emulsi

4 Mengatasi sediaan obat yang berbusa

5 Adsorbsi obat pada saluran pencernaan

Soal

1 Hitung Ɣ fenol bila diketahui tinggi kenaikan permukaan fenol dalam

pipa kapiler (r = 007 cm) adalah 093 cm pada suhu 37˚C Bila

diketahui bobot jenis fenol 113 gcm-1 dan konstanta gravitasi = 9807

cm det-2

Diketahui

a) r = 007 cm

b) ρ = 113 gcm-1

c) g = 9807 cm det-2

d) h = 093 cm

Ditanya Ɣfenol

Jawab

Ɣfenol = frac12 (rρgh)

= frac12 (007 x 113 x 9807 x 093)

= 3607 dynecm-1

45

Gaya Kohesi dan Adhesi

Terdapat dua macam gaya tarik menarik antar partikel yaitu kohesi

dan adhesi Kohesi adalah gaya tarik menarik antara partikel yang sejenis

Kohesi dipengaruhi oleh kerapatan dan jarak antar partikel dalam zat gaya

kohesi mengakibatkan dua zat bila dicampurkan tidak akan saling

bercampur Contoh tidak bercampurnya air dengan minyak tidak

melekatnya air raksa pada dinding pipa kapiler dan air pada daun talas

Adhesi adalah gaya tarik menarik antara partikel-partikel yang

tidak sejenis Gaya adhesi akan mengakibatkan dua zat akan saling melekat

bila dicampurkan Contoh bercampurnya air dengan tehkopi melekatnya

air pada dinding pipa kapiler dan melekatnya tinta pada kertas

Adanya gaya tarik menarik antara partikel zat cair menyebabkan

adanya tegangan permukaan dimana permukaan zat cair cenderung

menegang dan seolah terdapat selaput atau lapisan yang tegang sehingga

dapat menahan benda Selain adanya peristiwa tegangan permukaan akibat

adanya gaya tarik menarik antara partikel juga menyebabkan terjadinya

peristiwa meniskus cembung dan meniskus cekung

Meniskus Cembung dan Meniskus Cekung

Meniskus adalah peristiwa mencekung atau mencembungnya

permukaan zat cair Berdasarkan bentuk permukaan zat cair meniskus

dibedakan menjadi dua yaitu meniskus cembung dan meniskus cekung

Meniskus cembung terjadi jika gaya kohesi lebih besar dari pada gaya

adhesi Sedangkan meniskus cekung terjadi jika adhesi lebih besar dari pada

kohesi

46

Jika Wc lt Wa

Sudut Cos Ɵ Kecil

Permukaan cairan dalam kapiler cekung dan naik

Jika Wc gt Wa

Sudut Cos Ɵ Besar

Permukaan cairan dalam kapiler turun dan berbentuk cembung

Ɣ Rasio imbangan antara gaya Kohesi dan Adhesi

Cairan-Cairan (immisible)

Mempengaruhi koefisien sebaran (S)

Jika kerja kohesi lebih besar dari kerja adhesi maka nilai

koefisien sebarannya kecilrendah

Contoh

Asam stearat jika dilarutkan dengan air maka koefisien sebarannya

rendah karena gugus nonpolar pada asam stearat lebih panjang dari

gugus polarnya (gugus polar jadi titak berpengaruh)

47

Jika kerja kohesi lebih rendah dari kerja adhesi maka nilai koefisien

sebarannya tinggi Spreading

Contoh

Propanol jika dilarutkan dengan air maka koefisien sebarannya tinggi

karena mempunyai gugus ndashOH yang dapat berikatan hidrogen dengan

air dan bersifat polar

Tegangan permukaan dipengaruhi oleh

Rasio

Polar

Nonpolar

Si = Wa ndash Wc

Wc = 2 Ɣx

Wa = (Ɣx + Ɣair - Ɣx-air)

Si Bila nilai Si positif maka sebaranspreading terjadi

Bila nilai Si 0 tetap ada peluang sebaran

Bila nilai Si negatif tidak terjadi sebaran

Soal

Diketahui Ɣbenzen = 289 dynecm-1 Ɣair = 728 dynecm-1 dan Ɣbenzen-air =

35 dynecm-1 Hitung nilai kerja kohesi benzen kerja adhesi benzen-air

dan koefisien penyebaran awal benzen

Diketahui

a) Ɣbenzen = 289 dynecm-1

b) Ɣair = 728 dynecm-1

c) Ɣbenzen-air = 35 dynecm-1

48

Ditanya

a) Wc

b) Wa

c) Si

Jawab

Wc = 2 Ɣbenzen

= 2 x 289

= 578 dynecm-1

Wa = (Ɣbenzen + Ɣair ndash Ɣbenzen-air)

= (289 + 728 ndash 35)

= 667 dynecm-1

Si = Wa ndash Wc

= 667 ndash 578

= 89 dynecm-1

Benzen dapat tersebar dalam air karena nilai Si positif (+)

49

DAFTAR PUSTAKA

1 Tayangan Dosen

2 UraianPenjelasan Dosen pada saat Perkuliaha

3 Text Book

- Yazid Estein dan Nursanti Lisda 2006 Penuntun Praktikum Biokimia

Yogyakarta ANDI

- Santoso Begot 2007 BIOLOGI Jakarta Interplus Ridho_Brilliantoro

Tugas_Enzimologi

- Eistein Yazid 2005 Kimia Fisika Untuk Paramedis Yogyakarta Penerbit

Andi

- Adamson A W (1990) Physical Chemistry of Surfaces 5 th Ed New

York Willey

- Hugh DYoung Roger A Freedman 2002 Fisika Universitas Ed10 Alih

bahasa Juliastuti Endangdkk Jakarta Erlangga

- Kamajaya(2007)Cerdas Belajar FisikaBandungGrafindo Media Pratama

- IndrajitDudi(2007)Mudah dan Aktif Belajar FisikaBandungPT Setia

Purna Inves

4 Internet

- httprepositoryusuacidbitstream123456789395874Chapter20IIpdf

- httpstaffuiacidsystemfilesusersjoshitadjajadisastramaterialkestabil

anobatkuliahs2pdf

- httpstaffunyacidsitesdefaultfilespendidikanPurwanti20Widhy2

0Hastuti20SPd20MPdLaju20Reaksi20(2)pdf

- fileCUsersElrio20PutraDownloadsChapter20820Kinetika20

Kimiapdf

- httpusupressusuacidfilesKinetika20Kimia20Reaksi20Element

er_Normal_bab201pdf

- httpffarmasiuadacidwp-contentuploads201301orde-reaksi-waktu-

paruhpdfhttpnissanisso-fkp11webunairacidartikel_detail-49831-

Umum-sifat20kerja20obathtml

- httpmipa-farmasiblogspotcom201202tegangan-permukaan-tegangan-

antar-mukahtmlm=1

50

Page 22: Farfis2 before mid.pdf

22

Contoh soal

1 Hasil percobaan dekomposisi suatu sediaan 5-hidroksimetilfurfural

memperlihatkan kinetika obat order ke satu dengan data konstanta

laju dekomposisinya seperti berikut ini yaitu pada suhu

120 o C = 3258 x 10-4 det-1

130oC = 838 x 10-4 det-1

140oC = 1350 x10-4 det-1

Hitunglah

a Ea

b K (25)

c T ( 90 25 )

Jawab

Diketahui R = 8314 JK-1mol-1

a 1ln k ( T2 ) = ln k ( T1 ) - ( minus )

ln 838x10-4 = ln 3258x10-4 ndash

( minus )

= minus

(000254minus 000248)

= minus

(000006)

17998 = minus

x 610-5

minus퐸푎 =

minus퐸푎 = 249 x 105 gmol

= 249 KJmol

b Didapat persamaan dari Excel

y = - 11850 x + 22148

23

ln k = - 11850 ( ) + 22148

ln k = - 39765 + 22148

ln k = - 17617

k = 22 x 10-8

c t90 =

=

= 2102102 detik ~ 24 hari

Bila dihitung dengan kalkulator maka

t90 =

=

= 4772727 detik ~ 55 hari

2 konstanta laju dekomposisi sulfacetamid dalam sediaan larutan ( pH =

74 ) pada suhu 80oC = 325 x 10-7det-1 dengan Ea = 9581 KJmol-1

Diketahui R = 8314 JK-1 mol-1 Hitung K dan t90 sediaan sulfacetamid

tsb pada suhu 250C

Jawab

ln K2 = ln K1 - minus

= ln 325x10-7 -

( minus )

= - 1493 1152 (283푥10 minus 335푥10 )

= - 1493 + 1152(minus052푥10 )

= - 1493 - 59904푥10

= - 1493 - 0006177

ln K 2 = - 14936977

K = 326푥10 푑푒푡

24

t90 =

=

= 322푥10 푑푒푡 푎푡푎푢103푡푎ℎ푢푛

Pertemuan 5

Tanggal 30 September 2014

REAKSI ENZIMATIS

Sel-sel tubuh makhluk hidup didalamnya melakukan proses

metabolism Proses metabolisme yang terjadi dalam sel-sel tubuh dapat

digolongkan menjadi dua yaitu katabolisme dan anabolisme Katabolisme

merupakan reaksi penguraian senyawa kompleks menjadi senyawa

sederhana dengan tujuan mendapatkan energi siap pakai dalam bentuk

Adenosine Triphosphate (ATP) Reaksi anabolisme merupakan reaksi

pembentukan senyawa organik dari senyawa anorganik Pada reaksi

anabolisme dibutuhkan ATP sebagai sumber energinya Adapun reaksi

katabolisme atau reaksi anabolisme yang terjadi didalam tubuh keduanya

membutuhkan enzim sebagai biokatalisator

Setiap reaksi penguraian (katabolisme) merupakan reaksi eksoterm

sedangkan setiap reaksi pembentukan (anabolisme) merupakan reaksi

endoterm Dalam tubuh sel-sel memerlukan energi aktivasi Makhluk hidup

mengganti energy aktivasi dengan suatu struktur protein yang dikenal

dengan sebutan enzim

25

Ea reaksi dengan enzim lt Ea reaksi tanpa enzim

(Ea reaksi dengan ezim berlangsung lebih cepat)

RUMUS

minusdsdt =

dPdt = Velocity =

Vmax SKm + S

E + S harr ES + P + E

V = K2 [E]0 [S]0

[S]0 + Km

Keterangan

Km Konstanta

Michaelis

K2 Daya enzim mentansformasi suatu substrat membentuk

produk

(Jumlah molekul yang dikonversikan menjadi produk dalam

suatu waktu permolekul enzim)

Bila [S]0 berlebihan laju reaksi maksimal

Maka K2 [E]0 = Vmax

V = Vmax [S]0

[S]0 + Km

(Persamaan Lineweaver-Burk)

Keterangan V = kecepatan reaksi (laju reaksi) Km = konstanta Michaelis-Menten Vmax = kecepatan reaksi maksimal [S] = konsentrasi substrat

26

Faktor ndash faktor yang mempengaruhi

kerja enzim

Dalam aktivitasnya enzim sangat

dipengaruhi oleh factor lingkungan seperti

suhu pH konsentasi enzim konsentrasi

substrat dan inhibitor

a Suhu

Suhu merupakan factor ligkungan yang penting bagi kerja enzim sampai

pada titik tertentu kecepatan reaksi akan meningkat seiring dengan

meningkatnya suhu Pada akhirnya kecepatan reaksi akan menurun drastis

pada suhu tersebut melewati suhu optimumnya Pada suhu yang lebih tinggi

(ekstrim) protein penyusun enzim akan mengalami denaturasi Enzim pada

mamalia (manusia) bekerja pada suhu 37degC Bakteri yang hidup di sumber air

panas mempunyai enzim dengan suhu optimal 70degC

b pH

Enzim bekerja pada pH tertentu umumnya enzim mmembutuhkan pH

optimum netral (pH=7) Enzim yang berada dalam lambung memiliki pH

optimum asam (pH=2) Peningkatan atau penurunan pH yang ekstrim akan

menyebabkan enzim mengalami denaturasi

c Konsentasi enzim

Pada konsentrasi substrat tertentu konsentrasi enzim akan meningkatkan

kecepatan reaksi enzimatis Dengan kata lain kecepatan reaksi enzimatis (V)

berbanding lurus dengan konsentrasi enzim (E) sampai batas tertentu

sehingga reaksi mengalami kesetimbangan Pada saat setimbang peningkatan

konsentrasi enzim sudah tidak berpengaruh

1푣 푣푠

1[푆]0

27

d Konsentrasi substrat

Pada konsentrasi enzim yang tetap peningkatan konsentrasi substrat akan

menaikkan kecepatan reaksi enzimatis

sampai mencapai kecepatan maksimum

yang tetap Pada titik maksimum semua

enzim telah jenuh dengan substrat

sehingga penambahan substrat sudah tidak

akan meningkatkan kecepatan reaksi

enzimatis

Transformasi Lineweaver-Burk

1V = KmVmax 1S + 1Vmax

y = m x = t

1V

y ndash intercept = 1Vmax

x ndash intercept = -1Km1 [S]

e Inhibisi enzim

1 Inhibisi Kompetitif

Penghambatan aktivitas enzim melalui mekanisme inhibisi

kompetitif terjadi ketika substrat (S) dan inhibitor (I) bersaing untuk dapat

mengikat sisi aktif enzim Hal ini disebabkan karena bentuk inhibitor

menyerupai substrat Kompleks EI yang terbentuk tidak dapat menjalani

28

langkah katalitik dan tidak dapat membentuk produk Akibatnya terjadi

penurunan jumlah produk yang terbentuk

Berikut adalah pendekatan keadaan tunak dalam penentuan hukum

laju inhibisi kompetitif enzim

K1 = [E][I] helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (1)

[EI]

[E][S] = k-1 + k2 = KM (2)

[ES] k1

[Etot] = [E] + [ES] +[EI]helliphelliphellip (3)

[Etot] = [E] + [ES] + [E][I]

K1

[Etot] = [E] 1 + [I] + [ES]

K1

maka

[퐸] = [ ] [ ]

helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (4)

Berdasarkan teori Michaelis-Mentein kecepatan awal ditentukan oleh

kecepatan penguraian [ES] yang ketetapan kecepatan reaksinya adalah k2

sehingga

V =k2 [ES] helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip(8)

substitusi persamaan (7) ke dalam persamaan (8)

V = k2 [Etot] [S]

[S] + KrsquoM (9)

29

Vmax didefinisikan sebagai kecepatan pada saat semua E yang tersedia

terdapat sebagai ES

Vmax = k2 [Etot] helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip(10)

Sehingga diperoleh

V = kcat [Etot] [S] helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (11)

KM 1 + [I] + [S]

K1

Transformasi persamaan Michaelis-Mesntein (persamaan Lineweaver-

Burk) yaitu dari persamaan (11)

V = Vmax [S]

[S] + KrsquoM

Maka

1 = [S] + KMrsquo

V Vmax [S]

1 = KMrsquo + [S]

V Vmax [S] Vmax [S]

1 = KMrsquo 1 + [S]

V Vmax [S] Vmax

2 Inhibisi Uncompetitive

Inhibisi uncompetitive enzim terjadi apabila inhibitor (I) mengikat

salah satu sisi dari kompleks enzim dan substrat (ES) Kompleks ESI yang

terbentuk tidak dapat membentuk produk (P)

Berikut adalah pendekatan keadaan tunak dalam penentuan hukum

laju inhibisi kompetitif enzim

30

KI = [ES] [I] helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (1)

ESI

[E] [S] = k-1 + k2 = KM helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (2)

[ES] k1

[Etot] = [E] + [S] + [ES] helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (3)

Berdasarkan teori Michaelis-Mentein kecepatan awal ditentukan oleh

kecepatan penguraian [ES] yang tetapan kecepatan reaksinya adalah k2

sehingga

V = k2 [ES] helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (7)

Substitusi persamaan (6) ke persamaan (7)

V = k2 [Etot] [S]

[S] 1 + [I] KM helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (8)

KI

Vmax didefinisikan sebagai kecepatan pada saat semua E yang

tersedia terdapat sebagai ES

Vmax = k2 [Etot] helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (9)

Substitusi persamaan (9) ke persamaan (8)

V = Vmax [S]

[S] 1 + [I] + KM

KI

3 Inhibisi Non Kompetitif

Penghambatan non kompetitif terjadi apabila inhibitor (I) mengikat

sisi aktif pada enzim (E) maupun pada kompleks enzim dan subtrat (ES)

EI + S ESI

31

Berikut adalah pendekatan keadaan tunak dalam penentuan

hukum laju inhibisi kompetitif enzim

KI = [E] [I] = [ES] [I]

[EI] [ES] helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (1)

[E] [S] = k-1 + k2 = KM

[ES] k1 helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (2)

[Etot] = [E] + [ES] + [EI] + [ESI]helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (3)

Vmax didefinisikan sebagai kecepatan pada saat semua E yang

tersedia terdapat sebagai ES

Vmax = k2 [Etot] helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (4)

Parameter kinetika dalam mekanisme inhibisi enzim (kompetitif

uncompetitive non kompetitif) antara lain Vmax KM dan kcat

1 Vmax adalah laju reaksi maksimum yang dikatalisis enzim

2 KM menyatakan konsentrasi substrat yang diperlukan agar reaksi

katalisis efektif

kcat adalah tetapan laju pada tahap penentu laju yang menyatakan

jumlah substrat yang dapat diubah per detik

Contoh reaksi berikut

Fumarase

Furmarate + H2O mdashmdashmdashrarr L-Malate

1 Hitung laju perubahan fumarate menjadi L-Malate bila diketahui

Konsentrasi fumarate = 124 x 10-4 molL

Konsentrasi enzim fumarase = 105 x 10-6 molL

Konstata Michaelis = 185 x 10-6 molL

Dan bilangan turnover enzim fumarase = 175 x 103 det-1

32

Diketahui [S]0 = 124 x 10-4 molL

[E]0 = 105 x 10-6 molL

Km = 185 x 10-6 molL

K2 = 175 x 103 det-1

Ditanya V hellip

Jawab

V = Vmax [S]0

[S]0 + Km

V = K2 [E]0 [S]0

[S]0 + Km

V = [175 x 103 det-1] [105 x 10-6 molL] [124 x 10-4 molL]

[124 x 10-4 molL] + [185 x 10-6 molL]

V = 22785 X 10-7 molLdet

12585 x 10-4

V = 181 X 10-3 molLdet

2 Laju awal dekomposisi H2O2 yang dikatalisis dengan enzim

katalase adalah 138 x 10-2 267 x 10-2 an 60 x 10-2 Mdet

berturut-turut untuk konsentrasi awal H2O2 = 001 002 005 M

Konsentrasi enzim katalase = 40 x 10-8 M

Hitung Vmax konstanta Michaelis

Dan bilangan turnover enzim

Diketahui V1 = 138 X 10-2

V2 = 267 x 10-2

33

V3 = 60 X 10-2

[H2O2] = 001 002 005 M

[Ekatalase] = 40 x 10-2 M

Ditanya Vmax Km dan K2 hellip

Jawab

X (1[H2O2] Y (1V)

100 7246

50 3745

20 1667

y = 0697x + 25691

Intercept = 26591

Slope = 06977

R2 = 09999 rarr R2 = 1

a 1 = 25691 (intercept)

Vmax

Vmax = 1

25691

= 0389 molLdet

b Km = 06977 (slope)

Vmax

Km = 06977

0389

Km = 0272 molL

34

c Vmax = k2 [E]0

0389 = k2 40 x 10-8 M

k2 = 0389

40 x 10-8

= 0097 x 108

3 Laju pertumbuhan bakteri Lactobacillus acidephilus (dalam suatu

media) selama fase pertumbuhan exponensial menunjukan 924 x

10-3menit Hitung waktu generasi (tg) bakteri tersebut tg waktu

yang diperlukan mikroorganisme untuk melipat gandakan

populasinya yakni menjadi

Jawab

ln = Nt = λt ln = 2N0 = λtg

N0 N0

tg = ln2 tg = 0693

λ 924 x 10-3

tg = 0075 x 103

tg = 75 menit

35

Pertemuan 6

Tanggal 7 Oktober 2014

TEGANGAN PERMUKAAN

Molekul di permukaan mengalami gaya

resultan ke arah dalam media Molekul di

dalam media tidak mengalami gaya resultan

Molekul-molekul cairan memberikan

gaya tarik satu dengan lainnya terdapat gaya

total yang besarnya nol pada molekul di dalam volume cairan tetapi molekul

permukaan ditarik ke dalam volume Sehingga cairan cenderung memperkecil

luas permukaannya hanya dengan meregang lapisan (Fisika Universitas Jl 110

hal 431)

Tegangan permukaan (ᵞ)

- Molekul di bagian dalam media yang bergeak ke permukaan

media membutuhkan kerja untuk mengalami gaya tarik menarik

ke bawah

- Makin banyak jumlah molekul di permukaan media suatu

cairan makin luas permukaan media tersebut

36

- Tetapi dengan adanya gaya resultan ke arah dalam yang dialami

oleh molekul-molekul dipermukaan maka sifat cairan

cenderung untuk meminimumkan luas permukaan

Fenomena alam yang berkaitan dengan sifat kecenderuungan cairan

menimbulkan permukaanya antara lain

- Embun air di atas air

- Air dihinggapi nyamuk

Permukaan zat cair mempunyai sifat ingin meregang sehingga

permukaannya seolah- olah ditutupi oleh suatu lapisan yang elastis Hal ini

disebabkan adanya gaya tarik menarik antara partikel sejenis di dalam zat

cair sampai ke permukaan

Di dalam cairan tiap molekul ditarik oleh molekul lain yang sejenis di

dekatnya dengan gaya yang sama kesegala arah Pada permukaan cairan

tiap molekul ditarik oleh molekul sejenis didekatnya dengan arah hanya

kesamping dan kebawah tetapi tidak ditarik oleh molekul diatasnya karena

diatas permukaan cairan berupa fase uap ( udara ) dengan jarak antara

molekul sangat renggang

Adanya gaya atau tarikan ke bawah menyebabkan permukaan cairan

berkontraksi dan berada dalam keadaan tegang Tegangan ini disebut

dengan tegangan permukaan

Besarnya tegangan permukaan cairan bergantung pada gaya tarik

antara molekul- molekulnya Ketika gaya tarik besar seperti dengan H2O

tegangan permukaan besar Sebaliknya cairan seperti bensin yang tersusun

atas molekul- molekul non polar mempunyai tegangan permukaan yang

kecil karena tarikan antarmolekul lebih lemah

Zat yang tegangan permukaannya rendah sangat mudah membasahi

permukaan bagaimanapun keadaan permukaannya Pelarut hidrokarbon

misalnya nafta atau bensin menyebar pada kaca maupun permukaan

berminyak dengan mudahnya sebab tarikan sesama molekul hidrokarbon

sangat lemah Hampir tidak ada usaha untuk memperluas permukaan cairan

akibatnya mereka mudah menyebar pada permukaan apapun (Brady 1994)

37

Tegangan permukaan (ᵞ)

Banyaknya kerja yang diperlukan untuk memperluas

permukaan suatu cairan Satuannya dalam SI adalah newton per meter

(NM) tetapi satuan cgs dyene per centimeter lebih sering digunakan

1 dynecm = 10-3 Nm = 1 mNm

(Fisika Universitas Jl 110 hal 432)

Tegangan permukaan

- Antara cairan dengan gas atau udara tegangan permukaan

- Antara cairan dengan cairan tegangan antar muka

Contoh nilai ᵞ beberapa cairan pada 20degC

Cairan Cairan-udara (dynecm) Cairan-air (dynecm)

Hg 485 375

H2O 7275 -

C6H6 2888 350

CCl4 2680 451

Aceton 2394 -

Etanol 2249 -

Isopropanol 2192 -

Sukrosa (aquos ) 7645 -

Faktor- Faktor Yang Mempengaruhi Tegangan Permukaan

a Jenis cairan

Pada umumnya cairan yang memiliki gaya tarik antara molekulnya

besar seperti air maka tegangan permukaannya juga besar Sebaliknya pada

cairan seperti bensin karena gaya tarik antara molekulnya kecil maka

tegangan permukaannya juga kecil

38

b Suhu

Tegangan permukaan cairan turun bila suhu naik karena dengan

bertambahnya suhu molekul- molekul cairan bergerak lebih cepat dan

pengaruh interaksi antara molekul berkurang sehingga tegangan

permukaannya menurun

c Adanya zat terlarut

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 detergen dan alkohol

adalah efektif dalam menurunkan tegangan permukaan ( Yazid 2005)

Metode pengukuran tegangan permukaan

- Metode kapiler

- Metode cincin Du Nouy

- Metode Lempengan Wilhelmi

- Metode Tekanan Gelembung maksimum

- Dll

a Metode Kapiler

- Yang digunakan yang luas permukaannya naik

- Permukaan air dalam pipa kapiler terus naik hingga tercapai

keseimbangan dengan gaya gravitasi

Metode ini didasarkan pada kenyataan bahwa bila sebatang pipa

kapiler dimasukan kedalam cairan maka permukaan cairan dalam pipa

kapiler dapat mengalami kenaikan atau penurunan Apabila cairan

membasahi bejana ( θ lt 90 ) maka permukaan cairan akan naik

Sedangkan bila cairan tidak membasahi bejana ( θ gt 90 ) permukaan

cairan akan turun Peristiwa naik turunnya permukaan cairan dalam

kapiler ini disebut dengan kapilaritas

39

Kenaikan atau penurunan cairan dalam kapiler disebabkan oleh

adanya tegangan permukaan yang bekerja pada permukaan cairan yang

menyentuh dinding sepanjang keliling pipa Akibat tegangan permukaan ini

pipa akan memberikan gaya reaksi pada permukaan cairan yang besarnya

sama tapi arahnya berlawanan ( Yazid 2005 )

Catatan

- Jika permukaan atas larutan cembung sudut kontak besar - Jika permukaan atas larutan cekung sudut kontak kecil

Tegangan permukaan diukur dengan melihat ketinggian air cairan yang naik melalui suatu kapiler Metode kenaikan kapiler hanya dapat digunakan untuk mengukur tegangan permukaan tidak bisa untuk mengukur tegangan permukaan tidak bias untuk mengukur tegangan antar muka

Persamaan

퐹푢푝 = 훾(2휋푟) cos휃

퐹푑표푤푛 = 휌푔(ℎ휋푟 )

퐹푢푝 = 퐹푑표푤푛 훾 = Keterangan

- 휌 = bobot jenis cairan gml - 푔 = 980 cms - 푟 = jari-jari pipa kapiler - ℎ = tinggi miniskus cairan untuk kapiler - 휃 = sudut kontak ( untuk air dan kebanyakan cairan sangat kecil yakni

mendekati 1 )

Untuk cairan dengan sudut kontak sangat kecil

훾 = atau ℎ =

Sedangkan untuk cairan yang tidak membasahi bejana seperti raksa θ = 140 sehingga cos θ = - 0766 ( berharga negatip) Akibatnya h memiliki harga negatip yang berarti cairan mengalami penurunan atau ditekan dalam kapiler

40

b Metode Cincin Du Nouy

Metode cincin du nouy merupakan metode yang paling baik digunakan karena lebih akurat dan cepat dalam pengukuran tegangan permukaan deterjen serum suspensi koloid dan lain- lain

Berdasarkan pengukuran gaya yang diperlukan untuk melepaskan cincin dari permukaan cairan Metode ini digunakan untuk mengukur tegangan antar muka cairan

Persamaan

훾 = 퐹

4휋푅 퐶

Keterangan - F = gaya yang diperlukan untuk melepaskan cincin dari

permukaan - R = jari-jari lingkar cincin - C = Faktor koreksi

Faktor Koreksi

(퐶 minus 푎) = 4푏휋 푥

1푅 푥

퐹4휋휌푅 + 푐

Keterangan

- a = 07250 (konstan) - b = 009075 m-1 s2 (konstan) - c = 004534 ndash 1695 rR (konstan) - r = jari-jari kawat yang digunakan untuk membuat cincin - R = jari-jari rata-rata lingkaran - 휌 = masa jenis cairan sempel

Ketika mengukur tegangan permuakaan cairan- cairan harus diperhatikan bahwa cairan yang ada dibawah benar- benar membasahi cincin (Bird 1987)

c Metode Lempengan Wilhelmi

Metode ini didasarkan pada gaya yang diperlukan untuk menarik pelat tipis dari permukaan cairan Pelat digantung pada salah satu lengan neraca dan dimasukkan kedalam cairan yang akan diselidiki Besarnya gaya tarik pada neraca yang digunakan untuk melepas pelat dari permukaan cairan dicatat

Persamaan

푃 = 푚푔 + 퐿훾 cos휃 minus 푠ℎ휌푔

41

Keterangan

- P = gaya yang dipergunakan untuk melepaskan lempengan dari permkaan cincin

- m = berat lempengan - 푔 = gaya gravitasi - 푠 = luas penampang lempengan - ℎ = kedalaman lempeng yang dicelupkan - 퐿 = keliling lempengan - 휌 = bobot jenis cairan

Dalam metode ini diandaikan sudut kontak θ = 00 dan pengaruh

dari ujung- ujung lempeng dapat diabaikan ( Yazid 2005 ) Pada metode ini digunakan lempengan mika tipis atau kaca slide

mikrosip yang digantung pada neraca Pengukuran dapat dilakukan dengan cara statistik ataupun dengan detasment yang secara akurat diberikan pada persamaan ideal

Jika pengukurannya dilakukan dengan metode detasmen prosedurnya hampir sama dengan metode cincin Du Nouy tetapi faktor koreksi hanya 01 ( Adamson 1990)

d Metode Tekanan Gelembung Maksimum Tegangan permukaan menyebabkan adanya perbedaan tekanan

pada kedua sisi permukaan cairan yang lengkung Tekanan pada sisi yang cembung Ketika pertama kali tekanan dikenakan jari- jari gelembung sangat besar Sementara gelembung itu mengembang jari- jarinya akan semakin kecil sampai nilai minimum

Pada keadaan ini jari- jari gelembung sama dengan jari- jari tabung gelas Bila tekanan terus dinaikkan jari- jari gelembung akan membesar kembali sampai akhirnya gelembung ini lepas dari tabung gelas dan naik ke permukaan cairan jelas bahwa tekanan maksimum diperoleh pada saat jari- jari minimum

Tekanan maksimum ini bukan hanya disebabkan perbedaan tekanan pada kedua sisi gelembung tetapi juga disebabkan oleh adanya tekanan hidrostatik ( yang bergantung pada ketinggian tabung gelas dalam cairan )

Persamaan

훾 = ∆휌푔푑푒 1퐻

Keterangan

o ∆휌 = perbedaan bobot jenis o 푑푒 = diameter maksimum tetesan

42

o = faktor koreksi yang ditentukan oleh rasio 푑푠 푑푒

Metode tekanan gelembung maksimum memiliki keakuratan di bawah 10 yang mana tidak tergantung pada jarak kontak dan hanya merupakan sebuah pengetahuan dasar dari densitas suatu cairan ( Jika menggunakan pipa ganda ) dan pengukurannya juga relatif cepat Rata- rata sebuah gelembung harganya sekitar 1 sek (Adamson 1990)

Pertemuan 7

Tanggal 14 Oktober 2014

TEGANGAN ANTAR MUKA

Tegangan permukaan merupakan gaya persatuan panjang yang

harus dikerjakan sejajar permukaan untuk mengimbangi gaya tarikan

kedalam pada cairan Hal tersebut terjadi karena pada permukaan gaya

adhesi (antara cairan dan udara) lebih kecil dari pada gaya kohesi antar

molekul cairan sehingga menyebabkan terjadinya gaya kedalam pada

permukaan cairan

Tegangan antar muka adalah gaya per satuan panjang yang terdapat

pada antar muka dua fase cairan yang tidak dapat tercampur Tegangan antar

muka selalu lebih kecil dari pada tegangan permukaan kerena gaya adhesi

antara dua cairan tidak bercampur lebih besar dari pada adhesi antara cairan

dan udara

Cairan-cairan (immisible)

L ƔL ƔL Tegangan permukaan L

ƔS Tegangan permukaan S

ƔSL ƔSL Tegangan antarmuka SL

S ƔS

43

Missible dua zat yang bercampurlarut dengan sempurna berapapun

konsentrasijumlahnya

Immisible dua zat (cairan dengan cairan) yang sama sekali tidak

dapat bercampurlarut

Pada dasarnya tegangan permukaan suatu zat cair

dipengaruhi oleh beberapa faktor diantaranya suhu dan zat terlarut

Dimana keberadaan zat terlarut dalamsuatu cairan akan

mempengaruhi besarnya tegangan permukaan terutama molekul zat

yang berada pada permukaan cairan berbentuk lapisan monomolekuler

yang disebut dengan molekul surfaktan Kemudian suhu juga sangat

mempengaruhi tegangan permukaan suatu cairan dimana ketika suhu

naik maka tegangan permukaan cairan akan turun

Suhu uarr = Tegangan permukaan darr ldquoberbanding terbalikrdquo

Fenomena Permukaan dan Fenomena Antar muka

Permukaan Fenomena

Cairan ndash Udara Tegangan Permukaan

Padat ndash Udara Adsorbsi

Antar Muka Fenomena

Cairan ndash Cairan

(immisible)

Tegangan Antar Muka

Padat ndash Cair Pembasah (Wetting)

Tegangan Antar Muka Cairan ndash Cairan (immisible)

1) Gaya persatuan panjang yang bekerja pada antar muka dua cairan

yang immisible

Satuan dynecm-1

44

2) Kerja yang diperlukan untuk memisahkan 2 permukaan cairan

immisible

Satuan ergcm-2

Manfaat fenomena antar muka dalam farmasi

1 Formulasi sediaan serbuk yang hidrofob

2 Menentukan jenis surfaktan untuk membuat emulsi

3 Meningkatkan stabilitas suspensi dan emulsi

4 Mengatasi sediaan obat yang berbusa

5 Adsorbsi obat pada saluran pencernaan

Soal

1 Hitung Ɣ fenol bila diketahui tinggi kenaikan permukaan fenol dalam

pipa kapiler (r = 007 cm) adalah 093 cm pada suhu 37˚C Bila

diketahui bobot jenis fenol 113 gcm-1 dan konstanta gravitasi = 9807

cm det-2

Diketahui

a) r = 007 cm

b) ρ = 113 gcm-1

c) g = 9807 cm det-2

d) h = 093 cm

Ditanya Ɣfenol

Jawab

Ɣfenol = frac12 (rρgh)

= frac12 (007 x 113 x 9807 x 093)

= 3607 dynecm-1

45

Gaya Kohesi dan Adhesi

Terdapat dua macam gaya tarik menarik antar partikel yaitu kohesi

dan adhesi Kohesi adalah gaya tarik menarik antara partikel yang sejenis

Kohesi dipengaruhi oleh kerapatan dan jarak antar partikel dalam zat gaya

kohesi mengakibatkan dua zat bila dicampurkan tidak akan saling

bercampur Contoh tidak bercampurnya air dengan minyak tidak

melekatnya air raksa pada dinding pipa kapiler dan air pada daun talas

Adhesi adalah gaya tarik menarik antara partikel-partikel yang

tidak sejenis Gaya adhesi akan mengakibatkan dua zat akan saling melekat

bila dicampurkan Contoh bercampurnya air dengan tehkopi melekatnya

air pada dinding pipa kapiler dan melekatnya tinta pada kertas

Adanya gaya tarik menarik antara partikel zat cair menyebabkan

adanya tegangan permukaan dimana permukaan zat cair cenderung

menegang dan seolah terdapat selaput atau lapisan yang tegang sehingga

dapat menahan benda Selain adanya peristiwa tegangan permukaan akibat

adanya gaya tarik menarik antara partikel juga menyebabkan terjadinya

peristiwa meniskus cembung dan meniskus cekung

Meniskus Cembung dan Meniskus Cekung

Meniskus adalah peristiwa mencekung atau mencembungnya

permukaan zat cair Berdasarkan bentuk permukaan zat cair meniskus

dibedakan menjadi dua yaitu meniskus cembung dan meniskus cekung

Meniskus cembung terjadi jika gaya kohesi lebih besar dari pada gaya

adhesi Sedangkan meniskus cekung terjadi jika adhesi lebih besar dari pada

kohesi

46

Jika Wc lt Wa

Sudut Cos Ɵ Kecil

Permukaan cairan dalam kapiler cekung dan naik

Jika Wc gt Wa

Sudut Cos Ɵ Besar

Permukaan cairan dalam kapiler turun dan berbentuk cembung

Ɣ Rasio imbangan antara gaya Kohesi dan Adhesi

Cairan-Cairan (immisible)

Mempengaruhi koefisien sebaran (S)

Jika kerja kohesi lebih besar dari kerja adhesi maka nilai

koefisien sebarannya kecilrendah

Contoh

Asam stearat jika dilarutkan dengan air maka koefisien sebarannya

rendah karena gugus nonpolar pada asam stearat lebih panjang dari

gugus polarnya (gugus polar jadi titak berpengaruh)

47

Jika kerja kohesi lebih rendah dari kerja adhesi maka nilai koefisien

sebarannya tinggi Spreading

Contoh

Propanol jika dilarutkan dengan air maka koefisien sebarannya tinggi

karena mempunyai gugus ndashOH yang dapat berikatan hidrogen dengan

air dan bersifat polar

Tegangan permukaan dipengaruhi oleh

Rasio

Polar

Nonpolar

Si = Wa ndash Wc

Wc = 2 Ɣx

Wa = (Ɣx + Ɣair - Ɣx-air)

Si Bila nilai Si positif maka sebaranspreading terjadi

Bila nilai Si 0 tetap ada peluang sebaran

Bila nilai Si negatif tidak terjadi sebaran

Soal

Diketahui Ɣbenzen = 289 dynecm-1 Ɣair = 728 dynecm-1 dan Ɣbenzen-air =

35 dynecm-1 Hitung nilai kerja kohesi benzen kerja adhesi benzen-air

dan koefisien penyebaran awal benzen

Diketahui

a) Ɣbenzen = 289 dynecm-1

b) Ɣair = 728 dynecm-1

c) Ɣbenzen-air = 35 dynecm-1

48

Ditanya

a) Wc

b) Wa

c) Si

Jawab

Wc = 2 Ɣbenzen

= 2 x 289

= 578 dynecm-1

Wa = (Ɣbenzen + Ɣair ndash Ɣbenzen-air)

= (289 + 728 ndash 35)

= 667 dynecm-1

Si = Wa ndash Wc

= 667 ndash 578

= 89 dynecm-1

Benzen dapat tersebar dalam air karena nilai Si positif (+)

49

DAFTAR PUSTAKA

1 Tayangan Dosen

2 UraianPenjelasan Dosen pada saat Perkuliaha

3 Text Book

- Yazid Estein dan Nursanti Lisda 2006 Penuntun Praktikum Biokimia

Yogyakarta ANDI

- Santoso Begot 2007 BIOLOGI Jakarta Interplus Ridho_Brilliantoro

Tugas_Enzimologi

- Eistein Yazid 2005 Kimia Fisika Untuk Paramedis Yogyakarta Penerbit

Andi

- Adamson A W (1990) Physical Chemistry of Surfaces 5 th Ed New

York Willey

- Hugh DYoung Roger A Freedman 2002 Fisika Universitas Ed10 Alih

bahasa Juliastuti Endangdkk Jakarta Erlangga

- Kamajaya(2007)Cerdas Belajar FisikaBandungGrafindo Media Pratama

- IndrajitDudi(2007)Mudah dan Aktif Belajar FisikaBandungPT Setia

Purna Inves

4 Internet

- httprepositoryusuacidbitstream123456789395874Chapter20IIpdf

- httpstaffuiacidsystemfilesusersjoshitadjajadisastramaterialkestabil

anobatkuliahs2pdf

- httpstaffunyacidsitesdefaultfilespendidikanPurwanti20Widhy2

0Hastuti20SPd20MPdLaju20Reaksi20(2)pdf

- fileCUsersElrio20PutraDownloadsChapter20820Kinetika20

Kimiapdf

- httpusupressusuacidfilesKinetika20Kimia20Reaksi20Element

er_Normal_bab201pdf

- httpffarmasiuadacidwp-contentuploads201301orde-reaksi-waktu-

paruhpdfhttpnissanisso-fkp11webunairacidartikel_detail-49831-

Umum-sifat20kerja20obathtml

- httpmipa-farmasiblogspotcom201202tegangan-permukaan-tegangan-

antar-mukahtmlm=1

50

Page 23: Farfis2 before mid.pdf

23

ln k = - 11850 ( ) + 22148

ln k = - 39765 + 22148

ln k = - 17617

k = 22 x 10-8

c t90 =

=

= 2102102 detik ~ 24 hari

Bila dihitung dengan kalkulator maka

t90 =

=

= 4772727 detik ~ 55 hari

2 konstanta laju dekomposisi sulfacetamid dalam sediaan larutan ( pH =

74 ) pada suhu 80oC = 325 x 10-7det-1 dengan Ea = 9581 KJmol-1

Diketahui R = 8314 JK-1 mol-1 Hitung K dan t90 sediaan sulfacetamid

tsb pada suhu 250C

Jawab

ln K2 = ln K1 - minus

= ln 325x10-7 -

( minus )

= - 1493 1152 (283푥10 minus 335푥10 )

= - 1493 + 1152(minus052푥10 )

= - 1493 - 59904푥10

= - 1493 - 0006177

ln K 2 = - 14936977

K = 326푥10 푑푒푡

24

t90 =

=

= 322푥10 푑푒푡 푎푡푎푢103푡푎ℎ푢푛

Pertemuan 5

Tanggal 30 September 2014

REAKSI ENZIMATIS

Sel-sel tubuh makhluk hidup didalamnya melakukan proses

metabolism Proses metabolisme yang terjadi dalam sel-sel tubuh dapat

digolongkan menjadi dua yaitu katabolisme dan anabolisme Katabolisme

merupakan reaksi penguraian senyawa kompleks menjadi senyawa

sederhana dengan tujuan mendapatkan energi siap pakai dalam bentuk

Adenosine Triphosphate (ATP) Reaksi anabolisme merupakan reaksi

pembentukan senyawa organik dari senyawa anorganik Pada reaksi

anabolisme dibutuhkan ATP sebagai sumber energinya Adapun reaksi

katabolisme atau reaksi anabolisme yang terjadi didalam tubuh keduanya

membutuhkan enzim sebagai biokatalisator

Setiap reaksi penguraian (katabolisme) merupakan reaksi eksoterm

sedangkan setiap reaksi pembentukan (anabolisme) merupakan reaksi

endoterm Dalam tubuh sel-sel memerlukan energi aktivasi Makhluk hidup

mengganti energy aktivasi dengan suatu struktur protein yang dikenal

dengan sebutan enzim

25

Ea reaksi dengan enzim lt Ea reaksi tanpa enzim

(Ea reaksi dengan ezim berlangsung lebih cepat)

RUMUS

minusdsdt =

dPdt = Velocity =

Vmax SKm + S

E + S harr ES + P + E

V = K2 [E]0 [S]0

[S]0 + Km

Keterangan

Km Konstanta

Michaelis

K2 Daya enzim mentansformasi suatu substrat membentuk

produk

(Jumlah molekul yang dikonversikan menjadi produk dalam

suatu waktu permolekul enzim)

Bila [S]0 berlebihan laju reaksi maksimal

Maka K2 [E]0 = Vmax

V = Vmax [S]0

[S]0 + Km

(Persamaan Lineweaver-Burk)

Keterangan V = kecepatan reaksi (laju reaksi) Km = konstanta Michaelis-Menten Vmax = kecepatan reaksi maksimal [S] = konsentrasi substrat

26

Faktor ndash faktor yang mempengaruhi

kerja enzim

Dalam aktivitasnya enzim sangat

dipengaruhi oleh factor lingkungan seperti

suhu pH konsentasi enzim konsentrasi

substrat dan inhibitor

a Suhu

Suhu merupakan factor ligkungan yang penting bagi kerja enzim sampai

pada titik tertentu kecepatan reaksi akan meningkat seiring dengan

meningkatnya suhu Pada akhirnya kecepatan reaksi akan menurun drastis

pada suhu tersebut melewati suhu optimumnya Pada suhu yang lebih tinggi

(ekstrim) protein penyusun enzim akan mengalami denaturasi Enzim pada

mamalia (manusia) bekerja pada suhu 37degC Bakteri yang hidup di sumber air

panas mempunyai enzim dengan suhu optimal 70degC

b pH

Enzim bekerja pada pH tertentu umumnya enzim mmembutuhkan pH

optimum netral (pH=7) Enzim yang berada dalam lambung memiliki pH

optimum asam (pH=2) Peningkatan atau penurunan pH yang ekstrim akan

menyebabkan enzim mengalami denaturasi

c Konsentasi enzim

Pada konsentrasi substrat tertentu konsentrasi enzim akan meningkatkan

kecepatan reaksi enzimatis Dengan kata lain kecepatan reaksi enzimatis (V)

berbanding lurus dengan konsentrasi enzim (E) sampai batas tertentu

sehingga reaksi mengalami kesetimbangan Pada saat setimbang peningkatan

konsentrasi enzim sudah tidak berpengaruh

1푣 푣푠

1[푆]0

27

d Konsentrasi substrat

Pada konsentrasi enzim yang tetap peningkatan konsentrasi substrat akan

menaikkan kecepatan reaksi enzimatis

sampai mencapai kecepatan maksimum

yang tetap Pada titik maksimum semua

enzim telah jenuh dengan substrat

sehingga penambahan substrat sudah tidak

akan meningkatkan kecepatan reaksi

enzimatis

Transformasi Lineweaver-Burk

1V = KmVmax 1S + 1Vmax

y = m x = t

1V

y ndash intercept = 1Vmax

x ndash intercept = -1Km1 [S]

e Inhibisi enzim

1 Inhibisi Kompetitif

Penghambatan aktivitas enzim melalui mekanisme inhibisi

kompetitif terjadi ketika substrat (S) dan inhibitor (I) bersaing untuk dapat

mengikat sisi aktif enzim Hal ini disebabkan karena bentuk inhibitor

menyerupai substrat Kompleks EI yang terbentuk tidak dapat menjalani

28

langkah katalitik dan tidak dapat membentuk produk Akibatnya terjadi

penurunan jumlah produk yang terbentuk

Berikut adalah pendekatan keadaan tunak dalam penentuan hukum

laju inhibisi kompetitif enzim

K1 = [E][I] helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (1)

[EI]

[E][S] = k-1 + k2 = KM (2)

[ES] k1

[Etot] = [E] + [ES] +[EI]helliphelliphellip (3)

[Etot] = [E] + [ES] + [E][I]

K1

[Etot] = [E] 1 + [I] + [ES]

K1

maka

[퐸] = [ ] [ ]

helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (4)

Berdasarkan teori Michaelis-Mentein kecepatan awal ditentukan oleh

kecepatan penguraian [ES] yang ketetapan kecepatan reaksinya adalah k2

sehingga

V =k2 [ES] helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip(8)

substitusi persamaan (7) ke dalam persamaan (8)

V = k2 [Etot] [S]

[S] + KrsquoM (9)

29

Vmax didefinisikan sebagai kecepatan pada saat semua E yang tersedia

terdapat sebagai ES

Vmax = k2 [Etot] helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip(10)

Sehingga diperoleh

V = kcat [Etot] [S] helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (11)

KM 1 + [I] + [S]

K1

Transformasi persamaan Michaelis-Mesntein (persamaan Lineweaver-

Burk) yaitu dari persamaan (11)

V = Vmax [S]

[S] + KrsquoM

Maka

1 = [S] + KMrsquo

V Vmax [S]

1 = KMrsquo + [S]

V Vmax [S] Vmax [S]

1 = KMrsquo 1 + [S]

V Vmax [S] Vmax

2 Inhibisi Uncompetitive

Inhibisi uncompetitive enzim terjadi apabila inhibitor (I) mengikat

salah satu sisi dari kompleks enzim dan substrat (ES) Kompleks ESI yang

terbentuk tidak dapat membentuk produk (P)

Berikut adalah pendekatan keadaan tunak dalam penentuan hukum

laju inhibisi kompetitif enzim

30

KI = [ES] [I] helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (1)

ESI

[E] [S] = k-1 + k2 = KM helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (2)

[ES] k1

[Etot] = [E] + [S] + [ES] helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (3)

Berdasarkan teori Michaelis-Mentein kecepatan awal ditentukan oleh

kecepatan penguraian [ES] yang tetapan kecepatan reaksinya adalah k2

sehingga

V = k2 [ES] helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (7)

Substitusi persamaan (6) ke persamaan (7)

V = k2 [Etot] [S]

[S] 1 + [I] KM helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (8)

KI

Vmax didefinisikan sebagai kecepatan pada saat semua E yang

tersedia terdapat sebagai ES

Vmax = k2 [Etot] helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (9)

Substitusi persamaan (9) ke persamaan (8)

V = Vmax [S]

[S] 1 + [I] + KM

KI

3 Inhibisi Non Kompetitif

Penghambatan non kompetitif terjadi apabila inhibitor (I) mengikat

sisi aktif pada enzim (E) maupun pada kompleks enzim dan subtrat (ES)

EI + S ESI

31

Berikut adalah pendekatan keadaan tunak dalam penentuan

hukum laju inhibisi kompetitif enzim

KI = [E] [I] = [ES] [I]

[EI] [ES] helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (1)

[E] [S] = k-1 + k2 = KM

[ES] k1 helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (2)

[Etot] = [E] + [ES] + [EI] + [ESI]helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (3)

Vmax didefinisikan sebagai kecepatan pada saat semua E yang

tersedia terdapat sebagai ES

Vmax = k2 [Etot] helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (4)

Parameter kinetika dalam mekanisme inhibisi enzim (kompetitif

uncompetitive non kompetitif) antara lain Vmax KM dan kcat

1 Vmax adalah laju reaksi maksimum yang dikatalisis enzim

2 KM menyatakan konsentrasi substrat yang diperlukan agar reaksi

katalisis efektif

kcat adalah tetapan laju pada tahap penentu laju yang menyatakan

jumlah substrat yang dapat diubah per detik

Contoh reaksi berikut

Fumarase

Furmarate + H2O mdashmdashmdashrarr L-Malate

1 Hitung laju perubahan fumarate menjadi L-Malate bila diketahui

Konsentrasi fumarate = 124 x 10-4 molL

Konsentrasi enzim fumarase = 105 x 10-6 molL

Konstata Michaelis = 185 x 10-6 molL

Dan bilangan turnover enzim fumarase = 175 x 103 det-1

32

Diketahui [S]0 = 124 x 10-4 molL

[E]0 = 105 x 10-6 molL

Km = 185 x 10-6 molL

K2 = 175 x 103 det-1

Ditanya V hellip

Jawab

V = Vmax [S]0

[S]0 + Km

V = K2 [E]0 [S]0

[S]0 + Km

V = [175 x 103 det-1] [105 x 10-6 molL] [124 x 10-4 molL]

[124 x 10-4 molL] + [185 x 10-6 molL]

V = 22785 X 10-7 molLdet

12585 x 10-4

V = 181 X 10-3 molLdet

2 Laju awal dekomposisi H2O2 yang dikatalisis dengan enzim

katalase adalah 138 x 10-2 267 x 10-2 an 60 x 10-2 Mdet

berturut-turut untuk konsentrasi awal H2O2 = 001 002 005 M

Konsentrasi enzim katalase = 40 x 10-8 M

Hitung Vmax konstanta Michaelis

Dan bilangan turnover enzim

Diketahui V1 = 138 X 10-2

V2 = 267 x 10-2

33

V3 = 60 X 10-2

[H2O2] = 001 002 005 M

[Ekatalase] = 40 x 10-2 M

Ditanya Vmax Km dan K2 hellip

Jawab

X (1[H2O2] Y (1V)

100 7246

50 3745

20 1667

y = 0697x + 25691

Intercept = 26591

Slope = 06977

R2 = 09999 rarr R2 = 1

a 1 = 25691 (intercept)

Vmax

Vmax = 1

25691

= 0389 molLdet

b Km = 06977 (slope)

Vmax

Km = 06977

0389

Km = 0272 molL

34

c Vmax = k2 [E]0

0389 = k2 40 x 10-8 M

k2 = 0389

40 x 10-8

= 0097 x 108

3 Laju pertumbuhan bakteri Lactobacillus acidephilus (dalam suatu

media) selama fase pertumbuhan exponensial menunjukan 924 x

10-3menit Hitung waktu generasi (tg) bakteri tersebut tg waktu

yang diperlukan mikroorganisme untuk melipat gandakan

populasinya yakni menjadi

Jawab

ln = Nt = λt ln = 2N0 = λtg

N0 N0

tg = ln2 tg = 0693

λ 924 x 10-3

tg = 0075 x 103

tg = 75 menit

35

Pertemuan 6

Tanggal 7 Oktober 2014

TEGANGAN PERMUKAAN

Molekul di permukaan mengalami gaya

resultan ke arah dalam media Molekul di

dalam media tidak mengalami gaya resultan

Molekul-molekul cairan memberikan

gaya tarik satu dengan lainnya terdapat gaya

total yang besarnya nol pada molekul di dalam volume cairan tetapi molekul

permukaan ditarik ke dalam volume Sehingga cairan cenderung memperkecil

luas permukaannya hanya dengan meregang lapisan (Fisika Universitas Jl 110

hal 431)

Tegangan permukaan (ᵞ)

- Molekul di bagian dalam media yang bergeak ke permukaan

media membutuhkan kerja untuk mengalami gaya tarik menarik

ke bawah

- Makin banyak jumlah molekul di permukaan media suatu

cairan makin luas permukaan media tersebut

36

- Tetapi dengan adanya gaya resultan ke arah dalam yang dialami

oleh molekul-molekul dipermukaan maka sifat cairan

cenderung untuk meminimumkan luas permukaan

Fenomena alam yang berkaitan dengan sifat kecenderuungan cairan

menimbulkan permukaanya antara lain

- Embun air di atas air

- Air dihinggapi nyamuk

Permukaan zat cair mempunyai sifat ingin meregang sehingga

permukaannya seolah- olah ditutupi oleh suatu lapisan yang elastis Hal ini

disebabkan adanya gaya tarik menarik antara partikel sejenis di dalam zat

cair sampai ke permukaan

Di dalam cairan tiap molekul ditarik oleh molekul lain yang sejenis di

dekatnya dengan gaya yang sama kesegala arah Pada permukaan cairan

tiap molekul ditarik oleh molekul sejenis didekatnya dengan arah hanya

kesamping dan kebawah tetapi tidak ditarik oleh molekul diatasnya karena

diatas permukaan cairan berupa fase uap ( udara ) dengan jarak antara

molekul sangat renggang

Adanya gaya atau tarikan ke bawah menyebabkan permukaan cairan

berkontraksi dan berada dalam keadaan tegang Tegangan ini disebut

dengan tegangan permukaan

Besarnya tegangan permukaan cairan bergantung pada gaya tarik

antara molekul- molekulnya Ketika gaya tarik besar seperti dengan H2O

tegangan permukaan besar Sebaliknya cairan seperti bensin yang tersusun

atas molekul- molekul non polar mempunyai tegangan permukaan yang

kecil karena tarikan antarmolekul lebih lemah

Zat yang tegangan permukaannya rendah sangat mudah membasahi

permukaan bagaimanapun keadaan permukaannya Pelarut hidrokarbon

misalnya nafta atau bensin menyebar pada kaca maupun permukaan

berminyak dengan mudahnya sebab tarikan sesama molekul hidrokarbon

sangat lemah Hampir tidak ada usaha untuk memperluas permukaan cairan

akibatnya mereka mudah menyebar pada permukaan apapun (Brady 1994)

37

Tegangan permukaan (ᵞ)

Banyaknya kerja yang diperlukan untuk memperluas

permukaan suatu cairan Satuannya dalam SI adalah newton per meter

(NM) tetapi satuan cgs dyene per centimeter lebih sering digunakan

1 dynecm = 10-3 Nm = 1 mNm

(Fisika Universitas Jl 110 hal 432)

Tegangan permukaan

- Antara cairan dengan gas atau udara tegangan permukaan

- Antara cairan dengan cairan tegangan antar muka

Contoh nilai ᵞ beberapa cairan pada 20degC

Cairan Cairan-udara (dynecm) Cairan-air (dynecm)

Hg 485 375

H2O 7275 -

C6H6 2888 350

CCl4 2680 451

Aceton 2394 -

Etanol 2249 -

Isopropanol 2192 -

Sukrosa (aquos ) 7645 -

Faktor- Faktor Yang Mempengaruhi Tegangan Permukaan

a Jenis cairan

Pada umumnya cairan yang memiliki gaya tarik antara molekulnya

besar seperti air maka tegangan permukaannya juga besar Sebaliknya pada

cairan seperti bensin karena gaya tarik antara molekulnya kecil maka

tegangan permukaannya juga kecil

38

b Suhu

Tegangan permukaan cairan turun bila suhu naik karena dengan

bertambahnya suhu molekul- molekul cairan bergerak lebih cepat dan

pengaruh interaksi antara molekul berkurang sehingga tegangan

permukaannya menurun

c Adanya zat terlarut

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 detergen dan alkohol

adalah efektif dalam menurunkan tegangan permukaan ( Yazid 2005)

Metode pengukuran tegangan permukaan

- Metode kapiler

- Metode cincin Du Nouy

- Metode Lempengan Wilhelmi

- Metode Tekanan Gelembung maksimum

- Dll

a Metode Kapiler

- Yang digunakan yang luas permukaannya naik

- Permukaan air dalam pipa kapiler terus naik hingga tercapai

keseimbangan dengan gaya gravitasi

Metode ini didasarkan pada kenyataan bahwa bila sebatang pipa

kapiler dimasukan kedalam cairan maka permukaan cairan dalam pipa

kapiler dapat mengalami kenaikan atau penurunan Apabila cairan

membasahi bejana ( θ lt 90 ) maka permukaan cairan akan naik

Sedangkan bila cairan tidak membasahi bejana ( θ gt 90 ) permukaan

cairan akan turun Peristiwa naik turunnya permukaan cairan dalam

kapiler ini disebut dengan kapilaritas

39

Kenaikan atau penurunan cairan dalam kapiler disebabkan oleh

adanya tegangan permukaan yang bekerja pada permukaan cairan yang

menyentuh dinding sepanjang keliling pipa Akibat tegangan permukaan ini

pipa akan memberikan gaya reaksi pada permukaan cairan yang besarnya

sama tapi arahnya berlawanan ( Yazid 2005 )

Catatan

- Jika permukaan atas larutan cembung sudut kontak besar - Jika permukaan atas larutan cekung sudut kontak kecil

Tegangan permukaan diukur dengan melihat ketinggian air cairan yang naik melalui suatu kapiler Metode kenaikan kapiler hanya dapat digunakan untuk mengukur tegangan permukaan tidak bisa untuk mengukur tegangan permukaan tidak bias untuk mengukur tegangan antar muka

Persamaan

퐹푢푝 = 훾(2휋푟) cos휃

퐹푑표푤푛 = 휌푔(ℎ휋푟 )

퐹푢푝 = 퐹푑표푤푛 훾 = Keterangan

- 휌 = bobot jenis cairan gml - 푔 = 980 cms - 푟 = jari-jari pipa kapiler - ℎ = tinggi miniskus cairan untuk kapiler - 휃 = sudut kontak ( untuk air dan kebanyakan cairan sangat kecil yakni

mendekati 1 )

Untuk cairan dengan sudut kontak sangat kecil

훾 = atau ℎ =

Sedangkan untuk cairan yang tidak membasahi bejana seperti raksa θ = 140 sehingga cos θ = - 0766 ( berharga negatip) Akibatnya h memiliki harga negatip yang berarti cairan mengalami penurunan atau ditekan dalam kapiler

40

b Metode Cincin Du Nouy

Metode cincin du nouy merupakan metode yang paling baik digunakan karena lebih akurat dan cepat dalam pengukuran tegangan permukaan deterjen serum suspensi koloid dan lain- lain

Berdasarkan pengukuran gaya yang diperlukan untuk melepaskan cincin dari permukaan cairan Metode ini digunakan untuk mengukur tegangan antar muka cairan

Persamaan

훾 = 퐹

4휋푅 퐶

Keterangan - F = gaya yang diperlukan untuk melepaskan cincin dari

permukaan - R = jari-jari lingkar cincin - C = Faktor koreksi

Faktor Koreksi

(퐶 minus 푎) = 4푏휋 푥

1푅 푥

퐹4휋휌푅 + 푐

Keterangan

- a = 07250 (konstan) - b = 009075 m-1 s2 (konstan) - c = 004534 ndash 1695 rR (konstan) - r = jari-jari kawat yang digunakan untuk membuat cincin - R = jari-jari rata-rata lingkaran - 휌 = masa jenis cairan sempel

Ketika mengukur tegangan permuakaan cairan- cairan harus diperhatikan bahwa cairan yang ada dibawah benar- benar membasahi cincin (Bird 1987)

c Metode Lempengan Wilhelmi

Metode ini didasarkan pada gaya yang diperlukan untuk menarik pelat tipis dari permukaan cairan Pelat digantung pada salah satu lengan neraca dan dimasukkan kedalam cairan yang akan diselidiki Besarnya gaya tarik pada neraca yang digunakan untuk melepas pelat dari permukaan cairan dicatat

Persamaan

푃 = 푚푔 + 퐿훾 cos휃 minus 푠ℎ휌푔

41

Keterangan

- P = gaya yang dipergunakan untuk melepaskan lempengan dari permkaan cincin

- m = berat lempengan - 푔 = gaya gravitasi - 푠 = luas penampang lempengan - ℎ = kedalaman lempeng yang dicelupkan - 퐿 = keliling lempengan - 휌 = bobot jenis cairan

Dalam metode ini diandaikan sudut kontak θ = 00 dan pengaruh

dari ujung- ujung lempeng dapat diabaikan ( Yazid 2005 ) Pada metode ini digunakan lempengan mika tipis atau kaca slide

mikrosip yang digantung pada neraca Pengukuran dapat dilakukan dengan cara statistik ataupun dengan detasment yang secara akurat diberikan pada persamaan ideal

Jika pengukurannya dilakukan dengan metode detasmen prosedurnya hampir sama dengan metode cincin Du Nouy tetapi faktor koreksi hanya 01 ( Adamson 1990)

d Metode Tekanan Gelembung Maksimum Tegangan permukaan menyebabkan adanya perbedaan tekanan

pada kedua sisi permukaan cairan yang lengkung Tekanan pada sisi yang cembung Ketika pertama kali tekanan dikenakan jari- jari gelembung sangat besar Sementara gelembung itu mengembang jari- jarinya akan semakin kecil sampai nilai minimum

Pada keadaan ini jari- jari gelembung sama dengan jari- jari tabung gelas Bila tekanan terus dinaikkan jari- jari gelembung akan membesar kembali sampai akhirnya gelembung ini lepas dari tabung gelas dan naik ke permukaan cairan jelas bahwa tekanan maksimum diperoleh pada saat jari- jari minimum

Tekanan maksimum ini bukan hanya disebabkan perbedaan tekanan pada kedua sisi gelembung tetapi juga disebabkan oleh adanya tekanan hidrostatik ( yang bergantung pada ketinggian tabung gelas dalam cairan )

Persamaan

훾 = ∆휌푔푑푒 1퐻

Keterangan

o ∆휌 = perbedaan bobot jenis o 푑푒 = diameter maksimum tetesan

42

o = faktor koreksi yang ditentukan oleh rasio 푑푠 푑푒

Metode tekanan gelembung maksimum memiliki keakuratan di bawah 10 yang mana tidak tergantung pada jarak kontak dan hanya merupakan sebuah pengetahuan dasar dari densitas suatu cairan ( Jika menggunakan pipa ganda ) dan pengukurannya juga relatif cepat Rata- rata sebuah gelembung harganya sekitar 1 sek (Adamson 1990)

Pertemuan 7

Tanggal 14 Oktober 2014

TEGANGAN ANTAR MUKA

Tegangan permukaan merupakan gaya persatuan panjang yang

harus dikerjakan sejajar permukaan untuk mengimbangi gaya tarikan

kedalam pada cairan Hal tersebut terjadi karena pada permukaan gaya

adhesi (antara cairan dan udara) lebih kecil dari pada gaya kohesi antar

molekul cairan sehingga menyebabkan terjadinya gaya kedalam pada

permukaan cairan

Tegangan antar muka adalah gaya per satuan panjang yang terdapat

pada antar muka dua fase cairan yang tidak dapat tercampur Tegangan antar

muka selalu lebih kecil dari pada tegangan permukaan kerena gaya adhesi

antara dua cairan tidak bercampur lebih besar dari pada adhesi antara cairan

dan udara

Cairan-cairan (immisible)

L ƔL ƔL Tegangan permukaan L

ƔS Tegangan permukaan S

ƔSL ƔSL Tegangan antarmuka SL

S ƔS

43

Missible dua zat yang bercampurlarut dengan sempurna berapapun

konsentrasijumlahnya

Immisible dua zat (cairan dengan cairan) yang sama sekali tidak

dapat bercampurlarut

Pada dasarnya tegangan permukaan suatu zat cair

dipengaruhi oleh beberapa faktor diantaranya suhu dan zat terlarut

Dimana keberadaan zat terlarut dalamsuatu cairan akan

mempengaruhi besarnya tegangan permukaan terutama molekul zat

yang berada pada permukaan cairan berbentuk lapisan monomolekuler

yang disebut dengan molekul surfaktan Kemudian suhu juga sangat

mempengaruhi tegangan permukaan suatu cairan dimana ketika suhu

naik maka tegangan permukaan cairan akan turun

Suhu uarr = Tegangan permukaan darr ldquoberbanding terbalikrdquo

Fenomena Permukaan dan Fenomena Antar muka

Permukaan Fenomena

Cairan ndash Udara Tegangan Permukaan

Padat ndash Udara Adsorbsi

Antar Muka Fenomena

Cairan ndash Cairan

(immisible)

Tegangan Antar Muka

Padat ndash Cair Pembasah (Wetting)

Tegangan Antar Muka Cairan ndash Cairan (immisible)

1) Gaya persatuan panjang yang bekerja pada antar muka dua cairan

yang immisible

Satuan dynecm-1

44

2) Kerja yang diperlukan untuk memisahkan 2 permukaan cairan

immisible

Satuan ergcm-2

Manfaat fenomena antar muka dalam farmasi

1 Formulasi sediaan serbuk yang hidrofob

2 Menentukan jenis surfaktan untuk membuat emulsi

3 Meningkatkan stabilitas suspensi dan emulsi

4 Mengatasi sediaan obat yang berbusa

5 Adsorbsi obat pada saluran pencernaan

Soal

1 Hitung Ɣ fenol bila diketahui tinggi kenaikan permukaan fenol dalam

pipa kapiler (r = 007 cm) adalah 093 cm pada suhu 37˚C Bila

diketahui bobot jenis fenol 113 gcm-1 dan konstanta gravitasi = 9807

cm det-2

Diketahui

a) r = 007 cm

b) ρ = 113 gcm-1

c) g = 9807 cm det-2

d) h = 093 cm

Ditanya Ɣfenol

Jawab

Ɣfenol = frac12 (rρgh)

= frac12 (007 x 113 x 9807 x 093)

= 3607 dynecm-1

45

Gaya Kohesi dan Adhesi

Terdapat dua macam gaya tarik menarik antar partikel yaitu kohesi

dan adhesi Kohesi adalah gaya tarik menarik antara partikel yang sejenis

Kohesi dipengaruhi oleh kerapatan dan jarak antar partikel dalam zat gaya

kohesi mengakibatkan dua zat bila dicampurkan tidak akan saling

bercampur Contoh tidak bercampurnya air dengan minyak tidak

melekatnya air raksa pada dinding pipa kapiler dan air pada daun talas

Adhesi adalah gaya tarik menarik antara partikel-partikel yang

tidak sejenis Gaya adhesi akan mengakibatkan dua zat akan saling melekat

bila dicampurkan Contoh bercampurnya air dengan tehkopi melekatnya

air pada dinding pipa kapiler dan melekatnya tinta pada kertas

Adanya gaya tarik menarik antara partikel zat cair menyebabkan

adanya tegangan permukaan dimana permukaan zat cair cenderung

menegang dan seolah terdapat selaput atau lapisan yang tegang sehingga

dapat menahan benda Selain adanya peristiwa tegangan permukaan akibat

adanya gaya tarik menarik antara partikel juga menyebabkan terjadinya

peristiwa meniskus cembung dan meniskus cekung

Meniskus Cembung dan Meniskus Cekung

Meniskus adalah peristiwa mencekung atau mencembungnya

permukaan zat cair Berdasarkan bentuk permukaan zat cair meniskus

dibedakan menjadi dua yaitu meniskus cembung dan meniskus cekung

Meniskus cembung terjadi jika gaya kohesi lebih besar dari pada gaya

adhesi Sedangkan meniskus cekung terjadi jika adhesi lebih besar dari pada

kohesi

46

Jika Wc lt Wa

Sudut Cos Ɵ Kecil

Permukaan cairan dalam kapiler cekung dan naik

Jika Wc gt Wa

Sudut Cos Ɵ Besar

Permukaan cairan dalam kapiler turun dan berbentuk cembung

Ɣ Rasio imbangan antara gaya Kohesi dan Adhesi

Cairan-Cairan (immisible)

Mempengaruhi koefisien sebaran (S)

Jika kerja kohesi lebih besar dari kerja adhesi maka nilai

koefisien sebarannya kecilrendah

Contoh

Asam stearat jika dilarutkan dengan air maka koefisien sebarannya

rendah karena gugus nonpolar pada asam stearat lebih panjang dari

gugus polarnya (gugus polar jadi titak berpengaruh)

47

Jika kerja kohesi lebih rendah dari kerja adhesi maka nilai koefisien

sebarannya tinggi Spreading

Contoh

Propanol jika dilarutkan dengan air maka koefisien sebarannya tinggi

karena mempunyai gugus ndashOH yang dapat berikatan hidrogen dengan

air dan bersifat polar

Tegangan permukaan dipengaruhi oleh

Rasio

Polar

Nonpolar

Si = Wa ndash Wc

Wc = 2 Ɣx

Wa = (Ɣx + Ɣair - Ɣx-air)

Si Bila nilai Si positif maka sebaranspreading terjadi

Bila nilai Si 0 tetap ada peluang sebaran

Bila nilai Si negatif tidak terjadi sebaran

Soal

Diketahui Ɣbenzen = 289 dynecm-1 Ɣair = 728 dynecm-1 dan Ɣbenzen-air =

35 dynecm-1 Hitung nilai kerja kohesi benzen kerja adhesi benzen-air

dan koefisien penyebaran awal benzen

Diketahui

a) Ɣbenzen = 289 dynecm-1

b) Ɣair = 728 dynecm-1

c) Ɣbenzen-air = 35 dynecm-1

48

Ditanya

a) Wc

b) Wa

c) Si

Jawab

Wc = 2 Ɣbenzen

= 2 x 289

= 578 dynecm-1

Wa = (Ɣbenzen + Ɣair ndash Ɣbenzen-air)

= (289 + 728 ndash 35)

= 667 dynecm-1

Si = Wa ndash Wc

= 667 ndash 578

= 89 dynecm-1

Benzen dapat tersebar dalam air karena nilai Si positif (+)

49

DAFTAR PUSTAKA

1 Tayangan Dosen

2 UraianPenjelasan Dosen pada saat Perkuliaha

3 Text Book

- Yazid Estein dan Nursanti Lisda 2006 Penuntun Praktikum Biokimia

Yogyakarta ANDI

- Santoso Begot 2007 BIOLOGI Jakarta Interplus Ridho_Brilliantoro

Tugas_Enzimologi

- Eistein Yazid 2005 Kimia Fisika Untuk Paramedis Yogyakarta Penerbit

Andi

- Adamson A W (1990) Physical Chemistry of Surfaces 5 th Ed New

York Willey

- Hugh DYoung Roger A Freedman 2002 Fisika Universitas Ed10 Alih

bahasa Juliastuti Endangdkk Jakarta Erlangga

- Kamajaya(2007)Cerdas Belajar FisikaBandungGrafindo Media Pratama

- IndrajitDudi(2007)Mudah dan Aktif Belajar FisikaBandungPT Setia

Purna Inves

4 Internet

- httprepositoryusuacidbitstream123456789395874Chapter20IIpdf

- httpstaffuiacidsystemfilesusersjoshitadjajadisastramaterialkestabil

anobatkuliahs2pdf

- httpstaffunyacidsitesdefaultfilespendidikanPurwanti20Widhy2

0Hastuti20SPd20MPdLaju20Reaksi20(2)pdf

- fileCUsersElrio20PutraDownloadsChapter20820Kinetika20

Kimiapdf

- httpusupressusuacidfilesKinetika20Kimia20Reaksi20Element

er_Normal_bab201pdf

- httpffarmasiuadacidwp-contentuploads201301orde-reaksi-waktu-

paruhpdfhttpnissanisso-fkp11webunairacidartikel_detail-49831-

Umum-sifat20kerja20obathtml

- httpmipa-farmasiblogspotcom201202tegangan-permukaan-tegangan-

antar-mukahtmlm=1

50

Page 24: Farfis2 before mid.pdf

24

t90 =

=

= 322푥10 푑푒푡 푎푡푎푢103푡푎ℎ푢푛

Pertemuan 5

Tanggal 30 September 2014

REAKSI ENZIMATIS

Sel-sel tubuh makhluk hidup didalamnya melakukan proses

metabolism Proses metabolisme yang terjadi dalam sel-sel tubuh dapat

digolongkan menjadi dua yaitu katabolisme dan anabolisme Katabolisme

merupakan reaksi penguraian senyawa kompleks menjadi senyawa

sederhana dengan tujuan mendapatkan energi siap pakai dalam bentuk

Adenosine Triphosphate (ATP) Reaksi anabolisme merupakan reaksi

pembentukan senyawa organik dari senyawa anorganik Pada reaksi

anabolisme dibutuhkan ATP sebagai sumber energinya Adapun reaksi

katabolisme atau reaksi anabolisme yang terjadi didalam tubuh keduanya

membutuhkan enzim sebagai biokatalisator

Setiap reaksi penguraian (katabolisme) merupakan reaksi eksoterm

sedangkan setiap reaksi pembentukan (anabolisme) merupakan reaksi

endoterm Dalam tubuh sel-sel memerlukan energi aktivasi Makhluk hidup

mengganti energy aktivasi dengan suatu struktur protein yang dikenal

dengan sebutan enzim

25

Ea reaksi dengan enzim lt Ea reaksi tanpa enzim

(Ea reaksi dengan ezim berlangsung lebih cepat)

RUMUS

minusdsdt =

dPdt = Velocity =

Vmax SKm + S

E + S harr ES + P + E

V = K2 [E]0 [S]0

[S]0 + Km

Keterangan

Km Konstanta

Michaelis

K2 Daya enzim mentansformasi suatu substrat membentuk

produk

(Jumlah molekul yang dikonversikan menjadi produk dalam

suatu waktu permolekul enzim)

Bila [S]0 berlebihan laju reaksi maksimal

Maka K2 [E]0 = Vmax

V = Vmax [S]0

[S]0 + Km

(Persamaan Lineweaver-Burk)

Keterangan V = kecepatan reaksi (laju reaksi) Km = konstanta Michaelis-Menten Vmax = kecepatan reaksi maksimal [S] = konsentrasi substrat

26

Faktor ndash faktor yang mempengaruhi

kerja enzim

Dalam aktivitasnya enzim sangat

dipengaruhi oleh factor lingkungan seperti

suhu pH konsentasi enzim konsentrasi

substrat dan inhibitor

a Suhu

Suhu merupakan factor ligkungan yang penting bagi kerja enzim sampai

pada titik tertentu kecepatan reaksi akan meningkat seiring dengan

meningkatnya suhu Pada akhirnya kecepatan reaksi akan menurun drastis

pada suhu tersebut melewati suhu optimumnya Pada suhu yang lebih tinggi

(ekstrim) protein penyusun enzim akan mengalami denaturasi Enzim pada

mamalia (manusia) bekerja pada suhu 37degC Bakteri yang hidup di sumber air

panas mempunyai enzim dengan suhu optimal 70degC

b pH

Enzim bekerja pada pH tertentu umumnya enzim mmembutuhkan pH

optimum netral (pH=7) Enzim yang berada dalam lambung memiliki pH

optimum asam (pH=2) Peningkatan atau penurunan pH yang ekstrim akan

menyebabkan enzim mengalami denaturasi

c Konsentasi enzim

Pada konsentrasi substrat tertentu konsentrasi enzim akan meningkatkan

kecepatan reaksi enzimatis Dengan kata lain kecepatan reaksi enzimatis (V)

berbanding lurus dengan konsentrasi enzim (E) sampai batas tertentu

sehingga reaksi mengalami kesetimbangan Pada saat setimbang peningkatan

konsentrasi enzim sudah tidak berpengaruh

1푣 푣푠

1[푆]0

27

d Konsentrasi substrat

Pada konsentrasi enzim yang tetap peningkatan konsentrasi substrat akan

menaikkan kecepatan reaksi enzimatis

sampai mencapai kecepatan maksimum

yang tetap Pada titik maksimum semua

enzim telah jenuh dengan substrat

sehingga penambahan substrat sudah tidak

akan meningkatkan kecepatan reaksi

enzimatis

Transformasi Lineweaver-Burk

1V = KmVmax 1S + 1Vmax

y = m x = t

1V

y ndash intercept = 1Vmax

x ndash intercept = -1Km1 [S]

e Inhibisi enzim

1 Inhibisi Kompetitif

Penghambatan aktivitas enzim melalui mekanisme inhibisi

kompetitif terjadi ketika substrat (S) dan inhibitor (I) bersaing untuk dapat

mengikat sisi aktif enzim Hal ini disebabkan karena bentuk inhibitor

menyerupai substrat Kompleks EI yang terbentuk tidak dapat menjalani

28

langkah katalitik dan tidak dapat membentuk produk Akibatnya terjadi

penurunan jumlah produk yang terbentuk

Berikut adalah pendekatan keadaan tunak dalam penentuan hukum

laju inhibisi kompetitif enzim

K1 = [E][I] helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (1)

[EI]

[E][S] = k-1 + k2 = KM (2)

[ES] k1

[Etot] = [E] + [ES] +[EI]helliphelliphellip (3)

[Etot] = [E] + [ES] + [E][I]

K1

[Etot] = [E] 1 + [I] + [ES]

K1

maka

[퐸] = [ ] [ ]

helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (4)

Berdasarkan teori Michaelis-Mentein kecepatan awal ditentukan oleh

kecepatan penguraian [ES] yang ketetapan kecepatan reaksinya adalah k2

sehingga

V =k2 [ES] helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip(8)

substitusi persamaan (7) ke dalam persamaan (8)

V = k2 [Etot] [S]

[S] + KrsquoM (9)

29

Vmax didefinisikan sebagai kecepatan pada saat semua E yang tersedia

terdapat sebagai ES

Vmax = k2 [Etot] helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip(10)

Sehingga diperoleh

V = kcat [Etot] [S] helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (11)

KM 1 + [I] + [S]

K1

Transformasi persamaan Michaelis-Mesntein (persamaan Lineweaver-

Burk) yaitu dari persamaan (11)

V = Vmax [S]

[S] + KrsquoM

Maka

1 = [S] + KMrsquo

V Vmax [S]

1 = KMrsquo + [S]

V Vmax [S] Vmax [S]

1 = KMrsquo 1 + [S]

V Vmax [S] Vmax

2 Inhibisi Uncompetitive

Inhibisi uncompetitive enzim terjadi apabila inhibitor (I) mengikat

salah satu sisi dari kompleks enzim dan substrat (ES) Kompleks ESI yang

terbentuk tidak dapat membentuk produk (P)

Berikut adalah pendekatan keadaan tunak dalam penentuan hukum

laju inhibisi kompetitif enzim

30

KI = [ES] [I] helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (1)

ESI

[E] [S] = k-1 + k2 = KM helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (2)

[ES] k1

[Etot] = [E] + [S] + [ES] helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (3)

Berdasarkan teori Michaelis-Mentein kecepatan awal ditentukan oleh

kecepatan penguraian [ES] yang tetapan kecepatan reaksinya adalah k2

sehingga

V = k2 [ES] helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (7)

Substitusi persamaan (6) ke persamaan (7)

V = k2 [Etot] [S]

[S] 1 + [I] KM helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (8)

KI

Vmax didefinisikan sebagai kecepatan pada saat semua E yang

tersedia terdapat sebagai ES

Vmax = k2 [Etot] helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (9)

Substitusi persamaan (9) ke persamaan (8)

V = Vmax [S]

[S] 1 + [I] + KM

KI

3 Inhibisi Non Kompetitif

Penghambatan non kompetitif terjadi apabila inhibitor (I) mengikat

sisi aktif pada enzim (E) maupun pada kompleks enzim dan subtrat (ES)

EI + S ESI

31

Berikut adalah pendekatan keadaan tunak dalam penentuan

hukum laju inhibisi kompetitif enzim

KI = [E] [I] = [ES] [I]

[EI] [ES] helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (1)

[E] [S] = k-1 + k2 = KM

[ES] k1 helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (2)

[Etot] = [E] + [ES] + [EI] + [ESI]helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (3)

Vmax didefinisikan sebagai kecepatan pada saat semua E yang

tersedia terdapat sebagai ES

Vmax = k2 [Etot] helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (4)

Parameter kinetika dalam mekanisme inhibisi enzim (kompetitif

uncompetitive non kompetitif) antara lain Vmax KM dan kcat

1 Vmax adalah laju reaksi maksimum yang dikatalisis enzim

2 KM menyatakan konsentrasi substrat yang diperlukan agar reaksi

katalisis efektif

kcat adalah tetapan laju pada tahap penentu laju yang menyatakan

jumlah substrat yang dapat diubah per detik

Contoh reaksi berikut

Fumarase

Furmarate + H2O mdashmdashmdashrarr L-Malate

1 Hitung laju perubahan fumarate menjadi L-Malate bila diketahui

Konsentrasi fumarate = 124 x 10-4 molL

Konsentrasi enzim fumarase = 105 x 10-6 molL

Konstata Michaelis = 185 x 10-6 molL

Dan bilangan turnover enzim fumarase = 175 x 103 det-1

32

Diketahui [S]0 = 124 x 10-4 molL

[E]0 = 105 x 10-6 molL

Km = 185 x 10-6 molL

K2 = 175 x 103 det-1

Ditanya V hellip

Jawab

V = Vmax [S]0

[S]0 + Km

V = K2 [E]0 [S]0

[S]0 + Km

V = [175 x 103 det-1] [105 x 10-6 molL] [124 x 10-4 molL]

[124 x 10-4 molL] + [185 x 10-6 molL]

V = 22785 X 10-7 molLdet

12585 x 10-4

V = 181 X 10-3 molLdet

2 Laju awal dekomposisi H2O2 yang dikatalisis dengan enzim

katalase adalah 138 x 10-2 267 x 10-2 an 60 x 10-2 Mdet

berturut-turut untuk konsentrasi awal H2O2 = 001 002 005 M

Konsentrasi enzim katalase = 40 x 10-8 M

Hitung Vmax konstanta Michaelis

Dan bilangan turnover enzim

Diketahui V1 = 138 X 10-2

V2 = 267 x 10-2

33

V3 = 60 X 10-2

[H2O2] = 001 002 005 M

[Ekatalase] = 40 x 10-2 M

Ditanya Vmax Km dan K2 hellip

Jawab

X (1[H2O2] Y (1V)

100 7246

50 3745

20 1667

y = 0697x + 25691

Intercept = 26591

Slope = 06977

R2 = 09999 rarr R2 = 1

a 1 = 25691 (intercept)

Vmax

Vmax = 1

25691

= 0389 molLdet

b Km = 06977 (slope)

Vmax

Km = 06977

0389

Km = 0272 molL

34

c Vmax = k2 [E]0

0389 = k2 40 x 10-8 M

k2 = 0389

40 x 10-8

= 0097 x 108

3 Laju pertumbuhan bakteri Lactobacillus acidephilus (dalam suatu

media) selama fase pertumbuhan exponensial menunjukan 924 x

10-3menit Hitung waktu generasi (tg) bakteri tersebut tg waktu

yang diperlukan mikroorganisme untuk melipat gandakan

populasinya yakni menjadi

Jawab

ln = Nt = λt ln = 2N0 = λtg

N0 N0

tg = ln2 tg = 0693

λ 924 x 10-3

tg = 0075 x 103

tg = 75 menit

35

Pertemuan 6

Tanggal 7 Oktober 2014

TEGANGAN PERMUKAAN

Molekul di permukaan mengalami gaya

resultan ke arah dalam media Molekul di

dalam media tidak mengalami gaya resultan

Molekul-molekul cairan memberikan

gaya tarik satu dengan lainnya terdapat gaya

total yang besarnya nol pada molekul di dalam volume cairan tetapi molekul

permukaan ditarik ke dalam volume Sehingga cairan cenderung memperkecil

luas permukaannya hanya dengan meregang lapisan (Fisika Universitas Jl 110

hal 431)

Tegangan permukaan (ᵞ)

- Molekul di bagian dalam media yang bergeak ke permukaan

media membutuhkan kerja untuk mengalami gaya tarik menarik

ke bawah

- Makin banyak jumlah molekul di permukaan media suatu

cairan makin luas permukaan media tersebut

36

- Tetapi dengan adanya gaya resultan ke arah dalam yang dialami

oleh molekul-molekul dipermukaan maka sifat cairan

cenderung untuk meminimumkan luas permukaan

Fenomena alam yang berkaitan dengan sifat kecenderuungan cairan

menimbulkan permukaanya antara lain

- Embun air di atas air

- Air dihinggapi nyamuk

Permukaan zat cair mempunyai sifat ingin meregang sehingga

permukaannya seolah- olah ditutupi oleh suatu lapisan yang elastis Hal ini

disebabkan adanya gaya tarik menarik antara partikel sejenis di dalam zat

cair sampai ke permukaan

Di dalam cairan tiap molekul ditarik oleh molekul lain yang sejenis di

dekatnya dengan gaya yang sama kesegala arah Pada permukaan cairan

tiap molekul ditarik oleh molekul sejenis didekatnya dengan arah hanya

kesamping dan kebawah tetapi tidak ditarik oleh molekul diatasnya karena

diatas permukaan cairan berupa fase uap ( udara ) dengan jarak antara

molekul sangat renggang

Adanya gaya atau tarikan ke bawah menyebabkan permukaan cairan

berkontraksi dan berada dalam keadaan tegang Tegangan ini disebut

dengan tegangan permukaan

Besarnya tegangan permukaan cairan bergantung pada gaya tarik

antara molekul- molekulnya Ketika gaya tarik besar seperti dengan H2O

tegangan permukaan besar Sebaliknya cairan seperti bensin yang tersusun

atas molekul- molekul non polar mempunyai tegangan permukaan yang

kecil karena tarikan antarmolekul lebih lemah

Zat yang tegangan permukaannya rendah sangat mudah membasahi

permukaan bagaimanapun keadaan permukaannya Pelarut hidrokarbon

misalnya nafta atau bensin menyebar pada kaca maupun permukaan

berminyak dengan mudahnya sebab tarikan sesama molekul hidrokarbon

sangat lemah Hampir tidak ada usaha untuk memperluas permukaan cairan

akibatnya mereka mudah menyebar pada permukaan apapun (Brady 1994)

37

Tegangan permukaan (ᵞ)

Banyaknya kerja yang diperlukan untuk memperluas

permukaan suatu cairan Satuannya dalam SI adalah newton per meter

(NM) tetapi satuan cgs dyene per centimeter lebih sering digunakan

1 dynecm = 10-3 Nm = 1 mNm

(Fisika Universitas Jl 110 hal 432)

Tegangan permukaan

- Antara cairan dengan gas atau udara tegangan permukaan

- Antara cairan dengan cairan tegangan antar muka

Contoh nilai ᵞ beberapa cairan pada 20degC

Cairan Cairan-udara (dynecm) Cairan-air (dynecm)

Hg 485 375

H2O 7275 -

C6H6 2888 350

CCl4 2680 451

Aceton 2394 -

Etanol 2249 -

Isopropanol 2192 -

Sukrosa (aquos ) 7645 -

Faktor- Faktor Yang Mempengaruhi Tegangan Permukaan

a Jenis cairan

Pada umumnya cairan yang memiliki gaya tarik antara molekulnya

besar seperti air maka tegangan permukaannya juga besar Sebaliknya pada

cairan seperti bensin karena gaya tarik antara molekulnya kecil maka

tegangan permukaannya juga kecil

38

b Suhu

Tegangan permukaan cairan turun bila suhu naik karena dengan

bertambahnya suhu molekul- molekul cairan bergerak lebih cepat dan

pengaruh interaksi antara molekul berkurang sehingga tegangan

permukaannya menurun

c Adanya zat terlarut

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 detergen dan alkohol

adalah efektif dalam menurunkan tegangan permukaan ( Yazid 2005)

Metode pengukuran tegangan permukaan

- Metode kapiler

- Metode cincin Du Nouy

- Metode Lempengan Wilhelmi

- Metode Tekanan Gelembung maksimum

- Dll

a Metode Kapiler

- Yang digunakan yang luas permukaannya naik

- Permukaan air dalam pipa kapiler terus naik hingga tercapai

keseimbangan dengan gaya gravitasi

Metode ini didasarkan pada kenyataan bahwa bila sebatang pipa

kapiler dimasukan kedalam cairan maka permukaan cairan dalam pipa

kapiler dapat mengalami kenaikan atau penurunan Apabila cairan

membasahi bejana ( θ lt 90 ) maka permukaan cairan akan naik

Sedangkan bila cairan tidak membasahi bejana ( θ gt 90 ) permukaan

cairan akan turun Peristiwa naik turunnya permukaan cairan dalam

kapiler ini disebut dengan kapilaritas

39

Kenaikan atau penurunan cairan dalam kapiler disebabkan oleh

adanya tegangan permukaan yang bekerja pada permukaan cairan yang

menyentuh dinding sepanjang keliling pipa Akibat tegangan permukaan ini

pipa akan memberikan gaya reaksi pada permukaan cairan yang besarnya

sama tapi arahnya berlawanan ( Yazid 2005 )

Catatan

- Jika permukaan atas larutan cembung sudut kontak besar - Jika permukaan atas larutan cekung sudut kontak kecil

Tegangan permukaan diukur dengan melihat ketinggian air cairan yang naik melalui suatu kapiler Metode kenaikan kapiler hanya dapat digunakan untuk mengukur tegangan permukaan tidak bisa untuk mengukur tegangan permukaan tidak bias untuk mengukur tegangan antar muka

Persamaan

퐹푢푝 = 훾(2휋푟) cos휃

퐹푑표푤푛 = 휌푔(ℎ휋푟 )

퐹푢푝 = 퐹푑표푤푛 훾 = Keterangan

- 휌 = bobot jenis cairan gml - 푔 = 980 cms - 푟 = jari-jari pipa kapiler - ℎ = tinggi miniskus cairan untuk kapiler - 휃 = sudut kontak ( untuk air dan kebanyakan cairan sangat kecil yakni

mendekati 1 )

Untuk cairan dengan sudut kontak sangat kecil

훾 = atau ℎ =

Sedangkan untuk cairan yang tidak membasahi bejana seperti raksa θ = 140 sehingga cos θ = - 0766 ( berharga negatip) Akibatnya h memiliki harga negatip yang berarti cairan mengalami penurunan atau ditekan dalam kapiler

40

b Metode Cincin Du Nouy

Metode cincin du nouy merupakan metode yang paling baik digunakan karena lebih akurat dan cepat dalam pengukuran tegangan permukaan deterjen serum suspensi koloid dan lain- lain

Berdasarkan pengukuran gaya yang diperlukan untuk melepaskan cincin dari permukaan cairan Metode ini digunakan untuk mengukur tegangan antar muka cairan

Persamaan

훾 = 퐹

4휋푅 퐶

Keterangan - F = gaya yang diperlukan untuk melepaskan cincin dari

permukaan - R = jari-jari lingkar cincin - C = Faktor koreksi

Faktor Koreksi

(퐶 minus 푎) = 4푏휋 푥

1푅 푥

퐹4휋휌푅 + 푐

Keterangan

- a = 07250 (konstan) - b = 009075 m-1 s2 (konstan) - c = 004534 ndash 1695 rR (konstan) - r = jari-jari kawat yang digunakan untuk membuat cincin - R = jari-jari rata-rata lingkaran - 휌 = masa jenis cairan sempel

Ketika mengukur tegangan permuakaan cairan- cairan harus diperhatikan bahwa cairan yang ada dibawah benar- benar membasahi cincin (Bird 1987)

c Metode Lempengan Wilhelmi

Metode ini didasarkan pada gaya yang diperlukan untuk menarik pelat tipis dari permukaan cairan Pelat digantung pada salah satu lengan neraca dan dimasukkan kedalam cairan yang akan diselidiki Besarnya gaya tarik pada neraca yang digunakan untuk melepas pelat dari permukaan cairan dicatat

Persamaan

푃 = 푚푔 + 퐿훾 cos휃 minus 푠ℎ휌푔

41

Keterangan

- P = gaya yang dipergunakan untuk melepaskan lempengan dari permkaan cincin

- m = berat lempengan - 푔 = gaya gravitasi - 푠 = luas penampang lempengan - ℎ = kedalaman lempeng yang dicelupkan - 퐿 = keliling lempengan - 휌 = bobot jenis cairan

Dalam metode ini diandaikan sudut kontak θ = 00 dan pengaruh

dari ujung- ujung lempeng dapat diabaikan ( Yazid 2005 ) Pada metode ini digunakan lempengan mika tipis atau kaca slide

mikrosip yang digantung pada neraca Pengukuran dapat dilakukan dengan cara statistik ataupun dengan detasment yang secara akurat diberikan pada persamaan ideal

Jika pengukurannya dilakukan dengan metode detasmen prosedurnya hampir sama dengan metode cincin Du Nouy tetapi faktor koreksi hanya 01 ( Adamson 1990)

d Metode Tekanan Gelembung Maksimum Tegangan permukaan menyebabkan adanya perbedaan tekanan

pada kedua sisi permukaan cairan yang lengkung Tekanan pada sisi yang cembung Ketika pertama kali tekanan dikenakan jari- jari gelembung sangat besar Sementara gelembung itu mengembang jari- jarinya akan semakin kecil sampai nilai minimum

Pada keadaan ini jari- jari gelembung sama dengan jari- jari tabung gelas Bila tekanan terus dinaikkan jari- jari gelembung akan membesar kembali sampai akhirnya gelembung ini lepas dari tabung gelas dan naik ke permukaan cairan jelas bahwa tekanan maksimum diperoleh pada saat jari- jari minimum

Tekanan maksimum ini bukan hanya disebabkan perbedaan tekanan pada kedua sisi gelembung tetapi juga disebabkan oleh adanya tekanan hidrostatik ( yang bergantung pada ketinggian tabung gelas dalam cairan )

Persamaan

훾 = ∆휌푔푑푒 1퐻

Keterangan

o ∆휌 = perbedaan bobot jenis o 푑푒 = diameter maksimum tetesan

42

o = faktor koreksi yang ditentukan oleh rasio 푑푠 푑푒

Metode tekanan gelembung maksimum memiliki keakuratan di bawah 10 yang mana tidak tergantung pada jarak kontak dan hanya merupakan sebuah pengetahuan dasar dari densitas suatu cairan ( Jika menggunakan pipa ganda ) dan pengukurannya juga relatif cepat Rata- rata sebuah gelembung harganya sekitar 1 sek (Adamson 1990)

Pertemuan 7

Tanggal 14 Oktober 2014

TEGANGAN ANTAR MUKA

Tegangan permukaan merupakan gaya persatuan panjang yang

harus dikerjakan sejajar permukaan untuk mengimbangi gaya tarikan

kedalam pada cairan Hal tersebut terjadi karena pada permukaan gaya

adhesi (antara cairan dan udara) lebih kecil dari pada gaya kohesi antar

molekul cairan sehingga menyebabkan terjadinya gaya kedalam pada

permukaan cairan

Tegangan antar muka adalah gaya per satuan panjang yang terdapat

pada antar muka dua fase cairan yang tidak dapat tercampur Tegangan antar

muka selalu lebih kecil dari pada tegangan permukaan kerena gaya adhesi

antara dua cairan tidak bercampur lebih besar dari pada adhesi antara cairan

dan udara

Cairan-cairan (immisible)

L ƔL ƔL Tegangan permukaan L

ƔS Tegangan permukaan S

ƔSL ƔSL Tegangan antarmuka SL

S ƔS

43

Missible dua zat yang bercampurlarut dengan sempurna berapapun

konsentrasijumlahnya

Immisible dua zat (cairan dengan cairan) yang sama sekali tidak

dapat bercampurlarut

Pada dasarnya tegangan permukaan suatu zat cair

dipengaruhi oleh beberapa faktor diantaranya suhu dan zat terlarut

Dimana keberadaan zat terlarut dalamsuatu cairan akan

mempengaruhi besarnya tegangan permukaan terutama molekul zat

yang berada pada permukaan cairan berbentuk lapisan monomolekuler

yang disebut dengan molekul surfaktan Kemudian suhu juga sangat

mempengaruhi tegangan permukaan suatu cairan dimana ketika suhu

naik maka tegangan permukaan cairan akan turun

Suhu uarr = Tegangan permukaan darr ldquoberbanding terbalikrdquo

Fenomena Permukaan dan Fenomena Antar muka

Permukaan Fenomena

Cairan ndash Udara Tegangan Permukaan

Padat ndash Udara Adsorbsi

Antar Muka Fenomena

Cairan ndash Cairan

(immisible)

Tegangan Antar Muka

Padat ndash Cair Pembasah (Wetting)

Tegangan Antar Muka Cairan ndash Cairan (immisible)

1) Gaya persatuan panjang yang bekerja pada antar muka dua cairan

yang immisible

Satuan dynecm-1

44

2) Kerja yang diperlukan untuk memisahkan 2 permukaan cairan

immisible

Satuan ergcm-2

Manfaat fenomena antar muka dalam farmasi

1 Formulasi sediaan serbuk yang hidrofob

2 Menentukan jenis surfaktan untuk membuat emulsi

3 Meningkatkan stabilitas suspensi dan emulsi

4 Mengatasi sediaan obat yang berbusa

5 Adsorbsi obat pada saluran pencernaan

Soal

1 Hitung Ɣ fenol bila diketahui tinggi kenaikan permukaan fenol dalam

pipa kapiler (r = 007 cm) adalah 093 cm pada suhu 37˚C Bila

diketahui bobot jenis fenol 113 gcm-1 dan konstanta gravitasi = 9807

cm det-2

Diketahui

a) r = 007 cm

b) ρ = 113 gcm-1

c) g = 9807 cm det-2

d) h = 093 cm

Ditanya Ɣfenol

Jawab

Ɣfenol = frac12 (rρgh)

= frac12 (007 x 113 x 9807 x 093)

= 3607 dynecm-1

45

Gaya Kohesi dan Adhesi

Terdapat dua macam gaya tarik menarik antar partikel yaitu kohesi

dan adhesi Kohesi adalah gaya tarik menarik antara partikel yang sejenis

Kohesi dipengaruhi oleh kerapatan dan jarak antar partikel dalam zat gaya

kohesi mengakibatkan dua zat bila dicampurkan tidak akan saling

bercampur Contoh tidak bercampurnya air dengan minyak tidak

melekatnya air raksa pada dinding pipa kapiler dan air pada daun talas

Adhesi adalah gaya tarik menarik antara partikel-partikel yang

tidak sejenis Gaya adhesi akan mengakibatkan dua zat akan saling melekat

bila dicampurkan Contoh bercampurnya air dengan tehkopi melekatnya

air pada dinding pipa kapiler dan melekatnya tinta pada kertas

Adanya gaya tarik menarik antara partikel zat cair menyebabkan

adanya tegangan permukaan dimana permukaan zat cair cenderung

menegang dan seolah terdapat selaput atau lapisan yang tegang sehingga

dapat menahan benda Selain adanya peristiwa tegangan permukaan akibat

adanya gaya tarik menarik antara partikel juga menyebabkan terjadinya

peristiwa meniskus cembung dan meniskus cekung

Meniskus Cembung dan Meniskus Cekung

Meniskus adalah peristiwa mencekung atau mencembungnya

permukaan zat cair Berdasarkan bentuk permukaan zat cair meniskus

dibedakan menjadi dua yaitu meniskus cembung dan meniskus cekung

Meniskus cembung terjadi jika gaya kohesi lebih besar dari pada gaya

adhesi Sedangkan meniskus cekung terjadi jika adhesi lebih besar dari pada

kohesi

46

Jika Wc lt Wa

Sudut Cos Ɵ Kecil

Permukaan cairan dalam kapiler cekung dan naik

Jika Wc gt Wa

Sudut Cos Ɵ Besar

Permukaan cairan dalam kapiler turun dan berbentuk cembung

Ɣ Rasio imbangan antara gaya Kohesi dan Adhesi

Cairan-Cairan (immisible)

Mempengaruhi koefisien sebaran (S)

Jika kerja kohesi lebih besar dari kerja adhesi maka nilai

koefisien sebarannya kecilrendah

Contoh

Asam stearat jika dilarutkan dengan air maka koefisien sebarannya

rendah karena gugus nonpolar pada asam stearat lebih panjang dari

gugus polarnya (gugus polar jadi titak berpengaruh)

47

Jika kerja kohesi lebih rendah dari kerja adhesi maka nilai koefisien

sebarannya tinggi Spreading

Contoh

Propanol jika dilarutkan dengan air maka koefisien sebarannya tinggi

karena mempunyai gugus ndashOH yang dapat berikatan hidrogen dengan

air dan bersifat polar

Tegangan permukaan dipengaruhi oleh

Rasio

Polar

Nonpolar

Si = Wa ndash Wc

Wc = 2 Ɣx

Wa = (Ɣx + Ɣair - Ɣx-air)

Si Bila nilai Si positif maka sebaranspreading terjadi

Bila nilai Si 0 tetap ada peluang sebaran

Bila nilai Si negatif tidak terjadi sebaran

Soal

Diketahui Ɣbenzen = 289 dynecm-1 Ɣair = 728 dynecm-1 dan Ɣbenzen-air =

35 dynecm-1 Hitung nilai kerja kohesi benzen kerja adhesi benzen-air

dan koefisien penyebaran awal benzen

Diketahui

a) Ɣbenzen = 289 dynecm-1

b) Ɣair = 728 dynecm-1

c) Ɣbenzen-air = 35 dynecm-1

48

Ditanya

a) Wc

b) Wa

c) Si

Jawab

Wc = 2 Ɣbenzen

= 2 x 289

= 578 dynecm-1

Wa = (Ɣbenzen + Ɣair ndash Ɣbenzen-air)

= (289 + 728 ndash 35)

= 667 dynecm-1

Si = Wa ndash Wc

= 667 ndash 578

= 89 dynecm-1

Benzen dapat tersebar dalam air karena nilai Si positif (+)

49

DAFTAR PUSTAKA

1 Tayangan Dosen

2 UraianPenjelasan Dosen pada saat Perkuliaha

3 Text Book

- Yazid Estein dan Nursanti Lisda 2006 Penuntun Praktikum Biokimia

Yogyakarta ANDI

- Santoso Begot 2007 BIOLOGI Jakarta Interplus Ridho_Brilliantoro

Tugas_Enzimologi

- Eistein Yazid 2005 Kimia Fisika Untuk Paramedis Yogyakarta Penerbit

Andi

- Adamson A W (1990) Physical Chemistry of Surfaces 5 th Ed New

York Willey

- Hugh DYoung Roger A Freedman 2002 Fisika Universitas Ed10 Alih

bahasa Juliastuti Endangdkk Jakarta Erlangga

- Kamajaya(2007)Cerdas Belajar FisikaBandungGrafindo Media Pratama

- IndrajitDudi(2007)Mudah dan Aktif Belajar FisikaBandungPT Setia

Purna Inves

4 Internet

- httprepositoryusuacidbitstream123456789395874Chapter20IIpdf

- httpstaffuiacidsystemfilesusersjoshitadjajadisastramaterialkestabil

anobatkuliahs2pdf

- httpstaffunyacidsitesdefaultfilespendidikanPurwanti20Widhy2

0Hastuti20SPd20MPdLaju20Reaksi20(2)pdf

- fileCUsersElrio20PutraDownloadsChapter20820Kinetika20

Kimiapdf

- httpusupressusuacidfilesKinetika20Kimia20Reaksi20Element

er_Normal_bab201pdf

- httpffarmasiuadacidwp-contentuploads201301orde-reaksi-waktu-

paruhpdfhttpnissanisso-fkp11webunairacidartikel_detail-49831-

Umum-sifat20kerja20obathtml

- httpmipa-farmasiblogspotcom201202tegangan-permukaan-tegangan-

antar-mukahtmlm=1

50

Page 25: Farfis2 before mid.pdf

25

Ea reaksi dengan enzim lt Ea reaksi tanpa enzim

(Ea reaksi dengan ezim berlangsung lebih cepat)

RUMUS

minusdsdt =

dPdt = Velocity =

Vmax SKm + S

E + S harr ES + P + E

V = K2 [E]0 [S]0

[S]0 + Km

Keterangan

Km Konstanta

Michaelis

K2 Daya enzim mentansformasi suatu substrat membentuk

produk

(Jumlah molekul yang dikonversikan menjadi produk dalam

suatu waktu permolekul enzim)

Bila [S]0 berlebihan laju reaksi maksimal

Maka K2 [E]0 = Vmax

V = Vmax [S]0

[S]0 + Km

(Persamaan Lineweaver-Burk)

Keterangan V = kecepatan reaksi (laju reaksi) Km = konstanta Michaelis-Menten Vmax = kecepatan reaksi maksimal [S] = konsentrasi substrat

26

Faktor ndash faktor yang mempengaruhi

kerja enzim

Dalam aktivitasnya enzim sangat

dipengaruhi oleh factor lingkungan seperti

suhu pH konsentasi enzim konsentrasi

substrat dan inhibitor

a Suhu

Suhu merupakan factor ligkungan yang penting bagi kerja enzim sampai

pada titik tertentu kecepatan reaksi akan meningkat seiring dengan

meningkatnya suhu Pada akhirnya kecepatan reaksi akan menurun drastis

pada suhu tersebut melewati suhu optimumnya Pada suhu yang lebih tinggi

(ekstrim) protein penyusun enzim akan mengalami denaturasi Enzim pada

mamalia (manusia) bekerja pada suhu 37degC Bakteri yang hidup di sumber air

panas mempunyai enzim dengan suhu optimal 70degC

b pH

Enzim bekerja pada pH tertentu umumnya enzim mmembutuhkan pH

optimum netral (pH=7) Enzim yang berada dalam lambung memiliki pH

optimum asam (pH=2) Peningkatan atau penurunan pH yang ekstrim akan

menyebabkan enzim mengalami denaturasi

c Konsentasi enzim

Pada konsentrasi substrat tertentu konsentrasi enzim akan meningkatkan

kecepatan reaksi enzimatis Dengan kata lain kecepatan reaksi enzimatis (V)

berbanding lurus dengan konsentrasi enzim (E) sampai batas tertentu

sehingga reaksi mengalami kesetimbangan Pada saat setimbang peningkatan

konsentrasi enzim sudah tidak berpengaruh

1푣 푣푠

1[푆]0

27

d Konsentrasi substrat

Pada konsentrasi enzim yang tetap peningkatan konsentrasi substrat akan

menaikkan kecepatan reaksi enzimatis

sampai mencapai kecepatan maksimum

yang tetap Pada titik maksimum semua

enzim telah jenuh dengan substrat

sehingga penambahan substrat sudah tidak

akan meningkatkan kecepatan reaksi

enzimatis

Transformasi Lineweaver-Burk

1V = KmVmax 1S + 1Vmax

y = m x = t

1V

y ndash intercept = 1Vmax

x ndash intercept = -1Km1 [S]

e Inhibisi enzim

1 Inhibisi Kompetitif

Penghambatan aktivitas enzim melalui mekanisme inhibisi

kompetitif terjadi ketika substrat (S) dan inhibitor (I) bersaing untuk dapat

mengikat sisi aktif enzim Hal ini disebabkan karena bentuk inhibitor

menyerupai substrat Kompleks EI yang terbentuk tidak dapat menjalani

28

langkah katalitik dan tidak dapat membentuk produk Akibatnya terjadi

penurunan jumlah produk yang terbentuk

Berikut adalah pendekatan keadaan tunak dalam penentuan hukum

laju inhibisi kompetitif enzim

K1 = [E][I] helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (1)

[EI]

[E][S] = k-1 + k2 = KM (2)

[ES] k1

[Etot] = [E] + [ES] +[EI]helliphelliphellip (3)

[Etot] = [E] + [ES] + [E][I]

K1

[Etot] = [E] 1 + [I] + [ES]

K1

maka

[퐸] = [ ] [ ]

helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (4)

Berdasarkan teori Michaelis-Mentein kecepatan awal ditentukan oleh

kecepatan penguraian [ES] yang ketetapan kecepatan reaksinya adalah k2

sehingga

V =k2 [ES] helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip(8)

substitusi persamaan (7) ke dalam persamaan (8)

V = k2 [Etot] [S]

[S] + KrsquoM (9)

29

Vmax didefinisikan sebagai kecepatan pada saat semua E yang tersedia

terdapat sebagai ES

Vmax = k2 [Etot] helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip(10)

Sehingga diperoleh

V = kcat [Etot] [S] helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (11)

KM 1 + [I] + [S]

K1

Transformasi persamaan Michaelis-Mesntein (persamaan Lineweaver-

Burk) yaitu dari persamaan (11)

V = Vmax [S]

[S] + KrsquoM

Maka

1 = [S] + KMrsquo

V Vmax [S]

1 = KMrsquo + [S]

V Vmax [S] Vmax [S]

1 = KMrsquo 1 + [S]

V Vmax [S] Vmax

2 Inhibisi Uncompetitive

Inhibisi uncompetitive enzim terjadi apabila inhibitor (I) mengikat

salah satu sisi dari kompleks enzim dan substrat (ES) Kompleks ESI yang

terbentuk tidak dapat membentuk produk (P)

Berikut adalah pendekatan keadaan tunak dalam penentuan hukum

laju inhibisi kompetitif enzim

30

KI = [ES] [I] helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (1)

ESI

[E] [S] = k-1 + k2 = KM helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (2)

[ES] k1

[Etot] = [E] + [S] + [ES] helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (3)

Berdasarkan teori Michaelis-Mentein kecepatan awal ditentukan oleh

kecepatan penguraian [ES] yang tetapan kecepatan reaksinya adalah k2

sehingga

V = k2 [ES] helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (7)

Substitusi persamaan (6) ke persamaan (7)

V = k2 [Etot] [S]

[S] 1 + [I] KM helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (8)

KI

Vmax didefinisikan sebagai kecepatan pada saat semua E yang

tersedia terdapat sebagai ES

Vmax = k2 [Etot] helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (9)

Substitusi persamaan (9) ke persamaan (8)

V = Vmax [S]

[S] 1 + [I] + KM

KI

3 Inhibisi Non Kompetitif

Penghambatan non kompetitif terjadi apabila inhibitor (I) mengikat

sisi aktif pada enzim (E) maupun pada kompleks enzim dan subtrat (ES)

EI + S ESI

31

Berikut adalah pendekatan keadaan tunak dalam penentuan

hukum laju inhibisi kompetitif enzim

KI = [E] [I] = [ES] [I]

[EI] [ES] helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (1)

[E] [S] = k-1 + k2 = KM

[ES] k1 helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (2)

[Etot] = [E] + [ES] + [EI] + [ESI]helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (3)

Vmax didefinisikan sebagai kecepatan pada saat semua E yang

tersedia terdapat sebagai ES

Vmax = k2 [Etot] helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (4)

Parameter kinetika dalam mekanisme inhibisi enzim (kompetitif

uncompetitive non kompetitif) antara lain Vmax KM dan kcat

1 Vmax adalah laju reaksi maksimum yang dikatalisis enzim

2 KM menyatakan konsentrasi substrat yang diperlukan agar reaksi

katalisis efektif

kcat adalah tetapan laju pada tahap penentu laju yang menyatakan

jumlah substrat yang dapat diubah per detik

Contoh reaksi berikut

Fumarase

Furmarate + H2O mdashmdashmdashrarr L-Malate

1 Hitung laju perubahan fumarate menjadi L-Malate bila diketahui

Konsentrasi fumarate = 124 x 10-4 molL

Konsentrasi enzim fumarase = 105 x 10-6 molL

Konstata Michaelis = 185 x 10-6 molL

Dan bilangan turnover enzim fumarase = 175 x 103 det-1

32

Diketahui [S]0 = 124 x 10-4 molL

[E]0 = 105 x 10-6 molL

Km = 185 x 10-6 molL

K2 = 175 x 103 det-1

Ditanya V hellip

Jawab

V = Vmax [S]0

[S]0 + Km

V = K2 [E]0 [S]0

[S]0 + Km

V = [175 x 103 det-1] [105 x 10-6 molL] [124 x 10-4 molL]

[124 x 10-4 molL] + [185 x 10-6 molL]

V = 22785 X 10-7 molLdet

12585 x 10-4

V = 181 X 10-3 molLdet

2 Laju awal dekomposisi H2O2 yang dikatalisis dengan enzim

katalase adalah 138 x 10-2 267 x 10-2 an 60 x 10-2 Mdet

berturut-turut untuk konsentrasi awal H2O2 = 001 002 005 M

Konsentrasi enzim katalase = 40 x 10-8 M

Hitung Vmax konstanta Michaelis

Dan bilangan turnover enzim

Diketahui V1 = 138 X 10-2

V2 = 267 x 10-2

33

V3 = 60 X 10-2

[H2O2] = 001 002 005 M

[Ekatalase] = 40 x 10-2 M

Ditanya Vmax Km dan K2 hellip

Jawab

X (1[H2O2] Y (1V)

100 7246

50 3745

20 1667

y = 0697x + 25691

Intercept = 26591

Slope = 06977

R2 = 09999 rarr R2 = 1

a 1 = 25691 (intercept)

Vmax

Vmax = 1

25691

= 0389 molLdet

b Km = 06977 (slope)

Vmax

Km = 06977

0389

Km = 0272 molL

34

c Vmax = k2 [E]0

0389 = k2 40 x 10-8 M

k2 = 0389

40 x 10-8

= 0097 x 108

3 Laju pertumbuhan bakteri Lactobacillus acidephilus (dalam suatu

media) selama fase pertumbuhan exponensial menunjukan 924 x

10-3menit Hitung waktu generasi (tg) bakteri tersebut tg waktu

yang diperlukan mikroorganisme untuk melipat gandakan

populasinya yakni menjadi

Jawab

ln = Nt = λt ln = 2N0 = λtg

N0 N0

tg = ln2 tg = 0693

λ 924 x 10-3

tg = 0075 x 103

tg = 75 menit

35

Pertemuan 6

Tanggal 7 Oktober 2014

TEGANGAN PERMUKAAN

Molekul di permukaan mengalami gaya

resultan ke arah dalam media Molekul di

dalam media tidak mengalami gaya resultan

Molekul-molekul cairan memberikan

gaya tarik satu dengan lainnya terdapat gaya

total yang besarnya nol pada molekul di dalam volume cairan tetapi molekul

permukaan ditarik ke dalam volume Sehingga cairan cenderung memperkecil

luas permukaannya hanya dengan meregang lapisan (Fisika Universitas Jl 110

hal 431)

Tegangan permukaan (ᵞ)

- Molekul di bagian dalam media yang bergeak ke permukaan

media membutuhkan kerja untuk mengalami gaya tarik menarik

ke bawah

- Makin banyak jumlah molekul di permukaan media suatu

cairan makin luas permukaan media tersebut

36

- Tetapi dengan adanya gaya resultan ke arah dalam yang dialami

oleh molekul-molekul dipermukaan maka sifat cairan

cenderung untuk meminimumkan luas permukaan

Fenomena alam yang berkaitan dengan sifat kecenderuungan cairan

menimbulkan permukaanya antara lain

- Embun air di atas air

- Air dihinggapi nyamuk

Permukaan zat cair mempunyai sifat ingin meregang sehingga

permukaannya seolah- olah ditutupi oleh suatu lapisan yang elastis Hal ini

disebabkan adanya gaya tarik menarik antara partikel sejenis di dalam zat

cair sampai ke permukaan

Di dalam cairan tiap molekul ditarik oleh molekul lain yang sejenis di

dekatnya dengan gaya yang sama kesegala arah Pada permukaan cairan

tiap molekul ditarik oleh molekul sejenis didekatnya dengan arah hanya

kesamping dan kebawah tetapi tidak ditarik oleh molekul diatasnya karena

diatas permukaan cairan berupa fase uap ( udara ) dengan jarak antara

molekul sangat renggang

Adanya gaya atau tarikan ke bawah menyebabkan permukaan cairan

berkontraksi dan berada dalam keadaan tegang Tegangan ini disebut

dengan tegangan permukaan

Besarnya tegangan permukaan cairan bergantung pada gaya tarik

antara molekul- molekulnya Ketika gaya tarik besar seperti dengan H2O

tegangan permukaan besar Sebaliknya cairan seperti bensin yang tersusun

atas molekul- molekul non polar mempunyai tegangan permukaan yang

kecil karena tarikan antarmolekul lebih lemah

Zat yang tegangan permukaannya rendah sangat mudah membasahi

permukaan bagaimanapun keadaan permukaannya Pelarut hidrokarbon

misalnya nafta atau bensin menyebar pada kaca maupun permukaan

berminyak dengan mudahnya sebab tarikan sesama molekul hidrokarbon

sangat lemah Hampir tidak ada usaha untuk memperluas permukaan cairan

akibatnya mereka mudah menyebar pada permukaan apapun (Brady 1994)

37

Tegangan permukaan (ᵞ)

Banyaknya kerja yang diperlukan untuk memperluas

permukaan suatu cairan Satuannya dalam SI adalah newton per meter

(NM) tetapi satuan cgs dyene per centimeter lebih sering digunakan

1 dynecm = 10-3 Nm = 1 mNm

(Fisika Universitas Jl 110 hal 432)

Tegangan permukaan

- Antara cairan dengan gas atau udara tegangan permukaan

- Antara cairan dengan cairan tegangan antar muka

Contoh nilai ᵞ beberapa cairan pada 20degC

Cairan Cairan-udara (dynecm) Cairan-air (dynecm)

Hg 485 375

H2O 7275 -

C6H6 2888 350

CCl4 2680 451

Aceton 2394 -

Etanol 2249 -

Isopropanol 2192 -

Sukrosa (aquos ) 7645 -

Faktor- Faktor Yang Mempengaruhi Tegangan Permukaan

a Jenis cairan

Pada umumnya cairan yang memiliki gaya tarik antara molekulnya

besar seperti air maka tegangan permukaannya juga besar Sebaliknya pada

cairan seperti bensin karena gaya tarik antara molekulnya kecil maka

tegangan permukaannya juga kecil

38

b Suhu

Tegangan permukaan cairan turun bila suhu naik karena dengan

bertambahnya suhu molekul- molekul cairan bergerak lebih cepat dan

pengaruh interaksi antara molekul berkurang sehingga tegangan

permukaannya menurun

c Adanya zat terlarut

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 detergen dan alkohol

adalah efektif dalam menurunkan tegangan permukaan ( Yazid 2005)

Metode pengukuran tegangan permukaan

- Metode kapiler

- Metode cincin Du Nouy

- Metode Lempengan Wilhelmi

- Metode Tekanan Gelembung maksimum

- Dll

a Metode Kapiler

- Yang digunakan yang luas permukaannya naik

- Permukaan air dalam pipa kapiler terus naik hingga tercapai

keseimbangan dengan gaya gravitasi

Metode ini didasarkan pada kenyataan bahwa bila sebatang pipa

kapiler dimasukan kedalam cairan maka permukaan cairan dalam pipa

kapiler dapat mengalami kenaikan atau penurunan Apabila cairan

membasahi bejana ( θ lt 90 ) maka permukaan cairan akan naik

Sedangkan bila cairan tidak membasahi bejana ( θ gt 90 ) permukaan

cairan akan turun Peristiwa naik turunnya permukaan cairan dalam

kapiler ini disebut dengan kapilaritas

39

Kenaikan atau penurunan cairan dalam kapiler disebabkan oleh

adanya tegangan permukaan yang bekerja pada permukaan cairan yang

menyentuh dinding sepanjang keliling pipa Akibat tegangan permukaan ini

pipa akan memberikan gaya reaksi pada permukaan cairan yang besarnya

sama tapi arahnya berlawanan ( Yazid 2005 )

Catatan

- Jika permukaan atas larutan cembung sudut kontak besar - Jika permukaan atas larutan cekung sudut kontak kecil

Tegangan permukaan diukur dengan melihat ketinggian air cairan yang naik melalui suatu kapiler Metode kenaikan kapiler hanya dapat digunakan untuk mengukur tegangan permukaan tidak bisa untuk mengukur tegangan permukaan tidak bias untuk mengukur tegangan antar muka

Persamaan

퐹푢푝 = 훾(2휋푟) cos휃

퐹푑표푤푛 = 휌푔(ℎ휋푟 )

퐹푢푝 = 퐹푑표푤푛 훾 = Keterangan

- 휌 = bobot jenis cairan gml - 푔 = 980 cms - 푟 = jari-jari pipa kapiler - ℎ = tinggi miniskus cairan untuk kapiler - 휃 = sudut kontak ( untuk air dan kebanyakan cairan sangat kecil yakni

mendekati 1 )

Untuk cairan dengan sudut kontak sangat kecil

훾 = atau ℎ =

Sedangkan untuk cairan yang tidak membasahi bejana seperti raksa θ = 140 sehingga cos θ = - 0766 ( berharga negatip) Akibatnya h memiliki harga negatip yang berarti cairan mengalami penurunan atau ditekan dalam kapiler

40

b Metode Cincin Du Nouy

Metode cincin du nouy merupakan metode yang paling baik digunakan karena lebih akurat dan cepat dalam pengukuran tegangan permukaan deterjen serum suspensi koloid dan lain- lain

Berdasarkan pengukuran gaya yang diperlukan untuk melepaskan cincin dari permukaan cairan Metode ini digunakan untuk mengukur tegangan antar muka cairan

Persamaan

훾 = 퐹

4휋푅 퐶

Keterangan - F = gaya yang diperlukan untuk melepaskan cincin dari

permukaan - R = jari-jari lingkar cincin - C = Faktor koreksi

Faktor Koreksi

(퐶 minus 푎) = 4푏휋 푥

1푅 푥

퐹4휋휌푅 + 푐

Keterangan

- a = 07250 (konstan) - b = 009075 m-1 s2 (konstan) - c = 004534 ndash 1695 rR (konstan) - r = jari-jari kawat yang digunakan untuk membuat cincin - R = jari-jari rata-rata lingkaran - 휌 = masa jenis cairan sempel

Ketika mengukur tegangan permuakaan cairan- cairan harus diperhatikan bahwa cairan yang ada dibawah benar- benar membasahi cincin (Bird 1987)

c Metode Lempengan Wilhelmi

Metode ini didasarkan pada gaya yang diperlukan untuk menarik pelat tipis dari permukaan cairan Pelat digantung pada salah satu lengan neraca dan dimasukkan kedalam cairan yang akan diselidiki Besarnya gaya tarik pada neraca yang digunakan untuk melepas pelat dari permukaan cairan dicatat

Persamaan

푃 = 푚푔 + 퐿훾 cos휃 minus 푠ℎ휌푔

41

Keterangan

- P = gaya yang dipergunakan untuk melepaskan lempengan dari permkaan cincin

- m = berat lempengan - 푔 = gaya gravitasi - 푠 = luas penampang lempengan - ℎ = kedalaman lempeng yang dicelupkan - 퐿 = keliling lempengan - 휌 = bobot jenis cairan

Dalam metode ini diandaikan sudut kontak θ = 00 dan pengaruh

dari ujung- ujung lempeng dapat diabaikan ( Yazid 2005 ) Pada metode ini digunakan lempengan mika tipis atau kaca slide

mikrosip yang digantung pada neraca Pengukuran dapat dilakukan dengan cara statistik ataupun dengan detasment yang secara akurat diberikan pada persamaan ideal

Jika pengukurannya dilakukan dengan metode detasmen prosedurnya hampir sama dengan metode cincin Du Nouy tetapi faktor koreksi hanya 01 ( Adamson 1990)

d Metode Tekanan Gelembung Maksimum Tegangan permukaan menyebabkan adanya perbedaan tekanan

pada kedua sisi permukaan cairan yang lengkung Tekanan pada sisi yang cembung Ketika pertama kali tekanan dikenakan jari- jari gelembung sangat besar Sementara gelembung itu mengembang jari- jarinya akan semakin kecil sampai nilai minimum

Pada keadaan ini jari- jari gelembung sama dengan jari- jari tabung gelas Bila tekanan terus dinaikkan jari- jari gelembung akan membesar kembali sampai akhirnya gelembung ini lepas dari tabung gelas dan naik ke permukaan cairan jelas bahwa tekanan maksimum diperoleh pada saat jari- jari minimum

Tekanan maksimum ini bukan hanya disebabkan perbedaan tekanan pada kedua sisi gelembung tetapi juga disebabkan oleh adanya tekanan hidrostatik ( yang bergantung pada ketinggian tabung gelas dalam cairan )

Persamaan

훾 = ∆휌푔푑푒 1퐻

Keterangan

o ∆휌 = perbedaan bobot jenis o 푑푒 = diameter maksimum tetesan

42

o = faktor koreksi yang ditentukan oleh rasio 푑푠 푑푒

Metode tekanan gelembung maksimum memiliki keakuratan di bawah 10 yang mana tidak tergantung pada jarak kontak dan hanya merupakan sebuah pengetahuan dasar dari densitas suatu cairan ( Jika menggunakan pipa ganda ) dan pengukurannya juga relatif cepat Rata- rata sebuah gelembung harganya sekitar 1 sek (Adamson 1990)

Pertemuan 7

Tanggal 14 Oktober 2014

TEGANGAN ANTAR MUKA

Tegangan permukaan merupakan gaya persatuan panjang yang

harus dikerjakan sejajar permukaan untuk mengimbangi gaya tarikan

kedalam pada cairan Hal tersebut terjadi karena pada permukaan gaya

adhesi (antara cairan dan udara) lebih kecil dari pada gaya kohesi antar

molekul cairan sehingga menyebabkan terjadinya gaya kedalam pada

permukaan cairan

Tegangan antar muka adalah gaya per satuan panjang yang terdapat

pada antar muka dua fase cairan yang tidak dapat tercampur Tegangan antar

muka selalu lebih kecil dari pada tegangan permukaan kerena gaya adhesi

antara dua cairan tidak bercampur lebih besar dari pada adhesi antara cairan

dan udara

Cairan-cairan (immisible)

L ƔL ƔL Tegangan permukaan L

ƔS Tegangan permukaan S

ƔSL ƔSL Tegangan antarmuka SL

S ƔS

43

Missible dua zat yang bercampurlarut dengan sempurna berapapun

konsentrasijumlahnya

Immisible dua zat (cairan dengan cairan) yang sama sekali tidak

dapat bercampurlarut

Pada dasarnya tegangan permukaan suatu zat cair

dipengaruhi oleh beberapa faktor diantaranya suhu dan zat terlarut

Dimana keberadaan zat terlarut dalamsuatu cairan akan

mempengaruhi besarnya tegangan permukaan terutama molekul zat

yang berada pada permukaan cairan berbentuk lapisan monomolekuler

yang disebut dengan molekul surfaktan Kemudian suhu juga sangat

mempengaruhi tegangan permukaan suatu cairan dimana ketika suhu

naik maka tegangan permukaan cairan akan turun

Suhu uarr = Tegangan permukaan darr ldquoberbanding terbalikrdquo

Fenomena Permukaan dan Fenomena Antar muka

Permukaan Fenomena

Cairan ndash Udara Tegangan Permukaan

Padat ndash Udara Adsorbsi

Antar Muka Fenomena

Cairan ndash Cairan

(immisible)

Tegangan Antar Muka

Padat ndash Cair Pembasah (Wetting)

Tegangan Antar Muka Cairan ndash Cairan (immisible)

1) Gaya persatuan panjang yang bekerja pada antar muka dua cairan

yang immisible

Satuan dynecm-1

44

2) Kerja yang diperlukan untuk memisahkan 2 permukaan cairan

immisible

Satuan ergcm-2

Manfaat fenomena antar muka dalam farmasi

1 Formulasi sediaan serbuk yang hidrofob

2 Menentukan jenis surfaktan untuk membuat emulsi

3 Meningkatkan stabilitas suspensi dan emulsi

4 Mengatasi sediaan obat yang berbusa

5 Adsorbsi obat pada saluran pencernaan

Soal

1 Hitung Ɣ fenol bila diketahui tinggi kenaikan permukaan fenol dalam

pipa kapiler (r = 007 cm) adalah 093 cm pada suhu 37˚C Bila

diketahui bobot jenis fenol 113 gcm-1 dan konstanta gravitasi = 9807

cm det-2

Diketahui

a) r = 007 cm

b) ρ = 113 gcm-1

c) g = 9807 cm det-2

d) h = 093 cm

Ditanya Ɣfenol

Jawab

Ɣfenol = frac12 (rρgh)

= frac12 (007 x 113 x 9807 x 093)

= 3607 dynecm-1

45

Gaya Kohesi dan Adhesi

Terdapat dua macam gaya tarik menarik antar partikel yaitu kohesi

dan adhesi Kohesi adalah gaya tarik menarik antara partikel yang sejenis

Kohesi dipengaruhi oleh kerapatan dan jarak antar partikel dalam zat gaya

kohesi mengakibatkan dua zat bila dicampurkan tidak akan saling

bercampur Contoh tidak bercampurnya air dengan minyak tidak

melekatnya air raksa pada dinding pipa kapiler dan air pada daun talas

Adhesi adalah gaya tarik menarik antara partikel-partikel yang

tidak sejenis Gaya adhesi akan mengakibatkan dua zat akan saling melekat

bila dicampurkan Contoh bercampurnya air dengan tehkopi melekatnya

air pada dinding pipa kapiler dan melekatnya tinta pada kertas

Adanya gaya tarik menarik antara partikel zat cair menyebabkan

adanya tegangan permukaan dimana permukaan zat cair cenderung

menegang dan seolah terdapat selaput atau lapisan yang tegang sehingga

dapat menahan benda Selain adanya peristiwa tegangan permukaan akibat

adanya gaya tarik menarik antara partikel juga menyebabkan terjadinya

peristiwa meniskus cembung dan meniskus cekung

Meniskus Cembung dan Meniskus Cekung

Meniskus adalah peristiwa mencekung atau mencembungnya

permukaan zat cair Berdasarkan bentuk permukaan zat cair meniskus

dibedakan menjadi dua yaitu meniskus cembung dan meniskus cekung

Meniskus cembung terjadi jika gaya kohesi lebih besar dari pada gaya

adhesi Sedangkan meniskus cekung terjadi jika adhesi lebih besar dari pada

kohesi

46

Jika Wc lt Wa

Sudut Cos Ɵ Kecil

Permukaan cairan dalam kapiler cekung dan naik

Jika Wc gt Wa

Sudut Cos Ɵ Besar

Permukaan cairan dalam kapiler turun dan berbentuk cembung

Ɣ Rasio imbangan antara gaya Kohesi dan Adhesi

Cairan-Cairan (immisible)

Mempengaruhi koefisien sebaran (S)

Jika kerja kohesi lebih besar dari kerja adhesi maka nilai

koefisien sebarannya kecilrendah

Contoh

Asam stearat jika dilarutkan dengan air maka koefisien sebarannya

rendah karena gugus nonpolar pada asam stearat lebih panjang dari

gugus polarnya (gugus polar jadi titak berpengaruh)

47

Jika kerja kohesi lebih rendah dari kerja adhesi maka nilai koefisien

sebarannya tinggi Spreading

Contoh

Propanol jika dilarutkan dengan air maka koefisien sebarannya tinggi

karena mempunyai gugus ndashOH yang dapat berikatan hidrogen dengan

air dan bersifat polar

Tegangan permukaan dipengaruhi oleh

Rasio

Polar

Nonpolar

Si = Wa ndash Wc

Wc = 2 Ɣx

Wa = (Ɣx + Ɣair - Ɣx-air)

Si Bila nilai Si positif maka sebaranspreading terjadi

Bila nilai Si 0 tetap ada peluang sebaran

Bila nilai Si negatif tidak terjadi sebaran

Soal

Diketahui Ɣbenzen = 289 dynecm-1 Ɣair = 728 dynecm-1 dan Ɣbenzen-air =

35 dynecm-1 Hitung nilai kerja kohesi benzen kerja adhesi benzen-air

dan koefisien penyebaran awal benzen

Diketahui

a) Ɣbenzen = 289 dynecm-1

b) Ɣair = 728 dynecm-1

c) Ɣbenzen-air = 35 dynecm-1

48

Ditanya

a) Wc

b) Wa

c) Si

Jawab

Wc = 2 Ɣbenzen

= 2 x 289

= 578 dynecm-1

Wa = (Ɣbenzen + Ɣair ndash Ɣbenzen-air)

= (289 + 728 ndash 35)

= 667 dynecm-1

Si = Wa ndash Wc

= 667 ndash 578

= 89 dynecm-1

Benzen dapat tersebar dalam air karena nilai Si positif (+)

49

DAFTAR PUSTAKA

1 Tayangan Dosen

2 UraianPenjelasan Dosen pada saat Perkuliaha

3 Text Book

- Yazid Estein dan Nursanti Lisda 2006 Penuntun Praktikum Biokimia

Yogyakarta ANDI

- Santoso Begot 2007 BIOLOGI Jakarta Interplus Ridho_Brilliantoro

Tugas_Enzimologi

- Eistein Yazid 2005 Kimia Fisika Untuk Paramedis Yogyakarta Penerbit

Andi

- Adamson A W (1990) Physical Chemistry of Surfaces 5 th Ed New

York Willey

- Hugh DYoung Roger A Freedman 2002 Fisika Universitas Ed10 Alih

bahasa Juliastuti Endangdkk Jakarta Erlangga

- Kamajaya(2007)Cerdas Belajar FisikaBandungGrafindo Media Pratama

- IndrajitDudi(2007)Mudah dan Aktif Belajar FisikaBandungPT Setia

Purna Inves

4 Internet

- httprepositoryusuacidbitstream123456789395874Chapter20IIpdf

- httpstaffuiacidsystemfilesusersjoshitadjajadisastramaterialkestabil

anobatkuliahs2pdf

- httpstaffunyacidsitesdefaultfilespendidikanPurwanti20Widhy2

0Hastuti20SPd20MPdLaju20Reaksi20(2)pdf

- fileCUsersElrio20PutraDownloadsChapter20820Kinetika20

Kimiapdf

- httpusupressusuacidfilesKinetika20Kimia20Reaksi20Element

er_Normal_bab201pdf

- httpffarmasiuadacidwp-contentuploads201301orde-reaksi-waktu-

paruhpdfhttpnissanisso-fkp11webunairacidartikel_detail-49831-

Umum-sifat20kerja20obathtml

- httpmipa-farmasiblogspotcom201202tegangan-permukaan-tegangan-

antar-mukahtmlm=1

50

Page 26: Farfis2 before mid.pdf

26

Faktor ndash faktor yang mempengaruhi

kerja enzim

Dalam aktivitasnya enzim sangat

dipengaruhi oleh factor lingkungan seperti

suhu pH konsentasi enzim konsentrasi

substrat dan inhibitor

a Suhu

Suhu merupakan factor ligkungan yang penting bagi kerja enzim sampai

pada titik tertentu kecepatan reaksi akan meningkat seiring dengan

meningkatnya suhu Pada akhirnya kecepatan reaksi akan menurun drastis

pada suhu tersebut melewati suhu optimumnya Pada suhu yang lebih tinggi

(ekstrim) protein penyusun enzim akan mengalami denaturasi Enzim pada

mamalia (manusia) bekerja pada suhu 37degC Bakteri yang hidup di sumber air

panas mempunyai enzim dengan suhu optimal 70degC

b pH

Enzim bekerja pada pH tertentu umumnya enzim mmembutuhkan pH

optimum netral (pH=7) Enzim yang berada dalam lambung memiliki pH

optimum asam (pH=2) Peningkatan atau penurunan pH yang ekstrim akan

menyebabkan enzim mengalami denaturasi

c Konsentasi enzim

Pada konsentrasi substrat tertentu konsentrasi enzim akan meningkatkan

kecepatan reaksi enzimatis Dengan kata lain kecepatan reaksi enzimatis (V)

berbanding lurus dengan konsentrasi enzim (E) sampai batas tertentu

sehingga reaksi mengalami kesetimbangan Pada saat setimbang peningkatan

konsentrasi enzim sudah tidak berpengaruh

1푣 푣푠

1[푆]0

27

d Konsentrasi substrat

Pada konsentrasi enzim yang tetap peningkatan konsentrasi substrat akan

menaikkan kecepatan reaksi enzimatis

sampai mencapai kecepatan maksimum

yang tetap Pada titik maksimum semua

enzim telah jenuh dengan substrat

sehingga penambahan substrat sudah tidak

akan meningkatkan kecepatan reaksi

enzimatis

Transformasi Lineweaver-Burk

1V = KmVmax 1S + 1Vmax

y = m x = t

1V

y ndash intercept = 1Vmax

x ndash intercept = -1Km1 [S]

e Inhibisi enzim

1 Inhibisi Kompetitif

Penghambatan aktivitas enzim melalui mekanisme inhibisi

kompetitif terjadi ketika substrat (S) dan inhibitor (I) bersaing untuk dapat

mengikat sisi aktif enzim Hal ini disebabkan karena bentuk inhibitor

menyerupai substrat Kompleks EI yang terbentuk tidak dapat menjalani

28

langkah katalitik dan tidak dapat membentuk produk Akibatnya terjadi

penurunan jumlah produk yang terbentuk

Berikut adalah pendekatan keadaan tunak dalam penentuan hukum

laju inhibisi kompetitif enzim

K1 = [E][I] helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (1)

[EI]

[E][S] = k-1 + k2 = KM (2)

[ES] k1

[Etot] = [E] + [ES] +[EI]helliphelliphellip (3)

[Etot] = [E] + [ES] + [E][I]

K1

[Etot] = [E] 1 + [I] + [ES]

K1

maka

[퐸] = [ ] [ ]

helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (4)

Berdasarkan teori Michaelis-Mentein kecepatan awal ditentukan oleh

kecepatan penguraian [ES] yang ketetapan kecepatan reaksinya adalah k2

sehingga

V =k2 [ES] helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip(8)

substitusi persamaan (7) ke dalam persamaan (8)

V = k2 [Etot] [S]

[S] + KrsquoM (9)

29

Vmax didefinisikan sebagai kecepatan pada saat semua E yang tersedia

terdapat sebagai ES

Vmax = k2 [Etot] helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip(10)

Sehingga diperoleh

V = kcat [Etot] [S] helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (11)

KM 1 + [I] + [S]

K1

Transformasi persamaan Michaelis-Mesntein (persamaan Lineweaver-

Burk) yaitu dari persamaan (11)

V = Vmax [S]

[S] + KrsquoM

Maka

1 = [S] + KMrsquo

V Vmax [S]

1 = KMrsquo + [S]

V Vmax [S] Vmax [S]

1 = KMrsquo 1 + [S]

V Vmax [S] Vmax

2 Inhibisi Uncompetitive

Inhibisi uncompetitive enzim terjadi apabila inhibitor (I) mengikat

salah satu sisi dari kompleks enzim dan substrat (ES) Kompleks ESI yang

terbentuk tidak dapat membentuk produk (P)

Berikut adalah pendekatan keadaan tunak dalam penentuan hukum

laju inhibisi kompetitif enzim

30

KI = [ES] [I] helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (1)

ESI

[E] [S] = k-1 + k2 = KM helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (2)

[ES] k1

[Etot] = [E] + [S] + [ES] helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (3)

Berdasarkan teori Michaelis-Mentein kecepatan awal ditentukan oleh

kecepatan penguraian [ES] yang tetapan kecepatan reaksinya adalah k2

sehingga

V = k2 [ES] helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (7)

Substitusi persamaan (6) ke persamaan (7)

V = k2 [Etot] [S]

[S] 1 + [I] KM helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (8)

KI

Vmax didefinisikan sebagai kecepatan pada saat semua E yang

tersedia terdapat sebagai ES

Vmax = k2 [Etot] helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (9)

Substitusi persamaan (9) ke persamaan (8)

V = Vmax [S]

[S] 1 + [I] + KM

KI

3 Inhibisi Non Kompetitif

Penghambatan non kompetitif terjadi apabila inhibitor (I) mengikat

sisi aktif pada enzim (E) maupun pada kompleks enzim dan subtrat (ES)

EI + S ESI

31

Berikut adalah pendekatan keadaan tunak dalam penentuan

hukum laju inhibisi kompetitif enzim

KI = [E] [I] = [ES] [I]

[EI] [ES] helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (1)

[E] [S] = k-1 + k2 = KM

[ES] k1 helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (2)

[Etot] = [E] + [ES] + [EI] + [ESI]helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (3)

Vmax didefinisikan sebagai kecepatan pada saat semua E yang

tersedia terdapat sebagai ES

Vmax = k2 [Etot] helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (4)

Parameter kinetika dalam mekanisme inhibisi enzim (kompetitif

uncompetitive non kompetitif) antara lain Vmax KM dan kcat

1 Vmax adalah laju reaksi maksimum yang dikatalisis enzim

2 KM menyatakan konsentrasi substrat yang diperlukan agar reaksi

katalisis efektif

kcat adalah tetapan laju pada tahap penentu laju yang menyatakan

jumlah substrat yang dapat diubah per detik

Contoh reaksi berikut

Fumarase

Furmarate + H2O mdashmdashmdashrarr L-Malate

1 Hitung laju perubahan fumarate menjadi L-Malate bila diketahui

Konsentrasi fumarate = 124 x 10-4 molL

Konsentrasi enzim fumarase = 105 x 10-6 molL

Konstata Michaelis = 185 x 10-6 molL

Dan bilangan turnover enzim fumarase = 175 x 103 det-1

32

Diketahui [S]0 = 124 x 10-4 molL

[E]0 = 105 x 10-6 molL

Km = 185 x 10-6 molL

K2 = 175 x 103 det-1

Ditanya V hellip

Jawab

V = Vmax [S]0

[S]0 + Km

V = K2 [E]0 [S]0

[S]0 + Km

V = [175 x 103 det-1] [105 x 10-6 molL] [124 x 10-4 molL]

[124 x 10-4 molL] + [185 x 10-6 molL]

V = 22785 X 10-7 molLdet

12585 x 10-4

V = 181 X 10-3 molLdet

2 Laju awal dekomposisi H2O2 yang dikatalisis dengan enzim

katalase adalah 138 x 10-2 267 x 10-2 an 60 x 10-2 Mdet

berturut-turut untuk konsentrasi awal H2O2 = 001 002 005 M

Konsentrasi enzim katalase = 40 x 10-8 M

Hitung Vmax konstanta Michaelis

Dan bilangan turnover enzim

Diketahui V1 = 138 X 10-2

V2 = 267 x 10-2

33

V3 = 60 X 10-2

[H2O2] = 001 002 005 M

[Ekatalase] = 40 x 10-2 M

Ditanya Vmax Km dan K2 hellip

Jawab

X (1[H2O2] Y (1V)

100 7246

50 3745

20 1667

y = 0697x + 25691

Intercept = 26591

Slope = 06977

R2 = 09999 rarr R2 = 1

a 1 = 25691 (intercept)

Vmax

Vmax = 1

25691

= 0389 molLdet

b Km = 06977 (slope)

Vmax

Km = 06977

0389

Km = 0272 molL

34

c Vmax = k2 [E]0

0389 = k2 40 x 10-8 M

k2 = 0389

40 x 10-8

= 0097 x 108

3 Laju pertumbuhan bakteri Lactobacillus acidephilus (dalam suatu

media) selama fase pertumbuhan exponensial menunjukan 924 x

10-3menit Hitung waktu generasi (tg) bakteri tersebut tg waktu

yang diperlukan mikroorganisme untuk melipat gandakan

populasinya yakni menjadi

Jawab

ln = Nt = λt ln = 2N0 = λtg

N0 N0

tg = ln2 tg = 0693

λ 924 x 10-3

tg = 0075 x 103

tg = 75 menit

35

Pertemuan 6

Tanggal 7 Oktober 2014

TEGANGAN PERMUKAAN

Molekul di permukaan mengalami gaya

resultan ke arah dalam media Molekul di

dalam media tidak mengalami gaya resultan

Molekul-molekul cairan memberikan

gaya tarik satu dengan lainnya terdapat gaya

total yang besarnya nol pada molekul di dalam volume cairan tetapi molekul

permukaan ditarik ke dalam volume Sehingga cairan cenderung memperkecil

luas permukaannya hanya dengan meregang lapisan (Fisika Universitas Jl 110

hal 431)

Tegangan permukaan (ᵞ)

- Molekul di bagian dalam media yang bergeak ke permukaan

media membutuhkan kerja untuk mengalami gaya tarik menarik

ke bawah

- Makin banyak jumlah molekul di permukaan media suatu

cairan makin luas permukaan media tersebut

36

- Tetapi dengan adanya gaya resultan ke arah dalam yang dialami

oleh molekul-molekul dipermukaan maka sifat cairan

cenderung untuk meminimumkan luas permukaan

Fenomena alam yang berkaitan dengan sifat kecenderuungan cairan

menimbulkan permukaanya antara lain

- Embun air di atas air

- Air dihinggapi nyamuk

Permukaan zat cair mempunyai sifat ingin meregang sehingga

permukaannya seolah- olah ditutupi oleh suatu lapisan yang elastis Hal ini

disebabkan adanya gaya tarik menarik antara partikel sejenis di dalam zat

cair sampai ke permukaan

Di dalam cairan tiap molekul ditarik oleh molekul lain yang sejenis di

dekatnya dengan gaya yang sama kesegala arah Pada permukaan cairan

tiap molekul ditarik oleh molekul sejenis didekatnya dengan arah hanya

kesamping dan kebawah tetapi tidak ditarik oleh molekul diatasnya karena

diatas permukaan cairan berupa fase uap ( udara ) dengan jarak antara

molekul sangat renggang

Adanya gaya atau tarikan ke bawah menyebabkan permukaan cairan

berkontraksi dan berada dalam keadaan tegang Tegangan ini disebut

dengan tegangan permukaan

Besarnya tegangan permukaan cairan bergantung pada gaya tarik

antara molekul- molekulnya Ketika gaya tarik besar seperti dengan H2O

tegangan permukaan besar Sebaliknya cairan seperti bensin yang tersusun

atas molekul- molekul non polar mempunyai tegangan permukaan yang

kecil karena tarikan antarmolekul lebih lemah

Zat yang tegangan permukaannya rendah sangat mudah membasahi

permukaan bagaimanapun keadaan permukaannya Pelarut hidrokarbon

misalnya nafta atau bensin menyebar pada kaca maupun permukaan

berminyak dengan mudahnya sebab tarikan sesama molekul hidrokarbon

sangat lemah Hampir tidak ada usaha untuk memperluas permukaan cairan

akibatnya mereka mudah menyebar pada permukaan apapun (Brady 1994)

37

Tegangan permukaan (ᵞ)

Banyaknya kerja yang diperlukan untuk memperluas

permukaan suatu cairan Satuannya dalam SI adalah newton per meter

(NM) tetapi satuan cgs dyene per centimeter lebih sering digunakan

1 dynecm = 10-3 Nm = 1 mNm

(Fisika Universitas Jl 110 hal 432)

Tegangan permukaan

- Antara cairan dengan gas atau udara tegangan permukaan

- Antara cairan dengan cairan tegangan antar muka

Contoh nilai ᵞ beberapa cairan pada 20degC

Cairan Cairan-udara (dynecm) Cairan-air (dynecm)

Hg 485 375

H2O 7275 -

C6H6 2888 350

CCl4 2680 451

Aceton 2394 -

Etanol 2249 -

Isopropanol 2192 -

Sukrosa (aquos ) 7645 -

Faktor- Faktor Yang Mempengaruhi Tegangan Permukaan

a Jenis cairan

Pada umumnya cairan yang memiliki gaya tarik antara molekulnya

besar seperti air maka tegangan permukaannya juga besar Sebaliknya pada

cairan seperti bensin karena gaya tarik antara molekulnya kecil maka

tegangan permukaannya juga kecil

38

b Suhu

Tegangan permukaan cairan turun bila suhu naik karena dengan

bertambahnya suhu molekul- molekul cairan bergerak lebih cepat dan

pengaruh interaksi antara molekul berkurang sehingga tegangan

permukaannya menurun

c Adanya zat terlarut

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 detergen dan alkohol

adalah efektif dalam menurunkan tegangan permukaan ( Yazid 2005)

Metode pengukuran tegangan permukaan

- Metode kapiler

- Metode cincin Du Nouy

- Metode Lempengan Wilhelmi

- Metode Tekanan Gelembung maksimum

- Dll

a Metode Kapiler

- Yang digunakan yang luas permukaannya naik

- Permukaan air dalam pipa kapiler terus naik hingga tercapai

keseimbangan dengan gaya gravitasi

Metode ini didasarkan pada kenyataan bahwa bila sebatang pipa

kapiler dimasukan kedalam cairan maka permukaan cairan dalam pipa

kapiler dapat mengalami kenaikan atau penurunan Apabila cairan

membasahi bejana ( θ lt 90 ) maka permukaan cairan akan naik

Sedangkan bila cairan tidak membasahi bejana ( θ gt 90 ) permukaan

cairan akan turun Peristiwa naik turunnya permukaan cairan dalam

kapiler ini disebut dengan kapilaritas

39

Kenaikan atau penurunan cairan dalam kapiler disebabkan oleh

adanya tegangan permukaan yang bekerja pada permukaan cairan yang

menyentuh dinding sepanjang keliling pipa Akibat tegangan permukaan ini

pipa akan memberikan gaya reaksi pada permukaan cairan yang besarnya

sama tapi arahnya berlawanan ( Yazid 2005 )

Catatan

- Jika permukaan atas larutan cembung sudut kontak besar - Jika permukaan atas larutan cekung sudut kontak kecil

Tegangan permukaan diukur dengan melihat ketinggian air cairan yang naik melalui suatu kapiler Metode kenaikan kapiler hanya dapat digunakan untuk mengukur tegangan permukaan tidak bisa untuk mengukur tegangan permukaan tidak bias untuk mengukur tegangan antar muka

Persamaan

퐹푢푝 = 훾(2휋푟) cos휃

퐹푑표푤푛 = 휌푔(ℎ휋푟 )

퐹푢푝 = 퐹푑표푤푛 훾 = Keterangan

- 휌 = bobot jenis cairan gml - 푔 = 980 cms - 푟 = jari-jari pipa kapiler - ℎ = tinggi miniskus cairan untuk kapiler - 휃 = sudut kontak ( untuk air dan kebanyakan cairan sangat kecil yakni

mendekati 1 )

Untuk cairan dengan sudut kontak sangat kecil

훾 = atau ℎ =

Sedangkan untuk cairan yang tidak membasahi bejana seperti raksa θ = 140 sehingga cos θ = - 0766 ( berharga negatip) Akibatnya h memiliki harga negatip yang berarti cairan mengalami penurunan atau ditekan dalam kapiler

40

b Metode Cincin Du Nouy

Metode cincin du nouy merupakan metode yang paling baik digunakan karena lebih akurat dan cepat dalam pengukuran tegangan permukaan deterjen serum suspensi koloid dan lain- lain

Berdasarkan pengukuran gaya yang diperlukan untuk melepaskan cincin dari permukaan cairan Metode ini digunakan untuk mengukur tegangan antar muka cairan

Persamaan

훾 = 퐹

4휋푅 퐶

Keterangan - F = gaya yang diperlukan untuk melepaskan cincin dari

permukaan - R = jari-jari lingkar cincin - C = Faktor koreksi

Faktor Koreksi

(퐶 minus 푎) = 4푏휋 푥

1푅 푥

퐹4휋휌푅 + 푐

Keterangan

- a = 07250 (konstan) - b = 009075 m-1 s2 (konstan) - c = 004534 ndash 1695 rR (konstan) - r = jari-jari kawat yang digunakan untuk membuat cincin - R = jari-jari rata-rata lingkaran - 휌 = masa jenis cairan sempel

Ketika mengukur tegangan permuakaan cairan- cairan harus diperhatikan bahwa cairan yang ada dibawah benar- benar membasahi cincin (Bird 1987)

c Metode Lempengan Wilhelmi

Metode ini didasarkan pada gaya yang diperlukan untuk menarik pelat tipis dari permukaan cairan Pelat digantung pada salah satu lengan neraca dan dimasukkan kedalam cairan yang akan diselidiki Besarnya gaya tarik pada neraca yang digunakan untuk melepas pelat dari permukaan cairan dicatat

Persamaan

푃 = 푚푔 + 퐿훾 cos휃 minus 푠ℎ휌푔

41

Keterangan

- P = gaya yang dipergunakan untuk melepaskan lempengan dari permkaan cincin

- m = berat lempengan - 푔 = gaya gravitasi - 푠 = luas penampang lempengan - ℎ = kedalaman lempeng yang dicelupkan - 퐿 = keliling lempengan - 휌 = bobot jenis cairan

Dalam metode ini diandaikan sudut kontak θ = 00 dan pengaruh

dari ujung- ujung lempeng dapat diabaikan ( Yazid 2005 ) Pada metode ini digunakan lempengan mika tipis atau kaca slide

mikrosip yang digantung pada neraca Pengukuran dapat dilakukan dengan cara statistik ataupun dengan detasment yang secara akurat diberikan pada persamaan ideal

Jika pengukurannya dilakukan dengan metode detasmen prosedurnya hampir sama dengan metode cincin Du Nouy tetapi faktor koreksi hanya 01 ( Adamson 1990)

d Metode Tekanan Gelembung Maksimum Tegangan permukaan menyebabkan adanya perbedaan tekanan

pada kedua sisi permukaan cairan yang lengkung Tekanan pada sisi yang cembung Ketika pertama kali tekanan dikenakan jari- jari gelembung sangat besar Sementara gelembung itu mengembang jari- jarinya akan semakin kecil sampai nilai minimum

Pada keadaan ini jari- jari gelembung sama dengan jari- jari tabung gelas Bila tekanan terus dinaikkan jari- jari gelembung akan membesar kembali sampai akhirnya gelembung ini lepas dari tabung gelas dan naik ke permukaan cairan jelas bahwa tekanan maksimum diperoleh pada saat jari- jari minimum

Tekanan maksimum ini bukan hanya disebabkan perbedaan tekanan pada kedua sisi gelembung tetapi juga disebabkan oleh adanya tekanan hidrostatik ( yang bergantung pada ketinggian tabung gelas dalam cairan )

Persamaan

훾 = ∆휌푔푑푒 1퐻

Keterangan

o ∆휌 = perbedaan bobot jenis o 푑푒 = diameter maksimum tetesan

42

o = faktor koreksi yang ditentukan oleh rasio 푑푠 푑푒

Metode tekanan gelembung maksimum memiliki keakuratan di bawah 10 yang mana tidak tergantung pada jarak kontak dan hanya merupakan sebuah pengetahuan dasar dari densitas suatu cairan ( Jika menggunakan pipa ganda ) dan pengukurannya juga relatif cepat Rata- rata sebuah gelembung harganya sekitar 1 sek (Adamson 1990)

Pertemuan 7

Tanggal 14 Oktober 2014

TEGANGAN ANTAR MUKA

Tegangan permukaan merupakan gaya persatuan panjang yang

harus dikerjakan sejajar permukaan untuk mengimbangi gaya tarikan

kedalam pada cairan Hal tersebut terjadi karena pada permukaan gaya

adhesi (antara cairan dan udara) lebih kecil dari pada gaya kohesi antar

molekul cairan sehingga menyebabkan terjadinya gaya kedalam pada

permukaan cairan

Tegangan antar muka adalah gaya per satuan panjang yang terdapat

pada antar muka dua fase cairan yang tidak dapat tercampur Tegangan antar

muka selalu lebih kecil dari pada tegangan permukaan kerena gaya adhesi

antara dua cairan tidak bercampur lebih besar dari pada adhesi antara cairan

dan udara

Cairan-cairan (immisible)

L ƔL ƔL Tegangan permukaan L

ƔS Tegangan permukaan S

ƔSL ƔSL Tegangan antarmuka SL

S ƔS

43

Missible dua zat yang bercampurlarut dengan sempurna berapapun

konsentrasijumlahnya

Immisible dua zat (cairan dengan cairan) yang sama sekali tidak

dapat bercampurlarut

Pada dasarnya tegangan permukaan suatu zat cair

dipengaruhi oleh beberapa faktor diantaranya suhu dan zat terlarut

Dimana keberadaan zat terlarut dalamsuatu cairan akan

mempengaruhi besarnya tegangan permukaan terutama molekul zat

yang berada pada permukaan cairan berbentuk lapisan monomolekuler

yang disebut dengan molekul surfaktan Kemudian suhu juga sangat

mempengaruhi tegangan permukaan suatu cairan dimana ketika suhu

naik maka tegangan permukaan cairan akan turun

Suhu uarr = Tegangan permukaan darr ldquoberbanding terbalikrdquo

Fenomena Permukaan dan Fenomena Antar muka

Permukaan Fenomena

Cairan ndash Udara Tegangan Permukaan

Padat ndash Udara Adsorbsi

Antar Muka Fenomena

Cairan ndash Cairan

(immisible)

Tegangan Antar Muka

Padat ndash Cair Pembasah (Wetting)

Tegangan Antar Muka Cairan ndash Cairan (immisible)

1) Gaya persatuan panjang yang bekerja pada antar muka dua cairan

yang immisible

Satuan dynecm-1

44

2) Kerja yang diperlukan untuk memisahkan 2 permukaan cairan

immisible

Satuan ergcm-2

Manfaat fenomena antar muka dalam farmasi

1 Formulasi sediaan serbuk yang hidrofob

2 Menentukan jenis surfaktan untuk membuat emulsi

3 Meningkatkan stabilitas suspensi dan emulsi

4 Mengatasi sediaan obat yang berbusa

5 Adsorbsi obat pada saluran pencernaan

Soal

1 Hitung Ɣ fenol bila diketahui tinggi kenaikan permukaan fenol dalam

pipa kapiler (r = 007 cm) adalah 093 cm pada suhu 37˚C Bila

diketahui bobot jenis fenol 113 gcm-1 dan konstanta gravitasi = 9807

cm det-2

Diketahui

a) r = 007 cm

b) ρ = 113 gcm-1

c) g = 9807 cm det-2

d) h = 093 cm

Ditanya Ɣfenol

Jawab

Ɣfenol = frac12 (rρgh)

= frac12 (007 x 113 x 9807 x 093)

= 3607 dynecm-1

45

Gaya Kohesi dan Adhesi

Terdapat dua macam gaya tarik menarik antar partikel yaitu kohesi

dan adhesi Kohesi adalah gaya tarik menarik antara partikel yang sejenis

Kohesi dipengaruhi oleh kerapatan dan jarak antar partikel dalam zat gaya

kohesi mengakibatkan dua zat bila dicampurkan tidak akan saling

bercampur Contoh tidak bercampurnya air dengan minyak tidak

melekatnya air raksa pada dinding pipa kapiler dan air pada daun talas

Adhesi adalah gaya tarik menarik antara partikel-partikel yang

tidak sejenis Gaya adhesi akan mengakibatkan dua zat akan saling melekat

bila dicampurkan Contoh bercampurnya air dengan tehkopi melekatnya

air pada dinding pipa kapiler dan melekatnya tinta pada kertas

Adanya gaya tarik menarik antara partikel zat cair menyebabkan

adanya tegangan permukaan dimana permukaan zat cair cenderung

menegang dan seolah terdapat selaput atau lapisan yang tegang sehingga

dapat menahan benda Selain adanya peristiwa tegangan permukaan akibat

adanya gaya tarik menarik antara partikel juga menyebabkan terjadinya

peristiwa meniskus cembung dan meniskus cekung

Meniskus Cembung dan Meniskus Cekung

Meniskus adalah peristiwa mencekung atau mencembungnya

permukaan zat cair Berdasarkan bentuk permukaan zat cair meniskus

dibedakan menjadi dua yaitu meniskus cembung dan meniskus cekung

Meniskus cembung terjadi jika gaya kohesi lebih besar dari pada gaya

adhesi Sedangkan meniskus cekung terjadi jika adhesi lebih besar dari pada

kohesi

46

Jika Wc lt Wa

Sudut Cos Ɵ Kecil

Permukaan cairan dalam kapiler cekung dan naik

Jika Wc gt Wa

Sudut Cos Ɵ Besar

Permukaan cairan dalam kapiler turun dan berbentuk cembung

Ɣ Rasio imbangan antara gaya Kohesi dan Adhesi

Cairan-Cairan (immisible)

Mempengaruhi koefisien sebaran (S)

Jika kerja kohesi lebih besar dari kerja adhesi maka nilai

koefisien sebarannya kecilrendah

Contoh

Asam stearat jika dilarutkan dengan air maka koefisien sebarannya

rendah karena gugus nonpolar pada asam stearat lebih panjang dari

gugus polarnya (gugus polar jadi titak berpengaruh)

47

Jika kerja kohesi lebih rendah dari kerja adhesi maka nilai koefisien

sebarannya tinggi Spreading

Contoh

Propanol jika dilarutkan dengan air maka koefisien sebarannya tinggi

karena mempunyai gugus ndashOH yang dapat berikatan hidrogen dengan

air dan bersifat polar

Tegangan permukaan dipengaruhi oleh

Rasio

Polar

Nonpolar

Si = Wa ndash Wc

Wc = 2 Ɣx

Wa = (Ɣx + Ɣair - Ɣx-air)

Si Bila nilai Si positif maka sebaranspreading terjadi

Bila nilai Si 0 tetap ada peluang sebaran

Bila nilai Si negatif tidak terjadi sebaran

Soal

Diketahui Ɣbenzen = 289 dynecm-1 Ɣair = 728 dynecm-1 dan Ɣbenzen-air =

35 dynecm-1 Hitung nilai kerja kohesi benzen kerja adhesi benzen-air

dan koefisien penyebaran awal benzen

Diketahui

a) Ɣbenzen = 289 dynecm-1

b) Ɣair = 728 dynecm-1

c) Ɣbenzen-air = 35 dynecm-1

48

Ditanya

a) Wc

b) Wa

c) Si

Jawab

Wc = 2 Ɣbenzen

= 2 x 289

= 578 dynecm-1

Wa = (Ɣbenzen + Ɣair ndash Ɣbenzen-air)

= (289 + 728 ndash 35)

= 667 dynecm-1

Si = Wa ndash Wc

= 667 ndash 578

= 89 dynecm-1

Benzen dapat tersebar dalam air karena nilai Si positif (+)

49

DAFTAR PUSTAKA

1 Tayangan Dosen

2 UraianPenjelasan Dosen pada saat Perkuliaha

3 Text Book

- Yazid Estein dan Nursanti Lisda 2006 Penuntun Praktikum Biokimia

Yogyakarta ANDI

- Santoso Begot 2007 BIOLOGI Jakarta Interplus Ridho_Brilliantoro

Tugas_Enzimologi

- Eistein Yazid 2005 Kimia Fisika Untuk Paramedis Yogyakarta Penerbit

Andi

- Adamson A W (1990) Physical Chemistry of Surfaces 5 th Ed New

York Willey

- Hugh DYoung Roger A Freedman 2002 Fisika Universitas Ed10 Alih

bahasa Juliastuti Endangdkk Jakarta Erlangga

- Kamajaya(2007)Cerdas Belajar FisikaBandungGrafindo Media Pratama

- IndrajitDudi(2007)Mudah dan Aktif Belajar FisikaBandungPT Setia

Purna Inves

4 Internet

- httprepositoryusuacidbitstream123456789395874Chapter20IIpdf

- httpstaffuiacidsystemfilesusersjoshitadjajadisastramaterialkestabil

anobatkuliahs2pdf

- httpstaffunyacidsitesdefaultfilespendidikanPurwanti20Widhy2

0Hastuti20SPd20MPdLaju20Reaksi20(2)pdf

- fileCUsersElrio20PutraDownloadsChapter20820Kinetika20

Kimiapdf

- httpusupressusuacidfilesKinetika20Kimia20Reaksi20Element

er_Normal_bab201pdf

- httpffarmasiuadacidwp-contentuploads201301orde-reaksi-waktu-

paruhpdfhttpnissanisso-fkp11webunairacidartikel_detail-49831-

Umum-sifat20kerja20obathtml

- httpmipa-farmasiblogspotcom201202tegangan-permukaan-tegangan-

antar-mukahtmlm=1

50

Page 27: Farfis2 before mid.pdf

27

d Konsentrasi substrat

Pada konsentrasi enzim yang tetap peningkatan konsentrasi substrat akan

menaikkan kecepatan reaksi enzimatis

sampai mencapai kecepatan maksimum

yang tetap Pada titik maksimum semua

enzim telah jenuh dengan substrat

sehingga penambahan substrat sudah tidak

akan meningkatkan kecepatan reaksi

enzimatis

Transformasi Lineweaver-Burk

1V = KmVmax 1S + 1Vmax

y = m x = t

1V

y ndash intercept = 1Vmax

x ndash intercept = -1Km1 [S]

e Inhibisi enzim

1 Inhibisi Kompetitif

Penghambatan aktivitas enzim melalui mekanisme inhibisi

kompetitif terjadi ketika substrat (S) dan inhibitor (I) bersaing untuk dapat

mengikat sisi aktif enzim Hal ini disebabkan karena bentuk inhibitor

menyerupai substrat Kompleks EI yang terbentuk tidak dapat menjalani

28

langkah katalitik dan tidak dapat membentuk produk Akibatnya terjadi

penurunan jumlah produk yang terbentuk

Berikut adalah pendekatan keadaan tunak dalam penentuan hukum

laju inhibisi kompetitif enzim

K1 = [E][I] helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (1)

[EI]

[E][S] = k-1 + k2 = KM (2)

[ES] k1

[Etot] = [E] + [ES] +[EI]helliphelliphellip (3)

[Etot] = [E] + [ES] + [E][I]

K1

[Etot] = [E] 1 + [I] + [ES]

K1

maka

[퐸] = [ ] [ ]

helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (4)

Berdasarkan teori Michaelis-Mentein kecepatan awal ditentukan oleh

kecepatan penguraian [ES] yang ketetapan kecepatan reaksinya adalah k2

sehingga

V =k2 [ES] helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip(8)

substitusi persamaan (7) ke dalam persamaan (8)

V = k2 [Etot] [S]

[S] + KrsquoM (9)

29

Vmax didefinisikan sebagai kecepatan pada saat semua E yang tersedia

terdapat sebagai ES

Vmax = k2 [Etot] helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip(10)

Sehingga diperoleh

V = kcat [Etot] [S] helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (11)

KM 1 + [I] + [S]

K1

Transformasi persamaan Michaelis-Mesntein (persamaan Lineweaver-

Burk) yaitu dari persamaan (11)

V = Vmax [S]

[S] + KrsquoM

Maka

1 = [S] + KMrsquo

V Vmax [S]

1 = KMrsquo + [S]

V Vmax [S] Vmax [S]

1 = KMrsquo 1 + [S]

V Vmax [S] Vmax

2 Inhibisi Uncompetitive

Inhibisi uncompetitive enzim terjadi apabila inhibitor (I) mengikat

salah satu sisi dari kompleks enzim dan substrat (ES) Kompleks ESI yang

terbentuk tidak dapat membentuk produk (P)

Berikut adalah pendekatan keadaan tunak dalam penentuan hukum

laju inhibisi kompetitif enzim

30

KI = [ES] [I] helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (1)

ESI

[E] [S] = k-1 + k2 = KM helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (2)

[ES] k1

[Etot] = [E] + [S] + [ES] helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (3)

Berdasarkan teori Michaelis-Mentein kecepatan awal ditentukan oleh

kecepatan penguraian [ES] yang tetapan kecepatan reaksinya adalah k2

sehingga

V = k2 [ES] helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (7)

Substitusi persamaan (6) ke persamaan (7)

V = k2 [Etot] [S]

[S] 1 + [I] KM helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (8)

KI

Vmax didefinisikan sebagai kecepatan pada saat semua E yang

tersedia terdapat sebagai ES

Vmax = k2 [Etot] helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (9)

Substitusi persamaan (9) ke persamaan (8)

V = Vmax [S]

[S] 1 + [I] + KM

KI

3 Inhibisi Non Kompetitif

Penghambatan non kompetitif terjadi apabila inhibitor (I) mengikat

sisi aktif pada enzim (E) maupun pada kompleks enzim dan subtrat (ES)

EI + S ESI

31

Berikut adalah pendekatan keadaan tunak dalam penentuan

hukum laju inhibisi kompetitif enzim

KI = [E] [I] = [ES] [I]

[EI] [ES] helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (1)

[E] [S] = k-1 + k2 = KM

[ES] k1 helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (2)

[Etot] = [E] + [ES] + [EI] + [ESI]helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (3)

Vmax didefinisikan sebagai kecepatan pada saat semua E yang

tersedia terdapat sebagai ES

Vmax = k2 [Etot] helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (4)

Parameter kinetika dalam mekanisme inhibisi enzim (kompetitif

uncompetitive non kompetitif) antara lain Vmax KM dan kcat

1 Vmax adalah laju reaksi maksimum yang dikatalisis enzim

2 KM menyatakan konsentrasi substrat yang diperlukan agar reaksi

katalisis efektif

kcat adalah tetapan laju pada tahap penentu laju yang menyatakan

jumlah substrat yang dapat diubah per detik

Contoh reaksi berikut

Fumarase

Furmarate + H2O mdashmdashmdashrarr L-Malate

1 Hitung laju perubahan fumarate menjadi L-Malate bila diketahui

Konsentrasi fumarate = 124 x 10-4 molL

Konsentrasi enzim fumarase = 105 x 10-6 molL

Konstata Michaelis = 185 x 10-6 molL

Dan bilangan turnover enzim fumarase = 175 x 103 det-1

32

Diketahui [S]0 = 124 x 10-4 molL

[E]0 = 105 x 10-6 molL

Km = 185 x 10-6 molL

K2 = 175 x 103 det-1

Ditanya V hellip

Jawab

V = Vmax [S]0

[S]0 + Km

V = K2 [E]0 [S]0

[S]0 + Km

V = [175 x 103 det-1] [105 x 10-6 molL] [124 x 10-4 molL]

[124 x 10-4 molL] + [185 x 10-6 molL]

V = 22785 X 10-7 molLdet

12585 x 10-4

V = 181 X 10-3 molLdet

2 Laju awal dekomposisi H2O2 yang dikatalisis dengan enzim

katalase adalah 138 x 10-2 267 x 10-2 an 60 x 10-2 Mdet

berturut-turut untuk konsentrasi awal H2O2 = 001 002 005 M

Konsentrasi enzim katalase = 40 x 10-8 M

Hitung Vmax konstanta Michaelis

Dan bilangan turnover enzim

Diketahui V1 = 138 X 10-2

V2 = 267 x 10-2

33

V3 = 60 X 10-2

[H2O2] = 001 002 005 M

[Ekatalase] = 40 x 10-2 M

Ditanya Vmax Km dan K2 hellip

Jawab

X (1[H2O2] Y (1V)

100 7246

50 3745

20 1667

y = 0697x + 25691

Intercept = 26591

Slope = 06977

R2 = 09999 rarr R2 = 1

a 1 = 25691 (intercept)

Vmax

Vmax = 1

25691

= 0389 molLdet

b Km = 06977 (slope)

Vmax

Km = 06977

0389

Km = 0272 molL

34

c Vmax = k2 [E]0

0389 = k2 40 x 10-8 M

k2 = 0389

40 x 10-8

= 0097 x 108

3 Laju pertumbuhan bakteri Lactobacillus acidephilus (dalam suatu

media) selama fase pertumbuhan exponensial menunjukan 924 x

10-3menit Hitung waktu generasi (tg) bakteri tersebut tg waktu

yang diperlukan mikroorganisme untuk melipat gandakan

populasinya yakni menjadi

Jawab

ln = Nt = λt ln = 2N0 = λtg

N0 N0

tg = ln2 tg = 0693

λ 924 x 10-3

tg = 0075 x 103

tg = 75 menit

35

Pertemuan 6

Tanggal 7 Oktober 2014

TEGANGAN PERMUKAAN

Molekul di permukaan mengalami gaya

resultan ke arah dalam media Molekul di

dalam media tidak mengalami gaya resultan

Molekul-molekul cairan memberikan

gaya tarik satu dengan lainnya terdapat gaya

total yang besarnya nol pada molekul di dalam volume cairan tetapi molekul

permukaan ditarik ke dalam volume Sehingga cairan cenderung memperkecil

luas permukaannya hanya dengan meregang lapisan (Fisika Universitas Jl 110

hal 431)

Tegangan permukaan (ᵞ)

- Molekul di bagian dalam media yang bergeak ke permukaan

media membutuhkan kerja untuk mengalami gaya tarik menarik

ke bawah

- Makin banyak jumlah molekul di permukaan media suatu

cairan makin luas permukaan media tersebut

36

- Tetapi dengan adanya gaya resultan ke arah dalam yang dialami

oleh molekul-molekul dipermukaan maka sifat cairan

cenderung untuk meminimumkan luas permukaan

Fenomena alam yang berkaitan dengan sifat kecenderuungan cairan

menimbulkan permukaanya antara lain

- Embun air di atas air

- Air dihinggapi nyamuk

Permukaan zat cair mempunyai sifat ingin meregang sehingga

permukaannya seolah- olah ditutupi oleh suatu lapisan yang elastis Hal ini

disebabkan adanya gaya tarik menarik antara partikel sejenis di dalam zat

cair sampai ke permukaan

Di dalam cairan tiap molekul ditarik oleh molekul lain yang sejenis di

dekatnya dengan gaya yang sama kesegala arah Pada permukaan cairan

tiap molekul ditarik oleh molekul sejenis didekatnya dengan arah hanya

kesamping dan kebawah tetapi tidak ditarik oleh molekul diatasnya karena

diatas permukaan cairan berupa fase uap ( udara ) dengan jarak antara

molekul sangat renggang

Adanya gaya atau tarikan ke bawah menyebabkan permukaan cairan

berkontraksi dan berada dalam keadaan tegang Tegangan ini disebut

dengan tegangan permukaan

Besarnya tegangan permukaan cairan bergantung pada gaya tarik

antara molekul- molekulnya Ketika gaya tarik besar seperti dengan H2O

tegangan permukaan besar Sebaliknya cairan seperti bensin yang tersusun

atas molekul- molekul non polar mempunyai tegangan permukaan yang

kecil karena tarikan antarmolekul lebih lemah

Zat yang tegangan permukaannya rendah sangat mudah membasahi

permukaan bagaimanapun keadaan permukaannya Pelarut hidrokarbon

misalnya nafta atau bensin menyebar pada kaca maupun permukaan

berminyak dengan mudahnya sebab tarikan sesama molekul hidrokarbon

sangat lemah Hampir tidak ada usaha untuk memperluas permukaan cairan

akibatnya mereka mudah menyebar pada permukaan apapun (Brady 1994)

37

Tegangan permukaan (ᵞ)

Banyaknya kerja yang diperlukan untuk memperluas

permukaan suatu cairan Satuannya dalam SI adalah newton per meter

(NM) tetapi satuan cgs dyene per centimeter lebih sering digunakan

1 dynecm = 10-3 Nm = 1 mNm

(Fisika Universitas Jl 110 hal 432)

Tegangan permukaan

- Antara cairan dengan gas atau udara tegangan permukaan

- Antara cairan dengan cairan tegangan antar muka

Contoh nilai ᵞ beberapa cairan pada 20degC

Cairan Cairan-udara (dynecm) Cairan-air (dynecm)

Hg 485 375

H2O 7275 -

C6H6 2888 350

CCl4 2680 451

Aceton 2394 -

Etanol 2249 -

Isopropanol 2192 -

Sukrosa (aquos ) 7645 -

Faktor- Faktor Yang Mempengaruhi Tegangan Permukaan

a Jenis cairan

Pada umumnya cairan yang memiliki gaya tarik antara molekulnya

besar seperti air maka tegangan permukaannya juga besar Sebaliknya pada

cairan seperti bensin karena gaya tarik antara molekulnya kecil maka

tegangan permukaannya juga kecil

38

b Suhu

Tegangan permukaan cairan turun bila suhu naik karena dengan

bertambahnya suhu molekul- molekul cairan bergerak lebih cepat dan

pengaruh interaksi antara molekul berkurang sehingga tegangan

permukaannya menurun

c Adanya zat terlarut

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 detergen dan alkohol

adalah efektif dalam menurunkan tegangan permukaan ( Yazid 2005)

Metode pengukuran tegangan permukaan

- Metode kapiler

- Metode cincin Du Nouy

- Metode Lempengan Wilhelmi

- Metode Tekanan Gelembung maksimum

- Dll

a Metode Kapiler

- Yang digunakan yang luas permukaannya naik

- Permukaan air dalam pipa kapiler terus naik hingga tercapai

keseimbangan dengan gaya gravitasi

Metode ini didasarkan pada kenyataan bahwa bila sebatang pipa

kapiler dimasukan kedalam cairan maka permukaan cairan dalam pipa

kapiler dapat mengalami kenaikan atau penurunan Apabila cairan

membasahi bejana ( θ lt 90 ) maka permukaan cairan akan naik

Sedangkan bila cairan tidak membasahi bejana ( θ gt 90 ) permukaan

cairan akan turun Peristiwa naik turunnya permukaan cairan dalam

kapiler ini disebut dengan kapilaritas

39

Kenaikan atau penurunan cairan dalam kapiler disebabkan oleh

adanya tegangan permukaan yang bekerja pada permukaan cairan yang

menyentuh dinding sepanjang keliling pipa Akibat tegangan permukaan ini

pipa akan memberikan gaya reaksi pada permukaan cairan yang besarnya

sama tapi arahnya berlawanan ( Yazid 2005 )

Catatan

- Jika permukaan atas larutan cembung sudut kontak besar - Jika permukaan atas larutan cekung sudut kontak kecil

Tegangan permukaan diukur dengan melihat ketinggian air cairan yang naik melalui suatu kapiler Metode kenaikan kapiler hanya dapat digunakan untuk mengukur tegangan permukaan tidak bisa untuk mengukur tegangan permukaan tidak bias untuk mengukur tegangan antar muka

Persamaan

퐹푢푝 = 훾(2휋푟) cos휃

퐹푑표푤푛 = 휌푔(ℎ휋푟 )

퐹푢푝 = 퐹푑표푤푛 훾 = Keterangan

- 휌 = bobot jenis cairan gml - 푔 = 980 cms - 푟 = jari-jari pipa kapiler - ℎ = tinggi miniskus cairan untuk kapiler - 휃 = sudut kontak ( untuk air dan kebanyakan cairan sangat kecil yakni

mendekati 1 )

Untuk cairan dengan sudut kontak sangat kecil

훾 = atau ℎ =

Sedangkan untuk cairan yang tidak membasahi bejana seperti raksa θ = 140 sehingga cos θ = - 0766 ( berharga negatip) Akibatnya h memiliki harga negatip yang berarti cairan mengalami penurunan atau ditekan dalam kapiler

40

b Metode Cincin Du Nouy

Metode cincin du nouy merupakan metode yang paling baik digunakan karena lebih akurat dan cepat dalam pengukuran tegangan permukaan deterjen serum suspensi koloid dan lain- lain

Berdasarkan pengukuran gaya yang diperlukan untuk melepaskan cincin dari permukaan cairan Metode ini digunakan untuk mengukur tegangan antar muka cairan

Persamaan

훾 = 퐹

4휋푅 퐶

Keterangan - F = gaya yang diperlukan untuk melepaskan cincin dari

permukaan - R = jari-jari lingkar cincin - C = Faktor koreksi

Faktor Koreksi

(퐶 minus 푎) = 4푏휋 푥

1푅 푥

퐹4휋휌푅 + 푐

Keterangan

- a = 07250 (konstan) - b = 009075 m-1 s2 (konstan) - c = 004534 ndash 1695 rR (konstan) - r = jari-jari kawat yang digunakan untuk membuat cincin - R = jari-jari rata-rata lingkaran - 휌 = masa jenis cairan sempel

Ketika mengukur tegangan permuakaan cairan- cairan harus diperhatikan bahwa cairan yang ada dibawah benar- benar membasahi cincin (Bird 1987)

c Metode Lempengan Wilhelmi

Metode ini didasarkan pada gaya yang diperlukan untuk menarik pelat tipis dari permukaan cairan Pelat digantung pada salah satu lengan neraca dan dimasukkan kedalam cairan yang akan diselidiki Besarnya gaya tarik pada neraca yang digunakan untuk melepas pelat dari permukaan cairan dicatat

Persamaan

푃 = 푚푔 + 퐿훾 cos휃 minus 푠ℎ휌푔

41

Keterangan

- P = gaya yang dipergunakan untuk melepaskan lempengan dari permkaan cincin

- m = berat lempengan - 푔 = gaya gravitasi - 푠 = luas penampang lempengan - ℎ = kedalaman lempeng yang dicelupkan - 퐿 = keliling lempengan - 휌 = bobot jenis cairan

Dalam metode ini diandaikan sudut kontak θ = 00 dan pengaruh

dari ujung- ujung lempeng dapat diabaikan ( Yazid 2005 ) Pada metode ini digunakan lempengan mika tipis atau kaca slide

mikrosip yang digantung pada neraca Pengukuran dapat dilakukan dengan cara statistik ataupun dengan detasment yang secara akurat diberikan pada persamaan ideal

Jika pengukurannya dilakukan dengan metode detasmen prosedurnya hampir sama dengan metode cincin Du Nouy tetapi faktor koreksi hanya 01 ( Adamson 1990)

d Metode Tekanan Gelembung Maksimum Tegangan permukaan menyebabkan adanya perbedaan tekanan

pada kedua sisi permukaan cairan yang lengkung Tekanan pada sisi yang cembung Ketika pertama kali tekanan dikenakan jari- jari gelembung sangat besar Sementara gelembung itu mengembang jari- jarinya akan semakin kecil sampai nilai minimum

Pada keadaan ini jari- jari gelembung sama dengan jari- jari tabung gelas Bila tekanan terus dinaikkan jari- jari gelembung akan membesar kembali sampai akhirnya gelembung ini lepas dari tabung gelas dan naik ke permukaan cairan jelas bahwa tekanan maksimum diperoleh pada saat jari- jari minimum

Tekanan maksimum ini bukan hanya disebabkan perbedaan tekanan pada kedua sisi gelembung tetapi juga disebabkan oleh adanya tekanan hidrostatik ( yang bergantung pada ketinggian tabung gelas dalam cairan )

Persamaan

훾 = ∆휌푔푑푒 1퐻

Keterangan

o ∆휌 = perbedaan bobot jenis o 푑푒 = diameter maksimum tetesan

42

o = faktor koreksi yang ditentukan oleh rasio 푑푠 푑푒

Metode tekanan gelembung maksimum memiliki keakuratan di bawah 10 yang mana tidak tergantung pada jarak kontak dan hanya merupakan sebuah pengetahuan dasar dari densitas suatu cairan ( Jika menggunakan pipa ganda ) dan pengukurannya juga relatif cepat Rata- rata sebuah gelembung harganya sekitar 1 sek (Adamson 1990)

Pertemuan 7

Tanggal 14 Oktober 2014

TEGANGAN ANTAR MUKA

Tegangan permukaan merupakan gaya persatuan panjang yang

harus dikerjakan sejajar permukaan untuk mengimbangi gaya tarikan

kedalam pada cairan Hal tersebut terjadi karena pada permukaan gaya

adhesi (antara cairan dan udara) lebih kecil dari pada gaya kohesi antar

molekul cairan sehingga menyebabkan terjadinya gaya kedalam pada

permukaan cairan

Tegangan antar muka adalah gaya per satuan panjang yang terdapat

pada antar muka dua fase cairan yang tidak dapat tercampur Tegangan antar

muka selalu lebih kecil dari pada tegangan permukaan kerena gaya adhesi

antara dua cairan tidak bercampur lebih besar dari pada adhesi antara cairan

dan udara

Cairan-cairan (immisible)

L ƔL ƔL Tegangan permukaan L

ƔS Tegangan permukaan S

ƔSL ƔSL Tegangan antarmuka SL

S ƔS

43

Missible dua zat yang bercampurlarut dengan sempurna berapapun

konsentrasijumlahnya

Immisible dua zat (cairan dengan cairan) yang sama sekali tidak

dapat bercampurlarut

Pada dasarnya tegangan permukaan suatu zat cair

dipengaruhi oleh beberapa faktor diantaranya suhu dan zat terlarut

Dimana keberadaan zat terlarut dalamsuatu cairan akan

mempengaruhi besarnya tegangan permukaan terutama molekul zat

yang berada pada permukaan cairan berbentuk lapisan monomolekuler

yang disebut dengan molekul surfaktan Kemudian suhu juga sangat

mempengaruhi tegangan permukaan suatu cairan dimana ketika suhu

naik maka tegangan permukaan cairan akan turun

Suhu uarr = Tegangan permukaan darr ldquoberbanding terbalikrdquo

Fenomena Permukaan dan Fenomena Antar muka

Permukaan Fenomena

Cairan ndash Udara Tegangan Permukaan

Padat ndash Udara Adsorbsi

Antar Muka Fenomena

Cairan ndash Cairan

(immisible)

Tegangan Antar Muka

Padat ndash Cair Pembasah (Wetting)

Tegangan Antar Muka Cairan ndash Cairan (immisible)

1) Gaya persatuan panjang yang bekerja pada antar muka dua cairan

yang immisible

Satuan dynecm-1

44

2) Kerja yang diperlukan untuk memisahkan 2 permukaan cairan

immisible

Satuan ergcm-2

Manfaat fenomena antar muka dalam farmasi

1 Formulasi sediaan serbuk yang hidrofob

2 Menentukan jenis surfaktan untuk membuat emulsi

3 Meningkatkan stabilitas suspensi dan emulsi

4 Mengatasi sediaan obat yang berbusa

5 Adsorbsi obat pada saluran pencernaan

Soal

1 Hitung Ɣ fenol bila diketahui tinggi kenaikan permukaan fenol dalam

pipa kapiler (r = 007 cm) adalah 093 cm pada suhu 37˚C Bila

diketahui bobot jenis fenol 113 gcm-1 dan konstanta gravitasi = 9807

cm det-2

Diketahui

a) r = 007 cm

b) ρ = 113 gcm-1

c) g = 9807 cm det-2

d) h = 093 cm

Ditanya Ɣfenol

Jawab

Ɣfenol = frac12 (rρgh)

= frac12 (007 x 113 x 9807 x 093)

= 3607 dynecm-1

45

Gaya Kohesi dan Adhesi

Terdapat dua macam gaya tarik menarik antar partikel yaitu kohesi

dan adhesi Kohesi adalah gaya tarik menarik antara partikel yang sejenis

Kohesi dipengaruhi oleh kerapatan dan jarak antar partikel dalam zat gaya

kohesi mengakibatkan dua zat bila dicampurkan tidak akan saling

bercampur Contoh tidak bercampurnya air dengan minyak tidak

melekatnya air raksa pada dinding pipa kapiler dan air pada daun talas

Adhesi adalah gaya tarik menarik antara partikel-partikel yang

tidak sejenis Gaya adhesi akan mengakibatkan dua zat akan saling melekat

bila dicampurkan Contoh bercampurnya air dengan tehkopi melekatnya

air pada dinding pipa kapiler dan melekatnya tinta pada kertas

Adanya gaya tarik menarik antara partikel zat cair menyebabkan

adanya tegangan permukaan dimana permukaan zat cair cenderung

menegang dan seolah terdapat selaput atau lapisan yang tegang sehingga

dapat menahan benda Selain adanya peristiwa tegangan permukaan akibat

adanya gaya tarik menarik antara partikel juga menyebabkan terjadinya

peristiwa meniskus cembung dan meniskus cekung

Meniskus Cembung dan Meniskus Cekung

Meniskus adalah peristiwa mencekung atau mencembungnya

permukaan zat cair Berdasarkan bentuk permukaan zat cair meniskus

dibedakan menjadi dua yaitu meniskus cembung dan meniskus cekung

Meniskus cembung terjadi jika gaya kohesi lebih besar dari pada gaya

adhesi Sedangkan meniskus cekung terjadi jika adhesi lebih besar dari pada

kohesi

46

Jika Wc lt Wa

Sudut Cos Ɵ Kecil

Permukaan cairan dalam kapiler cekung dan naik

Jika Wc gt Wa

Sudut Cos Ɵ Besar

Permukaan cairan dalam kapiler turun dan berbentuk cembung

Ɣ Rasio imbangan antara gaya Kohesi dan Adhesi

Cairan-Cairan (immisible)

Mempengaruhi koefisien sebaran (S)

Jika kerja kohesi lebih besar dari kerja adhesi maka nilai

koefisien sebarannya kecilrendah

Contoh

Asam stearat jika dilarutkan dengan air maka koefisien sebarannya

rendah karena gugus nonpolar pada asam stearat lebih panjang dari

gugus polarnya (gugus polar jadi titak berpengaruh)

47

Jika kerja kohesi lebih rendah dari kerja adhesi maka nilai koefisien

sebarannya tinggi Spreading

Contoh

Propanol jika dilarutkan dengan air maka koefisien sebarannya tinggi

karena mempunyai gugus ndashOH yang dapat berikatan hidrogen dengan

air dan bersifat polar

Tegangan permukaan dipengaruhi oleh

Rasio

Polar

Nonpolar

Si = Wa ndash Wc

Wc = 2 Ɣx

Wa = (Ɣx + Ɣair - Ɣx-air)

Si Bila nilai Si positif maka sebaranspreading terjadi

Bila nilai Si 0 tetap ada peluang sebaran

Bila nilai Si negatif tidak terjadi sebaran

Soal

Diketahui Ɣbenzen = 289 dynecm-1 Ɣair = 728 dynecm-1 dan Ɣbenzen-air =

35 dynecm-1 Hitung nilai kerja kohesi benzen kerja adhesi benzen-air

dan koefisien penyebaran awal benzen

Diketahui

a) Ɣbenzen = 289 dynecm-1

b) Ɣair = 728 dynecm-1

c) Ɣbenzen-air = 35 dynecm-1

48

Ditanya

a) Wc

b) Wa

c) Si

Jawab

Wc = 2 Ɣbenzen

= 2 x 289

= 578 dynecm-1

Wa = (Ɣbenzen + Ɣair ndash Ɣbenzen-air)

= (289 + 728 ndash 35)

= 667 dynecm-1

Si = Wa ndash Wc

= 667 ndash 578

= 89 dynecm-1

Benzen dapat tersebar dalam air karena nilai Si positif (+)

49

DAFTAR PUSTAKA

1 Tayangan Dosen

2 UraianPenjelasan Dosen pada saat Perkuliaha

3 Text Book

- Yazid Estein dan Nursanti Lisda 2006 Penuntun Praktikum Biokimia

Yogyakarta ANDI

- Santoso Begot 2007 BIOLOGI Jakarta Interplus Ridho_Brilliantoro

Tugas_Enzimologi

- Eistein Yazid 2005 Kimia Fisika Untuk Paramedis Yogyakarta Penerbit

Andi

- Adamson A W (1990) Physical Chemistry of Surfaces 5 th Ed New

York Willey

- Hugh DYoung Roger A Freedman 2002 Fisika Universitas Ed10 Alih

bahasa Juliastuti Endangdkk Jakarta Erlangga

- Kamajaya(2007)Cerdas Belajar FisikaBandungGrafindo Media Pratama

- IndrajitDudi(2007)Mudah dan Aktif Belajar FisikaBandungPT Setia

Purna Inves

4 Internet

- httprepositoryusuacidbitstream123456789395874Chapter20IIpdf

- httpstaffuiacidsystemfilesusersjoshitadjajadisastramaterialkestabil

anobatkuliahs2pdf

- httpstaffunyacidsitesdefaultfilespendidikanPurwanti20Widhy2

0Hastuti20SPd20MPdLaju20Reaksi20(2)pdf

- fileCUsersElrio20PutraDownloadsChapter20820Kinetika20

Kimiapdf

- httpusupressusuacidfilesKinetika20Kimia20Reaksi20Element

er_Normal_bab201pdf

- httpffarmasiuadacidwp-contentuploads201301orde-reaksi-waktu-

paruhpdfhttpnissanisso-fkp11webunairacidartikel_detail-49831-

Umum-sifat20kerja20obathtml

- httpmipa-farmasiblogspotcom201202tegangan-permukaan-tegangan-

antar-mukahtmlm=1

50

Page 28: Farfis2 before mid.pdf

28

langkah katalitik dan tidak dapat membentuk produk Akibatnya terjadi

penurunan jumlah produk yang terbentuk

Berikut adalah pendekatan keadaan tunak dalam penentuan hukum

laju inhibisi kompetitif enzim

K1 = [E][I] helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (1)

[EI]

[E][S] = k-1 + k2 = KM (2)

[ES] k1

[Etot] = [E] + [ES] +[EI]helliphelliphellip (3)

[Etot] = [E] + [ES] + [E][I]

K1

[Etot] = [E] 1 + [I] + [ES]

K1

maka

[퐸] = [ ] [ ]

helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (4)

Berdasarkan teori Michaelis-Mentein kecepatan awal ditentukan oleh

kecepatan penguraian [ES] yang ketetapan kecepatan reaksinya adalah k2

sehingga

V =k2 [ES] helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip(8)

substitusi persamaan (7) ke dalam persamaan (8)

V = k2 [Etot] [S]

[S] + KrsquoM (9)

29

Vmax didefinisikan sebagai kecepatan pada saat semua E yang tersedia

terdapat sebagai ES

Vmax = k2 [Etot] helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip(10)

Sehingga diperoleh

V = kcat [Etot] [S] helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (11)

KM 1 + [I] + [S]

K1

Transformasi persamaan Michaelis-Mesntein (persamaan Lineweaver-

Burk) yaitu dari persamaan (11)

V = Vmax [S]

[S] + KrsquoM

Maka

1 = [S] + KMrsquo

V Vmax [S]

1 = KMrsquo + [S]

V Vmax [S] Vmax [S]

1 = KMrsquo 1 + [S]

V Vmax [S] Vmax

2 Inhibisi Uncompetitive

Inhibisi uncompetitive enzim terjadi apabila inhibitor (I) mengikat

salah satu sisi dari kompleks enzim dan substrat (ES) Kompleks ESI yang

terbentuk tidak dapat membentuk produk (P)

Berikut adalah pendekatan keadaan tunak dalam penentuan hukum

laju inhibisi kompetitif enzim

30

KI = [ES] [I] helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (1)

ESI

[E] [S] = k-1 + k2 = KM helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (2)

[ES] k1

[Etot] = [E] + [S] + [ES] helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (3)

Berdasarkan teori Michaelis-Mentein kecepatan awal ditentukan oleh

kecepatan penguraian [ES] yang tetapan kecepatan reaksinya adalah k2

sehingga

V = k2 [ES] helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (7)

Substitusi persamaan (6) ke persamaan (7)

V = k2 [Etot] [S]

[S] 1 + [I] KM helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (8)

KI

Vmax didefinisikan sebagai kecepatan pada saat semua E yang

tersedia terdapat sebagai ES

Vmax = k2 [Etot] helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (9)

Substitusi persamaan (9) ke persamaan (8)

V = Vmax [S]

[S] 1 + [I] + KM

KI

3 Inhibisi Non Kompetitif

Penghambatan non kompetitif terjadi apabila inhibitor (I) mengikat

sisi aktif pada enzim (E) maupun pada kompleks enzim dan subtrat (ES)

EI + S ESI

31

Berikut adalah pendekatan keadaan tunak dalam penentuan

hukum laju inhibisi kompetitif enzim

KI = [E] [I] = [ES] [I]

[EI] [ES] helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (1)

[E] [S] = k-1 + k2 = KM

[ES] k1 helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (2)

[Etot] = [E] + [ES] + [EI] + [ESI]helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (3)

Vmax didefinisikan sebagai kecepatan pada saat semua E yang

tersedia terdapat sebagai ES

Vmax = k2 [Etot] helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (4)

Parameter kinetika dalam mekanisme inhibisi enzim (kompetitif

uncompetitive non kompetitif) antara lain Vmax KM dan kcat

1 Vmax adalah laju reaksi maksimum yang dikatalisis enzim

2 KM menyatakan konsentrasi substrat yang diperlukan agar reaksi

katalisis efektif

kcat adalah tetapan laju pada tahap penentu laju yang menyatakan

jumlah substrat yang dapat diubah per detik

Contoh reaksi berikut

Fumarase

Furmarate + H2O mdashmdashmdashrarr L-Malate

1 Hitung laju perubahan fumarate menjadi L-Malate bila diketahui

Konsentrasi fumarate = 124 x 10-4 molL

Konsentrasi enzim fumarase = 105 x 10-6 molL

Konstata Michaelis = 185 x 10-6 molL

Dan bilangan turnover enzim fumarase = 175 x 103 det-1

32

Diketahui [S]0 = 124 x 10-4 molL

[E]0 = 105 x 10-6 molL

Km = 185 x 10-6 molL

K2 = 175 x 103 det-1

Ditanya V hellip

Jawab

V = Vmax [S]0

[S]0 + Km

V = K2 [E]0 [S]0

[S]0 + Km

V = [175 x 103 det-1] [105 x 10-6 molL] [124 x 10-4 molL]

[124 x 10-4 molL] + [185 x 10-6 molL]

V = 22785 X 10-7 molLdet

12585 x 10-4

V = 181 X 10-3 molLdet

2 Laju awal dekomposisi H2O2 yang dikatalisis dengan enzim

katalase adalah 138 x 10-2 267 x 10-2 an 60 x 10-2 Mdet

berturut-turut untuk konsentrasi awal H2O2 = 001 002 005 M

Konsentrasi enzim katalase = 40 x 10-8 M

Hitung Vmax konstanta Michaelis

Dan bilangan turnover enzim

Diketahui V1 = 138 X 10-2

V2 = 267 x 10-2

33

V3 = 60 X 10-2

[H2O2] = 001 002 005 M

[Ekatalase] = 40 x 10-2 M

Ditanya Vmax Km dan K2 hellip

Jawab

X (1[H2O2] Y (1V)

100 7246

50 3745

20 1667

y = 0697x + 25691

Intercept = 26591

Slope = 06977

R2 = 09999 rarr R2 = 1

a 1 = 25691 (intercept)

Vmax

Vmax = 1

25691

= 0389 molLdet

b Km = 06977 (slope)

Vmax

Km = 06977

0389

Km = 0272 molL

34

c Vmax = k2 [E]0

0389 = k2 40 x 10-8 M

k2 = 0389

40 x 10-8

= 0097 x 108

3 Laju pertumbuhan bakteri Lactobacillus acidephilus (dalam suatu

media) selama fase pertumbuhan exponensial menunjukan 924 x

10-3menit Hitung waktu generasi (tg) bakteri tersebut tg waktu

yang diperlukan mikroorganisme untuk melipat gandakan

populasinya yakni menjadi

Jawab

ln = Nt = λt ln = 2N0 = λtg

N0 N0

tg = ln2 tg = 0693

λ 924 x 10-3

tg = 0075 x 103

tg = 75 menit

35

Pertemuan 6

Tanggal 7 Oktober 2014

TEGANGAN PERMUKAAN

Molekul di permukaan mengalami gaya

resultan ke arah dalam media Molekul di

dalam media tidak mengalami gaya resultan

Molekul-molekul cairan memberikan

gaya tarik satu dengan lainnya terdapat gaya

total yang besarnya nol pada molekul di dalam volume cairan tetapi molekul

permukaan ditarik ke dalam volume Sehingga cairan cenderung memperkecil

luas permukaannya hanya dengan meregang lapisan (Fisika Universitas Jl 110

hal 431)

Tegangan permukaan (ᵞ)

- Molekul di bagian dalam media yang bergeak ke permukaan

media membutuhkan kerja untuk mengalami gaya tarik menarik

ke bawah

- Makin banyak jumlah molekul di permukaan media suatu

cairan makin luas permukaan media tersebut

36

- Tetapi dengan adanya gaya resultan ke arah dalam yang dialami

oleh molekul-molekul dipermukaan maka sifat cairan

cenderung untuk meminimumkan luas permukaan

Fenomena alam yang berkaitan dengan sifat kecenderuungan cairan

menimbulkan permukaanya antara lain

- Embun air di atas air

- Air dihinggapi nyamuk

Permukaan zat cair mempunyai sifat ingin meregang sehingga

permukaannya seolah- olah ditutupi oleh suatu lapisan yang elastis Hal ini

disebabkan adanya gaya tarik menarik antara partikel sejenis di dalam zat

cair sampai ke permukaan

Di dalam cairan tiap molekul ditarik oleh molekul lain yang sejenis di

dekatnya dengan gaya yang sama kesegala arah Pada permukaan cairan

tiap molekul ditarik oleh molekul sejenis didekatnya dengan arah hanya

kesamping dan kebawah tetapi tidak ditarik oleh molekul diatasnya karena

diatas permukaan cairan berupa fase uap ( udara ) dengan jarak antara

molekul sangat renggang

Adanya gaya atau tarikan ke bawah menyebabkan permukaan cairan

berkontraksi dan berada dalam keadaan tegang Tegangan ini disebut

dengan tegangan permukaan

Besarnya tegangan permukaan cairan bergantung pada gaya tarik

antara molekul- molekulnya Ketika gaya tarik besar seperti dengan H2O

tegangan permukaan besar Sebaliknya cairan seperti bensin yang tersusun

atas molekul- molekul non polar mempunyai tegangan permukaan yang

kecil karena tarikan antarmolekul lebih lemah

Zat yang tegangan permukaannya rendah sangat mudah membasahi

permukaan bagaimanapun keadaan permukaannya Pelarut hidrokarbon

misalnya nafta atau bensin menyebar pada kaca maupun permukaan

berminyak dengan mudahnya sebab tarikan sesama molekul hidrokarbon

sangat lemah Hampir tidak ada usaha untuk memperluas permukaan cairan

akibatnya mereka mudah menyebar pada permukaan apapun (Brady 1994)

37

Tegangan permukaan (ᵞ)

Banyaknya kerja yang diperlukan untuk memperluas

permukaan suatu cairan Satuannya dalam SI adalah newton per meter

(NM) tetapi satuan cgs dyene per centimeter lebih sering digunakan

1 dynecm = 10-3 Nm = 1 mNm

(Fisika Universitas Jl 110 hal 432)

Tegangan permukaan

- Antara cairan dengan gas atau udara tegangan permukaan

- Antara cairan dengan cairan tegangan antar muka

Contoh nilai ᵞ beberapa cairan pada 20degC

Cairan Cairan-udara (dynecm) Cairan-air (dynecm)

Hg 485 375

H2O 7275 -

C6H6 2888 350

CCl4 2680 451

Aceton 2394 -

Etanol 2249 -

Isopropanol 2192 -

Sukrosa (aquos ) 7645 -

Faktor- Faktor Yang Mempengaruhi Tegangan Permukaan

a Jenis cairan

Pada umumnya cairan yang memiliki gaya tarik antara molekulnya

besar seperti air maka tegangan permukaannya juga besar Sebaliknya pada

cairan seperti bensin karena gaya tarik antara molekulnya kecil maka

tegangan permukaannya juga kecil

38

b Suhu

Tegangan permukaan cairan turun bila suhu naik karena dengan

bertambahnya suhu molekul- molekul cairan bergerak lebih cepat dan

pengaruh interaksi antara molekul berkurang sehingga tegangan

permukaannya menurun

c Adanya zat terlarut

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 detergen dan alkohol

adalah efektif dalam menurunkan tegangan permukaan ( Yazid 2005)

Metode pengukuran tegangan permukaan

- Metode kapiler

- Metode cincin Du Nouy

- Metode Lempengan Wilhelmi

- Metode Tekanan Gelembung maksimum

- Dll

a Metode Kapiler

- Yang digunakan yang luas permukaannya naik

- Permukaan air dalam pipa kapiler terus naik hingga tercapai

keseimbangan dengan gaya gravitasi

Metode ini didasarkan pada kenyataan bahwa bila sebatang pipa

kapiler dimasukan kedalam cairan maka permukaan cairan dalam pipa

kapiler dapat mengalami kenaikan atau penurunan Apabila cairan

membasahi bejana ( θ lt 90 ) maka permukaan cairan akan naik

Sedangkan bila cairan tidak membasahi bejana ( θ gt 90 ) permukaan

cairan akan turun Peristiwa naik turunnya permukaan cairan dalam

kapiler ini disebut dengan kapilaritas

39

Kenaikan atau penurunan cairan dalam kapiler disebabkan oleh

adanya tegangan permukaan yang bekerja pada permukaan cairan yang

menyentuh dinding sepanjang keliling pipa Akibat tegangan permukaan ini

pipa akan memberikan gaya reaksi pada permukaan cairan yang besarnya

sama tapi arahnya berlawanan ( Yazid 2005 )

Catatan

- Jika permukaan atas larutan cembung sudut kontak besar - Jika permukaan atas larutan cekung sudut kontak kecil

Tegangan permukaan diukur dengan melihat ketinggian air cairan yang naik melalui suatu kapiler Metode kenaikan kapiler hanya dapat digunakan untuk mengukur tegangan permukaan tidak bisa untuk mengukur tegangan permukaan tidak bias untuk mengukur tegangan antar muka

Persamaan

퐹푢푝 = 훾(2휋푟) cos휃

퐹푑표푤푛 = 휌푔(ℎ휋푟 )

퐹푢푝 = 퐹푑표푤푛 훾 = Keterangan

- 휌 = bobot jenis cairan gml - 푔 = 980 cms - 푟 = jari-jari pipa kapiler - ℎ = tinggi miniskus cairan untuk kapiler - 휃 = sudut kontak ( untuk air dan kebanyakan cairan sangat kecil yakni

mendekati 1 )

Untuk cairan dengan sudut kontak sangat kecil

훾 = atau ℎ =

Sedangkan untuk cairan yang tidak membasahi bejana seperti raksa θ = 140 sehingga cos θ = - 0766 ( berharga negatip) Akibatnya h memiliki harga negatip yang berarti cairan mengalami penurunan atau ditekan dalam kapiler

40

b Metode Cincin Du Nouy

Metode cincin du nouy merupakan metode yang paling baik digunakan karena lebih akurat dan cepat dalam pengukuran tegangan permukaan deterjen serum suspensi koloid dan lain- lain

Berdasarkan pengukuran gaya yang diperlukan untuk melepaskan cincin dari permukaan cairan Metode ini digunakan untuk mengukur tegangan antar muka cairan

Persamaan

훾 = 퐹

4휋푅 퐶

Keterangan - F = gaya yang diperlukan untuk melepaskan cincin dari

permukaan - R = jari-jari lingkar cincin - C = Faktor koreksi

Faktor Koreksi

(퐶 minus 푎) = 4푏휋 푥

1푅 푥

퐹4휋휌푅 + 푐

Keterangan

- a = 07250 (konstan) - b = 009075 m-1 s2 (konstan) - c = 004534 ndash 1695 rR (konstan) - r = jari-jari kawat yang digunakan untuk membuat cincin - R = jari-jari rata-rata lingkaran - 휌 = masa jenis cairan sempel

Ketika mengukur tegangan permuakaan cairan- cairan harus diperhatikan bahwa cairan yang ada dibawah benar- benar membasahi cincin (Bird 1987)

c Metode Lempengan Wilhelmi

Metode ini didasarkan pada gaya yang diperlukan untuk menarik pelat tipis dari permukaan cairan Pelat digantung pada salah satu lengan neraca dan dimasukkan kedalam cairan yang akan diselidiki Besarnya gaya tarik pada neraca yang digunakan untuk melepas pelat dari permukaan cairan dicatat

Persamaan

푃 = 푚푔 + 퐿훾 cos휃 minus 푠ℎ휌푔

41

Keterangan

- P = gaya yang dipergunakan untuk melepaskan lempengan dari permkaan cincin

- m = berat lempengan - 푔 = gaya gravitasi - 푠 = luas penampang lempengan - ℎ = kedalaman lempeng yang dicelupkan - 퐿 = keliling lempengan - 휌 = bobot jenis cairan

Dalam metode ini diandaikan sudut kontak θ = 00 dan pengaruh

dari ujung- ujung lempeng dapat diabaikan ( Yazid 2005 ) Pada metode ini digunakan lempengan mika tipis atau kaca slide

mikrosip yang digantung pada neraca Pengukuran dapat dilakukan dengan cara statistik ataupun dengan detasment yang secara akurat diberikan pada persamaan ideal

Jika pengukurannya dilakukan dengan metode detasmen prosedurnya hampir sama dengan metode cincin Du Nouy tetapi faktor koreksi hanya 01 ( Adamson 1990)

d Metode Tekanan Gelembung Maksimum Tegangan permukaan menyebabkan adanya perbedaan tekanan

pada kedua sisi permukaan cairan yang lengkung Tekanan pada sisi yang cembung Ketika pertama kali tekanan dikenakan jari- jari gelembung sangat besar Sementara gelembung itu mengembang jari- jarinya akan semakin kecil sampai nilai minimum

Pada keadaan ini jari- jari gelembung sama dengan jari- jari tabung gelas Bila tekanan terus dinaikkan jari- jari gelembung akan membesar kembali sampai akhirnya gelembung ini lepas dari tabung gelas dan naik ke permukaan cairan jelas bahwa tekanan maksimum diperoleh pada saat jari- jari minimum

Tekanan maksimum ini bukan hanya disebabkan perbedaan tekanan pada kedua sisi gelembung tetapi juga disebabkan oleh adanya tekanan hidrostatik ( yang bergantung pada ketinggian tabung gelas dalam cairan )

Persamaan

훾 = ∆휌푔푑푒 1퐻

Keterangan

o ∆휌 = perbedaan bobot jenis o 푑푒 = diameter maksimum tetesan

42

o = faktor koreksi yang ditentukan oleh rasio 푑푠 푑푒

Metode tekanan gelembung maksimum memiliki keakuratan di bawah 10 yang mana tidak tergantung pada jarak kontak dan hanya merupakan sebuah pengetahuan dasar dari densitas suatu cairan ( Jika menggunakan pipa ganda ) dan pengukurannya juga relatif cepat Rata- rata sebuah gelembung harganya sekitar 1 sek (Adamson 1990)

Pertemuan 7

Tanggal 14 Oktober 2014

TEGANGAN ANTAR MUKA

Tegangan permukaan merupakan gaya persatuan panjang yang

harus dikerjakan sejajar permukaan untuk mengimbangi gaya tarikan

kedalam pada cairan Hal tersebut terjadi karena pada permukaan gaya

adhesi (antara cairan dan udara) lebih kecil dari pada gaya kohesi antar

molekul cairan sehingga menyebabkan terjadinya gaya kedalam pada

permukaan cairan

Tegangan antar muka adalah gaya per satuan panjang yang terdapat

pada antar muka dua fase cairan yang tidak dapat tercampur Tegangan antar

muka selalu lebih kecil dari pada tegangan permukaan kerena gaya adhesi

antara dua cairan tidak bercampur lebih besar dari pada adhesi antara cairan

dan udara

Cairan-cairan (immisible)

L ƔL ƔL Tegangan permukaan L

ƔS Tegangan permukaan S

ƔSL ƔSL Tegangan antarmuka SL

S ƔS

43

Missible dua zat yang bercampurlarut dengan sempurna berapapun

konsentrasijumlahnya

Immisible dua zat (cairan dengan cairan) yang sama sekali tidak

dapat bercampurlarut

Pada dasarnya tegangan permukaan suatu zat cair

dipengaruhi oleh beberapa faktor diantaranya suhu dan zat terlarut

Dimana keberadaan zat terlarut dalamsuatu cairan akan

mempengaruhi besarnya tegangan permukaan terutama molekul zat

yang berada pada permukaan cairan berbentuk lapisan monomolekuler

yang disebut dengan molekul surfaktan Kemudian suhu juga sangat

mempengaruhi tegangan permukaan suatu cairan dimana ketika suhu

naik maka tegangan permukaan cairan akan turun

Suhu uarr = Tegangan permukaan darr ldquoberbanding terbalikrdquo

Fenomena Permukaan dan Fenomena Antar muka

Permukaan Fenomena

Cairan ndash Udara Tegangan Permukaan

Padat ndash Udara Adsorbsi

Antar Muka Fenomena

Cairan ndash Cairan

(immisible)

Tegangan Antar Muka

Padat ndash Cair Pembasah (Wetting)

Tegangan Antar Muka Cairan ndash Cairan (immisible)

1) Gaya persatuan panjang yang bekerja pada antar muka dua cairan

yang immisible

Satuan dynecm-1

44

2) Kerja yang diperlukan untuk memisahkan 2 permukaan cairan

immisible

Satuan ergcm-2

Manfaat fenomena antar muka dalam farmasi

1 Formulasi sediaan serbuk yang hidrofob

2 Menentukan jenis surfaktan untuk membuat emulsi

3 Meningkatkan stabilitas suspensi dan emulsi

4 Mengatasi sediaan obat yang berbusa

5 Adsorbsi obat pada saluran pencernaan

Soal

1 Hitung Ɣ fenol bila diketahui tinggi kenaikan permukaan fenol dalam

pipa kapiler (r = 007 cm) adalah 093 cm pada suhu 37˚C Bila

diketahui bobot jenis fenol 113 gcm-1 dan konstanta gravitasi = 9807

cm det-2

Diketahui

a) r = 007 cm

b) ρ = 113 gcm-1

c) g = 9807 cm det-2

d) h = 093 cm

Ditanya Ɣfenol

Jawab

Ɣfenol = frac12 (rρgh)

= frac12 (007 x 113 x 9807 x 093)

= 3607 dynecm-1

45

Gaya Kohesi dan Adhesi

Terdapat dua macam gaya tarik menarik antar partikel yaitu kohesi

dan adhesi Kohesi adalah gaya tarik menarik antara partikel yang sejenis

Kohesi dipengaruhi oleh kerapatan dan jarak antar partikel dalam zat gaya

kohesi mengakibatkan dua zat bila dicampurkan tidak akan saling

bercampur Contoh tidak bercampurnya air dengan minyak tidak

melekatnya air raksa pada dinding pipa kapiler dan air pada daun talas

Adhesi adalah gaya tarik menarik antara partikel-partikel yang

tidak sejenis Gaya adhesi akan mengakibatkan dua zat akan saling melekat

bila dicampurkan Contoh bercampurnya air dengan tehkopi melekatnya

air pada dinding pipa kapiler dan melekatnya tinta pada kertas

Adanya gaya tarik menarik antara partikel zat cair menyebabkan

adanya tegangan permukaan dimana permukaan zat cair cenderung

menegang dan seolah terdapat selaput atau lapisan yang tegang sehingga

dapat menahan benda Selain adanya peristiwa tegangan permukaan akibat

adanya gaya tarik menarik antara partikel juga menyebabkan terjadinya

peristiwa meniskus cembung dan meniskus cekung

Meniskus Cembung dan Meniskus Cekung

Meniskus adalah peristiwa mencekung atau mencembungnya

permukaan zat cair Berdasarkan bentuk permukaan zat cair meniskus

dibedakan menjadi dua yaitu meniskus cembung dan meniskus cekung

Meniskus cembung terjadi jika gaya kohesi lebih besar dari pada gaya

adhesi Sedangkan meniskus cekung terjadi jika adhesi lebih besar dari pada

kohesi

46

Jika Wc lt Wa

Sudut Cos Ɵ Kecil

Permukaan cairan dalam kapiler cekung dan naik

Jika Wc gt Wa

Sudut Cos Ɵ Besar

Permukaan cairan dalam kapiler turun dan berbentuk cembung

Ɣ Rasio imbangan antara gaya Kohesi dan Adhesi

Cairan-Cairan (immisible)

Mempengaruhi koefisien sebaran (S)

Jika kerja kohesi lebih besar dari kerja adhesi maka nilai

koefisien sebarannya kecilrendah

Contoh

Asam stearat jika dilarutkan dengan air maka koefisien sebarannya

rendah karena gugus nonpolar pada asam stearat lebih panjang dari

gugus polarnya (gugus polar jadi titak berpengaruh)

47

Jika kerja kohesi lebih rendah dari kerja adhesi maka nilai koefisien

sebarannya tinggi Spreading

Contoh

Propanol jika dilarutkan dengan air maka koefisien sebarannya tinggi

karena mempunyai gugus ndashOH yang dapat berikatan hidrogen dengan

air dan bersifat polar

Tegangan permukaan dipengaruhi oleh

Rasio

Polar

Nonpolar

Si = Wa ndash Wc

Wc = 2 Ɣx

Wa = (Ɣx + Ɣair - Ɣx-air)

Si Bila nilai Si positif maka sebaranspreading terjadi

Bila nilai Si 0 tetap ada peluang sebaran

Bila nilai Si negatif tidak terjadi sebaran

Soal

Diketahui Ɣbenzen = 289 dynecm-1 Ɣair = 728 dynecm-1 dan Ɣbenzen-air =

35 dynecm-1 Hitung nilai kerja kohesi benzen kerja adhesi benzen-air

dan koefisien penyebaran awal benzen

Diketahui

a) Ɣbenzen = 289 dynecm-1

b) Ɣair = 728 dynecm-1

c) Ɣbenzen-air = 35 dynecm-1

48

Ditanya

a) Wc

b) Wa

c) Si

Jawab

Wc = 2 Ɣbenzen

= 2 x 289

= 578 dynecm-1

Wa = (Ɣbenzen + Ɣair ndash Ɣbenzen-air)

= (289 + 728 ndash 35)

= 667 dynecm-1

Si = Wa ndash Wc

= 667 ndash 578

= 89 dynecm-1

Benzen dapat tersebar dalam air karena nilai Si positif (+)

49

DAFTAR PUSTAKA

1 Tayangan Dosen

2 UraianPenjelasan Dosen pada saat Perkuliaha

3 Text Book

- Yazid Estein dan Nursanti Lisda 2006 Penuntun Praktikum Biokimia

Yogyakarta ANDI

- Santoso Begot 2007 BIOLOGI Jakarta Interplus Ridho_Brilliantoro

Tugas_Enzimologi

- Eistein Yazid 2005 Kimia Fisika Untuk Paramedis Yogyakarta Penerbit

Andi

- Adamson A W (1990) Physical Chemistry of Surfaces 5 th Ed New

York Willey

- Hugh DYoung Roger A Freedman 2002 Fisika Universitas Ed10 Alih

bahasa Juliastuti Endangdkk Jakarta Erlangga

- Kamajaya(2007)Cerdas Belajar FisikaBandungGrafindo Media Pratama

- IndrajitDudi(2007)Mudah dan Aktif Belajar FisikaBandungPT Setia

Purna Inves

4 Internet

- httprepositoryusuacidbitstream123456789395874Chapter20IIpdf

- httpstaffuiacidsystemfilesusersjoshitadjajadisastramaterialkestabil

anobatkuliahs2pdf

- httpstaffunyacidsitesdefaultfilespendidikanPurwanti20Widhy2

0Hastuti20SPd20MPdLaju20Reaksi20(2)pdf

- fileCUsersElrio20PutraDownloadsChapter20820Kinetika20

Kimiapdf

- httpusupressusuacidfilesKinetika20Kimia20Reaksi20Element

er_Normal_bab201pdf

- httpffarmasiuadacidwp-contentuploads201301orde-reaksi-waktu-

paruhpdfhttpnissanisso-fkp11webunairacidartikel_detail-49831-

Umum-sifat20kerja20obathtml

- httpmipa-farmasiblogspotcom201202tegangan-permukaan-tegangan-

antar-mukahtmlm=1

50

Page 29: Farfis2 before mid.pdf

29

Vmax didefinisikan sebagai kecepatan pada saat semua E yang tersedia

terdapat sebagai ES

Vmax = k2 [Etot] helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip(10)

Sehingga diperoleh

V = kcat [Etot] [S] helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (11)

KM 1 + [I] + [S]

K1

Transformasi persamaan Michaelis-Mesntein (persamaan Lineweaver-

Burk) yaitu dari persamaan (11)

V = Vmax [S]

[S] + KrsquoM

Maka

1 = [S] + KMrsquo

V Vmax [S]

1 = KMrsquo + [S]

V Vmax [S] Vmax [S]

1 = KMrsquo 1 + [S]

V Vmax [S] Vmax

2 Inhibisi Uncompetitive

Inhibisi uncompetitive enzim terjadi apabila inhibitor (I) mengikat

salah satu sisi dari kompleks enzim dan substrat (ES) Kompleks ESI yang

terbentuk tidak dapat membentuk produk (P)

Berikut adalah pendekatan keadaan tunak dalam penentuan hukum

laju inhibisi kompetitif enzim

30

KI = [ES] [I] helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (1)

ESI

[E] [S] = k-1 + k2 = KM helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (2)

[ES] k1

[Etot] = [E] + [S] + [ES] helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (3)

Berdasarkan teori Michaelis-Mentein kecepatan awal ditentukan oleh

kecepatan penguraian [ES] yang tetapan kecepatan reaksinya adalah k2

sehingga

V = k2 [ES] helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (7)

Substitusi persamaan (6) ke persamaan (7)

V = k2 [Etot] [S]

[S] 1 + [I] KM helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (8)

KI

Vmax didefinisikan sebagai kecepatan pada saat semua E yang

tersedia terdapat sebagai ES

Vmax = k2 [Etot] helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (9)

Substitusi persamaan (9) ke persamaan (8)

V = Vmax [S]

[S] 1 + [I] + KM

KI

3 Inhibisi Non Kompetitif

Penghambatan non kompetitif terjadi apabila inhibitor (I) mengikat

sisi aktif pada enzim (E) maupun pada kompleks enzim dan subtrat (ES)

EI + S ESI

31

Berikut adalah pendekatan keadaan tunak dalam penentuan

hukum laju inhibisi kompetitif enzim

KI = [E] [I] = [ES] [I]

[EI] [ES] helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (1)

[E] [S] = k-1 + k2 = KM

[ES] k1 helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (2)

[Etot] = [E] + [ES] + [EI] + [ESI]helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (3)

Vmax didefinisikan sebagai kecepatan pada saat semua E yang

tersedia terdapat sebagai ES

Vmax = k2 [Etot] helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (4)

Parameter kinetika dalam mekanisme inhibisi enzim (kompetitif

uncompetitive non kompetitif) antara lain Vmax KM dan kcat

1 Vmax adalah laju reaksi maksimum yang dikatalisis enzim

2 KM menyatakan konsentrasi substrat yang diperlukan agar reaksi

katalisis efektif

kcat adalah tetapan laju pada tahap penentu laju yang menyatakan

jumlah substrat yang dapat diubah per detik

Contoh reaksi berikut

Fumarase

Furmarate + H2O mdashmdashmdashrarr L-Malate

1 Hitung laju perubahan fumarate menjadi L-Malate bila diketahui

Konsentrasi fumarate = 124 x 10-4 molL

Konsentrasi enzim fumarase = 105 x 10-6 molL

Konstata Michaelis = 185 x 10-6 molL

Dan bilangan turnover enzim fumarase = 175 x 103 det-1

32

Diketahui [S]0 = 124 x 10-4 molL

[E]0 = 105 x 10-6 molL

Km = 185 x 10-6 molL

K2 = 175 x 103 det-1

Ditanya V hellip

Jawab

V = Vmax [S]0

[S]0 + Km

V = K2 [E]0 [S]0

[S]0 + Km

V = [175 x 103 det-1] [105 x 10-6 molL] [124 x 10-4 molL]

[124 x 10-4 molL] + [185 x 10-6 molL]

V = 22785 X 10-7 molLdet

12585 x 10-4

V = 181 X 10-3 molLdet

2 Laju awal dekomposisi H2O2 yang dikatalisis dengan enzim

katalase adalah 138 x 10-2 267 x 10-2 an 60 x 10-2 Mdet

berturut-turut untuk konsentrasi awal H2O2 = 001 002 005 M

Konsentrasi enzim katalase = 40 x 10-8 M

Hitung Vmax konstanta Michaelis

Dan bilangan turnover enzim

Diketahui V1 = 138 X 10-2

V2 = 267 x 10-2

33

V3 = 60 X 10-2

[H2O2] = 001 002 005 M

[Ekatalase] = 40 x 10-2 M

Ditanya Vmax Km dan K2 hellip

Jawab

X (1[H2O2] Y (1V)

100 7246

50 3745

20 1667

y = 0697x + 25691

Intercept = 26591

Slope = 06977

R2 = 09999 rarr R2 = 1

a 1 = 25691 (intercept)

Vmax

Vmax = 1

25691

= 0389 molLdet

b Km = 06977 (slope)

Vmax

Km = 06977

0389

Km = 0272 molL

34

c Vmax = k2 [E]0

0389 = k2 40 x 10-8 M

k2 = 0389

40 x 10-8

= 0097 x 108

3 Laju pertumbuhan bakteri Lactobacillus acidephilus (dalam suatu

media) selama fase pertumbuhan exponensial menunjukan 924 x

10-3menit Hitung waktu generasi (tg) bakteri tersebut tg waktu

yang diperlukan mikroorganisme untuk melipat gandakan

populasinya yakni menjadi

Jawab

ln = Nt = λt ln = 2N0 = λtg

N0 N0

tg = ln2 tg = 0693

λ 924 x 10-3

tg = 0075 x 103

tg = 75 menit

35

Pertemuan 6

Tanggal 7 Oktober 2014

TEGANGAN PERMUKAAN

Molekul di permukaan mengalami gaya

resultan ke arah dalam media Molekul di

dalam media tidak mengalami gaya resultan

Molekul-molekul cairan memberikan

gaya tarik satu dengan lainnya terdapat gaya

total yang besarnya nol pada molekul di dalam volume cairan tetapi molekul

permukaan ditarik ke dalam volume Sehingga cairan cenderung memperkecil

luas permukaannya hanya dengan meregang lapisan (Fisika Universitas Jl 110

hal 431)

Tegangan permukaan (ᵞ)

- Molekul di bagian dalam media yang bergeak ke permukaan

media membutuhkan kerja untuk mengalami gaya tarik menarik

ke bawah

- Makin banyak jumlah molekul di permukaan media suatu

cairan makin luas permukaan media tersebut

36

- Tetapi dengan adanya gaya resultan ke arah dalam yang dialami

oleh molekul-molekul dipermukaan maka sifat cairan

cenderung untuk meminimumkan luas permukaan

Fenomena alam yang berkaitan dengan sifat kecenderuungan cairan

menimbulkan permukaanya antara lain

- Embun air di atas air

- Air dihinggapi nyamuk

Permukaan zat cair mempunyai sifat ingin meregang sehingga

permukaannya seolah- olah ditutupi oleh suatu lapisan yang elastis Hal ini

disebabkan adanya gaya tarik menarik antara partikel sejenis di dalam zat

cair sampai ke permukaan

Di dalam cairan tiap molekul ditarik oleh molekul lain yang sejenis di

dekatnya dengan gaya yang sama kesegala arah Pada permukaan cairan

tiap molekul ditarik oleh molekul sejenis didekatnya dengan arah hanya

kesamping dan kebawah tetapi tidak ditarik oleh molekul diatasnya karena

diatas permukaan cairan berupa fase uap ( udara ) dengan jarak antara

molekul sangat renggang

Adanya gaya atau tarikan ke bawah menyebabkan permukaan cairan

berkontraksi dan berada dalam keadaan tegang Tegangan ini disebut

dengan tegangan permukaan

Besarnya tegangan permukaan cairan bergantung pada gaya tarik

antara molekul- molekulnya Ketika gaya tarik besar seperti dengan H2O

tegangan permukaan besar Sebaliknya cairan seperti bensin yang tersusun

atas molekul- molekul non polar mempunyai tegangan permukaan yang

kecil karena tarikan antarmolekul lebih lemah

Zat yang tegangan permukaannya rendah sangat mudah membasahi

permukaan bagaimanapun keadaan permukaannya Pelarut hidrokarbon

misalnya nafta atau bensin menyebar pada kaca maupun permukaan

berminyak dengan mudahnya sebab tarikan sesama molekul hidrokarbon

sangat lemah Hampir tidak ada usaha untuk memperluas permukaan cairan

akibatnya mereka mudah menyebar pada permukaan apapun (Brady 1994)

37

Tegangan permukaan (ᵞ)

Banyaknya kerja yang diperlukan untuk memperluas

permukaan suatu cairan Satuannya dalam SI adalah newton per meter

(NM) tetapi satuan cgs dyene per centimeter lebih sering digunakan

1 dynecm = 10-3 Nm = 1 mNm

(Fisika Universitas Jl 110 hal 432)

Tegangan permukaan

- Antara cairan dengan gas atau udara tegangan permukaan

- Antara cairan dengan cairan tegangan antar muka

Contoh nilai ᵞ beberapa cairan pada 20degC

Cairan Cairan-udara (dynecm) Cairan-air (dynecm)

Hg 485 375

H2O 7275 -

C6H6 2888 350

CCl4 2680 451

Aceton 2394 -

Etanol 2249 -

Isopropanol 2192 -

Sukrosa (aquos ) 7645 -

Faktor- Faktor Yang Mempengaruhi Tegangan Permukaan

a Jenis cairan

Pada umumnya cairan yang memiliki gaya tarik antara molekulnya

besar seperti air maka tegangan permukaannya juga besar Sebaliknya pada

cairan seperti bensin karena gaya tarik antara molekulnya kecil maka

tegangan permukaannya juga kecil

38

b Suhu

Tegangan permukaan cairan turun bila suhu naik karena dengan

bertambahnya suhu molekul- molekul cairan bergerak lebih cepat dan

pengaruh interaksi antara molekul berkurang sehingga tegangan

permukaannya menurun

c Adanya zat terlarut

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 detergen dan alkohol

adalah efektif dalam menurunkan tegangan permukaan ( Yazid 2005)

Metode pengukuran tegangan permukaan

- Metode kapiler

- Metode cincin Du Nouy

- Metode Lempengan Wilhelmi

- Metode Tekanan Gelembung maksimum

- Dll

a Metode Kapiler

- Yang digunakan yang luas permukaannya naik

- Permukaan air dalam pipa kapiler terus naik hingga tercapai

keseimbangan dengan gaya gravitasi

Metode ini didasarkan pada kenyataan bahwa bila sebatang pipa

kapiler dimasukan kedalam cairan maka permukaan cairan dalam pipa

kapiler dapat mengalami kenaikan atau penurunan Apabila cairan

membasahi bejana ( θ lt 90 ) maka permukaan cairan akan naik

Sedangkan bila cairan tidak membasahi bejana ( θ gt 90 ) permukaan

cairan akan turun Peristiwa naik turunnya permukaan cairan dalam

kapiler ini disebut dengan kapilaritas

39

Kenaikan atau penurunan cairan dalam kapiler disebabkan oleh

adanya tegangan permukaan yang bekerja pada permukaan cairan yang

menyentuh dinding sepanjang keliling pipa Akibat tegangan permukaan ini

pipa akan memberikan gaya reaksi pada permukaan cairan yang besarnya

sama tapi arahnya berlawanan ( Yazid 2005 )

Catatan

- Jika permukaan atas larutan cembung sudut kontak besar - Jika permukaan atas larutan cekung sudut kontak kecil

Tegangan permukaan diukur dengan melihat ketinggian air cairan yang naik melalui suatu kapiler Metode kenaikan kapiler hanya dapat digunakan untuk mengukur tegangan permukaan tidak bisa untuk mengukur tegangan permukaan tidak bias untuk mengukur tegangan antar muka

Persamaan

퐹푢푝 = 훾(2휋푟) cos휃

퐹푑표푤푛 = 휌푔(ℎ휋푟 )

퐹푢푝 = 퐹푑표푤푛 훾 = Keterangan

- 휌 = bobot jenis cairan gml - 푔 = 980 cms - 푟 = jari-jari pipa kapiler - ℎ = tinggi miniskus cairan untuk kapiler - 휃 = sudut kontak ( untuk air dan kebanyakan cairan sangat kecil yakni

mendekati 1 )

Untuk cairan dengan sudut kontak sangat kecil

훾 = atau ℎ =

Sedangkan untuk cairan yang tidak membasahi bejana seperti raksa θ = 140 sehingga cos θ = - 0766 ( berharga negatip) Akibatnya h memiliki harga negatip yang berarti cairan mengalami penurunan atau ditekan dalam kapiler

40

b Metode Cincin Du Nouy

Metode cincin du nouy merupakan metode yang paling baik digunakan karena lebih akurat dan cepat dalam pengukuran tegangan permukaan deterjen serum suspensi koloid dan lain- lain

Berdasarkan pengukuran gaya yang diperlukan untuk melepaskan cincin dari permukaan cairan Metode ini digunakan untuk mengukur tegangan antar muka cairan

Persamaan

훾 = 퐹

4휋푅 퐶

Keterangan - F = gaya yang diperlukan untuk melepaskan cincin dari

permukaan - R = jari-jari lingkar cincin - C = Faktor koreksi

Faktor Koreksi

(퐶 minus 푎) = 4푏휋 푥

1푅 푥

퐹4휋휌푅 + 푐

Keterangan

- a = 07250 (konstan) - b = 009075 m-1 s2 (konstan) - c = 004534 ndash 1695 rR (konstan) - r = jari-jari kawat yang digunakan untuk membuat cincin - R = jari-jari rata-rata lingkaran - 휌 = masa jenis cairan sempel

Ketika mengukur tegangan permuakaan cairan- cairan harus diperhatikan bahwa cairan yang ada dibawah benar- benar membasahi cincin (Bird 1987)

c Metode Lempengan Wilhelmi

Metode ini didasarkan pada gaya yang diperlukan untuk menarik pelat tipis dari permukaan cairan Pelat digantung pada salah satu lengan neraca dan dimasukkan kedalam cairan yang akan diselidiki Besarnya gaya tarik pada neraca yang digunakan untuk melepas pelat dari permukaan cairan dicatat

Persamaan

푃 = 푚푔 + 퐿훾 cos휃 minus 푠ℎ휌푔

41

Keterangan

- P = gaya yang dipergunakan untuk melepaskan lempengan dari permkaan cincin

- m = berat lempengan - 푔 = gaya gravitasi - 푠 = luas penampang lempengan - ℎ = kedalaman lempeng yang dicelupkan - 퐿 = keliling lempengan - 휌 = bobot jenis cairan

Dalam metode ini diandaikan sudut kontak θ = 00 dan pengaruh

dari ujung- ujung lempeng dapat diabaikan ( Yazid 2005 ) Pada metode ini digunakan lempengan mika tipis atau kaca slide

mikrosip yang digantung pada neraca Pengukuran dapat dilakukan dengan cara statistik ataupun dengan detasment yang secara akurat diberikan pada persamaan ideal

Jika pengukurannya dilakukan dengan metode detasmen prosedurnya hampir sama dengan metode cincin Du Nouy tetapi faktor koreksi hanya 01 ( Adamson 1990)

d Metode Tekanan Gelembung Maksimum Tegangan permukaan menyebabkan adanya perbedaan tekanan

pada kedua sisi permukaan cairan yang lengkung Tekanan pada sisi yang cembung Ketika pertama kali tekanan dikenakan jari- jari gelembung sangat besar Sementara gelembung itu mengembang jari- jarinya akan semakin kecil sampai nilai minimum

Pada keadaan ini jari- jari gelembung sama dengan jari- jari tabung gelas Bila tekanan terus dinaikkan jari- jari gelembung akan membesar kembali sampai akhirnya gelembung ini lepas dari tabung gelas dan naik ke permukaan cairan jelas bahwa tekanan maksimum diperoleh pada saat jari- jari minimum

Tekanan maksimum ini bukan hanya disebabkan perbedaan tekanan pada kedua sisi gelembung tetapi juga disebabkan oleh adanya tekanan hidrostatik ( yang bergantung pada ketinggian tabung gelas dalam cairan )

Persamaan

훾 = ∆휌푔푑푒 1퐻

Keterangan

o ∆휌 = perbedaan bobot jenis o 푑푒 = diameter maksimum tetesan

42

o = faktor koreksi yang ditentukan oleh rasio 푑푠 푑푒

Metode tekanan gelembung maksimum memiliki keakuratan di bawah 10 yang mana tidak tergantung pada jarak kontak dan hanya merupakan sebuah pengetahuan dasar dari densitas suatu cairan ( Jika menggunakan pipa ganda ) dan pengukurannya juga relatif cepat Rata- rata sebuah gelembung harganya sekitar 1 sek (Adamson 1990)

Pertemuan 7

Tanggal 14 Oktober 2014

TEGANGAN ANTAR MUKA

Tegangan permukaan merupakan gaya persatuan panjang yang

harus dikerjakan sejajar permukaan untuk mengimbangi gaya tarikan

kedalam pada cairan Hal tersebut terjadi karena pada permukaan gaya

adhesi (antara cairan dan udara) lebih kecil dari pada gaya kohesi antar

molekul cairan sehingga menyebabkan terjadinya gaya kedalam pada

permukaan cairan

Tegangan antar muka adalah gaya per satuan panjang yang terdapat

pada antar muka dua fase cairan yang tidak dapat tercampur Tegangan antar

muka selalu lebih kecil dari pada tegangan permukaan kerena gaya adhesi

antara dua cairan tidak bercampur lebih besar dari pada adhesi antara cairan

dan udara

Cairan-cairan (immisible)

L ƔL ƔL Tegangan permukaan L

ƔS Tegangan permukaan S

ƔSL ƔSL Tegangan antarmuka SL

S ƔS

43

Missible dua zat yang bercampurlarut dengan sempurna berapapun

konsentrasijumlahnya

Immisible dua zat (cairan dengan cairan) yang sama sekali tidak

dapat bercampurlarut

Pada dasarnya tegangan permukaan suatu zat cair

dipengaruhi oleh beberapa faktor diantaranya suhu dan zat terlarut

Dimana keberadaan zat terlarut dalamsuatu cairan akan

mempengaruhi besarnya tegangan permukaan terutama molekul zat

yang berada pada permukaan cairan berbentuk lapisan monomolekuler

yang disebut dengan molekul surfaktan Kemudian suhu juga sangat

mempengaruhi tegangan permukaan suatu cairan dimana ketika suhu

naik maka tegangan permukaan cairan akan turun

Suhu uarr = Tegangan permukaan darr ldquoberbanding terbalikrdquo

Fenomena Permukaan dan Fenomena Antar muka

Permukaan Fenomena

Cairan ndash Udara Tegangan Permukaan

Padat ndash Udara Adsorbsi

Antar Muka Fenomena

Cairan ndash Cairan

(immisible)

Tegangan Antar Muka

Padat ndash Cair Pembasah (Wetting)

Tegangan Antar Muka Cairan ndash Cairan (immisible)

1) Gaya persatuan panjang yang bekerja pada antar muka dua cairan

yang immisible

Satuan dynecm-1

44

2) Kerja yang diperlukan untuk memisahkan 2 permukaan cairan

immisible

Satuan ergcm-2

Manfaat fenomena antar muka dalam farmasi

1 Formulasi sediaan serbuk yang hidrofob

2 Menentukan jenis surfaktan untuk membuat emulsi

3 Meningkatkan stabilitas suspensi dan emulsi

4 Mengatasi sediaan obat yang berbusa

5 Adsorbsi obat pada saluran pencernaan

Soal

1 Hitung Ɣ fenol bila diketahui tinggi kenaikan permukaan fenol dalam

pipa kapiler (r = 007 cm) adalah 093 cm pada suhu 37˚C Bila

diketahui bobot jenis fenol 113 gcm-1 dan konstanta gravitasi = 9807

cm det-2

Diketahui

a) r = 007 cm

b) ρ = 113 gcm-1

c) g = 9807 cm det-2

d) h = 093 cm

Ditanya Ɣfenol

Jawab

Ɣfenol = frac12 (rρgh)

= frac12 (007 x 113 x 9807 x 093)

= 3607 dynecm-1

45

Gaya Kohesi dan Adhesi

Terdapat dua macam gaya tarik menarik antar partikel yaitu kohesi

dan adhesi Kohesi adalah gaya tarik menarik antara partikel yang sejenis

Kohesi dipengaruhi oleh kerapatan dan jarak antar partikel dalam zat gaya

kohesi mengakibatkan dua zat bila dicampurkan tidak akan saling

bercampur Contoh tidak bercampurnya air dengan minyak tidak

melekatnya air raksa pada dinding pipa kapiler dan air pada daun talas

Adhesi adalah gaya tarik menarik antara partikel-partikel yang

tidak sejenis Gaya adhesi akan mengakibatkan dua zat akan saling melekat

bila dicampurkan Contoh bercampurnya air dengan tehkopi melekatnya

air pada dinding pipa kapiler dan melekatnya tinta pada kertas

Adanya gaya tarik menarik antara partikel zat cair menyebabkan

adanya tegangan permukaan dimana permukaan zat cair cenderung

menegang dan seolah terdapat selaput atau lapisan yang tegang sehingga

dapat menahan benda Selain adanya peristiwa tegangan permukaan akibat

adanya gaya tarik menarik antara partikel juga menyebabkan terjadinya

peristiwa meniskus cembung dan meniskus cekung

Meniskus Cembung dan Meniskus Cekung

Meniskus adalah peristiwa mencekung atau mencembungnya

permukaan zat cair Berdasarkan bentuk permukaan zat cair meniskus

dibedakan menjadi dua yaitu meniskus cembung dan meniskus cekung

Meniskus cembung terjadi jika gaya kohesi lebih besar dari pada gaya

adhesi Sedangkan meniskus cekung terjadi jika adhesi lebih besar dari pada

kohesi

46

Jika Wc lt Wa

Sudut Cos Ɵ Kecil

Permukaan cairan dalam kapiler cekung dan naik

Jika Wc gt Wa

Sudut Cos Ɵ Besar

Permukaan cairan dalam kapiler turun dan berbentuk cembung

Ɣ Rasio imbangan antara gaya Kohesi dan Adhesi

Cairan-Cairan (immisible)

Mempengaruhi koefisien sebaran (S)

Jika kerja kohesi lebih besar dari kerja adhesi maka nilai

koefisien sebarannya kecilrendah

Contoh

Asam stearat jika dilarutkan dengan air maka koefisien sebarannya

rendah karena gugus nonpolar pada asam stearat lebih panjang dari

gugus polarnya (gugus polar jadi titak berpengaruh)

47

Jika kerja kohesi lebih rendah dari kerja adhesi maka nilai koefisien

sebarannya tinggi Spreading

Contoh

Propanol jika dilarutkan dengan air maka koefisien sebarannya tinggi

karena mempunyai gugus ndashOH yang dapat berikatan hidrogen dengan

air dan bersifat polar

Tegangan permukaan dipengaruhi oleh

Rasio

Polar

Nonpolar

Si = Wa ndash Wc

Wc = 2 Ɣx

Wa = (Ɣx + Ɣair - Ɣx-air)

Si Bila nilai Si positif maka sebaranspreading terjadi

Bila nilai Si 0 tetap ada peluang sebaran

Bila nilai Si negatif tidak terjadi sebaran

Soal

Diketahui Ɣbenzen = 289 dynecm-1 Ɣair = 728 dynecm-1 dan Ɣbenzen-air =

35 dynecm-1 Hitung nilai kerja kohesi benzen kerja adhesi benzen-air

dan koefisien penyebaran awal benzen

Diketahui

a) Ɣbenzen = 289 dynecm-1

b) Ɣair = 728 dynecm-1

c) Ɣbenzen-air = 35 dynecm-1

48

Ditanya

a) Wc

b) Wa

c) Si

Jawab

Wc = 2 Ɣbenzen

= 2 x 289

= 578 dynecm-1

Wa = (Ɣbenzen + Ɣair ndash Ɣbenzen-air)

= (289 + 728 ndash 35)

= 667 dynecm-1

Si = Wa ndash Wc

= 667 ndash 578

= 89 dynecm-1

Benzen dapat tersebar dalam air karena nilai Si positif (+)

49

DAFTAR PUSTAKA

1 Tayangan Dosen

2 UraianPenjelasan Dosen pada saat Perkuliaha

3 Text Book

- Yazid Estein dan Nursanti Lisda 2006 Penuntun Praktikum Biokimia

Yogyakarta ANDI

- Santoso Begot 2007 BIOLOGI Jakarta Interplus Ridho_Brilliantoro

Tugas_Enzimologi

- Eistein Yazid 2005 Kimia Fisika Untuk Paramedis Yogyakarta Penerbit

Andi

- Adamson A W (1990) Physical Chemistry of Surfaces 5 th Ed New

York Willey

- Hugh DYoung Roger A Freedman 2002 Fisika Universitas Ed10 Alih

bahasa Juliastuti Endangdkk Jakarta Erlangga

- Kamajaya(2007)Cerdas Belajar FisikaBandungGrafindo Media Pratama

- IndrajitDudi(2007)Mudah dan Aktif Belajar FisikaBandungPT Setia

Purna Inves

4 Internet

- httprepositoryusuacidbitstream123456789395874Chapter20IIpdf

- httpstaffuiacidsystemfilesusersjoshitadjajadisastramaterialkestabil

anobatkuliahs2pdf

- httpstaffunyacidsitesdefaultfilespendidikanPurwanti20Widhy2

0Hastuti20SPd20MPdLaju20Reaksi20(2)pdf

- fileCUsersElrio20PutraDownloadsChapter20820Kinetika20

Kimiapdf

- httpusupressusuacidfilesKinetika20Kimia20Reaksi20Element

er_Normal_bab201pdf

- httpffarmasiuadacidwp-contentuploads201301orde-reaksi-waktu-

paruhpdfhttpnissanisso-fkp11webunairacidartikel_detail-49831-

Umum-sifat20kerja20obathtml

- httpmipa-farmasiblogspotcom201202tegangan-permukaan-tegangan-

antar-mukahtmlm=1

50

Page 30: Farfis2 before mid.pdf

30

KI = [ES] [I] helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (1)

ESI

[E] [S] = k-1 + k2 = KM helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (2)

[ES] k1

[Etot] = [E] + [S] + [ES] helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (3)

Berdasarkan teori Michaelis-Mentein kecepatan awal ditentukan oleh

kecepatan penguraian [ES] yang tetapan kecepatan reaksinya adalah k2

sehingga

V = k2 [ES] helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (7)

Substitusi persamaan (6) ke persamaan (7)

V = k2 [Etot] [S]

[S] 1 + [I] KM helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (8)

KI

Vmax didefinisikan sebagai kecepatan pada saat semua E yang

tersedia terdapat sebagai ES

Vmax = k2 [Etot] helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (9)

Substitusi persamaan (9) ke persamaan (8)

V = Vmax [S]

[S] 1 + [I] + KM

KI

3 Inhibisi Non Kompetitif

Penghambatan non kompetitif terjadi apabila inhibitor (I) mengikat

sisi aktif pada enzim (E) maupun pada kompleks enzim dan subtrat (ES)

EI + S ESI

31

Berikut adalah pendekatan keadaan tunak dalam penentuan

hukum laju inhibisi kompetitif enzim

KI = [E] [I] = [ES] [I]

[EI] [ES] helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (1)

[E] [S] = k-1 + k2 = KM

[ES] k1 helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (2)

[Etot] = [E] + [ES] + [EI] + [ESI]helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (3)

Vmax didefinisikan sebagai kecepatan pada saat semua E yang

tersedia terdapat sebagai ES

Vmax = k2 [Etot] helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (4)

Parameter kinetika dalam mekanisme inhibisi enzim (kompetitif

uncompetitive non kompetitif) antara lain Vmax KM dan kcat

1 Vmax adalah laju reaksi maksimum yang dikatalisis enzim

2 KM menyatakan konsentrasi substrat yang diperlukan agar reaksi

katalisis efektif

kcat adalah tetapan laju pada tahap penentu laju yang menyatakan

jumlah substrat yang dapat diubah per detik

Contoh reaksi berikut

Fumarase

Furmarate + H2O mdashmdashmdashrarr L-Malate

1 Hitung laju perubahan fumarate menjadi L-Malate bila diketahui

Konsentrasi fumarate = 124 x 10-4 molL

Konsentrasi enzim fumarase = 105 x 10-6 molL

Konstata Michaelis = 185 x 10-6 molL

Dan bilangan turnover enzim fumarase = 175 x 103 det-1

32

Diketahui [S]0 = 124 x 10-4 molL

[E]0 = 105 x 10-6 molL

Km = 185 x 10-6 molL

K2 = 175 x 103 det-1

Ditanya V hellip

Jawab

V = Vmax [S]0

[S]0 + Km

V = K2 [E]0 [S]0

[S]0 + Km

V = [175 x 103 det-1] [105 x 10-6 molL] [124 x 10-4 molL]

[124 x 10-4 molL] + [185 x 10-6 molL]

V = 22785 X 10-7 molLdet

12585 x 10-4

V = 181 X 10-3 molLdet

2 Laju awal dekomposisi H2O2 yang dikatalisis dengan enzim

katalase adalah 138 x 10-2 267 x 10-2 an 60 x 10-2 Mdet

berturut-turut untuk konsentrasi awal H2O2 = 001 002 005 M

Konsentrasi enzim katalase = 40 x 10-8 M

Hitung Vmax konstanta Michaelis

Dan bilangan turnover enzim

Diketahui V1 = 138 X 10-2

V2 = 267 x 10-2

33

V3 = 60 X 10-2

[H2O2] = 001 002 005 M

[Ekatalase] = 40 x 10-2 M

Ditanya Vmax Km dan K2 hellip

Jawab

X (1[H2O2] Y (1V)

100 7246

50 3745

20 1667

y = 0697x + 25691

Intercept = 26591

Slope = 06977

R2 = 09999 rarr R2 = 1

a 1 = 25691 (intercept)

Vmax

Vmax = 1

25691

= 0389 molLdet

b Km = 06977 (slope)

Vmax

Km = 06977

0389

Km = 0272 molL

34

c Vmax = k2 [E]0

0389 = k2 40 x 10-8 M

k2 = 0389

40 x 10-8

= 0097 x 108

3 Laju pertumbuhan bakteri Lactobacillus acidephilus (dalam suatu

media) selama fase pertumbuhan exponensial menunjukan 924 x

10-3menit Hitung waktu generasi (tg) bakteri tersebut tg waktu

yang diperlukan mikroorganisme untuk melipat gandakan

populasinya yakni menjadi

Jawab

ln = Nt = λt ln = 2N0 = λtg

N0 N0

tg = ln2 tg = 0693

λ 924 x 10-3

tg = 0075 x 103

tg = 75 menit

35

Pertemuan 6

Tanggal 7 Oktober 2014

TEGANGAN PERMUKAAN

Molekul di permukaan mengalami gaya

resultan ke arah dalam media Molekul di

dalam media tidak mengalami gaya resultan

Molekul-molekul cairan memberikan

gaya tarik satu dengan lainnya terdapat gaya

total yang besarnya nol pada molekul di dalam volume cairan tetapi molekul

permukaan ditarik ke dalam volume Sehingga cairan cenderung memperkecil

luas permukaannya hanya dengan meregang lapisan (Fisika Universitas Jl 110

hal 431)

Tegangan permukaan (ᵞ)

- Molekul di bagian dalam media yang bergeak ke permukaan

media membutuhkan kerja untuk mengalami gaya tarik menarik

ke bawah

- Makin banyak jumlah molekul di permukaan media suatu

cairan makin luas permukaan media tersebut

36

- Tetapi dengan adanya gaya resultan ke arah dalam yang dialami

oleh molekul-molekul dipermukaan maka sifat cairan

cenderung untuk meminimumkan luas permukaan

Fenomena alam yang berkaitan dengan sifat kecenderuungan cairan

menimbulkan permukaanya antara lain

- Embun air di atas air

- Air dihinggapi nyamuk

Permukaan zat cair mempunyai sifat ingin meregang sehingga

permukaannya seolah- olah ditutupi oleh suatu lapisan yang elastis Hal ini

disebabkan adanya gaya tarik menarik antara partikel sejenis di dalam zat

cair sampai ke permukaan

Di dalam cairan tiap molekul ditarik oleh molekul lain yang sejenis di

dekatnya dengan gaya yang sama kesegala arah Pada permukaan cairan

tiap molekul ditarik oleh molekul sejenis didekatnya dengan arah hanya

kesamping dan kebawah tetapi tidak ditarik oleh molekul diatasnya karena

diatas permukaan cairan berupa fase uap ( udara ) dengan jarak antara

molekul sangat renggang

Adanya gaya atau tarikan ke bawah menyebabkan permukaan cairan

berkontraksi dan berada dalam keadaan tegang Tegangan ini disebut

dengan tegangan permukaan

Besarnya tegangan permukaan cairan bergantung pada gaya tarik

antara molekul- molekulnya Ketika gaya tarik besar seperti dengan H2O

tegangan permukaan besar Sebaliknya cairan seperti bensin yang tersusun

atas molekul- molekul non polar mempunyai tegangan permukaan yang

kecil karena tarikan antarmolekul lebih lemah

Zat yang tegangan permukaannya rendah sangat mudah membasahi

permukaan bagaimanapun keadaan permukaannya Pelarut hidrokarbon

misalnya nafta atau bensin menyebar pada kaca maupun permukaan

berminyak dengan mudahnya sebab tarikan sesama molekul hidrokarbon

sangat lemah Hampir tidak ada usaha untuk memperluas permukaan cairan

akibatnya mereka mudah menyebar pada permukaan apapun (Brady 1994)

37

Tegangan permukaan (ᵞ)

Banyaknya kerja yang diperlukan untuk memperluas

permukaan suatu cairan Satuannya dalam SI adalah newton per meter

(NM) tetapi satuan cgs dyene per centimeter lebih sering digunakan

1 dynecm = 10-3 Nm = 1 mNm

(Fisika Universitas Jl 110 hal 432)

Tegangan permukaan

- Antara cairan dengan gas atau udara tegangan permukaan

- Antara cairan dengan cairan tegangan antar muka

Contoh nilai ᵞ beberapa cairan pada 20degC

Cairan Cairan-udara (dynecm) Cairan-air (dynecm)

Hg 485 375

H2O 7275 -

C6H6 2888 350

CCl4 2680 451

Aceton 2394 -

Etanol 2249 -

Isopropanol 2192 -

Sukrosa (aquos ) 7645 -

Faktor- Faktor Yang Mempengaruhi Tegangan Permukaan

a Jenis cairan

Pada umumnya cairan yang memiliki gaya tarik antara molekulnya

besar seperti air maka tegangan permukaannya juga besar Sebaliknya pada

cairan seperti bensin karena gaya tarik antara molekulnya kecil maka

tegangan permukaannya juga kecil

38

b Suhu

Tegangan permukaan cairan turun bila suhu naik karena dengan

bertambahnya suhu molekul- molekul cairan bergerak lebih cepat dan

pengaruh interaksi antara molekul berkurang sehingga tegangan

permukaannya menurun

c Adanya zat terlarut

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 detergen dan alkohol

adalah efektif dalam menurunkan tegangan permukaan ( Yazid 2005)

Metode pengukuran tegangan permukaan

- Metode kapiler

- Metode cincin Du Nouy

- Metode Lempengan Wilhelmi

- Metode Tekanan Gelembung maksimum

- Dll

a Metode Kapiler

- Yang digunakan yang luas permukaannya naik

- Permukaan air dalam pipa kapiler terus naik hingga tercapai

keseimbangan dengan gaya gravitasi

Metode ini didasarkan pada kenyataan bahwa bila sebatang pipa

kapiler dimasukan kedalam cairan maka permukaan cairan dalam pipa

kapiler dapat mengalami kenaikan atau penurunan Apabila cairan

membasahi bejana ( θ lt 90 ) maka permukaan cairan akan naik

Sedangkan bila cairan tidak membasahi bejana ( θ gt 90 ) permukaan

cairan akan turun Peristiwa naik turunnya permukaan cairan dalam

kapiler ini disebut dengan kapilaritas

39

Kenaikan atau penurunan cairan dalam kapiler disebabkan oleh

adanya tegangan permukaan yang bekerja pada permukaan cairan yang

menyentuh dinding sepanjang keliling pipa Akibat tegangan permukaan ini

pipa akan memberikan gaya reaksi pada permukaan cairan yang besarnya

sama tapi arahnya berlawanan ( Yazid 2005 )

Catatan

- Jika permukaan atas larutan cembung sudut kontak besar - Jika permukaan atas larutan cekung sudut kontak kecil

Tegangan permukaan diukur dengan melihat ketinggian air cairan yang naik melalui suatu kapiler Metode kenaikan kapiler hanya dapat digunakan untuk mengukur tegangan permukaan tidak bisa untuk mengukur tegangan permukaan tidak bias untuk mengukur tegangan antar muka

Persamaan

퐹푢푝 = 훾(2휋푟) cos휃

퐹푑표푤푛 = 휌푔(ℎ휋푟 )

퐹푢푝 = 퐹푑표푤푛 훾 = Keterangan

- 휌 = bobot jenis cairan gml - 푔 = 980 cms - 푟 = jari-jari pipa kapiler - ℎ = tinggi miniskus cairan untuk kapiler - 휃 = sudut kontak ( untuk air dan kebanyakan cairan sangat kecil yakni

mendekati 1 )

Untuk cairan dengan sudut kontak sangat kecil

훾 = atau ℎ =

Sedangkan untuk cairan yang tidak membasahi bejana seperti raksa θ = 140 sehingga cos θ = - 0766 ( berharga negatip) Akibatnya h memiliki harga negatip yang berarti cairan mengalami penurunan atau ditekan dalam kapiler

40

b Metode Cincin Du Nouy

Metode cincin du nouy merupakan metode yang paling baik digunakan karena lebih akurat dan cepat dalam pengukuran tegangan permukaan deterjen serum suspensi koloid dan lain- lain

Berdasarkan pengukuran gaya yang diperlukan untuk melepaskan cincin dari permukaan cairan Metode ini digunakan untuk mengukur tegangan antar muka cairan

Persamaan

훾 = 퐹

4휋푅 퐶

Keterangan - F = gaya yang diperlukan untuk melepaskan cincin dari

permukaan - R = jari-jari lingkar cincin - C = Faktor koreksi

Faktor Koreksi

(퐶 minus 푎) = 4푏휋 푥

1푅 푥

퐹4휋휌푅 + 푐

Keterangan

- a = 07250 (konstan) - b = 009075 m-1 s2 (konstan) - c = 004534 ndash 1695 rR (konstan) - r = jari-jari kawat yang digunakan untuk membuat cincin - R = jari-jari rata-rata lingkaran - 휌 = masa jenis cairan sempel

Ketika mengukur tegangan permuakaan cairan- cairan harus diperhatikan bahwa cairan yang ada dibawah benar- benar membasahi cincin (Bird 1987)

c Metode Lempengan Wilhelmi

Metode ini didasarkan pada gaya yang diperlukan untuk menarik pelat tipis dari permukaan cairan Pelat digantung pada salah satu lengan neraca dan dimasukkan kedalam cairan yang akan diselidiki Besarnya gaya tarik pada neraca yang digunakan untuk melepas pelat dari permukaan cairan dicatat

Persamaan

푃 = 푚푔 + 퐿훾 cos휃 minus 푠ℎ휌푔

41

Keterangan

- P = gaya yang dipergunakan untuk melepaskan lempengan dari permkaan cincin

- m = berat lempengan - 푔 = gaya gravitasi - 푠 = luas penampang lempengan - ℎ = kedalaman lempeng yang dicelupkan - 퐿 = keliling lempengan - 휌 = bobot jenis cairan

Dalam metode ini diandaikan sudut kontak θ = 00 dan pengaruh

dari ujung- ujung lempeng dapat diabaikan ( Yazid 2005 ) Pada metode ini digunakan lempengan mika tipis atau kaca slide

mikrosip yang digantung pada neraca Pengukuran dapat dilakukan dengan cara statistik ataupun dengan detasment yang secara akurat diberikan pada persamaan ideal

Jika pengukurannya dilakukan dengan metode detasmen prosedurnya hampir sama dengan metode cincin Du Nouy tetapi faktor koreksi hanya 01 ( Adamson 1990)

d Metode Tekanan Gelembung Maksimum Tegangan permukaan menyebabkan adanya perbedaan tekanan

pada kedua sisi permukaan cairan yang lengkung Tekanan pada sisi yang cembung Ketika pertama kali tekanan dikenakan jari- jari gelembung sangat besar Sementara gelembung itu mengembang jari- jarinya akan semakin kecil sampai nilai minimum

Pada keadaan ini jari- jari gelembung sama dengan jari- jari tabung gelas Bila tekanan terus dinaikkan jari- jari gelembung akan membesar kembali sampai akhirnya gelembung ini lepas dari tabung gelas dan naik ke permukaan cairan jelas bahwa tekanan maksimum diperoleh pada saat jari- jari minimum

Tekanan maksimum ini bukan hanya disebabkan perbedaan tekanan pada kedua sisi gelembung tetapi juga disebabkan oleh adanya tekanan hidrostatik ( yang bergantung pada ketinggian tabung gelas dalam cairan )

Persamaan

훾 = ∆휌푔푑푒 1퐻

Keterangan

o ∆휌 = perbedaan bobot jenis o 푑푒 = diameter maksimum tetesan

42

o = faktor koreksi yang ditentukan oleh rasio 푑푠 푑푒

Metode tekanan gelembung maksimum memiliki keakuratan di bawah 10 yang mana tidak tergantung pada jarak kontak dan hanya merupakan sebuah pengetahuan dasar dari densitas suatu cairan ( Jika menggunakan pipa ganda ) dan pengukurannya juga relatif cepat Rata- rata sebuah gelembung harganya sekitar 1 sek (Adamson 1990)

Pertemuan 7

Tanggal 14 Oktober 2014

TEGANGAN ANTAR MUKA

Tegangan permukaan merupakan gaya persatuan panjang yang

harus dikerjakan sejajar permukaan untuk mengimbangi gaya tarikan

kedalam pada cairan Hal tersebut terjadi karena pada permukaan gaya

adhesi (antara cairan dan udara) lebih kecil dari pada gaya kohesi antar

molekul cairan sehingga menyebabkan terjadinya gaya kedalam pada

permukaan cairan

Tegangan antar muka adalah gaya per satuan panjang yang terdapat

pada antar muka dua fase cairan yang tidak dapat tercampur Tegangan antar

muka selalu lebih kecil dari pada tegangan permukaan kerena gaya adhesi

antara dua cairan tidak bercampur lebih besar dari pada adhesi antara cairan

dan udara

Cairan-cairan (immisible)

L ƔL ƔL Tegangan permukaan L

ƔS Tegangan permukaan S

ƔSL ƔSL Tegangan antarmuka SL

S ƔS

43

Missible dua zat yang bercampurlarut dengan sempurna berapapun

konsentrasijumlahnya

Immisible dua zat (cairan dengan cairan) yang sama sekali tidak

dapat bercampurlarut

Pada dasarnya tegangan permukaan suatu zat cair

dipengaruhi oleh beberapa faktor diantaranya suhu dan zat terlarut

Dimana keberadaan zat terlarut dalamsuatu cairan akan

mempengaruhi besarnya tegangan permukaan terutama molekul zat

yang berada pada permukaan cairan berbentuk lapisan monomolekuler

yang disebut dengan molekul surfaktan Kemudian suhu juga sangat

mempengaruhi tegangan permukaan suatu cairan dimana ketika suhu

naik maka tegangan permukaan cairan akan turun

Suhu uarr = Tegangan permukaan darr ldquoberbanding terbalikrdquo

Fenomena Permukaan dan Fenomena Antar muka

Permukaan Fenomena

Cairan ndash Udara Tegangan Permukaan

Padat ndash Udara Adsorbsi

Antar Muka Fenomena

Cairan ndash Cairan

(immisible)

Tegangan Antar Muka

Padat ndash Cair Pembasah (Wetting)

Tegangan Antar Muka Cairan ndash Cairan (immisible)

1) Gaya persatuan panjang yang bekerja pada antar muka dua cairan

yang immisible

Satuan dynecm-1

44

2) Kerja yang diperlukan untuk memisahkan 2 permukaan cairan

immisible

Satuan ergcm-2

Manfaat fenomena antar muka dalam farmasi

1 Formulasi sediaan serbuk yang hidrofob

2 Menentukan jenis surfaktan untuk membuat emulsi

3 Meningkatkan stabilitas suspensi dan emulsi

4 Mengatasi sediaan obat yang berbusa

5 Adsorbsi obat pada saluran pencernaan

Soal

1 Hitung Ɣ fenol bila diketahui tinggi kenaikan permukaan fenol dalam

pipa kapiler (r = 007 cm) adalah 093 cm pada suhu 37˚C Bila

diketahui bobot jenis fenol 113 gcm-1 dan konstanta gravitasi = 9807

cm det-2

Diketahui

a) r = 007 cm

b) ρ = 113 gcm-1

c) g = 9807 cm det-2

d) h = 093 cm

Ditanya Ɣfenol

Jawab

Ɣfenol = frac12 (rρgh)

= frac12 (007 x 113 x 9807 x 093)

= 3607 dynecm-1

45

Gaya Kohesi dan Adhesi

Terdapat dua macam gaya tarik menarik antar partikel yaitu kohesi

dan adhesi Kohesi adalah gaya tarik menarik antara partikel yang sejenis

Kohesi dipengaruhi oleh kerapatan dan jarak antar partikel dalam zat gaya

kohesi mengakibatkan dua zat bila dicampurkan tidak akan saling

bercampur Contoh tidak bercampurnya air dengan minyak tidak

melekatnya air raksa pada dinding pipa kapiler dan air pada daun talas

Adhesi adalah gaya tarik menarik antara partikel-partikel yang

tidak sejenis Gaya adhesi akan mengakibatkan dua zat akan saling melekat

bila dicampurkan Contoh bercampurnya air dengan tehkopi melekatnya

air pada dinding pipa kapiler dan melekatnya tinta pada kertas

Adanya gaya tarik menarik antara partikel zat cair menyebabkan

adanya tegangan permukaan dimana permukaan zat cair cenderung

menegang dan seolah terdapat selaput atau lapisan yang tegang sehingga

dapat menahan benda Selain adanya peristiwa tegangan permukaan akibat

adanya gaya tarik menarik antara partikel juga menyebabkan terjadinya

peristiwa meniskus cembung dan meniskus cekung

Meniskus Cembung dan Meniskus Cekung

Meniskus adalah peristiwa mencekung atau mencembungnya

permukaan zat cair Berdasarkan bentuk permukaan zat cair meniskus

dibedakan menjadi dua yaitu meniskus cembung dan meniskus cekung

Meniskus cembung terjadi jika gaya kohesi lebih besar dari pada gaya

adhesi Sedangkan meniskus cekung terjadi jika adhesi lebih besar dari pada

kohesi

46

Jika Wc lt Wa

Sudut Cos Ɵ Kecil

Permukaan cairan dalam kapiler cekung dan naik

Jika Wc gt Wa

Sudut Cos Ɵ Besar

Permukaan cairan dalam kapiler turun dan berbentuk cembung

Ɣ Rasio imbangan antara gaya Kohesi dan Adhesi

Cairan-Cairan (immisible)

Mempengaruhi koefisien sebaran (S)

Jika kerja kohesi lebih besar dari kerja adhesi maka nilai

koefisien sebarannya kecilrendah

Contoh

Asam stearat jika dilarutkan dengan air maka koefisien sebarannya

rendah karena gugus nonpolar pada asam stearat lebih panjang dari

gugus polarnya (gugus polar jadi titak berpengaruh)

47

Jika kerja kohesi lebih rendah dari kerja adhesi maka nilai koefisien

sebarannya tinggi Spreading

Contoh

Propanol jika dilarutkan dengan air maka koefisien sebarannya tinggi

karena mempunyai gugus ndashOH yang dapat berikatan hidrogen dengan

air dan bersifat polar

Tegangan permukaan dipengaruhi oleh

Rasio

Polar

Nonpolar

Si = Wa ndash Wc

Wc = 2 Ɣx

Wa = (Ɣx + Ɣair - Ɣx-air)

Si Bila nilai Si positif maka sebaranspreading terjadi

Bila nilai Si 0 tetap ada peluang sebaran

Bila nilai Si negatif tidak terjadi sebaran

Soal

Diketahui Ɣbenzen = 289 dynecm-1 Ɣair = 728 dynecm-1 dan Ɣbenzen-air =

35 dynecm-1 Hitung nilai kerja kohesi benzen kerja adhesi benzen-air

dan koefisien penyebaran awal benzen

Diketahui

a) Ɣbenzen = 289 dynecm-1

b) Ɣair = 728 dynecm-1

c) Ɣbenzen-air = 35 dynecm-1

48

Ditanya

a) Wc

b) Wa

c) Si

Jawab

Wc = 2 Ɣbenzen

= 2 x 289

= 578 dynecm-1

Wa = (Ɣbenzen + Ɣair ndash Ɣbenzen-air)

= (289 + 728 ndash 35)

= 667 dynecm-1

Si = Wa ndash Wc

= 667 ndash 578

= 89 dynecm-1

Benzen dapat tersebar dalam air karena nilai Si positif (+)

49

DAFTAR PUSTAKA

1 Tayangan Dosen

2 UraianPenjelasan Dosen pada saat Perkuliaha

3 Text Book

- Yazid Estein dan Nursanti Lisda 2006 Penuntun Praktikum Biokimia

Yogyakarta ANDI

- Santoso Begot 2007 BIOLOGI Jakarta Interplus Ridho_Brilliantoro

Tugas_Enzimologi

- Eistein Yazid 2005 Kimia Fisika Untuk Paramedis Yogyakarta Penerbit

Andi

- Adamson A W (1990) Physical Chemistry of Surfaces 5 th Ed New

York Willey

- Hugh DYoung Roger A Freedman 2002 Fisika Universitas Ed10 Alih

bahasa Juliastuti Endangdkk Jakarta Erlangga

- Kamajaya(2007)Cerdas Belajar FisikaBandungGrafindo Media Pratama

- IndrajitDudi(2007)Mudah dan Aktif Belajar FisikaBandungPT Setia

Purna Inves

4 Internet

- httprepositoryusuacidbitstream123456789395874Chapter20IIpdf

- httpstaffuiacidsystemfilesusersjoshitadjajadisastramaterialkestabil

anobatkuliahs2pdf

- httpstaffunyacidsitesdefaultfilespendidikanPurwanti20Widhy2

0Hastuti20SPd20MPdLaju20Reaksi20(2)pdf

- fileCUsersElrio20PutraDownloadsChapter20820Kinetika20

Kimiapdf

- httpusupressusuacidfilesKinetika20Kimia20Reaksi20Element

er_Normal_bab201pdf

- httpffarmasiuadacidwp-contentuploads201301orde-reaksi-waktu-

paruhpdfhttpnissanisso-fkp11webunairacidartikel_detail-49831-

Umum-sifat20kerja20obathtml

- httpmipa-farmasiblogspotcom201202tegangan-permukaan-tegangan-

antar-mukahtmlm=1

50

Page 31: Farfis2 before mid.pdf

31

Berikut adalah pendekatan keadaan tunak dalam penentuan

hukum laju inhibisi kompetitif enzim

KI = [E] [I] = [ES] [I]

[EI] [ES] helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (1)

[E] [S] = k-1 + k2 = KM

[ES] k1 helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (2)

[Etot] = [E] + [ES] + [EI] + [ESI]helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (3)

Vmax didefinisikan sebagai kecepatan pada saat semua E yang

tersedia terdapat sebagai ES

Vmax = k2 [Etot] helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (4)

Parameter kinetika dalam mekanisme inhibisi enzim (kompetitif

uncompetitive non kompetitif) antara lain Vmax KM dan kcat

1 Vmax adalah laju reaksi maksimum yang dikatalisis enzim

2 KM menyatakan konsentrasi substrat yang diperlukan agar reaksi

katalisis efektif

kcat adalah tetapan laju pada tahap penentu laju yang menyatakan

jumlah substrat yang dapat diubah per detik

Contoh reaksi berikut

Fumarase

Furmarate + H2O mdashmdashmdashrarr L-Malate

1 Hitung laju perubahan fumarate menjadi L-Malate bila diketahui

Konsentrasi fumarate = 124 x 10-4 molL

Konsentrasi enzim fumarase = 105 x 10-6 molL

Konstata Michaelis = 185 x 10-6 molL

Dan bilangan turnover enzim fumarase = 175 x 103 det-1

32

Diketahui [S]0 = 124 x 10-4 molL

[E]0 = 105 x 10-6 molL

Km = 185 x 10-6 molL

K2 = 175 x 103 det-1

Ditanya V hellip

Jawab

V = Vmax [S]0

[S]0 + Km

V = K2 [E]0 [S]0

[S]0 + Km

V = [175 x 103 det-1] [105 x 10-6 molL] [124 x 10-4 molL]

[124 x 10-4 molL] + [185 x 10-6 molL]

V = 22785 X 10-7 molLdet

12585 x 10-4

V = 181 X 10-3 molLdet

2 Laju awal dekomposisi H2O2 yang dikatalisis dengan enzim

katalase adalah 138 x 10-2 267 x 10-2 an 60 x 10-2 Mdet

berturut-turut untuk konsentrasi awal H2O2 = 001 002 005 M

Konsentrasi enzim katalase = 40 x 10-8 M

Hitung Vmax konstanta Michaelis

Dan bilangan turnover enzim

Diketahui V1 = 138 X 10-2

V2 = 267 x 10-2

33

V3 = 60 X 10-2

[H2O2] = 001 002 005 M

[Ekatalase] = 40 x 10-2 M

Ditanya Vmax Km dan K2 hellip

Jawab

X (1[H2O2] Y (1V)

100 7246

50 3745

20 1667

y = 0697x + 25691

Intercept = 26591

Slope = 06977

R2 = 09999 rarr R2 = 1

a 1 = 25691 (intercept)

Vmax

Vmax = 1

25691

= 0389 molLdet

b Km = 06977 (slope)

Vmax

Km = 06977

0389

Km = 0272 molL

34

c Vmax = k2 [E]0

0389 = k2 40 x 10-8 M

k2 = 0389

40 x 10-8

= 0097 x 108

3 Laju pertumbuhan bakteri Lactobacillus acidephilus (dalam suatu

media) selama fase pertumbuhan exponensial menunjukan 924 x

10-3menit Hitung waktu generasi (tg) bakteri tersebut tg waktu

yang diperlukan mikroorganisme untuk melipat gandakan

populasinya yakni menjadi

Jawab

ln = Nt = λt ln = 2N0 = λtg

N0 N0

tg = ln2 tg = 0693

λ 924 x 10-3

tg = 0075 x 103

tg = 75 menit

35

Pertemuan 6

Tanggal 7 Oktober 2014

TEGANGAN PERMUKAAN

Molekul di permukaan mengalami gaya

resultan ke arah dalam media Molekul di

dalam media tidak mengalami gaya resultan

Molekul-molekul cairan memberikan

gaya tarik satu dengan lainnya terdapat gaya

total yang besarnya nol pada molekul di dalam volume cairan tetapi molekul

permukaan ditarik ke dalam volume Sehingga cairan cenderung memperkecil

luas permukaannya hanya dengan meregang lapisan (Fisika Universitas Jl 110

hal 431)

Tegangan permukaan (ᵞ)

- Molekul di bagian dalam media yang bergeak ke permukaan

media membutuhkan kerja untuk mengalami gaya tarik menarik

ke bawah

- Makin banyak jumlah molekul di permukaan media suatu

cairan makin luas permukaan media tersebut

36

- Tetapi dengan adanya gaya resultan ke arah dalam yang dialami

oleh molekul-molekul dipermukaan maka sifat cairan

cenderung untuk meminimumkan luas permukaan

Fenomena alam yang berkaitan dengan sifat kecenderuungan cairan

menimbulkan permukaanya antara lain

- Embun air di atas air

- Air dihinggapi nyamuk

Permukaan zat cair mempunyai sifat ingin meregang sehingga

permukaannya seolah- olah ditutupi oleh suatu lapisan yang elastis Hal ini

disebabkan adanya gaya tarik menarik antara partikel sejenis di dalam zat

cair sampai ke permukaan

Di dalam cairan tiap molekul ditarik oleh molekul lain yang sejenis di

dekatnya dengan gaya yang sama kesegala arah Pada permukaan cairan

tiap molekul ditarik oleh molekul sejenis didekatnya dengan arah hanya

kesamping dan kebawah tetapi tidak ditarik oleh molekul diatasnya karena

diatas permukaan cairan berupa fase uap ( udara ) dengan jarak antara

molekul sangat renggang

Adanya gaya atau tarikan ke bawah menyebabkan permukaan cairan

berkontraksi dan berada dalam keadaan tegang Tegangan ini disebut

dengan tegangan permukaan

Besarnya tegangan permukaan cairan bergantung pada gaya tarik

antara molekul- molekulnya Ketika gaya tarik besar seperti dengan H2O

tegangan permukaan besar Sebaliknya cairan seperti bensin yang tersusun

atas molekul- molekul non polar mempunyai tegangan permukaan yang

kecil karena tarikan antarmolekul lebih lemah

Zat yang tegangan permukaannya rendah sangat mudah membasahi

permukaan bagaimanapun keadaan permukaannya Pelarut hidrokarbon

misalnya nafta atau bensin menyebar pada kaca maupun permukaan

berminyak dengan mudahnya sebab tarikan sesama molekul hidrokarbon

sangat lemah Hampir tidak ada usaha untuk memperluas permukaan cairan

akibatnya mereka mudah menyebar pada permukaan apapun (Brady 1994)

37

Tegangan permukaan (ᵞ)

Banyaknya kerja yang diperlukan untuk memperluas

permukaan suatu cairan Satuannya dalam SI adalah newton per meter

(NM) tetapi satuan cgs dyene per centimeter lebih sering digunakan

1 dynecm = 10-3 Nm = 1 mNm

(Fisika Universitas Jl 110 hal 432)

Tegangan permukaan

- Antara cairan dengan gas atau udara tegangan permukaan

- Antara cairan dengan cairan tegangan antar muka

Contoh nilai ᵞ beberapa cairan pada 20degC

Cairan Cairan-udara (dynecm) Cairan-air (dynecm)

Hg 485 375

H2O 7275 -

C6H6 2888 350

CCl4 2680 451

Aceton 2394 -

Etanol 2249 -

Isopropanol 2192 -

Sukrosa (aquos ) 7645 -

Faktor- Faktor Yang Mempengaruhi Tegangan Permukaan

a Jenis cairan

Pada umumnya cairan yang memiliki gaya tarik antara molekulnya

besar seperti air maka tegangan permukaannya juga besar Sebaliknya pada

cairan seperti bensin karena gaya tarik antara molekulnya kecil maka

tegangan permukaannya juga kecil

38

b Suhu

Tegangan permukaan cairan turun bila suhu naik karena dengan

bertambahnya suhu molekul- molekul cairan bergerak lebih cepat dan

pengaruh interaksi antara molekul berkurang sehingga tegangan

permukaannya menurun

c Adanya zat terlarut

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 detergen dan alkohol

adalah efektif dalam menurunkan tegangan permukaan ( Yazid 2005)

Metode pengukuran tegangan permukaan

- Metode kapiler

- Metode cincin Du Nouy

- Metode Lempengan Wilhelmi

- Metode Tekanan Gelembung maksimum

- Dll

a Metode Kapiler

- Yang digunakan yang luas permukaannya naik

- Permukaan air dalam pipa kapiler terus naik hingga tercapai

keseimbangan dengan gaya gravitasi

Metode ini didasarkan pada kenyataan bahwa bila sebatang pipa

kapiler dimasukan kedalam cairan maka permukaan cairan dalam pipa

kapiler dapat mengalami kenaikan atau penurunan Apabila cairan

membasahi bejana ( θ lt 90 ) maka permukaan cairan akan naik

Sedangkan bila cairan tidak membasahi bejana ( θ gt 90 ) permukaan

cairan akan turun Peristiwa naik turunnya permukaan cairan dalam

kapiler ini disebut dengan kapilaritas

39

Kenaikan atau penurunan cairan dalam kapiler disebabkan oleh

adanya tegangan permukaan yang bekerja pada permukaan cairan yang

menyentuh dinding sepanjang keliling pipa Akibat tegangan permukaan ini

pipa akan memberikan gaya reaksi pada permukaan cairan yang besarnya

sama tapi arahnya berlawanan ( Yazid 2005 )

Catatan

- Jika permukaan atas larutan cembung sudut kontak besar - Jika permukaan atas larutan cekung sudut kontak kecil

Tegangan permukaan diukur dengan melihat ketinggian air cairan yang naik melalui suatu kapiler Metode kenaikan kapiler hanya dapat digunakan untuk mengukur tegangan permukaan tidak bisa untuk mengukur tegangan permukaan tidak bias untuk mengukur tegangan antar muka

Persamaan

퐹푢푝 = 훾(2휋푟) cos휃

퐹푑표푤푛 = 휌푔(ℎ휋푟 )

퐹푢푝 = 퐹푑표푤푛 훾 = Keterangan

- 휌 = bobot jenis cairan gml - 푔 = 980 cms - 푟 = jari-jari pipa kapiler - ℎ = tinggi miniskus cairan untuk kapiler - 휃 = sudut kontak ( untuk air dan kebanyakan cairan sangat kecil yakni

mendekati 1 )

Untuk cairan dengan sudut kontak sangat kecil

훾 = atau ℎ =

Sedangkan untuk cairan yang tidak membasahi bejana seperti raksa θ = 140 sehingga cos θ = - 0766 ( berharga negatip) Akibatnya h memiliki harga negatip yang berarti cairan mengalami penurunan atau ditekan dalam kapiler

40

b Metode Cincin Du Nouy

Metode cincin du nouy merupakan metode yang paling baik digunakan karena lebih akurat dan cepat dalam pengukuran tegangan permukaan deterjen serum suspensi koloid dan lain- lain

Berdasarkan pengukuran gaya yang diperlukan untuk melepaskan cincin dari permukaan cairan Metode ini digunakan untuk mengukur tegangan antar muka cairan

Persamaan

훾 = 퐹

4휋푅 퐶

Keterangan - F = gaya yang diperlukan untuk melepaskan cincin dari

permukaan - R = jari-jari lingkar cincin - C = Faktor koreksi

Faktor Koreksi

(퐶 minus 푎) = 4푏휋 푥

1푅 푥

퐹4휋휌푅 + 푐

Keterangan

- a = 07250 (konstan) - b = 009075 m-1 s2 (konstan) - c = 004534 ndash 1695 rR (konstan) - r = jari-jari kawat yang digunakan untuk membuat cincin - R = jari-jari rata-rata lingkaran - 휌 = masa jenis cairan sempel

Ketika mengukur tegangan permuakaan cairan- cairan harus diperhatikan bahwa cairan yang ada dibawah benar- benar membasahi cincin (Bird 1987)

c Metode Lempengan Wilhelmi

Metode ini didasarkan pada gaya yang diperlukan untuk menarik pelat tipis dari permukaan cairan Pelat digantung pada salah satu lengan neraca dan dimasukkan kedalam cairan yang akan diselidiki Besarnya gaya tarik pada neraca yang digunakan untuk melepas pelat dari permukaan cairan dicatat

Persamaan

푃 = 푚푔 + 퐿훾 cos휃 minus 푠ℎ휌푔

41

Keterangan

- P = gaya yang dipergunakan untuk melepaskan lempengan dari permkaan cincin

- m = berat lempengan - 푔 = gaya gravitasi - 푠 = luas penampang lempengan - ℎ = kedalaman lempeng yang dicelupkan - 퐿 = keliling lempengan - 휌 = bobot jenis cairan

Dalam metode ini diandaikan sudut kontak θ = 00 dan pengaruh

dari ujung- ujung lempeng dapat diabaikan ( Yazid 2005 ) Pada metode ini digunakan lempengan mika tipis atau kaca slide

mikrosip yang digantung pada neraca Pengukuran dapat dilakukan dengan cara statistik ataupun dengan detasment yang secara akurat diberikan pada persamaan ideal

Jika pengukurannya dilakukan dengan metode detasmen prosedurnya hampir sama dengan metode cincin Du Nouy tetapi faktor koreksi hanya 01 ( Adamson 1990)

d Metode Tekanan Gelembung Maksimum Tegangan permukaan menyebabkan adanya perbedaan tekanan

pada kedua sisi permukaan cairan yang lengkung Tekanan pada sisi yang cembung Ketika pertama kali tekanan dikenakan jari- jari gelembung sangat besar Sementara gelembung itu mengembang jari- jarinya akan semakin kecil sampai nilai minimum

Pada keadaan ini jari- jari gelembung sama dengan jari- jari tabung gelas Bila tekanan terus dinaikkan jari- jari gelembung akan membesar kembali sampai akhirnya gelembung ini lepas dari tabung gelas dan naik ke permukaan cairan jelas bahwa tekanan maksimum diperoleh pada saat jari- jari minimum

Tekanan maksimum ini bukan hanya disebabkan perbedaan tekanan pada kedua sisi gelembung tetapi juga disebabkan oleh adanya tekanan hidrostatik ( yang bergantung pada ketinggian tabung gelas dalam cairan )

Persamaan

훾 = ∆휌푔푑푒 1퐻

Keterangan

o ∆휌 = perbedaan bobot jenis o 푑푒 = diameter maksimum tetesan

42

o = faktor koreksi yang ditentukan oleh rasio 푑푠 푑푒

Metode tekanan gelembung maksimum memiliki keakuratan di bawah 10 yang mana tidak tergantung pada jarak kontak dan hanya merupakan sebuah pengetahuan dasar dari densitas suatu cairan ( Jika menggunakan pipa ganda ) dan pengukurannya juga relatif cepat Rata- rata sebuah gelembung harganya sekitar 1 sek (Adamson 1990)

Pertemuan 7

Tanggal 14 Oktober 2014

TEGANGAN ANTAR MUKA

Tegangan permukaan merupakan gaya persatuan panjang yang

harus dikerjakan sejajar permukaan untuk mengimbangi gaya tarikan

kedalam pada cairan Hal tersebut terjadi karena pada permukaan gaya

adhesi (antara cairan dan udara) lebih kecil dari pada gaya kohesi antar

molekul cairan sehingga menyebabkan terjadinya gaya kedalam pada

permukaan cairan

Tegangan antar muka adalah gaya per satuan panjang yang terdapat

pada antar muka dua fase cairan yang tidak dapat tercampur Tegangan antar

muka selalu lebih kecil dari pada tegangan permukaan kerena gaya adhesi

antara dua cairan tidak bercampur lebih besar dari pada adhesi antara cairan

dan udara

Cairan-cairan (immisible)

L ƔL ƔL Tegangan permukaan L

ƔS Tegangan permukaan S

ƔSL ƔSL Tegangan antarmuka SL

S ƔS

43

Missible dua zat yang bercampurlarut dengan sempurna berapapun

konsentrasijumlahnya

Immisible dua zat (cairan dengan cairan) yang sama sekali tidak

dapat bercampurlarut

Pada dasarnya tegangan permukaan suatu zat cair

dipengaruhi oleh beberapa faktor diantaranya suhu dan zat terlarut

Dimana keberadaan zat terlarut dalamsuatu cairan akan

mempengaruhi besarnya tegangan permukaan terutama molekul zat

yang berada pada permukaan cairan berbentuk lapisan monomolekuler

yang disebut dengan molekul surfaktan Kemudian suhu juga sangat

mempengaruhi tegangan permukaan suatu cairan dimana ketika suhu

naik maka tegangan permukaan cairan akan turun

Suhu uarr = Tegangan permukaan darr ldquoberbanding terbalikrdquo

Fenomena Permukaan dan Fenomena Antar muka

Permukaan Fenomena

Cairan ndash Udara Tegangan Permukaan

Padat ndash Udara Adsorbsi

Antar Muka Fenomena

Cairan ndash Cairan

(immisible)

Tegangan Antar Muka

Padat ndash Cair Pembasah (Wetting)

Tegangan Antar Muka Cairan ndash Cairan (immisible)

1) Gaya persatuan panjang yang bekerja pada antar muka dua cairan

yang immisible

Satuan dynecm-1

44

2) Kerja yang diperlukan untuk memisahkan 2 permukaan cairan

immisible

Satuan ergcm-2

Manfaat fenomena antar muka dalam farmasi

1 Formulasi sediaan serbuk yang hidrofob

2 Menentukan jenis surfaktan untuk membuat emulsi

3 Meningkatkan stabilitas suspensi dan emulsi

4 Mengatasi sediaan obat yang berbusa

5 Adsorbsi obat pada saluran pencernaan

Soal

1 Hitung Ɣ fenol bila diketahui tinggi kenaikan permukaan fenol dalam

pipa kapiler (r = 007 cm) adalah 093 cm pada suhu 37˚C Bila

diketahui bobot jenis fenol 113 gcm-1 dan konstanta gravitasi = 9807

cm det-2

Diketahui

a) r = 007 cm

b) ρ = 113 gcm-1

c) g = 9807 cm det-2

d) h = 093 cm

Ditanya Ɣfenol

Jawab

Ɣfenol = frac12 (rρgh)

= frac12 (007 x 113 x 9807 x 093)

= 3607 dynecm-1

45

Gaya Kohesi dan Adhesi

Terdapat dua macam gaya tarik menarik antar partikel yaitu kohesi

dan adhesi Kohesi adalah gaya tarik menarik antara partikel yang sejenis

Kohesi dipengaruhi oleh kerapatan dan jarak antar partikel dalam zat gaya

kohesi mengakibatkan dua zat bila dicampurkan tidak akan saling

bercampur Contoh tidak bercampurnya air dengan minyak tidak

melekatnya air raksa pada dinding pipa kapiler dan air pada daun talas

Adhesi adalah gaya tarik menarik antara partikel-partikel yang

tidak sejenis Gaya adhesi akan mengakibatkan dua zat akan saling melekat

bila dicampurkan Contoh bercampurnya air dengan tehkopi melekatnya

air pada dinding pipa kapiler dan melekatnya tinta pada kertas

Adanya gaya tarik menarik antara partikel zat cair menyebabkan

adanya tegangan permukaan dimana permukaan zat cair cenderung

menegang dan seolah terdapat selaput atau lapisan yang tegang sehingga

dapat menahan benda Selain adanya peristiwa tegangan permukaan akibat

adanya gaya tarik menarik antara partikel juga menyebabkan terjadinya

peristiwa meniskus cembung dan meniskus cekung

Meniskus Cembung dan Meniskus Cekung

Meniskus adalah peristiwa mencekung atau mencembungnya

permukaan zat cair Berdasarkan bentuk permukaan zat cair meniskus

dibedakan menjadi dua yaitu meniskus cembung dan meniskus cekung

Meniskus cembung terjadi jika gaya kohesi lebih besar dari pada gaya

adhesi Sedangkan meniskus cekung terjadi jika adhesi lebih besar dari pada

kohesi

46

Jika Wc lt Wa

Sudut Cos Ɵ Kecil

Permukaan cairan dalam kapiler cekung dan naik

Jika Wc gt Wa

Sudut Cos Ɵ Besar

Permukaan cairan dalam kapiler turun dan berbentuk cembung

Ɣ Rasio imbangan antara gaya Kohesi dan Adhesi

Cairan-Cairan (immisible)

Mempengaruhi koefisien sebaran (S)

Jika kerja kohesi lebih besar dari kerja adhesi maka nilai

koefisien sebarannya kecilrendah

Contoh

Asam stearat jika dilarutkan dengan air maka koefisien sebarannya

rendah karena gugus nonpolar pada asam stearat lebih panjang dari

gugus polarnya (gugus polar jadi titak berpengaruh)

47

Jika kerja kohesi lebih rendah dari kerja adhesi maka nilai koefisien

sebarannya tinggi Spreading

Contoh

Propanol jika dilarutkan dengan air maka koefisien sebarannya tinggi

karena mempunyai gugus ndashOH yang dapat berikatan hidrogen dengan

air dan bersifat polar

Tegangan permukaan dipengaruhi oleh

Rasio

Polar

Nonpolar

Si = Wa ndash Wc

Wc = 2 Ɣx

Wa = (Ɣx + Ɣair - Ɣx-air)

Si Bila nilai Si positif maka sebaranspreading terjadi

Bila nilai Si 0 tetap ada peluang sebaran

Bila nilai Si negatif tidak terjadi sebaran

Soal

Diketahui Ɣbenzen = 289 dynecm-1 Ɣair = 728 dynecm-1 dan Ɣbenzen-air =

35 dynecm-1 Hitung nilai kerja kohesi benzen kerja adhesi benzen-air

dan koefisien penyebaran awal benzen

Diketahui

a) Ɣbenzen = 289 dynecm-1

b) Ɣair = 728 dynecm-1

c) Ɣbenzen-air = 35 dynecm-1

48

Ditanya

a) Wc

b) Wa

c) Si

Jawab

Wc = 2 Ɣbenzen

= 2 x 289

= 578 dynecm-1

Wa = (Ɣbenzen + Ɣair ndash Ɣbenzen-air)

= (289 + 728 ndash 35)

= 667 dynecm-1

Si = Wa ndash Wc

= 667 ndash 578

= 89 dynecm-1

Benzen dapat tersebar dalam air karena nilai Si positif (+)

49

DAFTAR PUSTAKA

1 Tayangan Dosen

2 UraianPenjelasan Dosen pada saat Perkuliaha

3 Text Book

- Yazid Estein dan Nursanti Lisda 2006 Penuntun Praktikum Biokimia

Yogyakarta ANDI

- Santoso Begot 2007 BIOLOGI Jakarta Interplus Ridho_Brilliantoro

Tugas_Enzimologi

- Eistein Yazid 2005 Kimia Fisika Untuk Paramedis Yogyakarta Penerbit

Andi

- Adamson A W (1990) Physical Chemistry of Surfaces 5 th Ed New

York Willey

- Hugh DYoung Roger A Freedman 2002 Fisika Universitas Ed10 Alih

bahasa Juliastuti Endangdkk Jakarta Erlangga

- Kamajaya(2007)Cerdas Belajar FisikaBandungGrafindo Media Pratama

- IndrajitDudi(2007)Mudah dan Aktif Belajar FisikaBandungPT Setia

Purna Inves

4 Internet

- httprepositoryusuacidbitstream123456789395874Chapter20IIpdf

- httpstaffuiacidsystemfilesusersjoshitadjajadisastramaterialkestabil

anobatkuliahs2pdf

- httpstaffunyacidsitesdefaultfilespendidikanPurwanti20Widhy2

0Hastuti20SPd20MPdLaju20Reaksi20(2)pdf

- fileCUsersElrio20PutraDownloadsChapter20820Kinetika20

Kimiapdf

- httpusupressusuacidfilesKinetika20Kimia20Reaksi20Element

er_Normal_bab201pdf

- httpffarmasiuadacidwp-contentuploads201301orde-reaksi-waktu-

paruhpdfhttpnissanisso-fkp11webunairacidartikel_detail-49831-

Umum-sifat20kerja20obathtml

- httpmipa-farmasiblogspotcom201202tegangan-permukaan-tegangan-

antar-mukahtmlm=1

50

Page 32: Farfis2 before mid.pdf

32

Diketahui [S]0 = 124 x 10-4 molL

[E]0 = 105 x 10-6 molL

Km = 185 x 10-6 molL

K2 = 175 x 103 det-1

Ditanya V hellip

Jawab

V = Vmax [S]0

[S]0 + Km

V = K2 [E]0 [S]0

[S]0 + Km

V = [175 x 103 det-1] [105 x 10-6 molL] [124 x 10-4 molL]

[124 x 10-4 molL] + [185 x 10-6 molL]

V = 22785 X 10-7 molLdet

12585 x 10-4

V = 181 X 10-3 molLdet

2 Laju awal dekomposisi H2O2 yang dikatalisis dengan enzim

katalase adalah 138 x 10-2 267 x 10-2 an 60 x 10-2 Mdet

berturut-turut untuk konsentrasi awal H2O2 = 001 002 005 M

Konsentrasi enzim katalase = 40 x 10-8 M

Hitung Vmax konstanta Michaelis

Dan bilangan turnover enzim

Diketahui V1 = 138 X 10-2

V2 = 267 x 10-2

33

V3 = 60 X 10-2

[H2O2] = 001 002 005 M

[Ekatalase] = 40 x 10-2 M

Ditanya Vmax Km dan K2 hellip

Jawab

X (1[H2O2] Y (1V)

100 7246

50 3745

20 1667

y = 0697x + 25691

Intercept = 26591

Slope = 06977

R2 = 09999 rarr R2 = 1

a 1 = 25691 (intercept)

Vmax

Vmax = 1

25691

= 0389 molLdet

b Km = 06977 (slope)

Vmax

Km = 06977

0389

Km = 0272 molL

34

c Vmax = k2 [E]0

0389 = k2 40 x 10-8 M

k2 = 0389

40 x 10-8

= 0097 x 108

3 Laju pertumbuhan bakteri Lactobacillus acidephilus (dalam suatu

media) selama fase pertumbuhan exponensial menunjukan 924 x

10-3menit Hitung waktu generasi (tg) bakteri tersebut tg waktu

yang diperlukan mikroorganisme untuk melipat gandakan

populasinya yakni menjadi

Jawab

ln = Nt = λt ln = 2N0 = λtg

N0 N0

tg = ln2 tg = 0693

λ 924 x 10-3

tg = 0075 x 103

tg = 75 menit

35

Pertemuan 6

Tanggal 7 Oktober 2014

TEGANGAN PERMUKAAN

Molekul di permukaan mengalami gaya

resultan ke arah dalam media Molekul di

dalam media tidak mengalami gaya resultan

Molekul-molekul cairan memberikan

gaya tarik satu dengan lainnya terdapat gaya

total yang besarnya nol pada molekul di dalam volume cairan tetapi molekul

permukaan ditarik ke dalam volume Sehingga cairan cenderung memperkecil

luas permukaannya hanya dengan meregang lapisan (Fisika Universitas Jl 110

hal 431)

Tegangan permukaan (ᵞ)

- Molekul di bagian dalam media yang bergeak ke permukaan

media membutuhkan kerja untuk mengalami gaya tarik menarik

ke bawah

- Makin banyak jumlah molekul di permukaan media suatu

cairan makin luas permukaan media tersebut

36

- Tetapi dengan adanya gaya resultan ke arah dalam yang dialami

oleh molekul-molekul dipermukaan maka sifat cairan

cenderung untuk meminimumkan luas permukaan

Fenomena alam yang berkaitan dengan sifat kecenderuungan cairan

menimbulkan permukaanya antara lain

- Embun air di atas air

- Air dihinggapi nyamuk

Permukaan zat cair mempunyai sifat ingin meregang sehingga

permukaannya seolah- olah ditutupi oleh suatu lapisan yang elastis Hal ini

disebabkan adanya gaya tarik menarik antara partikel sejenis di dalam zat

cair sampai ke permukaan

Di dalam cairan tiap molekul ditarik oleh molekul lain yang sejenis di

dekatnya dengan gaya yang sama kesegala arah Pada permukaan cairan

tiap molekul ditarik oleh molekul sejenis didekatnya dengan arah hanya

kesamping dan kebawah tetapi tidak ditarik oleh molekul diatasnya karena

diatas permukaan cairan berupa fase uap ( udara ) dengan jarak antara

molekul sangat renggang

Adanya gaya atau tarikan ke bawah menyebabkan permukaan cairan

berkontraksi dan berada dalam keadaan tegang Tegangan ini disebut

dengan tegangan permukaan

Besarnya tegangan permukaan cairan bergantung pada gaya tarik

antara molekul- molekulnya Ketika gaya tarik besar seperti dengan H2O

tegangan permukaan besar Sebaliknya cairan seperti bensin yang tersusun

atas molekul- molekul non polar mempunyai tegangan permukaan yang

kecil karena tarikan antarmolekul lebih lemah

Zat yang tegangan permukaannya rendah sangat mudah membasahi

permukaan bagaimanapun keadaan permukaannya Pelarut hidrokarbon

misalnya nafta atau bensin menyebar pada kaca maupun permukaan

berminyak dengan mudahnya sebab tarikan sesama molekul hidrokarbon

sangat lemah Hampir tidak ada usaha untuk memperluas permukaan cairan

akibatnya mereka mudah menyebar pada permukaan apapun (Brady 1994)

37

Tegangan permukaan (ᵞ)

Banyaknya kerja yang diperlukan untuk memperluas

permukaan suatu cairan Satuannya dalam SI adalah newton per meter

(NM) tetapi satuan cgs dyene per centimeter lebih sering digunakan

1 dynecm = 10-3 Nm = 1 mNm

(Fisika Universitas Jl 110 hal 432)

Tegangan permukaan

- Antara cairan dengan gas atau udara tegangan permukaan

- Antara cairan dengan cairan tegangan antar muka

Contoh nilai ᵞ beberapa cairan pada 20degC

Cairan Cairan-udara (dynecm) Cairan-air (dynecm)

Hg 485 375

H2O 7275 -

C6H6 2888 350

CCl4 2680 451

Aceton 2394 -

Etanol 2249 -

Isopropanol 2192 -

Sukrosa (aquos ) 7645 -

Faktor- Faktor Yang Mempengaruhi Tegangan Permukaan

a Jenis cairan

Pada umumnya cairan yang memiliki gaya tarik antara molekulnya

besar seperti air maka tegangan permukaannya juga besar Sebaliknya pada

cairan seperti bensin karena gaya tarik antara molekulnya kecil maka

tegangan permukaannya juga kecil

38

b Suhu

Tegangan permukaan cairan turun bila suhu naik karena dengan

bertambahnya suhu molekul- molekul cairan bergerak lebih cepat dan

pengaruh interaksi antara molekul berkurang sehingga tegangan

permukaannya menurun

c Adanya zat terlarut

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 detergen dan alkohol

adalah efektif dalam menurunkan tegangan permukaan ( Yazid 2005)

Metode pengukuran tegangan permukaan

- Metode kapiler

- Metode cincin Du Nouy

- Metode Lempengan Wilhelmi

- Metode Tekanan Gelembung maksimum

- Dll

a Metode Kapiler

- Yang digunakan yang luas permukaannya naik

- Permukaan air dalam pipa kapiler terus naik hingga tercapai

keseimbangan dengan gaya gravitasi

Metode ini didasarkan pada kenyataan bahwa bila sebatang pipa

kapiler dimasukan kedalam cairan maka permukaan cairan dalam pipa

kapiler dapat mengalami kenaikan atau penurunan Apabila cairan

membasahi bejana ( θ lt 90 ) maka permukaan cairan akan naik

Sedangkan bila cairan tidak membasahi bejana ( θ gt 90 ) permukaan

cairan akan turun Peristiwa naik turunnya permukaan cairan dalam

kapiler ini disebut dengan kapilaritas

39

Kenaikan atau penurunan cairan dalam kapiler disebabkan oleh

adanya tegangan permukaan yang bekerja pada permukaan cairan yang

menyentuh dinding sepanjang keliling pipa Akibat tegangan permukaan ini

pipa akan memberikan gaya reaksi pada permukaan cairan yang besarnya

sama tapi arahnya berlawanan ( Yazid 2005 )

Catatan

- Jika permukaan atas larutan cembung sudut kontak besar - Jika permukaan atas larutan cekung sudut kontak kecil

Tegangan permukaan diukur dengan melihat ketinggian air cairan yang naik melalui suatu kapiler Metode kenaikan kapiler hanya dapat digunakan untuk mengukur tegangan permukaan tidak bisa untuk mengukur tegangan permukaan tidak bias untuk mengukur tegangan antar muka

Persamaan

퐹푢푝 = 훾(2휋푟) cos휃

퐹푑표푤푛 = 휌푔(ℎ휋푟 )

퐹푢푝 = 퐹푑표푤푛 훾 = Keterangan

- 휌 = bobot jenis cairan gml - 푔 = 980 cms - 푟 = jari-jari pipa kapiler - ℎ = tinggi miniskus cairan untuk kapiler - 휃 = sudut kontak ( untuk air dan kebanyakan cairan sangat kecil yakni

mendekati 1 )

Untuk cairan dengan sudut kontak sangat kecil

훾 = atau ℎ =

Sedangkan untuk cairan yang tidak membasahi bejana seperti raksa θ = 140 sehingga cos θ = - 0766 ( berharga negatip) Akibatnya h memiliki harga negatip yang berarti cairan mengalami penurunan atau ditekan dalam kapiler

40

b Metode Cincin Du Nouy

Metode cincin du nouy merupakan metode yang paling baik digunakan karena lebih akurat dan cepat dalam pengukuran tegangan permukaan deterjen serum suspensi koloid dan lain- lain

Berdasarkan pengukuran gaya yang diperlukan untuk melepaskan cincin dari permukaan cairan Metode ini digunakan untuk mengukur tegangan antar muka cairan

Persamaan

훾 = 퐹

4휋푅 퐶

Keterangan - F = gaya yang diperlukan untuk melepaskan cincin dari

permukaan - R = jari-jari lingkar cincin - C = Faktor koreksi

Faktor Koreksi

(퐶 minus 푎) = 4푏휋 푥

1푅 푥

퐹4휋휌푅 + 푐

Keterangan

- a = 07250 (konstan) - b = 009075 m-1 s2 (konstan) - c = 004534 ndash 1695 rR (konstan) - r = jari-jari kawat yang digunakan untuk membuat cincin - R = jari-jari rata-rata lingkaran - 휌 = masa jenis cairan sempel

Ketika mengukur tegangan permuakaan cairan- cairan harus diperhatikan bahwa cairan yang ada dibawah benar- benar membasahi cincin (Bird 1987)

c Metode Lempengan Wilhelmi

Metode ini didasarkan pada gaya yang diperlukan untuk menarik pelat tipis dari permukaan cairan Pelat digantung pada salah satu lengan neraca dan dimasukkan kedalam cairan yang akan diselidiki Besarnya gaya tarik pada neraca yang digunakan untuk melepas pelat dari permukaan cairan dicatat

Persamaan

푃 = 푚푔 + 퐿훾 cos휃 minus 푠ℎ휌푔

41

Keterangan

- P = gaya yang dipergunakan untuk melepaskan lempengan dari permkaan cincin

- m = berat lempengan - 푔 = gaya gravitasi - 푠 = luas penampang lempengan - ℎ = kedalaman lempeng yang dicelupkan - 퐿 = keliling lempengan - 휌 = bobot jenis cairan

Dalam metode ini diandaikan sudut kontak θ = 00 dan pengaruh

dari ujung- ujung lempeng dapat diabaikan ( Yazid 2005 ) Pada metode ini digunakan lempengan mika tipis atau kaca slide

mikrosip yang digantung pada neraca Pengukuran dapat dilakukan dengan cara statistik ataupun dengan detasment yang secara akurat diberikan pada persamaan ideal

Jika pengukurannya dilakukan dengan metode detasmen prosedurnya hampir sama dengan metode cincin Du Nouy tetapi faktor koreksi hanya 01 ( Adamson 1990)

d Metode Tekanan Gelembung Maksimum Tegangan permukaan menyebabkan adanya perbedaan tekanan

pada kedua sisi permukaan cairan yang lengkung Tekanan pada sisi yang cembung Ketika pertama kali tekanan dikenakan jari- jari gelembung sangat besar Sementara gelembung itu mengembang jari- jarinya akan semakin kecil sampai nilai minimum

Pada keadaan ini jari- jari gelembung sama dengan jari- jari tabung gelas Bila tekanan terus dinaikkan jari- jari gelembung akan membesar kembali sampai akhirnya gelembung ini lepas dari tabung gelas dan naik ke permukaan cairan jelas bahwa tekanan maksimum diperoleh pada saat jari- jari minimum

Tekanan maksimum ini bukan hanya disebabkan perbedaan tekanan pada kedua sisi gelembung tetapi juga disebabkan oleh adanya tekanan hidrostatik ( yang bergantung pada ketinggian tabung gelas dalam cairan )

Persamaan

훾 = ∆휌푔푑푒 1퐻

Keterangan

o ∆휌 = perbedaan bobot jenis o 푑푒 = diameter maksimum tetesan

42

o = faktor koreksi yang ditentukan oleh rasio 푑푠 푑푒

Metode tekanan gelembung maksimum memiliki keakuratan di bawah 10 yang mana tidak tergantung pada jarak kontak dan hanya merupakan sebuah pengetahuan dasar dari densitas suatu cairan ( Jika menggunakan pipa ganda ) dan pengukurannya juga relatif cepat Rata- rata sebuah gelembung harganya sekitar 1 sek (Adamson 1990)

Pertemuan 7

Tanggal 14 Oktober 2014

TEGANGAN ANTAR MUKA

Tegangan permukaan merupakan gaya persatuan panjang yang

harus dikerjakan sejajar permukaan untuk mengimbangi gaya tarikan

kedalam pada cairan Hal tersebut terjadi karena pada permukaan gaya

adhesi (antara cairan dan udara) lebih kecil dari pada gaya kohesi antar

molekul cairan sehingga menyebabkan terjadinya gaya kedalam pada

permukaan cairan

Tegangan antar muka adalah gaya per satuan panjang yang terdapat

pada antar muka dua fase cairan yang tidak dapat tercampur Tegangan antar

muka selalu lebih kecil dari pada tegangan permukaan kerena gaya adhesi

antara dua cairan tidak bercampur lebih besar dari pada adhesi antara cairan

dan udara

Cairan-cairan (immisible)

L ƔL ƔL Tegangan permukaan L

ƔS Tegangan permukaan S

ƔSL ƔSL Tegangan antarmuka SL

S ƔS

43

Missible dua zat yang bercampurlarut dengan sempurna berapapun

konsentrasijumlahnya

Immisible dua zat (cairan dengan cairan) yang sama sekali tidak

dapat bercampurlarut

Pada dasarnya tegangan permukaan suatu zat cair

dipengaruhi oleh beberapa faktor diantaranya suhu dan zat terlarut

Dimana keberadaan zat terlarut dalamsuatu cairan akan

mempengaruhi besarnya tegangan permukaan terutama molekul zat

yang berada pada permukaan cairan berbentuk lapisan monomolekuler

yang disebut dengan molekul surfaktan Kemudian suhu juga sangat

mempengaruhi tegangan permukaan suatu cairan dimana ketika suhu

naik maka tegangan permukaan cairan akan turun

Suhu uarr = Tegangan permukaan darr ldquoberbanding terbalikrdquo

Fenomena Permukaan dan Fenomena Antar muka

Permukaan Fenomena

Cairan ndash Udara Tegangan Permukaan

Padat ndash Udara Adsorbsi

Antar Muka Fenomena

Cairan ndash Cairan

(immisible)

Tegangan Antar Muka

Padat ndash Cair Pembasah (Wetting)

Tegangan Antar Muka Cairan ndash Cairan (immisible)

1) Gaya persatuan panjang yang bekerja pada antar muka dua cairan

yang immisible

Satuan dynecm-1

44

2) Kerja yang diperlukan untuk memisahkan 2 permukaan cairan

immisible

Satuan ergcm-2

Manfaat fenomena antar muka dalam farmasi

1 Formulasi sediaan serbuk yang hidrofob

2 Menentukan jenis surfaktan untuk membuat emulsi

3 Meningkatkan stabilitas suspensi dan emulsi

4 Mengatasi sediaan obat yang berbusa

5 Adsorbsi obat pada saluran pencernaan

Soal

1 Hitung Ɣ fenol bila diketahui tinggi kenaikan permukaan fenol dalam

pipa kapiler (r = 007 cm) adalah 093 cm pada suhu 37˚C Bila

diketahui bobot jenis fenol 113 gcm-1 dan konstanta gravitasi = 9807

cm det-2

Diketahui

a) r = 007 cm

b) ρ = 113 gcm-1

c) g = 9807 cm det-2

d) h = 093 cm

Ditanya Ɣfenol

Jawab

Ɣfenol = frac12 (rρgh)

= frac12 (007 x 113 x 9807 x 093)

= 3607 dynecm-1

45

Gaya Kohesi dan Adhesi

Terdapat dua macam gaya tarik menarik antar partikel yaitu kohesi

dan adhesi Kohesi adalah gaya tarik menarik antara partikel yang sejenis

Kohesi dipengaruhi oleh kerapatan dan jarak antar partikel dalam zat gaya

kohesi mengakibatkan dua zat bila dicampurkan tidak akan saling

bercampur Contoh tidak bercampurnya air dengan minyak tidak

melekatnya air raksa pada dinding pipa kapiler dan air pada daun talas

Adhesi adalah gaya tarik menarik antara partikel-partikel yang

tidak sejenis Gaya adhesi akan mengakibatkan dua zat akan saling melekat

bila dicampurkan Contoh bercampurnya air dengan tehkopi melekatnya

air pada dinding pipa kapiler dan melekatnya tinta pada kertas

Adanya gaya tarik menarik antara partikel zat cair menyebabkan

adanya tegangan permukaan dimana permukaan zat cair cenderung

menegang dan seolah terdapat selaput atau lapisan yang tegang sehingga

dapat menahan benda Selain adanya peristiwa tegangan permukaan akibat

adanya gaya tarik menarik antara partikel juga menyebabkan terjadinya

peristiwa meniskus cembung dan meniskus cekung

Meniskus Cembung dan Meniskus Cekung

Meniskus adalah peristiwa mencekung atau mencembungnya

permukaan zat cair Berdasarkan bentuk permukaan zat cair meniskus

dibedakan menjadi dua yaitu meniskus cembung dan meniskus cekung

Meniskus cembung terjadi jika gaya kohesi lebih besar dari pada gaya

adhesi Sedangkan meniskus cekung terjadi jika adhesi lebih besar dari pada

kohesi

46

Jika Wc lt Wa

Sudut Cos Ɵ Kecil

Permukaan cairan dalam kapiler cekung dan naik

Jika Wc gt Wa

Sudut Cos Ɵ Besar

Permukaan cairan dalam kapiler turun dan berbentuk cembung

Ɣ Rasio imbangan antara gaya Kohesi dan Adhesi

Cairan-Cairan (immisible)

Mempengaruhi koefisien sebaran (S)

Jika kerja kohesi lebih besar dari kerja adhesi maka nilai

koefisien sebarannya kecilrendah

Contoh

Asam stearat jika dilarutkan dengan air maka koefisien sebarannya

rendah karena gugus nonpolar pada asam stearat lebih panjang dari

gugus polarnya (gugus polar jadi titak berpengaruh)

47

Jika kerja kohesi lebih rendah dari kerja adhesi maka nilai koefisien

sebarannya tinggi Spreading

Contoh

Propanol jika dilarutkan dengan air maka koefisien sebarannya tinggi

karena mempunyai gugus ndashOH yang dapat berikatan hidrogen dengan

air dan bersifat polar

Tegangan permukaan dipengaruhi oleh

Rasio

Polar

Nonpolar

Si = Wa ndash Wc

Wc = 2 Ɣx

Wa = (Ɣx + Ɣair - Ɣx-air)

Si Bila nilai Si positif maka sebaranspreading terjadi

Bila nilai Si 0 tetap ada peluang sebaran

Bila nilai Si negatif tidak terjadi sebaran

Soal

Diketahui Ɣbenzen = 289 dynecm-1 Ɣair = 728 dynecm-1 dan Ɣbenzen-air =

35 dynecm-1 Hitung nilai kerja kohesi benzen kerja adhesi benzen-air

dan koefisien penyebaran awal benzen

Diketahui

a) Ɣbenzen = 289 dynecm-1

b) Ɣair = 728 dynecm-1

c) Ɣbenzen-air = 35 dynecm-1

48

Ditanya

a) Wc

b) Wa

c) Si

Jawab

Wc = 2 Ɣbenzen

= 2 x 289

= 578 dynecm-1

Wa = (Ɣbenzen + Ɣair ndash Ɣbenzen-air)

= (289 + 728 ndash 35)

= 667 dynecm-1

Si = Wa ndash Wc

= 667 ndash 578

= 89 dynecm-1

Benzen dapat tersebar dalam air karena nilai Si positif (+)

49

DAFTAR PUSTAKA

1 Tayangan Dosen

2 UraianPenjelasan Dosen pada saat Perkuliaha

3 Text Book

- Yazid Estein dan Nursanti Lisda 2006 Penuntun Praktikum Biokimia

Yogyakarta ANDI

- Santoso Begot 2007 BIOLOGI Jakarta Interplus Ridho_Brilliantoro

Tugas_Enzimologi

- Eistein Yazid 2005 Kimia Fisika Untuk Paramedis Yogyakarta Penerbit

Andi

- Adamson A W (1990) Physical Chemistry of Surfaces 5 th Ed New

York Willey

- Hugh DYoung Roger A Freedman 2002 Fisika Universitas Ed10 Alih

bahasa Juliastuti Endangdkk Jakarta Erlangga

- Kamajaya(2007)Cerdas Belajar FisikaBandungGrafindo Media Pratama

- IndrajitDudi(2007)Mudah dan Aktif Belajar FisikaBandungPT Setia

Purna Inves

4 Internet

- httprepositoryusuacidbitstream123456789395874Chapter20IIpdf

- httpstaffuiacidsystemfilesusersjoshitadjajadisastramaterialkestabil

anobatkuliahs2pdf

- httpstaffunyacidsitesdefaultfilespendidikanPurwanti20Widhy2

0Hastuti20SPd20MPdLaju20Reaksi20(2)pdf

- fileCUsersElrio20PutraDownloadsChapter20820Kinetika20

Kimiapdf

- httpusupressusuacidfilesKinetika20Kimia20Reaksi20Element

er_Normal_bab201pdf

- httpffarmasiuadacidwp-contentuploads201301orde-reaksi-waktu-

paruhpdfhttpnissanisso-fkp11webunairacidartikel_detail-49831-

Umum-sifat20kerja20obathtml

- httpmipa-farmasiblogspotcom201202tegangan-permukaan-tegangan-

antar-mukahtmlm=1

50

Page 33: Farfis2 before mid.pdf

33

V3 = 60 X 10-2

[H2O2] = 001 002 005 M

[Ekatalase] = 40 x 10-2 M

Ditanya Vmax Km dan K2 hellip

Jawab

X (1[H2O2] Y (1V)

100 7246

50 3745

20 1667

y = 0697x + 25691

Intercept = 26591

Slope = 06977

R2 = 09999 rarr R2 = 1

a 1 = 25691 (intercept)

Vmax

Vmax = 1

25691

= 0389 molLdet

b Km = 06977 (slope)

Vmax

Km = 06977

0389

Km = 0272 molL

34

c Vmax = k2 [E]0

0389 = k2 40 x 10-8 M

k2 = 0389

40 x 10-8

= 0097 x 108

3 Laju pertumbuhan bakteri Lactobacillus acidephilus (dalam suatu

media) selama fase pertumbuhan exponensial menunjukan 924 x

10-3menit Hitung waktu generasi (tg) bakteri tersebut tg waktu

yang diperlukan mikroorganisme untuk melipat gandakan

populasinya yakni menjadi

Jawab

ln = Nt = λt ln = 2N0 = λtg

N0 N0

tg = ln2 tg = 0693

λ 924 x 10-3

tg = 0075 x 103

tg = 75 menit

35

Pertemuan 6

Tanggal 7 Oktober 2014

TEGANGAN PERMUKAAN

Molekul di permukaan mengalami gaya

resultan ke arah dalam media Molekul di

dalam media tidak mengalami gaya resultan

Molekul-molekul cairan memberikan

gaya tarik satu dengan lainnya terdapat gaya

total yang besarnya nol pada molekul di dalam volume cairan tetapi molekul

permukaan ditarik ke dalam volume Sehingga cairan cenderung memperkecil

luas permukaannya hanya dengan meregang lapisan (Fisika Universitas Jl 110

hal 431)

Tegangan permukaan (ᵞ)

- Molekul di bagian dalam media yang bergeak ke permukaan

media membutuhkan kerja untuk mengalami gaya tarik menarik

ke bawah

- Makin banyak jumlah molekul di permukaan media suatu

cairan makin luas permukaan media tersebut

36

- Tetapi dengan adanya gaya resultan ke arah dalam yang dialami

oleh molekul-molekul dipermukaan maka sifat cairan

cenderung untuk meminimumkan luas permukaan

Fenomena alam yang berkaitan dengan sifat kecenderuungan cairan

menimbulkan permukaanya antara lain

- Embun air di atas air

- Air dihinggapi nyamuk

Permukaan zat cair mempunyai sifat ingin meregang sehingga

permukaannya seolah- olah ditutupi oleh suatu lapisan yang elastis Hal ini

disebabkan adanya gaya tarik menarik antara partikel sejenis di dalam zat

cair sampai ke permukaan

Di dalam cairan tiap molekul ditarik oleh molekul lain yang sejenis di

dekatnya dengan gaya yang sama kesegala arah Pada permukaan cairan

tiap molekul ditarik oleh molekul sejenis didekatnya dengan arah hanya

kesamping dan kebawah tetapi tidak ditarik oleh molekul diatasnya karena

diatas permukaan cairan berupa fase uap ( udara ) dengan jarak antara

molekul sangat renggang

Adanya gaya atau tarikan ke bawah menyebabkan permukaan cairan

berkontraksi dan berada dalam keadaan tegang Tegangan ini disebut

dengan tegangan permukaan

Besarnya tegangan permukaan cairan bergantung pada gaya tarik

antara molekul- molekulnya Ketika gaya tarik besar seperti dengan H2O

tegangan permukaan besar Sebaliknya cairan seperti bensin yang tersusun

atas molekul- molekul non polar mempunyai tegangan permukaan yang

kecil karena tarikan antarmolekul lebih lemah

Zat yang tegangan permukaannya rendah sangat mudah membasahi

permukaan bagaimanapun keadaan permukaannya Pelarut hidrokarbon

misalnya nafta atau bensin menyebar pada kaca maupun permukaan

berminyak dengan mudahnya sebab tarikan sesama molekul hidrokarbon

sangat lemah Hampir tidak ada usaha untuk memperluas permukaan cairan

akibatnya mereka mudah menyebar pada permukaan apapun (Brady 1994)

37

Tegangan permukaan (ᵞ)

Banyaknya kerja yang diperlukan untuk memperluas

permukaan suatu cairan Satuannya dalam SI adalah newton per meter

(NM) tetapi satuan cgs dyene per centimeter lebih sering digunakan

1 dynecm = 10-3 Nm = 1 mNm

(Fisika Universitas Jl 110 hal 432)

Tegangan permukaan

- Antara cairan dengan gas atau udara tegangan permukaan

- Antara cairan dengan cairan tegangan antar muka

Contoh nilai ᵞ beberapa cairan pada 20degC

Cairan Cairan-udara (dynecm) Cairan-air (dynecm)

Hg 485 375

H2O 7275 -

C6H6 2888 350

CCl4 2680 451

Aceton 2394 -

Etanol 2249 -

Isopropanol 2192 -

Sukrosa (aquos ) 7645 -

Faktor- Faktor Yang Mempengaruhi Tegangan Permukaan

a Jenis cairan

Pada umumnya cairan yang memiliki gaya tarik antara molekulnya

besar seperti air maka tegangan permukaannya juga besar Sebaliknya pada

cairan seperti bensin karena gaya tarik antara molekulnya kecil maka

tegangan permukaannya juga kecil

38

b Suhu

Tegangan permukaan cairan turun bila suhu naik karena dengan

bertambahnya suhu molekul- molekul cairan bergerak lebih cepat dan

pengaruh interaksi antara molekul berkurang sehingga tegangan

permukaannya menurun

c Adanya zat terlarut

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 detergen dan alkohol

adalah efektif dalam menurunkan tegangan permukaan ( Yazid 2005)

Metode pengukuran tegangan permukaan

- Metode kapiler

- Metode cincin Du Nouy

- Metode Lempengan Wilhelmi

- Metode Tekanan Gelembung maksimum

- Dll

a Metode Kapiler

- Yang digunakan yang luas permukaannya naik

- Permukaan air dalam pipa kapiler terus naik hingga tercapai

keseimbangan dengan gaya gravitasi

Metode ini didasarkan pada kenyataan bahwa bila sebatang pipa

kapiler dimasukan kedalam cairan maka permukaan cairan dalam pipa

kapiler dapat mengalami kenaikan atau penurunan Apabila cairan

membasahi bejana ( θ lt 90 ) maka permukaan cairan akan naik

Sedangkan bila cairan tidak membasahi bejana ( θ gt 90 ) permukaan

cairan akan turun Peristiwa naik turunnya permukaan cairan dalam

kapiler ini disebut dengan kapilaritas

39

Kenaikan atau penurunan cairan dalam kapiler disebabkan oleh

adanya tegangan permukaan yang bekerja pada permukaan cairan yang

menyentuh dinding sepanjang keliling pipa Akibat tegangan permukaan ini

pipa akan memberikan gaya reaksi pada permukaan cairan yang besarnya

sama tapi arahnya berlawanan ( Yazid 2005 )

Catatan

- Jika permukaan atas larutan cembung sudut kontak besar - Jika permukaan atas larutan cekung sudut kontak kecil

Tegangan permukaan diukur dengan melihat ketinggian air cairan yang naik melalui suatu kapiler Metode kenaikan kapiler hanya dapat digunakan untuk mengukur tegangan permukaan tidak bisa untuk mengukur tegangan permukaan tidak bias untuk mengukur tegangan antar muka

Persamaan

퐹푢푝 = 훾(2휋푟) cos휃

퐹푑표푤푛 = 휌푔(ℎ휋푟 )

퐹푢푝 = 퐹푑표푤푛 훾 = Keterangan

- 휌 = bobot jenis cairan gml - 푔 = 980 cms - 푟 = jari-jari pipa kapiler - ℎ = tinggi miniskus cairan untuk kapiler - 휃 = sudut kontak ( untuk air dan kebanyakan cairan sangat kecil yakni

mendekati 1 )

Untuk cairan dengan sudut kontak sangat kecil

훾 = atau ℎ =

Sedangkan untuk cairan yang tidak membasahi bejana seperti raksa θ = 140 sehingga cos θ = - 0766 ( berharga negatip) Akibatnya h memiliki harga negatip yang berarti cairan mengalami penurunan atau ditekan dalam kapiler

40

b Metode Cincin Du Nouy

Metode cincin du nouy merupakan metode yang paling baik digunakan karena lebih akurat dan cepat dalam pengukuran tegangan permukaan deterjen serum suspensi koloid dan lain- lain

Berdasarkan pengukuran gaya yang diperlukan untuk melepaskan cincin dari permukaan cairan Metode ini digunakan untuk mengukur tegangan antar muka cairan

Persamaan

훾 = 퐹

4휋푅 퐶

Keterangan - F = gaya yang diperlukan untuk melepaskan cincin dari

permukaan - R = jari-jari lingkar cincin - C = Faktor koreksi

Faktor Koreksi

(퐶 minus 푎) = 4푏휋 푥

1푅 푥

퐹4휋휌푅 + 푐

Keterangan

- a = 07250 (konstan) - b = 009075 m-1 s2 (konstan) - c = 004534 ndash 1695 rR (konstan) - r = jari-jari kawat yang digunakan untuk membuat cincin - R = jari-jari rata-rata lingkaran - 휌 = masa jenis cairan sempel

Ketika mengukur tegangan permuakaan cairan- cairan harus diperhatikan bahwa cairan yang ada dibawah benar- benar membasahi cincin (Bird 1987)

c Metode Lempengan Wilhelmi

Metode ini didasarkan pada gaya yang diperlukan untuk menarik pelat tipis dari permukaan cairan Pelat digantung pada salah satu lengan neraca dan dimasukkan kedalam cairan yang akan diselidiki Besarnya gaya tarik pada neraca yang digunakan untuk melepas pelat dari permukaan cairan dicatat

Persamaan

푃 = 푚푔 + 퐿훾 cos휃 minus 푠ℎ휌푔

41

Keterangan

- P = gaya yang dipergunakan untuk melepaskan lempengan dari permkaan cincin

- m = berat lempengan - 푔 = gaya gravitasi - 푠 = luas penampang lempengan - ℎ = kedalaman lempeng yang dicelupkan - 퐿 = keliling lempengan - 휌 = bobot jenis cairan

Dalam metode ini diandaikan sudut kontak θ = 00 dan pengaruh

dari ujung- ujung lempeng dapat diabaikan ( Yazid 2005 ) Pada metode ini digunakan lempengan mika tipis atau kaca slide

mikrosip yang digantung pada neraca Pengukuran dapat dilakukan dengan cara statistik ataupun dengan detasment yang secara akurat diberikan pada persamaan ideal

Jika pengukurannya dilakukan dengan metode detasmen prosedurnya hampir sama dengan metode cincin Du Nouy tetapi faktor koreksi hanya 01 ( Adamson 1990)

d Metode Tekanan Gelembung Maksimum Tegangan permukaan menyebabkan adanya perbedaan tekanan

pada kedua sisi permukaan cairan yang lengkung Tekanan pada sisi yang cembung Ketika pertama kali tekanan dikenakan jari- jari gelembung sangat besar Sementara gelembung itu mengembang jari- jarinya akan semakin kecil sampai nilai minimum

Pada keadaan ini jari- jari gelembung sama dengan jari- jari tabung gelas Bila tekanan terus dinaikkan jari- jari gelembung akan membesar kembali sampai akhirnya gelembung ini lepas dari tabung gelas dan naik ke permukaan cairan jelas bahwa tekanan maksimum diperoleh pada saat jari- jari minimum

Tekanan maksimum ini bukan hanya disebabkan perbedaan tekanan pada kedua sisi gelembung tetapi juga disebabkan oleh adanya tekanan hidrostatik ( yang bergantung pada ketinggian tabung gelas dalam cairan )

Persamaan

훾 = ∆휌푔푑푒 1퐻

Keterangan

o ∆휌 = perbedaan bobot jenis o 푑푒 = diameter maksimum tetesan

42

o = faktor koreksi yang ditentukan oleh rasio 푑푠 푑푒

Metode tekanan gelembung maksimum memiliki keakuratan di bawah 10 yang mana tidak tergantung pada jarak kontak dan hanya merupakan sebuah pengetahuan dasar dari densitas suatu cairan ( Jika menggunakan pipa ganda ) dan pengukurannya juga relatif cepat Rata- rata sebuah gelembung harganya sekitar 1 sek (Adamson 1990)

Pertemuan 7

Tanggal 14 Oktober 2014

TEGANGAN ANTAR MUKA

Tegangan permukaan merupakan gaya persatuan panjang yang

harus dikerjakan sejajar permukaan untuk mengimbangi gaya tarikan

kedalam pada cairan Hal tersebut terjadi karena pada permukaan gaya

adhesi (antara cairan dan udara) lebih kecil dari pada gaya kohesi antar

molekul cairan sehingga menyebabkan terjadinya gaya kedalam pada

permukaan cairan

Tegangan antar muka adalah gaya per satuan panjang yang terdapat

pada antar muka dua fase cairan yang tidak dapat tercampur Tegangan antar

muka selalu lebih kecil dari pada tegangan permukaan kerena gaya adhesi

antara dua cairan tidak bercampur lebih besar dari pada adhesi antara cairan

dan udara

Cairan-cairan (immisible)

L ƔL ƔL Tegangan permukaan L

ƔS Tegangan permukaan S

ƔSL ƔSL Tegangan antarmuka SL

S ƔS

43

Missible dua zat yang bercampurlarut dengan sempurna berapapun

konsentrasijumlahnya

Immisible dua zat (cairan dengan cairan) yang sama sekali tidak

dapat bercampurlarut

Pada dasarnya tegangan permukaan suatu zat cair

dipengaruhi oleh beberapa faktor diantaranya suhu dan zat terlarut

Dimana keberadaan zat terlarut dalamsuatu cairan akan

mempengaruhi besarnya tegangan permukaan terutama molekul zat

yang berada pada permukaan cairan berbentuk lapisan monomolekuler

yang disebut dengan molekul surfaktan Kemudian suhu juga sangat

mempengaruhi tegangan permukaan suatu cairan dimana ketika suhu

naik maka tegangan permukaan cairan akan turun

Suhu uarr = Tegangan permukaan darr ldquoberbanding terbalikrdquo

Fenomena Permukaan dan Fenomena Antar muka

Permukaan Fenomena

Cairan ndash Udara Tegangan Permukaan

Padat ndash Udara Adsorbsi

Antar Muka Fenomena

Cairan ndash Cairan

(immisible)

Tegangan Antar Muka

Padat ndash Cair Pembasah (Wetting)

Tegangan Antar Muka Cairan ndash Cairan (immisible)

1) Gaya persatuan panjang yang bekerja pada antar muka dua cairan

yang immisible

Satuan dynecm-1

44

2) Kerja yang diperlukan untuk memisahkan 2 permukaan cairan

immisible

Satuan ergcm-2

Manfaat fenomena antar muka dalam farmasi

1 Formulasi sediaan serbuk yang hidrofob

2 Menentukan jenis surfaktan untuk membuat emulsi

3 Meningkatkan stabilitas suspensi dan emulsi

4 Mengatasi sediaan obat yang berbusa

5 Adsorbsi obat pada saluran pencernaan

Soal

1 Hitung Ɣ fenol bila diketahui tinggi kenaikan permukaan fenol dalam

pipa kapiler (r = 007 cm) adalah 093 cm pada suhu 37˚C Bila

diketahui bobot jenis fenol 113 gcm-1 dan konstanta gravitasi = 9807

cm det-2

Diketahui

a) r = 007 cm

b) ρ = 113 gcm-1

c) g = 9807 cm det-2

d) h = 093 cm

Ditanya Ɣfenol

Jawab

Ɣfenol = frac12 (rρgh)

= frac12 (007 x 113 x 9807 x 093)

= 3607 dynecm-1

45

Gaya Kohesi dan Adhesi

Terdapat dua macam gaya tarik menarik antar partikel yaitu kohesi

dan adhesi Kohesi adalah gaya tarik menarik antara partikel yang sejenis

Kohesi dipengaruhi oleh kerapatan dan jarak antar partikel dalam zat gaya

kohesi mengakibatkan dua zat bila dicampurkan tidak akan saling

bercampur Contoh tidak bercampurnya air dengan minyak tidak

melekatnya air raksa pada dinding pipa kapiler dan air pada daun talas

Adhesi adalah gaya tarik menarik antara partikel-partikel yang

tidak sejenis Gaya adhesi akan mengakibatkan dua zat akan saling melekat

bila dicampurkan Contoh bercampurnya air dengan tehkopi melekatnya

air pada dinding pipa kapiler dan melekatnya tinta pada kertas

Adanya gaya tarik menarik antara partikel zat cair menyebabkan

adanya tegangan permukaan dimana permukaan zat cair cenderung

menegang dan seolah terdapat selaput atau lapisan yang tegang sehingga

dapat menahan benda Selain adanya peristiwa tegangan permukaan akibat

adanya gaya tarik menarik antara partikel juga menyebabkan terjadinya

peristiwa meniskus cembung dan meniskus cekung

Meniskus Cembung dan Meniskus Cekung

Meniskus adalah peristiwa mencekung atau mencembungnya

permukaan zat cair Berdasarkan bentuk permukaan zat cair meniskus

dibedakan menjadi dua yaitu meniskus cembung dan meniskus cekung

Meniskus cembung terjadi jika gaya kohesi lebih besar dari pada gaya

adhesi Sedangkan meniskus cekung terjadi jika adhesi lebih besar dari pada

kohesi

46

Jika Wc lt Wa

Sudut Cos Ɵ Kecil

Permukaan cairan dalam kapiler cekung dan naik

Jika Wc gt Wa

Sudut Cos Ɵ Besar

Permukaan cairan dalam kapiler turun dan berbentuk cembung

Ɣ Rasio imbangan antara gaya Kohesi dan Adhesi

Cairan-Cairan (immisible)

Mempengaruhi koefisien sebaran (S)

Jika kerja kohesi lebih besar dari kerja adhesi maka nilai

koefisien sebarannya kecilrendah

Contoh

Asam stearat jika dilarutkan dengan air maka koefisien sebarannya

rendah karena gugus nonpolar pada asam stearat lebih panjang dari

gugus polarnya (gugus polar jadi titak berpengaruh)

47

Jika kerja kohesi lebih rendah dari kerja adhesi maka nilai koefisien

sebarannya tinggi Spreading

Contoh

Propanol jika dilarutkan dengan air maka koefisien sebarannya tinggi

karena mempunyai gugus ndashOH yang dapat berikatan hidrogen dengan

air dan bersifat polar

Tegangan permukaan dipengaruhi oleh

Rasio

Polar

Nonpolar

Si = Wa ndash Wc

Wc = 2 Ɣx

Wa = (Ɣx + Ɣair - Ɣx-air)

Si Bila nilai Si positif maka sebaranspreading terjadi

Bila nilai Si 0 tetap ada peluang sebaran

Bila nilai Si negatif tidak terjadi sebaran

Soal

Diketahui Ɣbenzen = 289 dynecm-1 Ɣair = 728 dynecm-1 dan Ɣbenzen-air =

35 dynecm-1 Hitung nilai kerja kohesi benzen kerja adhesi benzen-air

dan koefisien penyebaran awal benzen

Diketahui

a) Ɣbenzen = 289 dynecm-1

b) Ɣair = 728 dynecm-1

c) Ɣbenzen-air = 35 dynecm-1

48

Ditanya

a) Wc

b) Wa

c) Si

Jawab

Wc = 2 Ɣbenzen

= 2 x 289

= 578 dynecm-1

Wa = (Ɣbenzen + Ɣair ndash Ɣbenzen-air)

= (289 + 728 ndash 35)

= 667 dynecm-1

Si = Wa ndash Wc

= 667 ndash 578

= 89 dynecm-1

Benzen dapat tersebar dalam air karena nilai Si positif (+)

49

DAFTAR PUSTAKA

1 Tayangan Dosen

2 UraianPenjelasan Dosen pada saat Perkuliaha

3 Text Book

- Yazid Estein dan Nursanti Lisda 2006 Penuntun Praktikum Biokimia

Yogyakarta ANDI

- Santoso Begot 2007 BIOLOGI Jakarta Interplus Ridho_Brilliantoro

Tugas_Enzimologi

- Eistein Yazid 2005 Kimia Fisika Untuk Paramedis Yogyakarta Penerbit

Andi

- Adamson A W (1990) Physical Chemistry of Surfaces 5 th Ed New

York Willey

- Hugh DYoung Roger A Freedman 2002 Fisika Universitas Ed10 Alih

bahasa Juliastuti Endangdkk Jakarta Erlangga

- Kamajaya(2007)Cerdas Belajar FisikaBandungGrafindo Media Pratama

- IndrajitDudi(2007)Mudah dan Aktif Belajar FisikaBandungPT Setia

Purna Inves

4 Internet

- httprepositoryusuacidbitstream123456789395874Chapter20IIpdf

- httpstaffuiacidsystemfilesusersjoshitadjajadisastramaterialkestabil

anobatkuliahs2pdf

- httpstaffunyacidsitesdefaultfilespendidikanPurwanti20Widhy2

0Hastuti20SPd20MPdLaju20Reaksi20(2)pdf

- fileCUsersElrio20PutraDownloadsChapter20820Kinetika20

Kimiapdf

- httpusupressusuacidfilesKinetika20Kimia20Reaksi20Element

er_Normal_bab201pdf

- httpffarmasiuadacidwp-contentuploads201301orde-reaksi-waktu-

paruhpdfhttpnissanisso-fkp11webunairacidartikel_detail-49831-

Umum-sifat20kerja20obathtml

- httpmipa-farmasiblogspotcom201202tegangan-permukaan-tegangan-

antar-mukahtmlm=1

50

Page 34: Farfis2 before mid.pdf

34

c Vmax = k2 [E]0

0389 = k2 40 x 10-8 M

k2 = 0389

40 x 10-8

= 0097 x 108

3 Laju pertumbuhan bakteri Lactobacillus acidephilus (dalam suatu

media) selama fase pertumbuhan exponensial menunjukan 924 x

10-3menit Hitung waktu generasi (tg) bakteri tersebut tg waktu

yang diperlukan mikroorganisme untuk melipat gandakan

populasinya yakni menjadi

Jawab

ln = Nt = λt ln = 2N0 = λtg

N0 N0

tg = ln2 tg = 0693

λ 924 x 10-3

tg = 0075 x 103

tg = 75 menit

35

Pertemuan 6

Tanggal 7 Oktober 2014

TEGANGAN PERMUKAAN

Molekul di permukaan mengalami gaya

resultan ke arah dalam media Molekul di

dalam media tidak mengalami gaya resultan

Molekul-molekul cairan memberikan

gaya tarik satu dengan lainnya terdapat gaya

total yang besarnya nol pada molekul di dalam volume cairan tetapi molekul

permukaan ditarik ke dalam volume Sehingga cairan cenderung memperkecil

luas permukaannya hanya dengan meregang lapisan (Fisika Universitas Jl 110

hal 431)

Tegangan permukaan (ᵞ)

- Molekul di bagian dalam media yang bergeak ke permukaan

media membutuhkan kerja untuk mengalami gaya tarik menarik

ke bawah

- Makin banyak jumlah molekul di permukaan media suatu

cairan makin luas permukaan media tersebut

36

- Tetapi dengan adanya gaya resultan ke arah dalam yang dialami

oleh molekul-molekul dipermukaan maka sifat cairan

cenderung untuk meminimumkan luas permukaan

Fenomena alam yang berkaitan dengan sifat kecenderuungan cairan

menimbulkan permukaanya antara lain

- Embun air di atas air

- Air dihinggapi nyamuk

Permukaan zat cair mempunyai sifat ingin meregang sehingga

permukaannya seolah- olah ditutupi oleh suatu lapisan yang elastis Hal ini

disebabkan adanya gaya tarik menarik antara partikel sejenis di dalam zat

cair sampai ke permukaan

Di dalam cairan tiap molekul ditarik oleh molekul lain yang sejenis di

dekatnya dengan gaya yang sama kesegala arah Pada permukaan cairan

tiap molekul ditarik oleh molekul sejenis didekatnya dengan arah hanya

kesamping dan kebawah tetapi tidak ditarik oleh molekul diatasnya karena

diatas permukaan cairan berupa fase uap ( udara ) dengan jarak antara

molekul sangat renggang

Adanya gaya atau tarikan ke bawah menyebabkan permukaan cairan

berkontraksi dan berada dalam keadaan tegang Tegangan ini disebut

dengan tegangan permukaan

Besarnya tegangan permukaan cairan bergantung pada gaya tarik

antara molekul- molekulnya Ketika gaya tarik besar seperti dengan H2O

tegangan permukaan besar Sebaliknya cairan seperti bensin yang tersusun

atas molekul- molekul non polar mempunyai tegangan permukaan yang

kecil karena tarikan antarmolekul lebih lemah

Zat yang tegangan permukaannya rendah sangat mudah membasahi

permukaan bagaimanapun keadaan permukaannya Pelarut hidrokarbon

misalnya nafta atau bensin menyebar pada kaca maupun permukaan

berminyak dengan mudahnya sebab tarikan sesama molekul hidrokarbon

sangat lemah Hampir tidak ada usaha untuk memperluas permukaan cairan

akibatnya mereka mudah menyebar pada permukaan apapun (Brady 1994)

37

Tegangan permukaan (ᵞ)

Banyaknya kerja yang diperlukan untuk memperluas

permukaan suatu cairan Satuannya dalam SI adalah newton per meter

(NM) tetapi satuan cgs dyene per centimeter lebih sering digunakan

1 dynecm = 10-3 Nm = 1 mNm

(Fisika Universitas Jl 110 hal 432)

Tegangan permukaan

- Antara cairan dengan gas atau udara tegangan permukaan

- Antara cairan dengan cairan tegangan antar muka

Contoh nilai ᵞ beberapa cairan pada 20degC

Cairan Cairan-udara (dynecm) Cairan-air (dynecm)

Hg 485 375

H2O 7275 -

C6H6 2888 350

CCl4 2680 451

Aceton 2394 -

Etanol 2249 -

Isopropanol 2192 -

Sukrosa (aquos ) 7645 -

Faktor- Faktor Yang Mempengaruhi Tegangan Permukaan

a Jenis cairan

Pada umumnya cairan yang memiliki gaya tarik antara molekulnya

besar seperti air maka tegangan permukaannya juga besar Sebaliknya pada

cairan seperti bensin karena gaya tarik antara molekulnya kecil maka

tegangan permukaannya juga kecil

38

b Suhu

Tegangan permukaan cairan turun bila suhu naik karena dengan

bertambahnya suhu molekul- molekul cairan bergerak lebih cepat dan

pengaruh interaksi antara molekul berkurang sehingga tegangan

permukaannya menurun

c Adanya zat terlarut

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 detergen dan alkohol

adalah efektif dalam menurunkan tegangan permukaan ( Yazid 2005)

Metode pengukuran tegangan permukaan

- Metode kapiler

- Metode cincin Du Nouy

- Metode Lempengan Wilhelmi

- Metode Tekanan Gelembung maksimum

- Dll

a Metode Kapiler

- Yang digunakan yang luas permukaannya naik

- Permukaan air dalam pipa kapiler terus naik hingga tercapai

keseimbangan dengan gaya gravitasi

Metode ini didasarkan pada kenyataan bahwa bila sebatang pipa

kapiler dimasukan kedalam cairan maka permukaan cairan dalam pipa

kapiler dapat mengalami kenaikan atau penurunan Apabila cairan

membasahi bejana ( θ lt 90 ) maka permukaan cairan akan naik

Sedangkan bila cairan tidak membasahi bejana ( θ gt 90 ) permukaan

cairan akan turun Peristiwa naik turunnya permukaan cairan dalam

kapiler ini disebut dengan kapilaritas

39

Kenaikan atau penurunan cairan dalam kapiler disebabkan oleh

adanya tegangan permukaan yang bekerja pada permukaan cairan yang

menyentuh dinding sepanjang keliling pipa Akibat tegangan permukaan ini

pipa akan memberikan gaya reaksi pada permukaan cairan yang besarnya

sama tapi arahnya berlawanan ( Yazid 2005 )

Catatan

- Jika permukaan atas larutan cembung sudut kontak besar - Jika permukaan atas larutan cekung sudut kontak kecil

Tegangan permukaan diukur dengan melihat ketinggian air cairan yang naik melalui suatu kapiler Metode kenaikan kapiler hanya dapat digunakan untuk mengukur tegangan permukaan tidak bisa untuk mengukur tegangan permukaan tidak bias untuk mengukur tegangan antar muka

Persamaan

퐹푢푝 = 훾(2휋푟) cos휃

퐹푑표푤푛 = 휌푔(ℎ휋푟 )

퐹푢푝 = 퐹푑표푤푛 훾 = Keterangan

- 휌 = bobot jenis cairan gml - 푔 = 980 cms - 푟 = jari-jari pipa kapiler - ℎ = tinggi miniskus cairan untuk kapiler - 휃 = sudut kontak ( untuk air dan kebanyakan cairan sangat kecil yakni

mendekati 1 )

Untuk cairan dengan sudut kontak sangat kecil

훾 = atau ℎ =

Sedangkan untuk cairan yang tidak membasahi bejana seperti raksa θ = 140 sehingga cos θ = - 0766 ( berharga negatip) Akibatnya h memiliki harga negatip yang berarti cairan mengalami penurunan atau ditekan dalam kapiler

40

b Metode Cincin Du Nouy

Metode cincin du nouy merupakan metode yang paling baik digunakan karena lebih akurat dan cepat dalam pengukuran tegangan permukaan deterjen serum suspensi koloid dan lain- lain

Berdasarkan pengukuran gaya yang diperlukan untuk melepaskan cincin dari permukaan cairan Metode ini digunakan untuk mengukur tegangan antar muka cairan

Persamaan

훾 = 퐹

4휋푅 퐶

Keterangan - F = gaya yang diperlukan untuk melepaskan cincin dari

permukaan - R = jari-jari lingkar cincin - C = Faktor koreksi

Faktor Koreksi

(퐶 minus 푎) = 4푏휋 푥

1푅 푥

퐹4휋휌푅 + 푐

Keterangan

- a = 07250 (konstan) - b = 009075 m-1 s2 (konstan) - c = 004534 ndash 1695 rR (konstan) - r = jari-jari kawat yang digunakan untuk membuat cincin - R = jari-jari rata-rata lingkaran - 휌 = masa jenis cairan sempel

Ketika mengukur tegangan permuakaan cairan- cairan harus diperhatikan bahwa cairan yang ada dibawah benar- benar membasahi cincin (Bird 1987)

c Metode Lempengan Wilhelmi

Metode ini didasarkan pada gaya yang diperlukan untuk menarik pelat tipis dari permukaan cairan Pelat digantung pada salah satu lengan neraca dan dimasukkan kedalam cairan yang akan diselidiki Besarnya gaya tarik pada neraca yang digunakan untuk melepas pelat dari permukaan cairan dicatat

Persamaan

푃 = 푚푔 + 퐿훾 cos휃 minus 푠ℎ휌푔

41

Keterangan

- P = gaya yang dipergunakan untuk melepaskan lempengan dari permkaan cincin

- m = berat lempengan - 푔 = gaya gravitasi - 푠 = luas penampang lempengan - ℎ = kedalaman lempeng yang dicelupkan - 퐿 = keliling lempengan - 휌 = bobot jenis cairan

Dalam metode ini diandaikan sudut kontak θ = 00 dan pengaruh

dari ujung- ujung lempeng dapat diabaikan ( Yazid 2005 ) Pada metode ini digunakan lempengan mika tipis atau kaca slide

mikrosip yang digantung pada neraca Pengukuran dapat dilakukan dengan cara statistik ataupun dengan detasment yang secara akurat diberikan pada persamaan ideal

Jika pengukurannya dilakukan dengan metode detasmen prosedurnya hampir sama dengan metode cincin Du Nouy tetapi faktor koreksi hanya 01 ( Adamson 1990)

d Metode Tekanan Gelembung Maksimum Tegangan permukaan menyebabkan adanya perbedaan tekanan

pada kedua sisi permukaan cairan yang lengkung Tekanan pada sisi yang cembung Ketika pertama kali tekanan dikenakan jari- jari gelembung sangat besar Sementara gelembung itu mengembang jari- jarinya akan semakin kecil sampai nilai minimum

Pada keadaan ini jari- jari gelembung sama dengan jari- jari tabung gelas Bila tekanan terus dinaikkan jari- jari gelembung akan membesar kembali sampai akhirnya gelembung ini lepas dari tabung gelas dan naik ke permukaan cairan jelas bahwa tekanan maksimum diperoleh pada saat jari- jari minimum

Tekanan maksimum ini bukan hanya disebabkan perbedaan tekanan pada kedua sisi gelembung tetapi juga disebabkan oleh adanya tekanan hidrostatik ( yang bergantung pada ketinggian tabung gelas dalam cairan )

Persamaan

훾 = ∆휌푔푑푒 1퐻

Keterangan

o ∆휌 = perbedaan bobot jenis o 푑푒 = diameter maksimum tetesan

42

o = faktor koreksi yang ditentukan oleh rasio 푑푠 푑푒

Metode tekanan gelembung maksimum memiliki keakuratan di bawah 10 yang mana tidak tergantung pada jarak kontak dan hanya merupakan sebuah pengetahuan dasar dari densitas suatu cairan ( Jika menggunakan pipa ganda ) dan pengukurannya juga relatif cepat Rata- rata sebuah gelembung harganya sekitar 1 sek (Adamson 1990)

Pertemuan 7

Tanggal 14 Oktober 2014

TEGANGAN ANTAR MUKA

Tegangan permukaan merupakan gaya persatuan panjang yang

harus dikerjakan sejajar permukaan untuk mengimbangi gaya tarikan

kedalam pada cairan Hal tersebut terjadi karena pada permukaan gaya

adhesi (antara cairan dan udara) lebih kecil dari pada gaya kohesi antar

molekul cairan sehingga menyebabkan terjadinya gaya kedalam pada

permukaan cairan

Tegangan antar muka adalah gaya per satuan panjang yang terdapat

pada antar muka dua fase cairan yang tidak dapat tercampur Tegangan antar

muka selalu lebih kecil dari pada tegangan permukaan kerena gaya adhesi

antara dua cairan tidak bercampur lebih besar dari pada adhesi antara cairan

dan udara

Cairan-cairan (immisible)

L ƔL ƔL Tegangan permukaan L

ƔS Tegangan permukaan S

ƔSL ƔSL Tegangan antarmuka SL

S ƔS

43

Missible dua zat yang bercampurlarut dengan sempurna berapapun

konsentrasijumlahnya

Immisible dua zat (cairan dengan cairan) yang sama sekali tidak

dapat bercampurlarut

Pada dasarnya tegangan permukaan suatu zat cair

dipengaruhi oleh beberapa faktor diantaranya suhu dan zat terlarut

Dimana keberadaan zat terlarut dalamsuatu cairan akan

mempengaruhi besarnya tegangan permukaan terutama molekul zat

yang berada pada permukaan cairan berbentuk lapisan monomolekuler

yang disebut dengan molekul surfaktan Kemudian suhu juga sangat

mempengaruhi tegangan permukaan suatu cairan dimana ketika suhu

naik maka tegangan permukaan cairan akan turun

Suhu uarr = Tegangan permukaan darr ldquoberbanding terbalikrdquo

Fenomena Permukaan dan Fenomena Antar muka

Permukaan Fenomena

Cairan ndash Udara Tegangan Permukaan

Padat ndash Udara Adsorbsi

Antar Muka Fenomena

Cairan ndash Cairan

(immisible)

Tegangan Antar Muka

Padat ndash Cair Pembasah (Wetting)

Tegangan Antar Muka Cairan ndash Cairan (immisible)

1) Gaya persatuan panjang yang bekerja pada antar muka dua cairan

yang immisible

Satuan dynecm-1

44

2) Kerja yang diperlukan untuk memisahkan 2 permukaan cairan

immisible

Satuan ergcm-2

Manfaat fenomena antar muka dalam farmasi

1 Formulasi sediaan serbuk yang hidrofob

2 Menentukan jenis surfaktan untuk membuat emulsi

3 Meningkatkan stabilitas suspensi dan emulsi

4 Mengatasi sediaan obat yang berbusa

5 Adsorbsi obat pada saluran pencernaan

Soal

1 Hitung Ɣ fenol bila diketahui tinggi kenaikan permukaan fenol dalam

pipa kapiler (r = 007 cm) adalah 093 cm pada suhu 37˚C Bila

diketahui bobot jenis fenol 113 gcm-1 dan konstanta gravitasi = 9807

cm det-2

Diketahui

a) r = 007 cm

b) ρ = 113 gcm-1

c) g = 9807 cm det-2

d) h = 093 cm

Ditanya Ɣfenol

Jawab

Ɣfenol = frac12 (rρgh)

= frac12 (007 x 113 x 9807 x 093)

= 3607 dynecm-1

45

Gaya Kohesi dan Adhesi

Terdapat dua macam gaya tarik menarik antar partikel yaitu kohesi

dan adhesi Kohesi adalah gaya tarik menarik antara partikel yang sejenis

Kohesi dipengaruhi oleh kerapatan dan jarak antar partikel dalam zat gaya

kohesi mengakibatkan dua zat bila dicampurkan tidak akan saling

bercampur Contoh tidak bercampurnya air dengan minyak tidak

melekatnya air raksa pada dinding pipa kapiler dan air pada daun talas

Adhesi adalah gaya tarik menarik antara partikel-partikel yang

tidak sejenis Gaya adhesi akan mengakibatkan dua zat akan saling melekat

bila dicampurkan Contoh bercampurnya air dengan tehkopi melekatnya

air pada dinding pipa kapiler dan melekatnya tinta pada kertas

Adanya gaya tarik menarik antara partikel zat cair menyebabkan

adanya tegangan permukaan dimana permukaan zat cair cenderung

menegang dan seolah terdapat selaput atau lapisan yang tegang sehingga

dapat menahan benda Selain adanya peristiwa tegangan permukaan akibat

adanya gaya tarik menarik antara partikel juga menyebabkan terjadinya

peristiwa meniskus cembung dan meniskus cekung

Meniskus Cembung dan Meniskus Cekung

Meniskus adalah peristiwa mencekung atau mencembungnya

permukaan zat cair Berdasarkan bentuk permukaan zat cair meniskus

dibedakan menjadi dua yaitu meniskus cembung dan meniskus cekung

Meniskus cembung terjadi jika gaya kohesi lebih besar dari pada gaya

adhesi Sedangkan meniskus cekung terjadi jika adhesi lebih besar dari pada

kohesi

46

Jika Wc lt Wa

Sudut Cos Ɵ Kecil

Permukaan cairan dalam kapiler cekung dan naik

Jika Wc gt Wa

Sudut Cos Ɵ Besar

Permukaan cairan dalam kapiler turun dan berbentuk cembung

Ɣ Rasio imbangan antara gaya Kohesi dan Adhesi

Cairan-Cairan (immisible)

Mempengaruhi koefisien sebaran (S)

Jika kerja kohesi lebih besar dari kerja adhesi maka nilai

koefisien sebarannya kecilrendah

Contoh

Asam stearat jika dilarutkan dengan air maka koefisien sebarannya

rendah karena gugus nonpolar pada asam stearat lebih panjang dari

gugus polarnya (gugus polar jadi titak berpengaruh)

47

Jika kerja kohesi lebih rendah dari kerja adhesi maka nilai koefisien

sebarannya tinggi Spreading

Contoh

Propanol jika dilarutkan dengan air maka koefisien sebarannya tinggi

karena mempunyai gugus ndashOH yang dapat berikatan hidrogen dengan

air dan bersifat polar

Tegangan permukaan dipengaruhi oleh

Rasio

Polar

Nonpolar

Si = Wa ndash Wc

Wc = 2 Ɣx

Wa = (Ɣx + Ɣair - Ɣx-air)

Si Bila nilai Si positif maka sebaranspreading terjadi

Bila nilai Si 0 tetap ada peluang sebaran

Bila nilai Si negatif tidak terjadi sebaran

Soal

Diketahui Ɣbenzen = 289 dynecm-1 Ɣair = 728 dynecm-1 dan Ɣbenzen-air =

35 dynecm-1 Hitung nilai kerja kohesi benzen kerja adhesi benzen-air

dan koefisien penyebaran awal benzen

Diketahui

a) Ɣbenzen = 289 dynecm-1

b) Ɣair = 728 dynecm-1

c) Ɣbenzen-air = 35 dynecm-1

48

Ditanya

a) Wc

b) Wa

c) Si

Jawab

Wc = 2 Ɣbenzen

= 2 x 289

= 578 dynecm-1

Wa = (Ɣbenzen + Ɣair ndash Ɣbenzen-air)

= (289 + 728 ndash 35)

= 667 dynecm-1

Si = Wa ndash Wc

= 667 ndash 578

= 89 dynecm-1

Benzen dapat tersebar dalam air karena nilai Si positif (+)

49

DAFTAR PUSTAKA

1 Tayangan Dosen

2 UraianPenjelasan Dosen pada saat Perkuliaha

3 Text Book

- Yazid Estein dan Nursanti Lisda 2006 Penuntun Praktikum Biokimia

Yogyakarta ANDI

- Santoso Begot 2007 BIOLOGI Jakarta Interplus Ridho_Brilliantoro

Tugas_Enzimologi

- Eistein Yazid 2005 Kimia Fisika Untuk Paramedis Yogyakarta Penerbit

Andi

- Adamson A W (1990) Physical Chemistry of Surfaces 5 th Ed New

York Willey

- Hugh DYoung Roger A Freedman 2002 Fisika Universitas Ed10 Alih

bahasa Juliastuti Endangdkk Jakarta Erlangga

- Kamajaya(2007)Cerdas Belajar FisikaBandungGrafindo Media Pratama

- IndrajitDudi(2007)Mudah dan Aktif Belajar FisikaBandungPT Setia

Purna Inves

4 Internet

- httprepositoryusuacidbitstream123456789395874Chapter20IIpdf

- httpstaffuiacidsystemfilesusersjoshitadjajadisastramaterialkestabil

anobatkuliahs2pdf

- httpstaffunyacidsitesdefaultfilespendidikanPurwanti20Widhy2

0Hastuti20SPd20MPdLaju20Reaksi20(2)pdf

- fileCUsersElrio20PutraDownloadsChapter20820Kinetika20

Kimiapdf

- httpusupressusuacidfilesKinetika20Kimia20Reaksi20Element

er_Normal_bab201pdf

- httpffarmasiuadacidwp-contentuploads201301orde-reaksi-waktu-

paruhpdfhttpnissanisso-fkp11webunairacidartikel_detail-49831-

Umum-sifat20kerja20obathtml

- httpmipa-farmasiblogspotcom201202tegangan-permukaan-tegangan-

antar-mukahtmlm=1

50

Page 35: Farfis2 before mid.pdf

35

Pertemuan 6

Tanggal 7 Oktober 2014

TEGANGAN PERMUKAAN

Molekul di permukaan mengalami gaya

resultan ke arah dalam media Molekul di

dalam media tidak mengalami gaya resultan

Molekul-molekul cairan memberikan

gaya tarik satu dengan lainnya terdapat gaya

total yang besarnya nol pada molekul di dalam volume cairan tetapi molekul

permukaan ditarik ke dalam volume Sehingga cairan cenderung memperkecil

luas permukaannya hanya dengan meregang lapisan (Fisika Universitas Jl 110

hal 431)

Tegangan permukaan (ᵞ)

- Molekul di bagian dalam media yang bergeak ke permukaan

media membutuhkan kerja untuk mengalami gaya tarik menarik

ke bawah

- Makin banyak jumlah molekul di permukaan media suatu

cairan makin luas permukaan media tersebut

36

- Tetapi dengan adanya gaya resultan ke arah dalam yang dialami

oleh molekul-molekul dipermukaan maka sifat cairan

cenderung untuk meminimumkan luas permukaan

Fenomena alam yang berkaitan dengan sifat kecenderuungan cairan

menimbulkan permukaanya antara lain

- Embun air di atas air

- Air dihinggapi nyamuk

Permukaan zat cair mempunyai sifat ingin meregang sehingga

permukaannya seolah- olah ditutupi oleh suatu lapisan yang elastis Hal ini

disebabkan adanya gaya tarik menarik antara partikel sejenis di dalam zat

cair sampai ke permukaan

Di dalam cairan tiap molekul ditarik oleh molekul lain yang sejenis di

dekatnya dengan gaya yang sama kesegala arah Pada permukaan cairan

tiap molekul ditarik oleh molekul sejenis didekatnya dengan arah hanya

kesamping dan kebawah tetapi tidak ditarik oleh molekul diatasnya karena

diatas permukaan cairan berupa fase uap ( udara ) dengan jarak antara

molekul sangat renggang

Adanya gaya atau tarikan ke bawah menyebabkan permukaan cairan

berkontraksi dan berada dalam keadaan tegang Tegangan ini disebut

dengan tegangan permukaan

Besarnya tegangan permukaan cairan bergantung pada gaya tarik

antara molekul- molekulnya Ketika gaya tarik besar seperti dengan H2O

tegangan permukaan besar Sebaliknya cairan seperti bensin yang tersusun

atas molekul- molekul non polar mempunyai tegangan permukaan yang

kecil karena tarikan antarmolekul lebih lemah

Zat yang tegangan permukaannya rendah sangat mudah membasahi

permukaan bagaimanapun keadaan permukaannya Pelarut hidrokarbon

misalnya nafta atau bensin menyebar pada kaca maupun permukaan

berminyak dengan mudahnya sebab tarikan sesama molekul hidrokarbon

sangat lemah Hampir tidak ada usaha untuk memperluas permukaan cairan

akibatnya mereka mudah menyebar pada permukaan apapun (Brady 1994)

37

Tegangan permukaan (ᵞ)

Banyaknya kerja yang diperlukan untuk memperluas

permukaan suatu cairan Satuannya dalam SI adalah newton per meter

(NM) tetapi satuan cgs dyene per centimeter lebih sering digunakan

1 dynecm = 10-3 Nm = 1 mNm

(Fisika Universitas Jl 110 hal 432)

Tegangan permukaan

- Antara cairan dengan gas atau udara tegangan permukaan

- Antara cairan dengan cairan tegangan antar muka

Contoh nilai ᵞ beberapa cairan pada 20degC

Cairan Cairan-udara (dynecm) Cairan-air (dynecm)

Hg 485 375

H2O 7275 -

C6H6 2888 350

CCl4 2680 451

Aceton 2394 -

Etanol 2249 -

Isopropanol 2192 -

Sukrosa (aquos ) 7645 -

Faktor- Faktor Yang Mempengaruhi Tegangan Permukaan

a Jenis cairan

Pada umumnya cairan yang memiliki gaya tarik antara molekulnya

besar seperti air maka tegangan permukaannya juga besar Sebaliknya pada

cairan seperti bensin karena gaya tarik antara molekulnya kecil maka

tegangan permukaannya juga kecil

38

b Suhu

Tegangan permukaan cairan turun bila suhu naik karena dengan

bertambahnya suhu molekul- molekul cairan bergerak lebih cepat dan

pengaruh interaksi antara molekul berkurang sehingga tegangan

permukaannya menurun

c Adanya zat terlarut

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 detergen dan alkohol

adalah efektif dalam menurunkan tegangan permukaan ( Yazid 2005)

Metode pengukuran tegangan permukaan

- Metode kapiler

- Metode cincin Du Nouy

- Metode Lempengan Wilhelmi

- Metode Tekanan Gelembung maksimum

- Dll

a Metode Kapiler

- Yang digunakan yang luas permukaannya naik

- Permukaan air dalam pipa kapiler terus naik hingga tercapai

keseimbangan dengan gaya gravitasi

Metode ini didasarkan pada kenyataan bahwa bila sebatang pipa

kapiler dimasukan kedalam cairan maka permukaan cairan dalam pipa

kapiler dapat mengalami kenaikan atau penurunan Apabila cairan

membasahi bejana ( θ lt 90 ) maka permukaan cairan akan naik

Sedangkan bila cairan tidak membasahi bejana ( θ gt 90 ) permukaan

cairan akan turun Peristiwa naik turunnya permukaan cairan dalam

kapiler ini disebut dengan kapilaritas

39

Kenaikan atau penurunan cairan dalam kapiler disebabkan oleh

adanya tegangan permukaan yang bekerja pada permukaan cairan yang

menyentuh dinding sepanjang keliling pipa Akibat tegangan permukaan ini

pipa akan memberikan gaya reaksi pada permukaan cairan yang besarnya

sama tapi arahnya berlawanan ( Yazid 2005 )

Catatan

- Jika permukaan atas larutan cembung sudut kontak besar - Jika permukaan atas larutan cekung sudut kontak kecil

Tegangan permukaan diukur dengan melihat ketinggian air cairan yang naik melalui suatu kapiler Metode kenaikan kapiler hanya dapat digunakan untuk mengukur tegangan permukaan tidak bisa untuk mengukur tegangan permukaan tidak bias untuk mengukur tegangan antar muka

Persamaan

퐹푢푝 = 훾(2휋푟) cos휃

퐹푑표푤푛 = 휌푔(ℎ휋푟 )

퐹푢푝 = 퐹푑표푤푛 훾 = Keterangan

- 휌 = bobot jenis cairan gml - 푔 = 980 cms - 푟 = jari-jari pipa kapiler - ℎ = tinggi miniskus cairan untuk kapiler - 휃 = sudut kontak ( untuk air dan kebanyakan cairan sangat kecil yakni

mendekati 1 )

Untuk cairan dengan sudut kontak sangat kecil

훾 = atau ℎ =

Sedangkan untuk cairan yang tidak membasahi bejana seperti raksa θ = 140 sehingga cos θ = - 0766 ( berharga negatip) Akibatnya h memiliki harga negatip yang berarti cairan mengalami penurunan atau ditekan dalam kapiler

40

b Metode Cincin Du Nouy

Metode cincin du nouy merupakan metode yang paling baik digunakan karena lebih akurat dan cepat dalam pengukuran tegangan permukaan deterjen serum suspensi koloid dan lain- lain

Berdasarkan pengukuran gaya yang diperlukan untuk melepaskan cincin dari permukaan cairan Metode ini digunakan untuk mengukur tegangan antar muka cairan

Persamaan

훾 = 퐹

4휋푅 퐶

Keterangan - F = gaya yang diperlukan untuk melepaskan cincin dari

permukaan - R = jari-jari lingkar cincin - C = Faktor koreksi

Faktor Koreksi

(퐶 minus 푎) = 4푏휋 푥

1푅 푥

퐹4휋휌푅 + 푐

Keterangan

- a = 07250 (konstan) - b = 009075 m-1 s2 (konstan) - c = 004534 ndash 1695 rR (konstan) - r = jari-jari kawat yang digunakan untuk membuat cincin - R = jari-jari rata-rata lingkaran - 휌 = masa jenis cairan sempel

Ketika mengukur tegangan permuakaan cairan- cairan harus diperhatikan bahwa cairan yang ada dibawah benar- benar membasahi cincin (Bird 1987)

c Metode Lempengan Wilhelmi

Metode ini didasarkan pada gaya yang diperlukan untuk menarik pelat tipis dari permukaan cairan Pelat digantung pada salah satu lengan neraca dan dimasukkan kedalam cairan yang akan diselidiki Besarnya gaya tarik pada neraca yang digunakan untuk melepas pelat dari permukaan cairan dicatat

Persamaan

푃 = 푚푔 + 퐿훾 cos휃 minus 푠ℎ휌푔

41

Keterangan

- P = gaya yang dipergunakan untuk melepaskan lempengan dari permkaan cincin

- m = berat lempengan - 푔 = gaya gravitasi - 푠 = luas penampang lempengan - ℎ = kedalaman lempeng yang dicelupkan - 퐿 = keliling lempengan - 휌 = bobot jenis cairan

Dalam metode ini diandaikan sudut kontak θ = 00 dan pengaruh

dari ujung- ujung lempeng dapat diabaikan ( Yazid 2005 ) Pada metode ini digunakan lempengan mika tipis atau kaca slide

mikrosip yang digantung pada neraca Pengukuran dapat dilakukan dengan cara statistik ataupun dengan detasment yang secara akurat diberikan pada persamaan ideal

Jika pengukurannya dilakukan dengan metode detasmen prosedurnya hampir sama dengan metode cincin Du Nouy tetapi faktor koreksi hanya 01 ( Adamson 1990)

d Metode Tekanan Gelembung Maksimum Tegangan permukaan menyebabkan adanya perbedaan tekanan

pada kedua sisi permukaan cairan yang lengkung Tekanan pada sisi yang cembung Ketika pertama kali tekanan dikenakan jari- jari gelembung sangat besar Sementara gelembung itu mengembang jari- jarinya akan semakin kecil sampai nilai minimum

Pada keadaan ini jari- jari gelembung sama dengan jari- jari tabung gelas Bila tekanan terus dinaikkan jari- jari gelembung akan membesar kembali sampai akhirnya gelembung ini lepas dari tabung gelas dan naik ke permukaan cairan jelas bahwa tekanan maksimum diperoleh pada saat jari- jari minimum

Tekanan maksimum ini bukan hanya disebabkan perbedaan tekanan pada kedua sisi gelembung tetapi juga disebabkan oleh adanya tekanan hidrostatik ( yang bergantung pada ketinggian tabung gelas dalam cairan )

Persamaan

훾 = ∆휌푔푑푒 1퐻

Keterangan

o ∆휌 = perbedaan bobot jenis o 푑푒 = diameter maksimum tetesan

42

o = faktor koreksi yang ditentukan oleh rasio 푑푠 푑푒

Metode tekanan gelembung maksimum memiliki keakuratan di bawah 10 yang mana tidak tergantung pada jarak kontak dan hanya merupakan sebuah pengetahuan dasar dari densitas suatu cairan ( Jika menggunakan pipa ganda ) dan pengukurannya juga relatif cepat Rata- rata sebuah gelembung harganya sekitar 1 sek (Adamson 1990)

Pertemuan 7

Tanggal 14 Oktober 2014

TEGANGAN ANTAR MUKA

Tegangan permukaan merupakan gaya persatuan panjang yang

harus dikerjakan sejajar permukaan untuk mengimbangi gaya tarikan

kedalam pada cairan Hal tersebut terjadi karena pada permukaan gaya

adhesi (antara cairan dan udara) lebih kecil dari pada gaya kohesi antar

molekul cairan sehingga menyebabkan terjadinya gaya kedalam pada

permukaan cairan

Tegangan antar muka adalah gaya per satuan panjang yang terdapat

pada antar muka dua fase cairan yang tidak dapat tercampur Tegangan antar

muka selalu lebih kecil dari pada tegangan permukaan kerena gaya adhesi

antara dua cairan tidak bercampur lebih besar dari pada adhesi antara cairan

dan udara

Cairan-cairan (immisible)

L ƔL ƔL Tegangan permukaan L

ƔS Tegangan permukaan S

ƔSL ƔSL Tegangan antarmuka SL

S ƔS

43

Missible dua zat yang bercampurlarut dengan sempurna berapapun

konsentrasijumlahnya

Immisible dua zat (cairan dengan cairan) yang sama sekali tidak

dapat bercampurlarut

Pada dasarnya tegangan permukaan suatu zat cair

dipengaruhi oleh beberapa faktor diantaranya suhu dan zat terlarut

Dimana keberadaan zat terlarut dalamsuatu cairan akan

mempengaruhi besarnya tegangan permukaan terutama molekul zat

yang berada pada permukaan cairan berbentuk lapisan monomolekuler

yang disebut dengan molekul surfaktan Kemudian suhu juga sangat

mempengaruhi tegangan permukaan suatu cairan dimana ketika suhu

naik maka tegangan permukaan cairan akan turun

Suhu uarr = Tegangan permukaan darr ldquoberbanding terbalikrdquo

Fenomena Permukaan dan Fenomena Antar muka

Permukaan Fenomena

Cairan ndash Udara Tegangan Permukaan

Padat ndash Udara Adsorbsi

Antar Muka Fenomena

Cairan ndash Cairan

(immisible)

Tegangan Antar Muka

Padat ndash Cair Pembasah (Wetting)

Tegangan Antar Muka Cairan ndash Cairan (immisible)

1) Gaya persatuan panjang yang bekerja pada antar muka dua cairan

yang immisible

Satuan dynecm-1

44

2) Kerja yang diperlukan untuk memisahkan 2 permukaan cairan

immisible

Satuan ergcm-2

Manfaat fenomena antar muka dalam farmasi

1 Formulasi sediaan serbuk yang hidrofob

2 Menentukan jenis surfaktan untuk membuat emulsi

3 Meningkatkan stabilitas suspensi dan emulsi

4 Mengatasi sediaan obat yang berbusa

5 Adsorbsi obat pada saluran pencernaan

Soal

1 Hitung Ɣ fenol bila diketahui tinggi kenaikan permukaan fenol dalam

pipa kapiler (r = 007 cm) adalah 093 cm pada suhu 37˚C Bila

diketahui bobot jenis fenol 113 gcm-1 dan konstanta gravitasi = 9807

cm det-2

Diketahui

a) r = 007 cm

b) ρ = 113 gcm-1

c) g = 9807 cm det-2

d) h = 093 cm

Ditanya Ɣfenol

Jawab

Ɣfenol = frac12 (rρgh)

= frac12 (007 x 113 x 9807 x 093)

= 3607 dynecm-1

45

Gaya Kohesi dan Adhesi

Terdapat dua macam gaya tarik menarik antar partikel yaitu kohesi

dan adhesi Kohesi adalah gaya tarik menarik antara partikel yang sejenis

Kohesi dipengaruhi oleh kerapatan dan jarak antar partikel dalam zat gaya

kohesi mengakibatkan dua zat bila dicampurkan tidak akan saling

bercampur Contoh tidak bercampurnya air dengan minyak tidak

melekatnya air raksa pada dinding pipa kapiler dan air pada daun talas

Adhesi adalah gaya tarik menarik antara partikel-partikel yang

tidak sejenis Gaya adhesi akan mengakibatkan dua zat akan saling melekat

bila dicampurkan Contoh bercampurnya air dengan tehkopi melekatnya

air pada dinding pipa kapiler dan melekatnya tinta pada kertas

Adanya gaya tarik menarik antara partikel zat cair menyebabkan

adanya tegangan permukaan dimana permukaan zat cair cenderung

menegang dan seolah terdapat selaput atau lapisan yang tegang sehingga

dapat menahan benda Selain adanya peristiwa tegangan permukaan akibat

adanya gaya tarik menarik antara partikel juga menyebabkan terjadinya

peristiwa meniskus cembung dan meniskus cekung

Meniskus Cembung dan Meniskus Cekung

Meniskus adalah peristiwa mencekung atau mencembungnya

permukaan zat cair Berdasarkan bentuk permukaan zat cair meniskus

dibedakan menjadi dua yaitu meniskus cembung dan meniskus cekung

Meniskus cembung terjadi jika gaya kohesi lebih besar dari pada gaya

adhesi Sedangkan meniskus cekung terjadi jika adhesi lebih besar dari pada

kohesi

46

Jika Wc lt Wa

Sudut Cos Ɵ Kecil

Permukaan cairan dalam kapiler cekung dan naik

Jika Wc gt Wa

Sudut Cos Ɵ Besar

Permukaan cairan dalam kapiler turun dan berbentuk cembung

Ɣ Rasio imbangan antara gaya Kohesi dan Adhesi

Cairan-Cairan (immisible)

Mempengaruhi koefisien sebaran (S)

Jika kerja kohesi lebih besar dari kerja adhesi maka nilai

koefisien sebarannya kecilrendah

Contoh

Asam stearat jika dilarutkan dengan air maka koefisien sebarannya

rendah karena gugus nonpolar pada asam stearat lebih panjang dari

gugus polarnya (gugus polar jadi titak berpengaruh)

47

Jika kerja kohesi lebih rendah dari kerja adhesi maka nilai koefisien

sebarannya tinggi Spreading

Contoh

Propanol jika dilarutkan dengan air maka koefisien sebarannya tinggi

karena mempunyai gugus ndashOH yang dapat berikatan hidrogen dengan

air dan bersifat polar

Tegangan permukaan dipengaruhi oleh

Rasio

Polar

Nonpolar

Si = Wa ndash Wc

Wc = 2 Ɣx

Wa = (Ɣx + Ɣair - Ɣx-air)

Si Bila nilai Si positif maka sebaranspreading terjadi

Bila nilai Si 0 tetap ada peluang sebaran

Bila nilai Si negatif tidak terjadi sebaran

Soal

Diketahui Ɣbenzen = 289 dynecm-1 Ɣair = 728 dynecm-1 dan Ɣbenzen-air =

35 dynecm-1 Hitung nilai kerja kohesi benzen kerja adhesi benzen-air

dan koefisien penyebaran awal benzen

Diketahui

a) Ɣbenzen = 289 dynecm-1

b) Ɣair = 728 dynecm-1

c) Ɣbenzen-air = 35 dynecm-1

48

Ditanya

a) Wc

b) Wa

c) Si

Jawab

Wc = 2 Ɣbenzen

= 2 x 289

= 578 dynecm-1

Wa = (Ɣbenzen + Ɣair ndash Ɣbenzen-air)

= (289 + 728 ndash 35)

= 667 dynecm-1

Si = Wa ndash Wc

= 667 ndash 578

= 89 dynecm-1

Benzen dapat tersebar dalam air karena nilai Si positif (+)

49

DAFTAR PUSTAKA

1 Tayangan Dosen

2 UraianPenjelasan Dosen pada saat Perkuliaha

3 Text Book

- Yazid Estein dan Nursanti Lisda 2006 Penuntun Praktikum Biokimia

Yogyakarta ANDI

- Santoso Begot 2007 BIOLOGI Jakarta Interplus Ridho_Brilliantoro

Tugas_Enzimologi

- Eistein Yazid 2005 Kimia Fisika Untuk Paramedis Yogyakarta Penerbit

Andi

- Adamson A W (1990) Physical Chemistry of Surfaces 5 th Ed New

York Willey

- Hugh DYoung Roger A Freedman 2002 Fisika Universitas Ed10 Alih

bahasa Juliastuti Endangdkk Jakarta Erlangga

- Kamajaya(2007)Cerdas Belajar FisikaBandungGrafindo Media Pratama

- IndrajitDudi(2007)Mudah dan Aktif Belajar FisikaBandungPT Setia

Purna Inves

4 Internet

- httprepositoryusuacidbitstream123456789395874Chapter20IIpdf

- httpstaffuiacidsystemfilesusersjoshitadjajadisastramaterialkestabil

anobatkuliahs2pdf

- httpstaffunyacidsitesdefaultfilespendidikanPurwanti20Widhy2

0Hastuti20SPd20MPdLaju20Reaksi20(2)pdf

- fileCUsersElrio20PutraDownloadsChapter20820Kinetika20

Kimiapdf

- httpusupressusuacidfilesKinetika20Kimia20Reaksi20Element

er_Normal_bab201pdf

- httpffarmasiuadacidwp-contentuploads201301orde-reaksi-waktu-

paruhpdfhttpnissanisso-fkp11webunairacidartikel_detail-49831-

Umum-sifat20kerja20obathtml

- httpmipa-farmasiblogspotcom201202tegangan-permukaan-tegangan-

antar-mukahtmlm=1

50

Page 36: Farfis2 before mid.pdf

36

- Tetapi dengan adanya gaya resultan ke arah dalam yang dialami

oleh molekul-molekul dipermukaan maka sifat cairan

cenderung untuk meminimumkan luas permukaan

Fenomena alam yang berkaitan dengan sifat kecenderuungan cairan

menimbulkan permukaanya antara lain

- Embun air di atas air

- Air dihinggapi nyamuk

Permukaan zat cair mempunyai sifat ingin meregang sehingga

permukaannya seolah- olah ditutupi oleh suatu lapisan yang elastis Hal ini

disebabkan adanya gaya tarik menarik antara partikel sejenis di dalam zat

cair sampai ke permukaan

Di dalam cairan tiap molekul ditarik oleh molekul lain yang sejenis di

dekatnya dengan gaya yang sama kesegala arah Pada permukaan cairan

tiap molekul ditarik oleh molekul sejenis didekatnya dengan arah hanya

kesamping dan kebawah tetapi tidak ditarik oleh molekul diatasnya karena

diatas permukaan cairan berupa fase uap ( udara ) dengan jarak antara

molekul sangat renggang

Adanya gaya atau tarikan ke bawah menyebabkan permukaan cairan

berkontraksi dan berada dalam keadaan tegang Tegangan ini disebut

dengan tegangan permukaan

Besarnya tegangan permukaan cairan bergantung pada gaya tarik

antara molekul- molekulnya Ketika gaya tarik besar seperti dengan H2O

tegangan permukaan besar Sebaliknya cairan seperti bensin yang tersusun

atas molekul- molekul non polar mempunyai tegangan permukaan yang

kecil karena tarikan antarmolekul lebih lemah

Zat yang tegangan permukaannya rendah sangat mudah membasahi

permukaan bagaimanapun keadaan permukaannya Pelarut hidrokarbon

misalnya nafta atau bensin menyebar pada kaca maupun permukaan

berminyak dengan mudahnya sebab tarikan sesama molekul hidrokarbon

sangat lemah Hampir tidak ada usaha untuk memperluas permukaan cairan

akibatnya mereka mudah menyebar pada permukaan apapun (Brady 1994)

37

Tegangan permukaan (ᵞ)

Banyaknya kerja yang diperlukan untuk memperluas

permukaan suatu cairan Satuannya dalam SI adalah newton per meter

(NM) tetapi satuan cgs dyene per centimeter lebih sering digunakan

1 dynecm = 10-3 Nm = 1 mNm

(Fisika Universitas Jl 110 hal 432)

Tegangan permukaan

- Antara cairan dengan gas atau udara tegangan permukaan

- Antara cairan dengan cairan tegangan antar muka

Contoh nilai ᵞ beberapa cairan pada 20degC

Cairan Cairan-udara (dynecm) Cairan-air (dynecm)

Hg 485 375

H2O 7275 -

C6H6 2888 350

CCl4 2680 451

Aceton 2394 -

Etanol 2249 -

Isopropanol 2192 -

Sukrosa (aquos ) 7645 -

Faktor- Faktor Yang Mempengaruhi Tegangan Permukaan

a Jenis cairan

Pada umumnya cairan yang memiliki gaya tarik antara molekulnya

besar seperti air maka tegangan permukaannya juga besar Sebaliknya pada

cairan seperti bensin karena gaya tarik antara molekulnya kecil maka

tegangan permukaannya juga kecil

38

b Suhu

Tegangan permukaan cairan turun bila suhu naik karena dengan

bertambahnya suhu molekul- molekul cairan bergerak lebih cepat dan

pengaruh interaksi antara molekul berkurang sehingga tegangan

permukaannya menurun

c Adanya zat terlarut

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 detergen dan alkohol

adalah efektif dalam menurunkan tegangan permukaan ( Yazid 2005)

Metode pengukuran tegangan permukaan

- Metode kapiler

- Metode cincin Du Nouy

- Metode Lempengan Wilhelmi

- Metode Tekanan Gelembung maksimum

- Dll

a Metode Kapiler

- Yang digunakan yang luas permukaannya naik

- Permukaan air dalam pipa kapiler terus naik hingga tercapai

keseimbangan dengan gaya gravitasi

Metode ini didasarkan pada kenyataan bahwa bila sebatang pipa

kapiler dimasukan kedalam cairan maka permukaan cairan dalam pipa

kapiler dapat mengalami kenaikan atau penurunan Apabila cairan

membasahi bejana ( θ lt 90 ) maka permukaan cairan akan naik

Sedangkan bila cairan tidak membasahi bejana ( θ gt 90 ) permukaan

cairan akan turun Peristiwa naik turunnya permukaan cairan dalam

kapiler ini disebut dengan kapilaritas

39

Kenaikan atau penurunan cairan dalam kapiler disebabkan oleh

adanya tegangan permukaan yang bekerja pada permukaan cairan yang

menyentuh dinding sepanjang keliling pipa Akibat tegangan permukaan ini

pipa akan memberikan gaya reaksi pada permukaan cairan yang besarnya

sama tapi arahnya berlawanan ( Yazid 2005 )

Catatan

- Jika permukaan atas larutan cembung sudut kontak besar - Jika permukaan atas larutan cekung sudut kontak kecil

Tegangan permukaan diukur dengan melihat ketinggian air cairan yang naik melalui suatu kapiler Metode kenaikan kapiler hanya dapat digunakan untuk mengukur tegangan permukaan tidak bisa untuk mengukur tegangan permukaan tidak bias untuk mengukur tegangan antar muka

Persamaan

퐹푢푝 = 훾(2휋푟) cos휃

퐹푑표푤푛 = 휌푔(ℎ휋푟 )

퐹푢푝 = 퐹푑표푤푛 훾 = Keterangan

- 휌 = bobot jenis cairan gml - 푔 = 980 cms - 푟 = jari-jari pipa kapiler - ℎ = tinggi miniskus cairan untuk kapiler - 휃 = sudut kontak ( untuk air dan kebanyakan cairan sangat kecil yakni

mendekati 1 )

Untuk cairan dengan sudut kontak sangat kecil

훾 = atau ℎ =

Sedangkan untuk cairan yang tidak membasahi bejana seperti raksa θ = 140 sehingga cos θ = - 0766 ( berharga negatip) Akibatnya h memiliki harga negatip yang berarti cairan mengalami penurunan atau ditekan dalam kapiler

40

b Metode Cincin Du Nouy

Metode cincin du nouy merupakan metode yang paling baik digunakan karena lebih akurat dan cepat dalam pengukuran tegangan permukaan deterjen serum suspensi koloid dan lain- lain

Berdasarkan pengukuran gaya yang diperlukan untuk melepaskan cincin dari permukaan cairan Metode ini digunakan untuk mengukur tegangan antar muka cairan

Persamaan

훾 = 퐹

4휋푅 퐶

Keterangan - F = gaya yang diperlukan untuk melepaskan cincin dari

permukaan - R = jari-jari lingkar cincin - C = Faktor koreksi

Faktor Koreksi

(퐶 minus 푎) = 4푏휋 푥

1푅 푥

퐹4휋휌푅 + 푐

Keterangan

- a = 07250 (konstan) - b = 009075 m-1 s2 (konstan) - c = 004534 ndash 1695 rR (konstan) - r = jari-jari kawat yang digunakan untuk membuat cincin - R = jari-jari rata-rata lingkaran - 휌 = masa jenis cairan sempel

Ketika mengukur tegangan permuakaan cairan- cairan harus diperhatikan bahwa cairan yang ada dibawah benar- benar membasahi cincin (Bird 1987)

c Metode Lempengan Wilhelmi

Metode ini didasarkan pada gaya yang diperlukan untuk menarik pelat tipis dari permukaan cairan Pelat digantung pada salah satu lengan neraca dan dimasukkan kedalam cairan yang akan diselidiki Besarnya gaya tarik pada neraca yang digunakan untuk melepas pelat dari permukaan cairan dicatat

Persamaan

푃 = 푚푔 + 퐿훾 cos휃 minus 푠ℎ휌푔

41

Keterangan

- P = gaya yang dipergunakan untuk melepaskan lempengan dari permkaan cincin

- m = berat lempengan - 푔 = gaya gravitasi - 푠 = luas penampang lempengan - ℎ = kedalaman lempeng yang dicelupkan - 퐿 = keliling lempengan - 휌 = bobot jenis cairan

Dalam metode ini diandaikan sudut kontak θ = 00 dan pengaruh

dari ujung- ujung lempeng dapat diabaikan ( Yazid 2005 ) Pada metode ini digunakan lempengan mika tipis atau kaca slide

mikrosip yang digantung pada neraca Pengukuran dapat dilakukan dengan cara statistik ataupun dengan detasment yang secara akurat diberikan pada persamaan ideal

Jika pengukurannya dilakukan dengan metode detasmen prosedurnya hampir sama dengan metode cincin Du Nouy tetapi faktor koreksi hanya 01 ( Adamson 1990)

d Metode Tekanan Gelembung Maksimum Tegangan permukaan menyebabkan adanya perbedaan tekanan

pada kedua sisi permukaan cairan yang lengkung Tekanan pada sisi yang cembung Ketika pertama kali tekanan dikenakan jari- jari gelembung sangat besar Sementara gelembung itu mengembang jari- jarinya akan semakin kecil sampai nilai minimum

Pada keadaan ini jari- jari gelembung sama dengan jari- jari tabung gelas Bila tekanan terus dinaikkan jari- jari gelembung akan membesar kembali sampai akhirnya gelembung ini lepas dari tabung gelas dan naik ke permukaan cairan jelas bahwa tekanan maksimum diperoleh pada saat jari- jari minimum

Tekanan maksimum ini bukan hanya disebabkan perbedaan tekanan pada kedua sisi gelembung tetapi juga disebabkan oleh adanya tekanan hidrostatik ( yang bergantung pada ketinggian tabung gelas dalam cairan )

Persamaan

훾 = ∆휌푔푑푒 1퐻

Keterangan

o ∆휌 = perbedaan bobot jenis o 푑푒 = diameter maksimum tetesan

42

o = faktor koreksi yang ditentukan oleh rasio 푑푠 푑푒

Metode tekanan gelembung maksimum memiliki keakuratan di bawah 10 yang mana tidak tergantung pada jarak kontak dan hanya merupakan sebuah pengetahuan dasar dari densitas suatu cairan ( Jika menggunakan pipa ganda ) dan pengukurannya juga relatif cepat Rata- rata sebuah gelembung harganya sekitar 1 sek (Adamson 1990)

Pertemuan 7

Tanggal 14 Oktober 2014

TEGANGAN ANTAR MUKA

Tegangan permukaan merupakan gaya persatuan panjang yang

harus dikerjakan sejajar permukaan untuk mengimbangi gaya tarikan

kedalam pada cairan Hal tersebut terjadi karena pada permukaan gaya

adhesi (antara cairan dan udara) lebih kecil dari pada gaya kohesi antar

molekul cairan sehingga menyebabkan terjadinya gaya kedalam pada

permukaan cairan

Tegangan antar muka adalah gaya per satuan panjang yang terdapat

pada antar muka dua fase cairan yang tidak dapat tercampur Tegangan antar

muka selalu lebih kecil dari pada tegangan permukaan kerena gaya adhesi

antara dua cairan tidak bercampur lebih besar dari pada adhesi antara cairan

dan udara

Cairan-cairan (immisible)

L ƔL ƔL Tegangan permukaan L

ƔS Tegangan permukaan S

ƔSL ƔSL Tegangan antarmuka SL

S ƔS

43

Missible dua zat yang bercampurlarut dengan sempurna berapapun

konsentrasijumlahnya

Immisible dua zat (cairan dengan cairan) yang sama sekali tidak

dapat bercampurlarut

Pada dasarnya tegangan permukaan suatu zat cair

dipengaruhi oleh beberapa faktor diantaranya suhu dan zat terlarut

Dimana keberadaan zat terlarut dalamsuatu cairan akan

mempengaruhi besarnya tegangan permukaan terutama molekul zat

yang berada pada permukaan cairan berbentuk lapisan monomolekuler

yang disebut dengan molekul surfaktan Kemudian suhu juga sangat

mempengaruhi tegangan permukaan suatu cairan dimana ketika suhu

naik maka tegangan permukaan cairan akan turun

Suhu uarr = Tegangan permukaan darr ldquoberbanding terbalikrdquo

Fenomena Permukaan dan Fenomena Antar muka

Permukaan Fenomena

Cairan ndash Udara Tegangan Permukaan

Padat ndash Udara Adsorbsi

Antar Muka Fenomena

Cairan ndash Cairan

(immisible)

Tegangan Antar Muka

Padat ndash Cair Pembasah (Wetting)

Tegangan Antar Muka Cairan ndash Cairan (immisible)

1) Gaya persatuan panjang yang bekerja pada antar muka dua cairan

yang immisible

Satuan dynecm-1

44

2) Kerja yang diperlukan untuk memisahkan 2 permukaan cairan

immisible

Satuan ergcm-2

Manfaat fenomena antar muka dalam farmasi

1 Formulasi sediaan serbuk yang hidrofob

2 Menentukan jenis surfaktan untuk membuat emulsi

3 Meningkatkan stabilitas suspensi dan emulsi

4 Mengatasi sediaan obat yang berbusa

5 Adsorbsi obat pada saluran pencernaan

Soal

1 Hitung Ɣ fenol bila diketahui tinggi kenaikan permukaan fenol dalam

pipa kapiler (r = 007 cm) adalah 093 cm pada suhu 37˚C Bila

diketahui bobot jenis fenol 113 gcm-1 dan konstanta gravitasi = 9807

cm det-2

Diketahui

a) r = 007 cm

b) ρ = 113 gcm-1

c) g = 9807 cm det-2

d) h = 093 cm

Ditanya Ɣfenol

Jawab

Ɣfenol = frac12 (rρgh)

= frac12 (007 x 113 x 9807 x 093)

= 3607 dynecm-1

45

Gaya Kohesi dan Adhesi

Terdapat dua macam gaya tarik menarik antar partikel yaitu kohesi

dan adhesi Kohesi adalah gaya tarik menarik antara partikel yang sejenis

Kohesi dipengaruhi oleh kerapatan dan jarak antar partikel dalam zat gaya

kohesi mengakibatkan dua zat bila dicampurkan tidak akan saling

bercampur Contoh tidak bercampurnya air dengan minyak tidak

melekatnya air raksa pada dinding pipa kapiler dan air pada daun talas

Adhesi adalah gaya tarik menarik antara partikel-partikel yang

tidak sejenis Gaya adhesi akan mengakibatkan dua zat akan saling melekat

bila dicampurkan Contoh bercampurnya air dengan tehkopi melekatnya

air pada dinding pipa kapiler dan melekatnya tinta pada kertas

Adanya gaya tarik menarik antara partikel zat cair menyebabkan

adanya tegangan permukaan dimana permukaan zat cair cenderung

menegang dan seolah terdapat selaput atau lapisan yang tegang sehingga

dapat menahan benda Selain adanya peristiwa tegangan permukaan akibat

adanya gaya tarik menarik antara partikel juga menyebabkan terjadinya

peristiwa meniskus cembung dan meniskus cekung

Meniskus Cembung dan Meniskus Cekung

Meniskus adalah peristiwa mencekung atau mencembungnya

permukaan zat cair Berdasarkan bentuk permukaan zat cair meniskus

dibedakan menjadi dua yaitu meniskus cembung dan meniskus cekung

Meniskus cembung terjadi jika gaya kohesi lebih besar dari pada gaya

adhesi Sedangkan meniskus cekung terjadi jika adhesi lebih besar dari pada

kohesi

46

Jika Wc lt Wa

Sudut Cos Ɵ Kecil

Permukaan cairan dalam kapiler cekung dan naik

Jika Wc gt Wa

Sudut Cos Ɵ Besar

Permukaan cairan dalam kapiler turun dan berbentuk cembung

Ɣ Rasio imbangan antara gaya Kohesi dan Adhesi

Cairan-Cairan (immisible)

Mempengaruhi koefisien sebaran (S)

Jika kerja kohesi lebih besar dari kerja adhesi maka nilai

koefisien sebarannya kecilrendah

Contoh

Asam stearat jika dilarutkan dengan air maka koefisien sebarannya

rendah karena gugus nonpolar pada asam stearat lebih panjang dari

gugus polarnya (gugus polar jadi titak berpengaruh)

47

Jika kerja kohesi lebih rendah dari kerja adhesi maka nilai koefisien

sebarannya tinggi Spreading

Contoh

Propanol jika dilarutkan dengan air maka koefisien sebarannya tinggi

karena mempunyai gugus ndashOH yang dapat berikatan hidrogen dengan

air dan bersifat polar

Tegangan permukaan dipengaruhi oleh

Rasio

Polar

Nonpolar

Si = Wa ndash Wc

Wc = 2 Ɣx

Wa = (Ɣx + Ɣair - Ɣx-air)

Si Bila nilai Si positif maka sebaranspreading terjadi

Bila nilai Si 0 tetap ada peluang sebaran

Bila nilai Si negatif tidak terjadi sebaran

Soal

Diketahui Ɣbenzen = 289 dynecm-1 Ɣair = 728 dynecm-1 dan Ɣbenzen-air =

35 dynecm-1 Hitung nilai kerja kohesi benzen kerja adhesi benzen-air

dan koefisien penyebaran awal benzen

Diketahui

a) Ɣbenzen = 289 dynecm-1

b) Ɣair = 728 dynecm-1

c) Ɣbenzen-air = 35 dynecm-1

48

Ditanya

a) Wc

b) Wa

c) Si

Jawab

Wc = 2 Ɣbenzen

= 2 x 289

= 578 dynecm-1

Wa = (Ɣbenzen + Ɣair ndash Ɣbenzen-air)

= (289 + 728 ndash 35)

= 667 dynecm-1

Si = Wa ndash Wc

= 667 ndash 578

= 89 dynecm-1

Benzen dapat tersebar dalam air karena nilai Si positif (+)

49

DAFTAR PUSTAKA

1 Tayangan Dosen

2 UraianPenjelasan Dosen pada saat Perkuliaha

3 Text Book

- Yazid Estein dan Nursanti Lisda 2006 Penuntun Praktikum Biokimia

Yogyakarta ANDI

- Santoso Begot 2007 BIOLOGI Jakarta Interplus Ridho_Brilliantoro

Tugas_Enzimologi

- Eistein Yazid 2005 Kimia Fisika Untuk Paramedis Yogyakarta Penerbit

Andi

- Adamson A W (1990) Physical Chemistry of Surfaces 5 th Ed New

York Willey

- Hugh DYoung Roger A Freedman 2002 Fisika Universitas Ed10 Alih

bahasa Juliastuti Endangdkk Jakarta Erlangga

- Kamajaya(2007)Cerdas Belajar FisikaBandungGrafindo Media Pratama

- IndrajitDudi(2007)Mudah dan Aktif Belajar FisikaBandungPT Setia

Purna Inves

4 Internet

- httprepositoryusuacidbitstream123456789395874Chapter20IIpdf

- httpstaffuiacidsystemfilesusersjoshitadjajadisastramaterialkestabil

anobatkuliahs2pdf

- httpstaffunyacidsitesdefaultfilespendidikanPurwanti20Widhy2

0Hastuti20SPd20MPdLaju20Reaksi20(2)pdf

- fileCUsersElrio20PutraDownloadsChapter20820Kinetika20

Kimiapdf

- httpusupressusuacidfilesKinetika20Kimia20Reaksi20Element

er_Normal_bab201pdf

- httpffarmasiuadacidwp-contentuploads201301orde-reaksi-waktu-

paruhpdfhttpnissanisso-fkp11webunairacidartikel_detail-49831-

Umum-sifat20kerja20obathtml

- httpmipa-farmasiblogspotcom201202tegangan-permukaan-tegangan-

antar-mukahtmlm=1

50

Page 37: Farfis2 before mid.pdf

37

Tegangan permukaan (ᵞ)

Banyaknya kerja yang diperlukan untuk memperluas

permukaan suatu cairan Satuannya dalam SI adalah newton per meter

(NM) tetapi satuan cgs dyene per centimeter lebih sering digunakan

1 dynecm = 10-3 Nm = 1 mNm

(Fisika Universitas Jl 110 hal 432)

Tegangan permukaan

- Antara cairan dengan gas atau udara tegangan permukaan

- Antara cairan dengan cairan tegangan antar muka

Contoh nilai ᵞ beberapa cairan pada 20degC

Cairan Cairan-udara (dynecm) Cairan-air (dynecm)

Hg 485 375

H2O 7275 -

C6H6 2888 350

CCl4 2680 451

Aceton 2394 -

Etanol 2249 -

Isopropanol 2192 -

Sukrosa (aquos ) 7645 -

Faktor- Faktor Yang Mempengaruhi Tegangan Permukaan

a Jenis cairan

Pada umumnya cairan yang memiliki gaya tarik antara molekulnya

besar seperti air maka tegangan permukaannya juga besar Sebaliknya pada

cairan seperti bensin karena gaya tarik antara molekulnya kecil maka

tegangan permukaannya juga kecil

38

b Suhu

Tegangan permukaan cairan turun bila suhu naik karena dengan

bertambahnya suhu molekul- molekul cairan bergerak lebih cepat dan

pengaruh interaksi antara molekul berkurang sehingga tegangan

permukaannya menurun

c Adanya zat terlarut

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 detergen dan alkohol

adalah efektif dalam menurunkan tegangan permukaan ( Yazid 2005)

Metode pengukuran tegangan permukaan

- Metode kapiler

- Metode cincin Du Nouy

- Metode Lempengan Wilhelmi

- Metode Tekanan Gelembung maksimum

- Dll

a Metode Kapiler

- Yang digunakan yang luas permukaannya naik

- Permukaan air dalam pipa kapiler terus naik hingga tercapai

keseimbangan dengan gaya gravitasi

Metode ini didasarkan pada kenyataan bahwa bila sebatang pipa

kapiler dimasukan kedalam cairan maka permukaan cairan dalam pipa

kapiler dapat mengalami kenaikan atau penurunan Apabila cairan

membasahi bejana ( θ lt 90 ) maka permukaan cairan akan naik

Sedangkan bila cairan tidak membasahi bejana ( θ gt 90 ) permukaan

cairan akan turun Peristiwa naik turunnya permukaan cairan dalam

kapiler ini disebut dengan kapilaritas

39

Kenaikan atau penurunan cairan dalam kapiler disebabkan oleh

adanya tegangan permukaan yang bekerja pada permukaan cairan yang

menyentuh dinding sepanjang keliling pipa Akibat tegangan permukaan ini

pipa akan memberikan gaya reaksi pada permukaan cairan yang besarnya

sama tapi arahnya berlawanan ( Yazid 2005 )

Catatan

- Jika permukaan atas larutan cembung sudut kontak besar - Jika permukaan atas larutan cekung sudut kontak kecil

Tegangan permukaan diukur dengan melihat ketinggian air cairan yang naik melalui suatu kapiler Metode kenaikan kapiler hanya dapat digunakan untuk mengukur tegangan permukaan tidak bisa untuk mengukur tegangan permukaan tidak bias untuk mengukur tegangan antar muka

Persamaan

퐹푢푝 = 훾(2휋푟) cos휃

퐹푑표푤푛 = 휌푔(ℎ휋푟 )

퐹푢푝 = 퐹푑표푤푛 훾 = Keterangan

- 휌 = bobot jenis cairan gml - 푔 = 980 cms - 푟 = jari-jari pipa kapiler - ℎ = tinggi miniskus cairan untuk kapiler - 휃 = sudut kontak ( untuk air dan kebanyakan cairan sangat kecil yakni

mendekati 1 )

Untuk cairan dengan sudut kontak sangat kecil

훾 = atau ℎ =

Sedangkan untuk cairan yang tidak membasahi bejana seperti raksa θ = 140 sehingga cos θ = - 0766 ( berharga negatip) Akibatnya h memiliki harga negatip yang berarti cairan mengalami penurunan atau ditekan dalam kapiler

40

b Metode Cincin Du Nouy

Metode cincin du nouy merupakan metode yang paling baik digunakan karena lebih akurat dan cepat dalam pengukuran tegangan permukaan deterjen serum suspensi koloid dan lain- lain

Berdasarkan pengukuran gaya yang diperlukan untuk melepaskan cincin dari permukaan cairan Metode ini digunakan untuk mengukur tegangan antar muka cairan

Persamaan

훾 = 퐹

4휋푅 퐶

Keterangan - F = gaya yang diperlukan untuk melepaskan cincin dari

permukaan - R = jari-jari lingkar cincin - C = Faktor koreksi

Faktor Koreksi

(퐶 minus 푎) = 4푏휋 푥

1푅 푥

퐹4휋휌푅 + 푐

Keterangan

- a = 07250 (konstan) - b = 009075 m-1 s2 (konstan) - c = 004534 ndash 1695 rR (konstan) - r = jari-jari kawat yang digunakan untuk membuat cincin - R = jari-jari rata-rata lingkaran - 휌 = masa jenis cairan sempel

Ketika mengukur tegangan permuakaan cairan- cairan harus diperhatikan bahwa cairan yang ada dibawah benar- benar membasahi cincin (Bird 1987)

c Metode Lempengan Wilhelmi

Metode ini didasarkan pada gaya yang diperlukan untuk menarik pelat tipis dari permukaan cairan Pelat digantung pada salah satu lengan neraca dan dimasukkan kedalam cairan yang akan diselidiki Besarnya gaya tarik pada neraca yang digunakan untuk melepas pelat dari permukaan cairan dicatat

Persamaan

푃 = 푚푔 + 퐿훾 cos휃 minus 푠ℎ휌푔

41

Keterangan

- P = gaya yang dipergunakan untuk melepaskan lempengan dari permkaan cincin

- m = berat lempengan - 푔 = gaya gravitasi - 푠 = luas penampang lempengan - ℎ = kedalaman lempeng yang dicelupkan - 퐿 = keliling lempengan - 휌 = bobot jenis cairan

Dalam metode ini diandaikan sudut kontak θ = 00 dan pengaruh

dari ujung- ujung lempeng dapat diabaikan ( Yazid 2005 ) Pada metode ini digunakan lempengan mika tipis atau kaca slide

mikrosip yang digantung pada neraca Pengukuran dapat dilakukan dengan cara statistik ataupun dengan detasment yang secara akurat diberikan pada persamaan ideal

Jika pengukurannya dilakukan dengan metode detasmen prosedurnya hampir sama dengan metode cincin Du Nouy tetapi faktor koreksi hanya 01 ( Adamson 1990)

d Metode Tekanan Gelembung Maksimum Tegangan permukaan menyebabkan adanya perbedaan tekanan

pada kedua sisi permukaan cairan yang lengkung Tekanan pada sisi yang cembung Ketika pertama kali tekanan dikenakan jari- jari gelembung sangat besar Sementara gelembung itu mengembang jari- jarinya akan semakin kecil sampai nilai minimum

Pada keadaan ini jari- jari gelembung sama dengan jari- jari tabung gelas Bila tekanan terus dinaikkan jari- jari gelembung akan membesar kembali sampai akhirnya gelembung ini lepas dari tabung gelas dan naik ke permukaan cairan jelas bahwa tekanan maksimum diperoleh pada saat jari- jari minimum

Tekanan maksimum ini bukan hanya disebabkan perbedaan tekanan pada kedua sisi gelembung tetapi juga disebabkan oleh adanya tekanan hidrostatik ( yang bergantung pada ketinggian tabung gelas dalam cairan )

Persamaan

훾 = ∆휌푔푑푒 1퐻

Keterangan

o ∆휌 = perbedaan bobot jenis o 푑푒 = diameter maksimum tetesan

42

o = faktor koreksi yang ditentukan oleh rasio 푑푠 푑푒

Metode tekanan gelembung maksimum memiliki keakuratan di bawah 10 yang mana tidak tergantung pada jarak kontak dan hanya merupakan sebuah pengetahuan dasar dari densitas suatu cairan ( Jika menggunakan pipa ganda ) dan pengukurannya juga relatif cepat Rata- rata sebuah gelembung harganya sekitar 1 sek (Adamson 1990)

Pertemuan 7

Tanggal 14 Oktober 2014

TEGANGAN ANTAR MUKA

Tegangan permukaan merupakan gaya persatuan panjang yang

harus dikerjakan sejajar permukaan untuk mengimbangi gaya tarikan

kedalam pada cairan Hal tersebut terjadi karena pada permukaan gaya

adhesi (antara cairan dan udara) lebih kecil dari pada gaya kohesi antar

molekul cairan sehingga menyebabkan terjadinya gaya kedalam pada

permukaan cairan

Tegangan antar muka adalah gaya per satuan panjang yang terdapat

pada antar muka dua fase cairan yang tidak dapat tercampur Tegangan antar

muka selalu lebih kecil dari pada tegangan permukaan kerena gaya adhesi

antara dua cairan tidak bercampur lebih besar dari pada adhesi antara cairan

dan udara

Cairan-cairan (immisible)

L ƔL ƔL Tegangan permukaan L

ƔS Tegangan permukaan S

ƔSL ƔSL Tegangan antarmuka SL

S ƔS

43

Missible dua zat yang bercampurlarut dengan sempurna berapapun

konsentrasijumlahnya

Immisible dua zat (cairan dengan cairan) yang sama sekali tidak

dapat bercampurlarut

Pada dasarnya tegangan permukaan suatu zat cair

dipengaruhi oleh beberapa faktor diantaranya suhu dan zat terlarut

Dimana keberadaan zat terlarut dalamsuatu cairan akan

mempengaruhi besarnya tegangan permukaan terutama molekul zat

yang berada pada permukaan cairan berbentuk lapisan monomolekuler

yang disebut dengan molekul surfaktan Kemudian suhu juga sangat

mempengaruhi tegangan permukaan suatu cairan dimana ketika suhu

naik maka tegangan permukaan cairan akan turun

Suhu uarr = Tegangan permukaan darr ldquoberbanding terbalikrdquo

Fenomena Permukaan dan Fenomena Antar muka

Permukaan Fenomena

Cairan ndash Udara Tegangan Permukaan

Padat ndash Udara Adsorbsi

Antar Muka Fenomena

Cairan ndash Cairan

(immisible)

Tegangan Antar Muka

Padat ndash Cair Pembasah (Wetting)

Tegangan Antar Muka Cairan ndash Cairan (immisible)

1) Gaya persatuan panjang yang bekerja pada antar muka dua cairan

yang immisible

Satuan dynecm-1

44

2) Kerja yang diperlukan untuk memisahkan 2 permukaan cairan

immisible

Satuan ergcm-2

Manfaat fenomena antar muka dalam farmasi

1 Formulasi sediaan serbuk yang hidrofob

2 Menentukan jenis surfaktan untuk membuat emulsi

3 Meningkatkan stabilitas suspensi dan emulsi

4 Mengatasi sediaan obat yang berbusa

5 Adsorbsi obat pada saluran pencernaan

Soal

1 Hitung Ɣ fenol bila diketahui tinggi kenaikan permukaan fenol dalam

pipa kapiler (r = 007 cm) adalah 093 cm pada suhu 37˚C Bila

diketahui bobot jenis fenol 113 gcm-1 dan konstanta gravitasi = 9807

cm det-2

Diketahui

a) r = 007 cm

b) ρ = 113 gcm-1

c) g = 9807 cm det-2

d) h = 093 cm

Ditanya Ɣfenol

Jawab

Ɣfenol = frac12 (rρgh)

= frac12 (007 x 113 x 9807 x 093)

= 3607 dynecm-1

45

Gaya Kohesi dan Adhesi

Terdapat dua macam gaya tarik menarik antar partikel yaitu kohesi

dan adhesi Kohesi adalah gaya tarik menarik antara partikel yang sejenis

Kohesi dipengaruhi oleh kerapatan dan jarak antar partikel dalam zat gaya

kohesi mengakibatkan dua zat bila dicampurkan tidak akan saling

bercampur Contoh tidak bercampurnya air dengan minyak tidak

melekatnya air raksa pada dinding pipa kapiler dan air pada daun talas

Adhesi adalah gaya tarik menarik antara partikel-partikel yang

tidak sejenis Gaya adhesi akan mengakibatkan dua zat akan saling melekat

bila dicampurkan Contoh bercampurnya air dengan tehkopi melekatnya

air pada dinding pipa kapiler dan melekatnya tinta pada kertas

Adanya gaya tarik menarik antara partikel zat cair menyebabkan

adanya tegangan permukaan dimana permukaan zat cair cenderung

menegang dan seolah terdapat selaput atau lapisan yang tegang sehingga

dapat menahan benda Selain adanya peristiwa tegangan permukaan akibat

adanya gaya tarik menarik antara partikel juga menyebabkan terjadinya

peristiwa meniskus cembung dan meniskus cekung

Meniskus Cembung dan Meniskus Cekung

Meniskus adalah peristiwa mencekung atau mencembungnya

permukaan zat cair Berdasarkan bentuk permukaan zat cair meniskus

dibedakan menjadi dua yaitu meniskus cembung dan meniskus cekung

Meniskus cembung terjadi jika gaya kohesi lebih besar dari pada gaya

adhesi Sedangkan meniskus cekung terjadi jika adhesi lebih besar dari pada

kohesi

46

Jika Wc lt Wa

Sudut Cos Ɵ Kecil

Permukaan cairan dalam kapiler cekung dan naik

Jika Wc gt Wa

Sudut Cos Ɵ Besar

Permukaan cairan dalam kapiler turun dan berbentuk cembung

Ɣ Rasio imbangan antara gaya Kohesi dan Adhesi

Cairan-Cairan (immisible)

Mempengaruhi koefisien sebaran (S)

Jika kerja kohesi lebih besar dari kerja adhesi maka nilai

koefisien sebarannya kecilrendah

Contoh

Asam stearat jika dilarutkan dengan air maka koefisien sebarannya

rendah karena gugus nonpolar pada asam stearat lebih panjang dari

gugus polarnya (gugus polar jadi titak berpengaruh)

47

Jika kerja kohesi lebih rendah dari kerja adhesi maka nilai koefisien

sebarannya tinggi Spreading

Contoh

Propanol jika dilarutkan dengan air maka koefisien sebarannya tinggi

karena mempunyai gugus ndashOH yang dapat berikatan hidrogen dengan

air dan bersifat polar

Tegangan permukaan dipengaruhi oleh

Rasio

Polar

Nonpolar

Si = Wa ndash Wc

Wc = 2 Ɣx

Wa = (Ɣx + Ɣair - Ɣx-air)

Si Bila nilai Si positif maka sebaranspreading terjadi

Bila nilai Si 0 tetap ada peluang sebaran

Bila nilai Si negatif tidak terjadi sebaran

Soal

Diketahui Ɣbenzen = 289 dynecm-1 Ɣair = 728 dynecm-1 dan Ɣbenzen-air =

35 dynecm-1 Hitung nilai kerja kohesi benzen kerja adhesi benzen-air

dan koefisien penyebaran awal benzen

Diketahui

a) Ɣbenzen = 289 dynecm-1

b) Ɣair = 728 dynecm-1

c) Ɣbenzen-air = 35 dynecm-1

48

Ditanya

a) Wc

b) Wa

c) Si

Jawab

Wc = 2 Ɣbenzen

= 2 x 289

= 578 dynecm-1

Wa = (Ɣbenzen + Ɣair ndash Ɣbenzen-air)

= (289 + 728 ndash 35)

= 667 dynecm-1

Si = Wa ndash Wc

= 667 ndash 578

= 89 dynecm-1

Benzen dapat tersebar dalam air karena nilai Si positif (+)

49

DAFTAR PUSTAKA

1 Tayangan Dosen

2 UraianPenjelasan Dosen pada saat Perkuliaha

3 Text Book

- Yazid Estein dan Nursanti Lisda 2006 Penuntun Praktikum Biokimia

Yogyakarta ANDI

- Santoso Begot 2007 BIOLOGI Jakarta Interplus Ridho_Brilliantoro

Tugas_Enzimologi

- Eistein Yazid 2005 Kimia Fisika Untuk Paramedis Yogyakarta Penerbit

Andi

- Adamson A W (1990) Physical Chemistry of Surfaces 5 th Ed New

York Willey

- Hugh DYoung Roger A Freedman 2002 Fisika Universitas Ed10 Alih

bahasa Juliastuti Endangdkk Jakarta Erlangga

- Kamajaya(2007)Cerdas Belajar FisikaBandungGrafindo Media Pratama

- IndrajitDudi(2007)Mudah dan Aktif Belajar FisikaBandungPT Setia

Purna Inves

4 Internet

- httprepositoryusuacidbitstream123456789395874Chapter20IIpdf

- httpstaffuiacidsystemfilesusersjoshitadjajadisastramaterialkestabil

anobatkuliahs2pdf

- httpstaffunyacidsitesdefaultfilespendidikanPurwanti20Widhy2

0Hastuti20SPd20MPdLaju20Reaksi20(2)pdf

- fileCUsersElrio20PutraDownloadsChapter20820Kinetika20

Kimiapdf

- httpusupressusuacidfilesKinetika20Kimia20Reaksi20Element

er_Normal_bab201pdf

- httpffarmasiuadacidwp-contentuploads201301orde-reaksi-waktu-

paruhpdfhttpnissanisso-fkp11webunairacidartikel_detail-49831-

Umum-sifat20kerja20obathtml

- httpmipa-farmasiblogspotcom201202tegangan-permukaan-tegangan-

antar-mukahtmlm=1

50

Page 38: Farfis2 before mid.pdf

38

b Suhu

Tegangan permukaan cairan turun bila suhu naik karena dengan

bertambahnya suhu molekul- molekul cairan bergerak lebih cepat dan

pengaruh interaksi antara molekul berkurang sehingga tegangan

permukaannya menurun

c Adanya zat terlarut

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 detergen dan alkohol

adalah efektif dalam menurunkan tegangan permukaan ( Yazid 2005)

Metode pengukuran tegangan permukaan

- Metode kapiler

- Metode cincin Du Nouy

- Metode Lempengan Wilhelmi

- Metode Tekanan Gelembung maksimum

- Dll

a Metode Kapiler

- Yang digunakan yang luas permukaannya naik

- Permukaan air dalam pipa kapiler terus naik hingga tercapai

keseimbangan dengan gaya gravitasi

Metode ini didasarkan pada kenyataan bahwa bila sebatang pipa

kapiler dimasukan kedalam cairan maka permukaan cairan dalam pipa

kapiler dapat mengalami kenaikan atau penurunan Apabila cairan

membasahi bejana ( θ lt 90 ) maka permukaan cairan akan naik

Sedangkan bila cairan tidak membasahi bejana ( θ gt 90 ) permukaan

cairan akan turun Peristiwa naik turunnya permukaan cairan dalam

kapiler ini disebut dengan kapilaritas

39

Kenaikan atau penurunan cairan dalam kapiler disebabkan oleh

adanya tegangan permukaan yang bekerja pada permukaan cairan yang

menyentuh dinding sepanjang keliling pipa Akibat tegangan permukaan ini

pipa akan memberikan gaya reaksi pada permukaan cairan yang besarnya

sama tapi arahnya berlawanan ( Yazid 2005 )

Catatan

- Jika permukaan atas larutan cembung sudut kontak besar - Jika permukaan atas larutan cekung sudut kontak kecil

Tegangan permukaan diukur dengan melihat ketinggian air cairan yang naik melalui suatu kapiler Metode kenaikan kapiler hanya dapat digunakan untuk mengukur tegangan permukaan tidak bisa untuk mengukur tegangan permukaan tidak bias untuk mengukur tegangan antar muka

Persamaan

퐹푢푝 = 훾(2휋푟) cos휃

퐹푑표푤푛 = 휌푔(ℎ휋푟 )

퐹푢푝 = 퐹푑표푤푛 훾 = Keterangan

- 휌 = bobot jenis cairan gml - 푔 = 980 cms - 푟 = jari-jari pipa kapiler - ℎ = tinggi miniskus cairan untuk kapiler - 휃 = sudut kontak ( untuk air dan kebanyakan cairan sangat kecil yakni

mendekati 1 )

Untuk cairan dengan sudut kontak sangat kecil

훾 = atau ℎ =

Sedangkan untuk cairan yang tidak membasahi bejana seperti raksa θ = 140 sehingga cos θ = - 0766 ( berharga negatip) Akibatnya h memiliki harga negatip yang berarti cairan mengalami penurunan atau ditekan dalam kapiler

40

b Metode Cincin Du Nouy

Metode cincin du nouy merupakan metode yang paling baik digunakan karena lebih akurat dan cepat dalam pengukuran tegangan permukaan deterjen serum suspensi koloid dan lain- lain

Berdasarkan pengukuran gaya yang diperlukan untuk melepaskan cincin dari permukaan cairan Metode ini digunakan untuk mengukur tegangan antar muka cairan

Persamaan

훾 = 퐹

4휋푅 퐶

Keterangan - F = gaya yang diperlukan untuk melepaskan cincin dari

permukaan - R = jari-jari lingkar cincin - C = Faktor koreksi

Faktor Koreksi

(퐶 minus 푎) = 4푏휋 푥

1푅 푥

퐹4휋휌푅 + 푐

Keterangan

- a = 07250 (konstan) - b = 009075 m-1 s2 (konstan) - c = 004534 ndash 1695 rR (konstan) - r = jari-jari kawat yang digunakan untuk membuat cincin - R = jari-jari rata-rata lingkaran - 휌 = masa jenis cairan sempel

Ketika mengukur tegangan permuakaan cairan- cairan harus diperhatikan bahwa cairan yang ada dibawah benar- benar membasahi cincin (Bird 1987)

c Metode Lempengan Wilhelmi

Metode ini didasarkan pada gaya yang diperlukan untuk menarik pelat tipis dari permukaan cairan Pelat digantung pada salah satu lengan neraca dan dimasukkan kedalam cairan yang akan diselidiki Besarnya gaya tarik pada neraca yang digunakan untuk melepas pelat dari permukaan cairan dicatat

Persamaan

푃 = 푚푔 + 퐿훾 cos휃 minus 푠ℎ휌푔

41

Keterangan

- P = gaya yang dipergunakan untuk melepaskan lempengan dari permkaan cincin

- m = berat lempengan - 푔 = gaya gravitasi - 푠 = luas penampang lempengan - ℎ = kedalaman lempeng yang dicelupkan - 퐿 = keliling lempengan - 휌 = bobot jenis cairan

Dalam metode ini diandaikan sudut kontak θ = 00 dan pengaruh

dari ujung- ujung lempeng dapat diabaikan ( Yazid 2005 ) Pada metode ini digunakan lempengan mika tipis atau kaca slide

mikrosip yang digantung pada neraca Pengukuran dapat dilakukan dengan cara statistik ataupun dengan detasment yang secara akurat diberikan pada persamaan ideal

Jika pengukurannya dilakukan dengan metode detasmen prosedurnya hampir sama dengan metode cincin Du Nouy tetapi faktor koreksi hanya 01 ( Adamson 1990)

d Metode Tekanan Gelembung Maksimum Tegangan permukaan menyebabkan adanya perbedaan tekanan

pada kedua sisi permukaan cairan yang lengkung Tekanan pada sisi yang cembung Ketika pertama kali tekanan dikenakan jari- jari gelembung sangat besar Sementara gelembung itu mengembang jari- jarinya akan semakin kecil sampai nilai minimum

Pada keadaan ini jari- jari gelembung sama dengan jari- jari tabung gelas Bila tekanan terus dinaikkan jari- jari gelembung akan membesar kembali sampai akhirnya gelembung ini lepas dari tabung gelas dan naik ke permukaan cairan jelas bahwa tekanan maksimum diperoleh pada saat jari- jari minimum

Tekanan maksimum ini bukan hanya disebabkan perbedaan tekanan pada kedua sisi gelembung tetapi juga disebabkan oleh adanya tekanan hidrostatik ( yang bergantung pada ketinggian tabung gelas dalam cairan )

Persamaan

훾 = ∆휌푔푑푒 1퐻

Keterangan

o ∆휌 = perbedaan bobot jenis o 푑푒 = diameter maksimum tetesan

42

o = faktor koreksi yang ditentukan oleh rasio 푑푠 푑푒

Metode tekanan gelembung maksimum memiliki keakuratan di bawah 10 yang mana tidak tergantung pada jarak kontak dan hanya merupakan sebuah pengetahuan dasar dari densitas suatu cairan ( Jika menggunakan pipa ganda ) dan pengukurannya juga relatif cepat Rata- rata sebuah gelembung harganya sekitar 1 sek (Adamson 1990)

Pertemuan 7

Tanggal 14 Oktober 2014

TEGANGAN ANTAR MUKA

Tegangan permukaan merupakan gaya persatuan panjang yang

harus dikerjakan sejajar permukaan untuk mengimbangi gaya tarikan

kedalam pada cairan Hal tersebut terjadi karena pada permukaan gaya

adhesi (antara cairan dan udara) lebih kecil dari pada gaya kohesi antar

molekul cairan sehingga menyebabkan terjadinya gaya kedalam pada

permukaan cairan

Tegangan antar muka adalah gaya per satuan panjang yang terdapat

pada antar muka dua fase cairan yang tidak dapat tercampur Tegangan antar

muka selalu lebih kecil dari pada tegangan permukaan kerena gaya adhesi

antara dua cairan tidak bercampur lebih besar dari pada adhesi antara cairan

dan udara

Cairan-cairan (immisible)

L ƔL ƔL Tegangan permukaan L

ƔS Tegangan permukaan S

ƔSL ƔSL Tegangan antarmuka SL

S ƔS

43

Missible dua zat yang bercampurlarut dengan sempurna berapapun

konsentrasijumlahnya

Immisible dua zat (cairan dengan cairan) yang sama sekali tidak

dapat bercampurlarut

Pada dasarnya tegangan permukaan suatu zat cair

dipengaruhi oleh beberapa faktor diantaranya suhu dan zat terlarut

Dimana keberadaan zat terlarut dalamsuatu cairan akan

mempengaruhi besarnya tegangan permukaan terutama molekul zat

yang berada pada permukaan cairan berbentuk lapisan monomolekuler

yang disebut dengan molekul surfaktan Kemudian suhu juga sangat

mempengaruhi tegangan permukaan suatu cairan dimana ketika suhu

naik maka tegangan permukaan cairan akan turun

Suhu uarr = Tegangan permukaan darr ldquoberbanding terbalikrdquo

Fenomena Permukaan dan Fenomena Antar muka

Permukaan Fenomena

Cairan ndash Udara Tegangan Permukaan

Padat ndash Udara Adsorbsi

Antar Muka Fenomena

Cairan ndash Cairan

(immisible)

Tegangan Antar Muka

Padat ndash Cair Pembasah (Wetting)

Tegangan Antar Muka Cairan ndash Cairan (immisible)

1) Gaya persatuan panjang yang bekerja pada antar muka dua cairan

yang immisible

Satuan dynecm-1

44

2) Kerja yang diperlukan untuk memisahkan 2 permukaan cairan

immisible

Satuan ergcm-2

Manfaat fenomena antar muka dalam farmasi

1 Formulasi sediaan serbuk yang hidrofob

2 Menentukan jenis surfaktan untuk membuat emulsi

3 Meningkatkan stabilitas suspensi dan emulsi

4 Mengatasi sediaan obat yang berbusa

5 Adsorbsi obat pada saluran pencernaan

Soal

1 Hitung Ɣ fenol bila diketahui tinggi kenaikan permukaan fenol dalam

pipa kapiler (r = 007 cm) adalah 093 cm pada suhu 37˚C Bila

diketahui bobot jenis fenol 113 gcm-1 dan konstanta gravitasi = 9807

cm det-2

Diketahui

a) r = 007 cm

b) ρ = 113 gcm-1

c) g = 9807 cm det-2

d) h = 093 cm

Ditanya Ɣfenol

Jawab

Ɣfenol = frac12 (rρgh)

= frac12 (007 x 113 x 9807 x 093)

= 3607 dynecm-1

45

Gaya Kohesi dan Adhesi

Terdapat dua macam gaya tarik menarik antar partikel yaitu kohesi

dan adhesi Kohesi adalah gaya tarik menarik antara partikel yang sejenis

Kohesi dipengaruhi oleh kerapatan dan jarak antar partikel dalam zat gaya

kohesi mengakibatkan dua zat bila dicampurkan tidak akan saling

bercampur Contoh tidak bercampurnya air dengan minyak tidak

melekatnya air raksa pada dinding pipa kapiler dan air pada daun talas

Adhesi adalah gaya tarik menarik antara partikel-partikel yang

tidak sejenis Gaya adhesi akan mengakibatkan dua zat akan saling melekat

bila dicampurkan Contoh bercampurnya air dengan tehkopi melekatnya

air pada dinding pipa kapiler dan melekatnya tinta pada kertas

Adanya gaya tarik menarik antara partikel zat cair menyebabkan

adanya tegangan permukaan dimana permukaan zat cair cenderung

menegang dan seolah terdapat selaput atau lapisan yang tegang sehingga

dapat menahan benda Selain adanya peristiwa tegangan permukaan akibat

adanya gaya tarik menarik antara partikel juga menyebabkan terjadinya

peristiwa meniskus cembung dan meniskus cekung

Meniskus Cembung dan Meniskus Cekung

Meniskus adalah peristiwa mencekung atau mencembungnya

permukaan zat cair Berdasarkan bentuk permukaan zat cair meniskus

dibedakan menjadi dua yaitu meniskus cembung dan meniskus cekung

Meniskus cembung terjadi jika gaya kohesi lebih besar dari pada gaya

adhesi Sedangkan meniskus cekung terjadi jika adhesi lebih besar dari pada

kohesi

46

Jika Wc lt Wa

Sudut Cos Ɵ Kecil

Permukaan cairan dalam kapiler cekung dan naik

Jika Wc gt Wa

Sudut Cos Ɵ Besar

Permukaan cairan dalam kapiler turun dan berbentuk cembung

Ɣ Rasio imbangan antara gaya Kohesi dan Adhesi

Cairan-Cairan (immisible)

Mempengaruhi koefisien sebaran (S)

Jika kerja kohesi lebih besar dari kerja adhesi maka nilai

koefisien sebarannya kecilrendah

Contoh

Asam stearat jika dilarutkan dengan air maka koefisien sebarannya

rendah karena gugus nonpolar pada asam stearat lebih panjang dari

gugus polarnya (gugus polar jadi titak berpengaruh)

47

Jika kerja kohesi lebih rendah dari kerja adhesi maka nilai koefisien

sebarannya tinggi Spreading

Contoh

Propanol jika dilarutkan dengan air maka koefisien sebarannya tinggi

karena mempunyai gugus ndashOH yang dapat berikatan hidrogen dengan

air dan bersifat polar

Tegangan permukaan dipengaruhi oleh

Rasio

Polar

Nonpolar

Si = Wa ndash Wc

Wc = 2 Ɣx

Wa = (Ɣx + Ɣair - Ɣx-air)

Si Bila nilai Si positif maka sebaranspreading terjadi

Bila nilai Si 0 tetap ada peluang sebaran

Bila nilai Si negatif tidak terjadi sebaran

Soal

Diketahui Ɣbenzen = 289 dynecm-1 Ɣair = 728 dynecm-1 dan Ɣbenzen-air =

35 dynecm-1 Hitung nilai kerja kohesi benzen kerja adhesi benzen-air

dan koefisien penyebaran awal benzen

Diketahui

a) Ɣbenzen = 289 dynecm-1

b) Ɣair = 728 dynecm-1

c) Ɣbenzen-air = 35 dynecm-1

48

Ditanya

a) Wc

b) Wa

c) Si

Jawab

Wc = 2 Ɣbenzen

= 2 x 289

= 578 dynecm-1

Wa = (Ɣbenzen + Ɣair ndash Ɣbenzen-air)

= (289 + 728 ndash 35)

= 667 dynecm-1

Si = Wa ndash Wc

= 667 ndash 578

= 89 dynecm-1

Benzen dapat tersebar dalam air karena nilai Si positif (+)

49

DAFTAR PUSTAKA

1 Tayangan Dosen

2 UraianPenjelasan Dosen pada saat Perkuliaha

3 Text Book

- Yazid Estein dan Nursanti Lisda 2006 Penuntun Praktikum Biokimia

Yogyakarta ANDI

- Santoso Begot 2007 BIOLOGI Jakarta Interplus Ridho_Brilliantoro

Tugas_Enzimologi

- Eistein Yazid 2005 Kimia Fisika Untuk Paramedis Yogyakarta Penerbit

Andi

- Adamson A W (1990) Physical Chemistry of Surfaces 5 th Ed New

York Willey

- Hugh DYoung Roger A Freedman 2002 Fisika Universitas Ed10 Alih

bahasa Juliastuti Endangdkk Jakarta Erlangga

- Kamajaya(2007)Cerdas Belajar FisikaBandungGrafindo Media Pratama

- IndrajitDudi(2007)Mudah dan Aktif Belajar FisikaBandungPT Setia

Purna Inves

4 Internet

- httprepositoryusuacidbitstream123456789395874Chapter20IIpdf

- httpstaffuiacidsystemfilesusersjoshitadjajadisastramaterialkestabil

anobatkuliahs2pdf

- httpstaffunyacidsitesdefaultfilespendidikanPurwanti20Widhy2

0Hastuti20SPd20MPdLaju20Reaksi20(2)pdf

- fileCUsersElrio20PutraDownloadsChapter20820Kinetika20

Kimiapdf

- httpusupressusuacidfilesKinetika20Kimia20Reaksi20Element

er_Normal_bab201pdf

- httpffarmasiuadacidwp-contentuploads201301orde-reaksi-waktu-

paruhpdfhttpnissanisso-fkp11webunairacidartikel_detail-49831-

Umum-sifat20kerja20obathtml

- httpmipa-farmasiblogspotcom201202tegangan-permukaan-tegangan-

antar-mukahtmlm=1

50

Page 39: Farfis2 before mid.pdf

39

Kenaikan atau penurunan cairan dalam kapiler disebabkan oleh

adanya tegangan permukaan yang bekerja pada permukaan cairan yang

menyentuh dinding sepanjang keliling pipa Akibat tegangan permukaan ini

pipa akan memberikan gaya reaksi pada permukaan cairan yang besarnya

sama tapi arahnya berlawanan ( Yazid 2005 )

Catatan

- Jika permukaan atas larutan cembung sudut kontak besar - Jika permukaan atas larutan cekung sudut kontak kecil

Tegangan permukaan diukur dengan melihat ketinggian air cairan yang naik melalui suatu kapiler Metode kenaikan kapiler hanya dapat digunakan untuk mengukur tegangan permukaan tidak bisa untuk mengukur tegangan permukaan tidak bias untuk mengukur tegangan antar muka

Persamaan

퐹푢푝 = 훾(2휋푟) cos휃

퐹푑표푤푛 = 휌푔(ℎ휋푟 )

퐹푢푝 = 퐹푑표푤푛 훾 = Keterangan

- 휌 = bobot jenis cairan gml - 푔 = 980 cms - 푟 = jari-jari pipa kapiler - ℎ = tinggi miniskus cairan untuk kapiler - 휃 = sudut kontak ( untuk air dan kebanyakan cairan sangat kecil yakni

mendekati 1 )

Untuk cairan dengan sudut kontak sangat kecil

훾 = atau ℎ =

Sedangkan untuk cairan yang tidak membasahi bejana seperti raksa θ = 140 sehingga cos θ = - 0766 ( berharga negatip) Akibatnya h memiliki harga negatip yang berarti cairan mengalami penurunan atau ditekan dalam kapiler

40

b Metode Cincin Du Nouy

Metode cincin du nouy merupakan metode yang paling baik digunakan karena lebih akurat dan cepat dalam pengukuran tegangan permukaan deterjen serum suspensi koloid dan lain- lain

Berdasarkan pengukuran gaya yang diperlukan untuk melepaskan cincin dari permukaan cairan Metode ini digunakan untuk mengukur tegangan antar muka cairan

Persamaan

훾 = 퐹

4휋푅 퐶

Keterangan - F = gaya yang diperlukan untuk melepaskan cincin dari

permukaan - R = jari-jari lingkar cincin - C = Faktor koreksi

Faktor Koreksi

(퐶 minus 푎) = 4푏휋 푥

1푅 푥

퐹4휋휌푅 + 푐

Keterangan

- a = 07250 (konstan) - b = 009075 m-1 s2 (konstan) - c = 004534 ndash 1695 rR (konstan) - r = jari-jari kawat yang digunakan untuk membuat cincin - R = jari-jari rata-rata lingkaran - 휌 = masa jenis cairan sempel

Ketika mengukur tegangan permuakaan cairan- cairan harus diperhatikan bahwa cairan yang ada dibawah benar- benar membasahi cincin (Bird 1987)

c Metode Lempengan Wilhelmi

Metode ini didasarkan pada gaya yang diperlukan untuk menarik pelat tipis dari permukaan cairan Pelat digantung pada salah satu lengan neraca dan dimasukkan kedalam cairan yang akan diselidiki Besarnya gaya tarik pada neraca yang digunakan untuk melepas pelat dari permukaan cairan dicatat

Persamaan

푃 = 푚푔 + 퐿훾 cos휃 minus 푠ℎ휌푔

41

Keterangan

- P = gaya yang dipergunakan untuk melepaskan lempengan dari permkaan cincin

- m = berat lempengan - 푔 = gaya gravitasi - 푠 = luas penampang lempengan - ℎ = kedalaman lempeng yang dicelupkan - 퐿 = keliling lempengan - 휌 = bobot jenis cairan

Dalam metode ini diandaikan sudut kontak θ = 00 dan pengaruh

dari ujung- ujung lempeng dapat diabaikan ( Yazid 2005 ) Pada metode ini digunakan lempengan mika tipis atau kaca slide

mikrosip yang digantung pada neraca Pengukuran dapat dilakukan dengan cara statistik ataupun dengan detasment yang secara akurat diberikan pada persamaan ideal

Jika pengukurannya dilakukan dengan metode detasmen prosedurnya hampir sama dengan metode cincin Du Nouy tetapi faktor koreksi hanya 01 ( Adamson 1990)

d Metode Tekanan Gelembung Maksimum Tegangan permukaan menyebabkan adanya perbedaan tekanan

pada kedua sisi permukaan cairan yang lengkung Tekanan pada sisi yang cembung Ketika pertama kali tekanan dikenakan jari- jari gelembung sangat besar Sementara gelembung itu mengembang jari- jarinya akan semakin kecil sampai nilai minimum

Pada keadaan ini jari- jari gelembung sama dengan jari- jari tabung gelas Bila tekanan terus dinaikkan jari- jari gelembung akan membesar kembali sampai akhirnya gelembung ini lepas dari tabung gelas dan naik ke permukaan cairan jelas bahwa tekanan maksimum diperoleh pada saat jari- jari minimum

Tekanan maksimum ini bukan hanya disebabkan perbedaan tekanan pada kedua sisi gelembung tetapi juga disebabkan oleh adanya tekanan hidrostatik ( yang bergantung pada ketinggian tabung gelas dalam cairan )

Persamaan

훾 = ∆휌푔푑푒 1퐻

Keterangan

o ∆휌 = perbedaan bobot jenis o 푑푒 = diameter maksimum tetesan

42

o = faktor koreksi yang ditentukan oleh rasio 푑푠 푑푒

Metode tekanan gelembung maksimum memiliki keakuratan di bawah 10 yang mana tidak tergantung pada jarak kontak dan hanya merupakan sebuah pengetahuan dasar dari densitas suatu cairan ( Jika menggunakan pipa ganda ) dan pengukurannya juga relatif cepat Rata- rata sebuah gelembung harganya sekitar 1 sek (Adamson 1990)

Pertemuan 7

Tanggal 14 Oktober 2014

TEGANGAN ANTAR MUKA

Tegangan permukaan merupakan gaya persatuan panjang yang

harus dikerjakan sejajar permukaan untuk mengimbangi gaya tarikan

kedalam pada cairan Hal tersebut terjadi karena pada permukaan gaya

adhesi (antara cairan dan udara) lebih kecil dari pada gaya kohesi antar

molekul cairan sehingga menyebabkan terjadinya gaya kedalam pada

permukaan cairan

Tegangan antar muka adalah gaya per satuan panjang yang terdapat

pada antar muka dua fase cairan yang tidak dapat tercampur Tegangan antar

muka selalu lebih kecil dari pada tegangan permukaan kerena gaya adhesi

antara dua cairan tidak bercampur lebih besar dari pada adhesi antara cairan

dan udara

Cairan-cairan (immisible)

L ƔL ƔL Tegangan permukaan L

ƔS Tegangan permukaan S

ƔSL ƔSL Tegangan antarmuka SL

S ƔS

43

Missible dua zat yang bercampurlarut dengan sempurna berapapun

konsentrasijumlahnya

Immisible dua zat (cairan dengan cairan) yang sama sekali tidak

dapat bercampurlarut

Pada dasarnya tegangan permukaan suatu zat cair

dipengaruhi oleh beberapa faktor diantaranya suhu dan zat terlarut

Dimana keberadaan zat terlarut dalamsuatu cairan akan

mempengaruhi besarnya tegangan permukaan terutama molekul zat

yang berada pada permukaan cairan berbentuk lapisan monomolekuler

yang disebut dengan molekul surfaktan Kemudian suhu juga sangat

mempengaruhi tegangan permukaan suatu cairan dimana ketika suhu

naik maka tegangan permukaan cairan akan turun

Suhu uarr = Tegangan permukaan darr ldquoberbanding terbalikrdquo

Fenomena Permukaan dan Fenomena Antar muka

Permukaan Fenomena

Cairan ndash Udara Tegangan Permukaan

Padat ndash Udara Adsorbsi

Antar Muka Fenomena

Cairan ndash Cairan

(immisible)

Tegangan Antar Muka

Padat ndash Cair Pembasah (Wetting)

Tegangan Antar Muka Cairan ndash Cairan (immisible)

1) Gaya persatuan panjang yang bekerja pada antar muka dua cairan

yang immisible

Satuan dynecm-1

44

2) Kerja yang diperlukan untuk memisahkan 2 permukaan cairan

immisible

Satuan ergcm-2

Manfaat fenomena antar muka dalam farmasi

1 Formulasi sediaan serbuk yang hidrofob

2 Menentukan jenis surfaktan untuk membuat emulsi

3 Meningkatkan stabilitas suspensi dan emulsi

4 Mengatasi sediaan obat yang berbusa

5 Adsorbsi obat pada saluran pencernaan

Soal

1 Hitung Ɣ fenol bila diketahui tinggi kenaikan permukaan fenol dalam

pipa kapiler (r = 007 cm) adalah 093 cm pada suhu 37˚C Bila

diketahui bobot jenis fenol 113 gcm-1 dan konstanta gravitasi = 9807

cm det-2

Diketahui

a) r = 007 cm

b) ρ = 113 gcm-1

c) g = 9807 cm det-2

d) h = 093 cm

Ditanya Ɣfenol

Jawab

Ɣfenol = frac12 (rρgh)

= frac12 (007 x 113 x 9807 x 093)

= 3607 dynecm-1

45

Gaya Kohesi dan Adhesi

Terdapat dua macam gaya tarik menarik antar partikel yaitu kohesi

dan adhesi Kohesi adalah gaya tarik menarik antara partikel yang sejenis

Kohesi dipengaruhi oleh kerapatan dan jarak antar partikel dalam zat gaya

kohesi mengakibatkan dua zat bila dicampurkan tidak akan saling

bercampur Contoh tidak bercampurnya air dengan minyak tidak

melekatnya air raksa pada dinding pipa kapiler dan air pada daun talas

Adhesi adalah gaya tarik menarik antara partikel-partikel yang

tidak sejenis Gaya adhesi akan mengakibatkan dua zat akan saling melekat

bila dicampurkan Contoh bercampurnya air dengan tehkopi melekatnya

air pada dinding pipa kapiler dan melekatnya tinta pada kertas

Adanya gaya tarik menarik antara partikel zat cair menyebabkan

adanya tegangan permukaan dimana permukaan zat cair cenderung

menegang dan seolah terdapat selaput atau lapisan yang tegang sehingga

dapat menahan benda Selain adanya peristiwa tegangan permukaan akibat

adanya gaya tarik menarik antara partikel juga menyebabkan terjadinya

peristiwa meniskus cembung dan meniskus cekung

Meniskus Cembung dan Meniskus Cekung

Meniskus adalah peristiwa mencekung atau mencembungnya

permukaan zat cair Berdasarkan bentuk permukaan zat cair meniskus

dibedakan menjadi dua yaitu meniskus cembung dan meniskus cekung

Meniskus cembung terjadi jika gaya kohesi lebih besar dari pada gaya

adhesi Sedangkan meniskus cekung terjadi jika adhesi lebih besar dari pada

kohesi

46

Jika Wc lt Wa

Sudut Cos Ɵ Kecil

Permukaan cairan dalam kapiler cekung dan naik

Jika Wc gt Wa

Sudut Cos Ɵ Besar

Permukaan cairan dalam kapiler turun dan berbentuk cembung

Ɣ Rasio imbangan antara gaya Kohesi dan Adhesi

Cairan-Cairan (immisible)

Mempengaruhi koefisien sebaran (S)

Jika kerja kohesi lebih besar dari kerja adhesi maka nilai

koefisien sebarannya kecilrendah

Contoh

Asam stearat jika dilarutkan dengan air maka koefisien sebarannya

rendah karena gugus nonpolar pada asam stearat lebih panjang dari

gugus polarnya (gugus polar jadi titak berpengaruh)

47

Jika kerja kohesi lebih rendah dari kerja adhesi maka nilai koefisien

sebarannya tinggi Spreading

Contoh

Propanol jika dilarutkan dengan air maka koefisien sebarannya tinggi

karena mempunyai gugus ndashOH yang dapat berikatan hidrogen dengan

air dan bersifat polar

Tegangan permukaan dipengaruhi oleh

Rasio

Polar

Nonpolar

Si = Wa ndash Wc

Wc = 2 Ɣx

Wa = (Ɣx + Ɣair - Ɣx-air)

Si Bila nilai Si positif maka sebaranspreading terjadi

Bila nilai Si 0 tetap ada peluang sebaran

Bila nilai Si negatif tidak terjadi sebaran

Soal

Diketahui Ɣbenzen = 289 dynecm-1 Ɣair = 728 dynecm-1 dan Ɣbenzen-air =

35 dynecm-1 Hitung nilai kerja kohesi benzen kerja adhesi benzen-air

dan koefisien penyebaran awal benzen

Diketahui

a) Ɣbenzen = 289 dynecm-1

b) Ɣair = 728 dynecm-1

c) Ɣbenzen-air = 35 dynecm-1

48

Ditanya

a) Wc

b) Wa

c) Si

Jawab

Wc = 2 Ɣbenzen

= 2 x 289

= 578 dynecm-1

Wa = (Ɣbenzen + Ɣair ndash Ɣbenzen-air)

= (289 + 728 ndash 35)

= 667 dynecm-1

Si = Wa ndash Wc

= 667 ndash 578

= 89 dynecm-1

Benzen dapat tersebar dalam air karena nilai Si positif (+)

49

DAFTAR PUSTAKA

1 Tayangan Dosen

2 UraianPenjelasan Dosen pada saat Perkuliaha

3 Text Book

- Yazid Estein dan Nursanti Lisda 2006 Penuntun Praktikum Biokimia

Yogyakarta ANDI

- Santoso Begot 2007 BIOLOGI Jakarta Interplus Ridho_Brilliantoro

Tugas_Enzimologi

- Eistein Yazid 2005 Kimia Fisika Untuk Paramedis Yogyakarta Penerbit

Andi

- Adamson A W (1990) Physical Chemistry of Surfaces 5 th Ed New

York Willey

- Hugh DYoung Roger A Freedman 2002 Fisika Universitas Ed10 Alih

bahasa Juliastuti Endangdkk Jakarta Erlangga

- Kamajaya(2007)Cerdas Belajar FisikaBandungGrafindo Media Pratama

- IndrajitDudi(2007)Mudah dan Aktif Belajar FisikaBandungPT Setia

Purna Inves

4 Internet

- httprepositoryusuacidbitstream123456789395874Chapter20IIpdf

- httpstaffuiacidsystemfilesusersjoshitadjajadisastramaterialkestabil

anobatkuliahs2pdf

- httpstaffunyacidsitesdefaultfilespendidikanPurwanti20Widhy2

0Hastuti20SPd20MPdLaju20Reaksi20(2)pdf

- fileCUsersElrio20PutraDownloadsChapter20820Kinetika20

Kimiapdf

- httpusupressusuacidfilesKinetika20Kimia20Reaksi20Element

er_Normal_bab201pdf

- httpffarmasiuadacidwp-contentuploads201301orde-reaksi-waktu-

paruhpdfhttpnissanisso-fkp11webunairacidartikel_detail-49831-

Umum-sifat20kerja20obathtml

- httpmipa-farmasiblogspotcom201202tegangan-permukaan-tegangan-

antar-mukahtmlm=1

50

Page 40: Farfis2 before mid.pdf

40

b Metode Cincin Du Nouy

Metode cincin du nouy merupakan metode yang paling baik digunakan karena lebih akurat dan cepat dalam pengukuran tegangan permukaan deterjen serum suspensi koloid dan lain- lain

Berdasarkan pengukuran gaya yang diperlukan untuk melepaskan cincin dari permukaan cairan Metode ini digunakan untuk mengukur tegangan antar muka cairan

Persamaan

훾 = 퐹

4휋푅 퐶

Keterangan - F = gaya yang diperlukan untuk melepaskan cincin dari

permukaan - R = jari-jari lingkar cincin - C = Faktor koreksi

Faktor Koreksi

(퐶 minus 푎) = 4푏휋 푥

1푅 푥

퐹4휋휌푅 + 푐

Keterangan

- a = 07250 (konstan) - b = 009075 m-1 s2 (konstan) - c = 004534 ndash 1695 rR (konstan) - r = jari-jari kawat yang digunakan untuk membuat cincin - R = jari-jari rata-rata lingkaran - 휌 = masa jenis cairan sempel

Ketika mengukur tegangan permuakaan cairan- cairan harus diperhatikan bahwa cairan yang ada dibawah benar- benar membasahi cincin (Bird 1987)

c Metode Lempengan Wilhelmi

Metode ini didasarkan pada gaya yang diperlukan untuk menarik pelat tipis dari permukaan cairan Pelat digantung pada salah satu lengan neraca dan dimasukkan kedalam cairan yang akan diselidiki Besarnya gaya tarik pada neraca yang digunakan untuk melepas pelat dari permukaan cairan dicatat

Persamaan

푃 = 푚푔 + 퐿훾 cos휃 minus 푠ℎ휌푔

41

Keterangan

- P = gaya yang dipergunakan untuk melepaskan lempengan dari permkaan cincin

- m = berat lempengan - 푔 = gaya gravitasi - 푠 = luas penampang lempengan - ℎ = kedalaman lempeng yang dicelupkan - 퐿 = keliling lempengan - 휌 = bobot jenis cairan

Dalam metode ini diandaikan sudut kontak θ = 00 dan pengaruh

dari ujung- ujung lempeng dapat diabaikan ( Yazid 2005 ) Pada metode ini digunakan lempengan mika tipis atau kaca slide

mikrosip yang digantung pada neraca Pengukuran dapat dilakukan dengan cara statistik ataupun dengan detasment yang secara akurat diberikan pada persamaan ideal

Jika pengukurannya dilakukan dengan metode detasmen prosedurnya hampir sama dengan metode cincin Du Nouy tetapi faktor koreksi hanya 01 ( Adamson 1990)

d Metode Tekanan Gelembung Maksimum Tegangan permukaan menyebabkan adanya perbedaan tekanan

pada kedua sisi permukaan cairan yang lengkung Tekanan pada sisi yang cembung Ketika pertama kali tekanan dikenakan jari- jari gelembung sangat besar Sementara gelembung itu mengembang jari- jarinya akan semakin kecil sampai nilai minimum

Pada keadaan ini jari- jari gelembung sama dengan jari- jari tabung gelas Bila tekanan terus dinaikkan jari- jari gelembung akan membesar kembali sampai akhirnya gelembung ini lepas dari tabung gelas dan naik ke permukaan cairan jelas bahwa tekanan maksimum diperoleh pada saat jari- jari minimum

Tekanan maksimum ini bukan hanya disebabkan perbedaan tekanan pada kedua sisi gelembung tetapi juga disebabkan oleh adanya tekanan hidrostatik ( yang bergantung pada ketinggian tabung gelas dalam cairan )

Persamaan

훾 = ∆휌푔푑푒 1퐻

Keterangan

o ∆휌 = perbedaan bobot jenis o 푑푒 = diameter maksimum tetesan

42

o = faktor koreksi yang ditentukan oleh rasio 푑푠 푑푒

Metode tekanan gelembung maksimum memiliki keakuratan di bawah 10 yang mana tidak tergantung pada jarak kontak dan hanya merupakan sebuah pengetahuan dasar dari densitas suatu cairan ( Jika menggunakan pipa ganda ) dan pengukurannya juga relatif cepat Rata- rata sebuah gelembung harganya sekitar 1 sek (Adamson 1990)

Pertemuan 7

Tanggal 14 Oktober 2014

TEGANGAN ANTAR MUKA

Tegangan permukaan merupakan gaya persatuan panjang yang

harus dikerjakan sejajar permukaan untuk mengimbangi gaya tarikan

kedalam pada cairan Hal tersebut terjadi karena pada permukaan gaya

adhesi (antara cairan dan udara) lebih kecil dari pada gaya kohesi antar

molekul cairan sehingga menyebabkan terjadinya gaya kedalam pada

permukaan cairan

Tegangan antar muka adalah gaya per satuan panjang yang terdapat

pada antar muka dua fase cairan yang tidak dapat tercampur Tegangan antar

muka selalu lebih kecil dari pada tegangan permukaan kerena gaya adhesi

antara dua cairan tidak bercampur lebih besar dari pada adhesi antara cairan

dan udara

Cairan-cairan (immisible)

L ƔL ƔL Tegangan permukaan L

ƔS Tegangan permukaan S

ƔSL ƔSL Tegangan antarmuka SL

S ƔS

43

Missible dua zat yang bercampurlarut dengan sempurna berapapun

konsentrasijumlahnya

Immisible dua zat (cairan dengan cairan) yang sama sekali tidak

dapat bercampurlarut

Pada dasarnya tegangan permukaan suatu zat cair

dipengaruhi oleh beberapa faktor diantaranya suhu dan zat terlarut

Dimana keberadaan zat terlarut dalamsuatu cairan akan

mempengaruhi besarnya tegangan permukaan terutama molekul zat

yang berada pada permukaan cairan berbentuk lapisan monomolekuler

yang disebut dengan molekul surfaktan Kemudian suhu juga sangat

mempengaruhi tegangan permukaan suatu cairan dimana ketika suhu

naik maka tegangan permukaan cairan akan turun

Suhu uarr = Tegangan permukaan darr ldquoberbanding terbalikrdquo

Fenomena Permukaan dan Fenomena Antar muka

Permukaan Fenomena

Cairan ndash Udara Tegangan Permukaan

Padat ndash Udara Adsorbsi

Antar Muka Fenomena

Cairan ndash Cairan

(immisible)

Tegangan Antar Muka

Padat ndash Cair Pembasah (Wetting)

Tegangan Antar Muka Cairan ndash Cairan (immisible)

1) Gaya persatuan panjang yang bekerja pada antar muka dua cairan

yang immisible

Satuan dynecm-1

44

2) Kerja yang diperlukan untuk memisahkan 2 permukaan cairan

immisible

Satuan ergcm-2

Manfaat fenomena antar muka dalam farmasi

1 Formulasi sediaan serbuk yang hidrofob

2 Menentukan jenis surfaktan untuk membuat emulsi

3 Meningkatkan stabilitas suspensi dan emulsi

4 Mengatasi sediaan obat yang berbusa

5 Adsorbsi obat pada saluran pencernaan

Soal

1 Hitung Ɣ fenol bila diketahui tinggi kenaikan permukaan fenol dalam

pipa kapiler (r = 007 cm) adalah 093 cm pada suhu 37˚C Bila

diketahui bobot jenis fenol 113 gcm-1 dan konstanta gravitasi = 9807

cm det-2

Diketahui

a) r = 007 cm

b) ρ = 113 gcm-1

c) g = 9807 cm det-2

d) h = 093 cm

Ditanya Ɣfenol

Jawab

Ɣfenol = frac12 (rρgh)

= frac12 (007 x 113 x 9807 x 093)

= 3607 dynecm-1

45

Gaya Kohesi dan Adhesi

Terdapat dua macam gaya tarik menarik antar partikel yaitu kohesi

dan adhesi Kohesi adalah gaya tarik menarik antara partikel yang sejenis

Kohesi dipengaruhi oleh kerapatan dan jarak antar partikel dalam zat gaya

kohesi mengakibatkan dua zat bila dicampurkan tidak akan saling

bercampur Contoh tidak bercampurnya air dengan minyak tidak

melekatnya air raksa pada dinding pipa kapiler dan air pada daun talas

Adhesi adalah gaya tarik menarik antara partikel-partikel yang

tidak sejenis Gaya adhesi akan mengakibatkan dua zat akan saling melekat

bila dicampurkan Contoh bercampurnya air dengan tehkopi melekatnya

air pada dinding pipa kapiler dan melekatnya tinta pada kertas

Adanya gaya tarik menarik antara partikel zat cair menyebabkan

adanya tegangan permukaan dimana permukaan zat cair cenderung

menegang dan seolah terdapat selaput atau lapisan yang tegang sehingga

dapat menahan benda Selain adanya peristiwa tegangan permukaan akibat

adanya gaya tarik menarik antara partikel juga menyebabkan terjadinya

peristiwa meniskus cembung dan meniskus cekung

Meniskus Cembung dan Meniskus Cekung

Meniskus adalah peristiwa mencekung atau mencembungnya

permukaan zat cair Berdasarkan bentuk permukaan zat cair meniskus

dibedakan menjadi dua yaitu meniskus cembung dan meniskus cekung

Meniskus cembung terjadi jika gaya kohesi lebih besar dari pada gaya

adhesi Sedangkan meniskus cekung terjadi jika adhesi lebih besar dari pada

kohesi

46

Jika Wc lt Wa

Sudut Cos Ɵ Kecil

Permukaan cairan dalam kapiler cekung dan naik

Jika Wc gt Wa

Sudut Cos Ɵ Besar

Permukaan cairan dalam kapiler turun dan berbentuk cembung

Ɣ Rasio imbangan antara gaya Kohesi dan Adhesi

Cairan-Cairan (immisible)

Mempengaruhi koefisien sebaran (S)

Jika kerja kohesi lebih besar dari kerja adhesi maka nilai

koefisien sebarannya kecilrendah

Contoh

Asam stearat jika dilarutkan dengan air maka koefisien sebarannya

rendah karena gugus nonpolar pada asam stearat lebih panjang dari

gugus polarnya (gugus polar jadi titak berpengaruh)

47

Jika kerja kohesi lebih rendah dari kerja adhesi maka nilai koefisien

sebarannya tinggi Spreading

Contoh

Propanol jika dilarutkan dengan air maka koefisien sebarannya tinggi

karena mempunyai gugus ndashOH yang dapat berikatan hidrogen dengan

air dan bersifat polar

Tegangan permukaan dipengaruhi oleh

Rasio

Polar

Nonpolar

Si = Wa ndash Wc

Wc = 2 Ɣx

Wa = (Ɣx + Ɣair - Ɣx-air)

Si Bila nilai Si positif maka sebaranspreading terjadi

Bila nilai Si 0 tetap ada peluang sebaran

Bila nilai Si negatif tidak terjadi sebaran

Soal

Diketahui Ɣbenzen = 289 dynecm-1 Ɣair = 728 dynecm-1 dan Ɣbenzen-air =

35 dynecm-1 Hitung nilai kerja kohesi benzen kerja adhesi benzen-air

dan koefisien penyebaran awal benzen

Diketahui

a) Ɣbenzen = 289 dynecm-1

b) Ɣair = 728 dynecm-1

c) Ɣbenzen-air = 35 dynecm-1

48

Ditanya

a) Wc

b) Wa

c) Si

Jawab

Wc = 2 Ɣbenzen

= 2 x 289

= 578 dynecm-1

Wa = (Ɣbenzen + Ɣair ndash Ɣbenzen-air)

= (289 + 728 ndash 35)

= 667 dynecm-1

Si = Wa ndash Wc

= 667 ndash 578

= 89 dynecm-1

Benzen dapat tersebar dalam air karena nilai Si positif (+)

49

DAFTAR PUSTAKA

1 Tayangan Dosen

2 UraianPenjelasan Dosen pada saat Perkuliaha

3 Text Book

- Yazid Estein dan Nursanti Lisda 2006 Penuntun Praktikum Biokimia

Yogyakarta ANDI

- Santoso Begot 2007 BIOLOGI Jakarta Interplus Ridho_Brilliantoro

Tugas_Enzimologi

- Eistein Yazid 2005 Kimia Fisika Untuk Paramedis Yogyakarta Penerbit

Andi

- Adamson A W (1990) Physical Chemistry of Surfaces 5 th Ed New

York Willey

- Hugh DYoung Roger A Freedman 2002 Fisika Universitas Ed10 Alih

bahasa Juliastuti Endangdkk Jakarta Erlangga

- Kamajaya(2007)Cerdas Belajar FisikaBandungGrafindo Media Pratama

- IndrajitDudi(2007)Mudah dan Aktif Belajar FisikaBandungPT Setia

Purna Inves

4 Internet

- httprepositoryusuacidbitstream123456789395874Chapter20IIpdf

- httpstaffuiacidsystemfilesusersjoshitadjajadisastramaterialkestabil

anobatkuliahs2pdf

- httpstaffunyacidsitesdefaultfilespendidikanPurwanti20Widhy2

0Hastuti20SPd20MPdLaju20Reaksi20(2)pdf

- fileCUsersElrio20PutraDownloadsChapter20820Kinetika20

Kimiapdf

- httpusupressusuacidfilesKinetika20Kimia20Reaksi20Element

er_Normal_bab201pdf

- httpffarmasiuadacidwp-contentuploads201301orde-reaksi-waktu-

paruhpdfhttpnissanisso-fkp11webunairacidartikel_detail-49831-

Umum-sifat20kerja20obathtml

- httpmipa-farmasiblogspotcom201202tegangan-permukaan-tegangan-

antar-mukahtmlm=1

50

Page 41: Farfis2 before mid.pdf

41

Keterangan

- P = gaya yang dipergunakan untuk melepaskan lempengan dari permkaan cincin

- m = berat lempengan - 푔 = gaya gravitasi - 푠 = luas penampang lempengan - ℎ = kedalaman lempeng yang dicelupkan - 퐿 = keliling lempengan - 휌 = bobot jenis cairan

Dalam metode ini diandaikan sudut kontak θ = 00 dan pengaruh

dari ujung- ujung lempeng dapat diabaikan ( Yazid 2005 ) Pada metode ini digunakan lempengan mika tipis atau kaca slide

mikrosip yang digantung pada neraca Pengukuran dapat dilakukan dengan cara statistik ataupun dengan detasment yang secara akurat diberikan pada persamaan ideal

Jika pengukurannya dilakukan dengan metode detasmen prosedurnya hampir sama dengan metode cincin Du Nouy tetapi faktor koreksi hanya 01 ( Adamson 1990)

d Metode Tekanan Gelembung Maksimum Tegangan permukaan menyebabkan adanya perbedaan tekanan

pada kedua sisi permukaan cairan yang lengkung Tekanan pada sisi yang cembung Ketika pertama kali tekanan dikenakan jari- jari gelembung sangat besar Sementara gelembung itu mengembang jari- jarinya akan semakin kecil sampai nilai minimum

Pada keadaan ini jari- jari gelembung sama dengan jari- jari tabung gelas Bila tekanan terus dinaikkan jari- jari gelembung akan membesar kembali sampai akhirnya gelembung ini lepas dari tabung gelas dan naik ke permukaan cairan jelas bahwa tekanan maksimum diperoleh pada saat jari- jari minimum

Tekanan maksimum ini bukan hanya disebabkan perbedaan tekanan pada kedua sisi gelembung tetapi juga disebabkan oleh adanya tekanan hidrostatik ( yang bergantung pada ketinggian tabung gelas dalam cairan )

Persamaan

훾 = ∆휌푔푑푒 1퐻

Keterangan

o ∆휌 = perbedaan bobot jenis o 푑푒 = diameter maksimum tetesan

42

o = faktor koreksi yang ditentukan oleh rasio 푑푠 푑푒

Metode tekanan gelembung maksimum memiliki keakuratan di bawah 10 yang mana tidak tergantung pada jarak kontak dan hanya merupakan sebuah pengetahuan dasar dari densitas suatu cairan ( Jika menggunakan pipa ganda ) dan pengukurannya juga relatif cepat Rata- rata sebuah gelembung harganya sekitar 1 sek (Adamson 1990)

Pertemuan 7

Tanggal 14 Oktober 2014

TEGANGAN ANTAR MUKA

Tegangan permukaan merupakan gaya persatuan panjang yang

harus dikerjakan sejajar permukaan untuk mengimbangi gaya tarikan

kedalam pada cairan Hal tersebut terjadi karena pada permukaan gaya

adhesi (antara cairan dan udara) lebih kecil dari pada gaya kohesi antar

molekul cairan sehingga menyebabkan terjadinya gaya kedalam pada

permukaan cairan

Tegangan antar muka adalah gaya per satuan panjang yang terdapat

pada antar muka dua fase cairan yang tidak dapat tercampur Tegangan antar

muka selalu lebih kecil dari pada tegangan permukaan kerena gaya adhesi

antara dua cairan tidak bercampur lebih besar dari pada adhesi antara cairan

dan udara

Cairan-cairan (immisible)

L ƔL ƔL Tegangan permukaan L

ƔS Tegangan permukaan S

ƔSL ƔSL Tegangan antarmuka SL

S ƔS

43

Missible dua zat yang bercampurlarut dengan sempurna berapapun

konsentrasijumlahnya

Immisible dua zat (cairan dengan cairan) yang sama sekali tidak

dapat bercampurlarut

Pada dasarnya tegangan permukaan suatu zat cair

dipengaruhi oleh beberapa faktor diantaranya suhu dan zat terlarut

Dimana keberadaan zat terlarut dalamsuatu cairan akan

mempengaruhi besarnya tegangan permukaan terutama molekul zat

yang berada pada permukaan cairan berbentuk lapisan monomolekuler

yang disebut dengan molekul surfaktan Kemudian suhu juga sangat

mempengaruhi tegangan permukaan suatu cairan dimana ketika suhu

naik maka tegangan permukaan cairan akan turun

Suhu uarr = Tegangan permukaan darr ldquoberbanding terbalikrdquo

Fenomena Permukaan dan Fenomena Antar muka

Permukaan Fenomena

Cairan ndash Udara Tegangan Permukaan

Padat ndash Udara Adsorbsi

Antar Muka Fenomena

Cairan ndash Cairan

(immisible)

Tegangan Antar Muka

Padat ndash Cair Pembasah (Wetting)

Tegangan Antar Muka Cairan ndash Cairan (immisible)

1) Gaya persatuan panjang yang bekerja pada antar muka dua cairan

yang immisible

Satuan dynecm-1

44

2) Kerja yang diperlukan untuk memisahkan 2 permukaan cairan

immisible

Satuan ergcm-2

Manfaat fenomena antar muka dalam farmasi

1 Formulasi sediaan serbuk yang hidrofob

2 Menentukan jenis surfaktan untuk membuat emulsi

3 Meningkatkan stabilitas suspensi dan emulsi

4 Mengatasi sediaan obat yang berbusa

5 Adsorbsi obat pada saluran pencernaan

Soal

1 Hitung Ɣ fenol bila diketahui tinggi kenaikan permukaan fenol dalam

pipa kapiler (r = 007 cm) adalah 093 cm pada suhu 37˚C Bila

diketahui bobot jenis fenol 113 gcm-1 dan konstanta gravitasi = 9807

cm det-2

Diketahui

a) r = 007 cm

b) ρ = 113 gcm-1

c) g = 9807 cm det-2

d) h = 093 cm

Ditanya Ɣfenol

Jawab

Ɣfenol = frac12 (rρgh)

= frac12 (007 x 113 x 9807 x 093)

= 3607 dynecm-1

45

Gaya Kohesi dan Adhesi

Terdapat dua macam gaya tarik menarik antar partikel yaitu kohesi

dan adhesi Kohesi adalah gaya tarik menarik antara partikel yang sejenis

Kohesi dipengaruhi oleh kerapatan dan jarak antar partikel dalam zat gaya

kohesi mengakibatkan dua zat bila dicampurkan tidak akan saling

bercampur Contoh tidak bercampurnya air dengan minyak tidak

melekatnya air raksa pada dinding pipa kapiler dan air pada daun talas

Adhesi adalah gaya tarik menarik antara partikel-partikel yang

tidak sejenis Gaya adhesi akan mengakibatkan dua zat akan saling melekat

bila dicampurkan Contoh bercampurnya air dengan tehkopi melekatnya

air pada dinding pipa kapiler dan melekatnya tinta pada kertas

Adanya gaya tarik menarik antara partikel zat cair menyebabkan

adanya tegangan permukaan dimana permukaan zat cair cenderung

menegang dan seolah terdapat selaput atau lapisan yang tegang sehingga

dapat menahan benda Selain adanya peristiwa tegangan permukaan akibat

adanya gaya tarik menarik antara partikel juga menyebabkan terjadinya

peristiwa meniskus cembung dan meniskus cekung

Meniskus Cembung dan Meniskus Cekung

Meniskus adalah peristiwa mencekung atau mencembungnya

permukaan zat cair Berdasarkan bentuk permukaan zat cair meniskus

dibedakan menjadi dua yaitu meniskus cembung dan meniskus cekung

Meniskus cembung terjadi jika gaya kohesi lebih besar dari pada gaya

adhesi Sedangkan meniskus cekung terjadi jika adhesi lebih besar dari pada

kohesi

46

Jika Wc lt Wa

Sudut Cos Ɵ Kecil

Permukaan cairan dalam kapiler cekung dan naik

Jika Wc gt Wa

Sudut Cos Ɵ Besar

Permukaan cairan dalam kapiler turun dan berbentuk cembung

Ɣ Rasio imbangan antara gaya Kohesi dan Adhesi

Cairan-Cairan (immisible)

Mempengaruhi koefisien sebaran (S)

Jika kerja kohesi lebih besar dari kerja adhesi maka nilai

koefisien sebarannya kecilrendah

Contoh

Asam stearat jika dilarutkan dengan air maka koefisien sebarannya

rendah karena gugus nonpolar pada asam stearat lebih panjang dari

gugus polarnya (gugus polar jadi titak berpengaruh)

47

Jika kerja kohesi lebih rendah dari kerja adhesi maka nilai koefisien

sebarannya tinggi Spreading

Contoh

Propanol jika dilarutkan dengan air maka koefisien sebarannya tinggi

karena mempunyai gugus ndashOH yang dapat berikatan hidrogen dengan

air dan bersifat polar

Tegangan permukaan dipengaruhi oleh

Rasio

Polar

Nonpolar

Si = Wa ndash Wc

Wc = 2 Ɣx

Wa = (Ɣx + Ɣair - Ɣx-air)

Si Bila nilai Si positif maka sebaranspreading terjadi

Bila nilai Si 0 tetap ada peluang sebaran

Bila nilai Si negatif tidak terjadi sebaran

Soal

Diketahui Ɣbenzen = 289 dynecm-1 Ɣair = 728 dynecm-1 dan Ɣbenzen-air =

35 dynecm-1 Hitung nilai kerja kohesi benzen kerja adhesi benzen-air

dan koefisien penyebaran awal benzen

Diketahui

a) Ɣbenzen = 289 dynecm-1

b) Ɣair = 728 dynecm-1

c) Ɣbenzen-air = 35 dynecm-1

48

Ditanya

a) Wc

b) Wa

c) Si

Jawab

Wc = 2 Ɣbenzen

= 2 x 289

= 578 dynecm-1

Wa = (Ɣbenzen + Ɣair ndash Ɣbenzen-air)

= (289 + 728 ndash 35)

= 667 dynecm-1

Si = Wa ndash Wc

= 667 ndash 578

= 89 dynecm-1

Benzen dapat tersebar dalam air karena nilai Si positif (+)

49

DAFTAR PUSTAKA

1 Tayangan Dosen

2 UraianPenjelasan Dosen pada saat Perkuliaha

3 Text Book

- Yazid Estein dan Nursanti Lisda 2006 Penuntun Praktikum Biokimia

Yogyakarta ANDI

- Santoso Begot 2007 BIOLOGI Jakarta Interplus Ridho_Brilliantoro

Tugas_Enzimologi

- Eistein Yazid 2005 Kimia Fisika Untuk Paramedis Yogyakarta Penerbit

Andi

- Adamson A W (1990) Physical Chemistry of Surfaces 5 th Ed New

York Willey

- Hugh DYoung Roger A Freedman 2002 Fisika Universitas Ed10 Alih

bahasa Juliastuti Endangdkk Jakarta Erlangga

- Kamajaya(2007)Cerdas Belajar FisikaBandungGrafindo Media Pratama

- IndrajitDudi(2007)Mudah dan Aktif Belajar FisikaBandungPT Setia

Purna Inves

4 Internet

- httprepositoryusuacidbitstream123456789395874Chapter20IIpdf

- httpstaffuiacidsystemfilesusersjoshitadjajadisastramaterialkestabil

anobatkuliahs2pdf

- httpstaffunyacidsitesdefaultfilespendidikanPurwanti20Widhy2

0Hastuti20SPd20MPdLaju20Reaksi20(2)pdf

- fileCUsersElrio20PutraDownloadsChapter20820Kinetika20

Kimiapdf

- httpusupressusuacidfilesKinetika20Kimia20Reaksi20Element

er_Normal_bab201pdf

- httpffarmasiuadacidwp-contentuploads201301orde-reaksi-waktu-

paruhpdfhttpnissanisso-fkp11webunairacidartikel_detail-49831-

Umum-sifat20kerja20obathtml

- httpmipa-farmasiblogspotcom201202tegangan-permukaan-tegangan-

antar-mukahtmlm=1

50

Page 42: Farfis2 before mid.pdf

42

o = faktor koreksi yang ditentukan oleh rasio 푑푠 푑푒

Metode tekanan gelembung maksimum memiliki keakuratan di bawah 10 yang mana tidak tergantung pada jarak kontak dan hanya merupakan sebuah pengetahuan dasar dari densitas suatu cairan ( Jika menggunakan pipa ganda ) dan pengukurannya juga relatif cepat Rata- rata sebuah gelembung harganya sekitar 1 sek (Adamson 1990)

Pertemuan 7

Tanggal 14 Oktober 2014

TEGANGAN ANTAR MUKA

Tegangan permukaan merupakan gaya persatuan panjang yang

harus dikerjakan sejajar permukaan untuk mengimbangi gaya tarikan

kedalam pada cairan Hal tersebut terjadi karena pada permukaan gaya

adhesi (antara cairan dan udara) lebih kecil dari pada gaya kohesi antar

molekul cairan sehingga menyebabkan terjadinya gaya kedalam pada

permukaan cairan

Tegangan antar muka adalah gaya per satuan panjang yang terdapat

pada antar muka dua fase cairan yang tidak dapat tercampur Tegangan antar

muka selalu lebih kecil dari pada tegangan permukaan kerena gaya adhesi

antara dua cairan tidak bercampur lebih besar dari pada adhesi antara cairan

dan udara

Cairan-cairan (immisible)

L ƔL ƔL Tegangan permukaan L

ƔS Tegangan permukaan S

ƔSL ƔSL Tegangan antarmuka SL

S ƔS

43

Missible dua zat yang bercampurlarut dengan sempurna berapapun

konsentrasijumlahnya

Immisible dua zat (cairan dengan cairan) yang sama sekali tidak

dapat bercampurlarut

Pada dasarnya tegangan permukaan suatu zat cair

dipengaruhi oleh beberapa faktor diantaranya suhu dan zat terlarut

Dimana keberadaan zat terlarut dalamsuatu cairan akan

mempengaruhi besarnya tegangan permukaan terutama molekul zat

yang berada pada permukaan cairan berbentuk lapisan monomolekuler

yang disebut dengan molekul surfaktan Kemudian suhu juga sangat

mempengaruhi tegangan permukaan suatu cairan dimana ketika suhu

naik maka tegangan permukaan cairan akan turun

Suhu uarr = Tegangan permukaan darr ldquoberbanding terbalikrdquo

Fenomena Permukaan dan Fenomena Antar muka

Permukaan Fenomena

Cairan ndash Udara Tegangan Permukaan

Padat ndash Udara Adsorbsi

Antar Muka Fenomena

Cairan ndash Cairan

(immisible)

Tegangan Antar Muka

Padat ndash Cair Pembasah (Wetting)

Tegangan Antar Muka Cairan ndash Cairan (immisible)

1) Gaya persatuan panjang yang bekerja pada antar muka dua cairan

yang immisible

Satuan dynecm-1

44

2) Kerja yang diperlukan untuk memisahkan 2 permukaan cairan

immisible

Satuan ergcm-2

Manfaat fenomena antar muka dalam farmasi

1 Formulasi sediaan serbuk yang hidrofob

2 Menentukan jenis surfaktan untuk membuat emulsi

3 Meningkatkan stabilitas suspensi dan emulsi

4 Mengatasi sediaan obat yang berbusa

5 Adsorbsi obat pada saluran pencernaan

Soal

1 Hitung Ɣ fenol bila diketahui tinggi kenaikan permukaan fenol dalam

pipa kapiler (r = 007 cm) adalah 093 cm pada suhu 37˚C Bila

diketahui bobot jenis fenol 113 gcm-1 dan konstanta gravitasi = 9807

cm det-2

Diketahui

a) r = 007 cm

b) ρ = 113 gcm-1

c) g = 9807 cm det-2

d) h = 093 cm

Ditanya Ɣfenol

Jawab

Ɣfenol = frac12 (rρgh)

= frac12 (007 x 113 x 9807 x 093)

= 3607 dynecm-1

45

Gaya Kohesi dan Adhesi

Terdapat dua macam gaya tarik menarik antar partikel yaitu kohesi

dan adhesi Kohesi adalah gaya tarik menarik antara partikel yang sejenis

Kohesi dipengaruhi oleh kerapatan dan jarak antar partikel dalam zat gaya

kohesi mengakibatkan dua zat bila dicampurkan tidak akan saling

bercampur Contoh tidak bercampurnya air dengan minyak tidak

melekatnya air raksa pada dinding pipa kapiler dan air pada daun talas

Adhesi adalah gaya tarik menarik antara partikel-partikel yang

tidak sejenis Gaya adhesi akan mengakibatkan dua zat akan saling melekat

bila dicampurkan Contoh bercampurnya air dengan tehkopi melekatnya

air pada dinding pipa kapiler dan melekatnya tinta pada kertas

Adanya gaya tarik menarik antara partikel zat cair menyebabkan

adanya tegangan permukaan dimana permukaan zat cair cenderung

menegang dan seolah terdapat selaput atau lapisan yang tegang sehingga

dapat menahan benda Selain adanya peristiwa tegangan permukaan akibat

adanya gaya tarik menarik antara partikel juga menyebabkan terjadinya

peristiwa meniskus cembung dan meniskus cekung

Meniskus Cembung dan Meniskus Cekung

Meniskus adalah peristiwa mencekung atau mencembungnya

permukaan zat cair Berdasarkan bentuk permukaan zat cair meniskus

dibedakan menjadi dua yaitu meniskus cembung dan meniskus cekung

Meniskus cembung terjadi jika gaya kohesi lebih besar dari pada gaya

adhesi Sedangkan meniskus cekung terjadi jika adhesi lebih besar dari pada

kohesi

46

Jika Wc lt Wa

Sudut Cos Ɵ Kecil

Permukaan cairan dalam kapiler cekung dan naik

Jika Wc gt Wa

Sudut Cos Ɵ Besar

Permukaan cairan dalam kapiler turun dan berbentuk cembung

Ɣ Rasio imbangan antara gaya Kohesi dan Adhesi

Cairan-Cairan (immisible)

Mempengaruhi koefisien sebaran (S)

Jika kerja kohesi lebih besar dari kerja adhesi maka nilai

koefisien sebarannya kecilrendah

Contoh

Asam stearat jika dilarutkan dengan air maka koefisien sebarannya

rendah karena gugus nonpolar pada asam stearat lebih panjang dari

gugus polarnya (gugus polar jadi titak berpengaruh)

47

Jika kerja kohesi lebih rendah dari kerja adhesi maka nilai koefisien

sebarannya tinggi Spreading

Contoh

Propanol jika dilarutkan dengan air maka koefisien sebarannya tinggi

karena mempunyai gugus ndashOH yang dapat berikatan hidrogen dengan

air dan bersifat polar

Tegangan permukaan dipengaruhi oleh

Rasio

Polar

Nonpolar

Si = Wa ndash Wc

Wc = 2 Ɣx

Wa = (Ɣx + Ɣair - Ɣx-air)

Si Bila nilai Si positif maka sebaranspreading terjadi

Bila nilai Si 0 tetap ada peluang sebaran

Bila nilai Si negatif tidak terjadi sebaran

Soal

Diketahui Ɣbenzen = 289 dynecm-1 Ɣair = 728 dynecm-1 dan Ɣbenzen-air =

35 dynecm-1 Hitung nilai kerja kohesi benzen kerja adhesi benzen-air

dan koefisien penyebaran awal benzen

Diketahui

a) Ɣbenzen = 289 dynecm-1

b) Ɣair = 728 dynecm-1

c) Ɣbenzen-air = 35 dynecm-1

48

Ditanya

a) Wc

b) Wa

c) Si

Jawab

Wc = 2 Ɣbenzen

= 2 x 289

= 578 dynecm-1

Wa = (Ɣbenzen + Ɣair ndash Ɣbenzen-air)

= (289 + 728 ndash 35)

= 667 dynecm-1

Si = Wa ndash Wc

= 667 ndash 578

= 89 dynecm-1

Benzen dapat tersebar dalam air karena nilai Si positif (+)

49

DAFTAR PUSTAKA

1 Tayangan Dosen

2 UraianPenjelasan Dosen pada saat Perkuliaha

3 Text Book

- Yazid Estein dan Nursanti Lisda 2006 Penuntun Praktikum Biokimia

Yogyakarta ANDI

- Santoso Begot 2007 BIOLOGI Jakarta Interplus Ridho_Brilliantoro

Tugas_Enzimologi

- Eistein Yazid 2005 Kimia Fisika Untuk Paramedis Yogyakarta Penerbit

Andi

- Adamson A W (1990) Physical Chemistry of Surfaces 5 th Ed New

York Willey

- Hugh DYoung Roger A Freedman 2002 Fisika Universitas Ed10 Alih

bahasa Juliastuti Endangdkk Jakarta Erlangga

- Kamajaya(2007)Cerdas Belajar FisikaBandungGrafindo Media Pratama

- IndrajitDudi(2007)Mudah dan Aktif Belajar FisikaBandungPT Setia

Purna Inves

4 Internet

- httprepositoryusuacidbitstream123456789395874Chapter20IIpdf

- httpstaffuiacidsystemfilesusersjoshitadjajadisastramaterialkestabil

anobatkuliahs2pdf

- httpstaffunyacidsitesdefaultfilespendidikanPurwanti20Widhy2

0Hastuti20SPd20MPdLaju20Reaksi20(2)pdf

- fileCUsersElrio20PutraDownloadsChapter20820Kinetika20

Kimiapdf

- httpusupressusuacidfilesKinetika20Kimia20Reaksi20Element

er_Normal_bab201pdf

- httpffarmasiuadacidwp-contentuploads201301orde-reaksi-waktu-

paruhpdfhttpnissanisso-fkp11webunairacidartikel_detail-49831-

Umum-sifat20kerja20obathtml

- httpmipa-farmasiblogspotcom201202tegangan-permukaan-tegangan-

antar-mukahtmlm=1

50

Page 43: Farfis2 before mid.pdf

43

Missible dua zat yang bercampurlarut dengan sempurna berapapun

konsentrasijumlahnya

Immisible dua zat (cairan dengan cairan) yang sama sekali tidak

dapat bercampurlarut

Pada dasarnya tegangan permukaan suatu zat cair

dipengaruhi oleh beberapa faktor diantaranya suhu dan zat terlarut

Dimana keberadaan zat terlarut dalamsuatu cairan akan

mempengaruhi besarnya tegangan permukaan terutama molekul zat

yang berada pada permukaan cairan berbentuk lapisan monomolekuler

yang disebut dengan molekul surfaktan Kemudian suhu juga sangat

mempengaruhi tegangan permukaan suatu cairan dimana ketika suhu

naik maka tegangan permukaan cairan akan turun

Suhu uarr = Tegangan permukaan darr ldquoberbanding terbalikrdquo

Fenomena Permukaan dan Fenomena Antar muka

Permukaan Fenomena

Cairan ndash Udara Tegangan Permukaan

Padat ndash Udara Adsorbsi

Antar Muka Fenomena

Cairan ndash Cairan

(immisible)

Tegangan Antar Muka

Padat ndash Cair Pembasah (Wetting)

Tegangan Antar Muka Cairan ndash Cairan (immisible)

1) Gaya persatuan panjang yang bekerja pada antar muka dua cairan

yang immisible

Satuan dynecm-1

44

2) Kerja yang diperlukan untuk memisahkan 2 permukaan cairan

immisible

Satuan ergcm-2

Manfaat fenomena antar muka dalam farmasi

1 Formulasi sediaan serbuk yang hidrofob

2 Menentukan jenis surfaktan untuk membuat emulsi

3 Meningkatkan stabilitas suspensi dan emulsi

4 Mengatasi sediaan obat yang berbusa

5 Adsorbsi obat pada saluran pencernaan

Soal

1 Hitung Ɣ fenol bila diketahui tinggi kenaikan permukaan fenol dalam

pipa kapiler (r = 007 cm) adalah 093 cm pada suhu 37˚C Bila

diketahui bobot jenis fenol 113 gcm-1 dan konstanta gravitasi = 9807

cm det-2

Diketahui

a) r = 007 cm

b) ρ = 113 gcm-1

c) g = 9807 cm det-2

d) h = 093 cm

Ditanya Ɣfenol

Jawab

Ɣfenol = frac12 (rρgh)

= frac12 (007 x 113 x 9807 x 093)

= 3607 dynecm-1

45

Gaya Kohesi dan Adhesi

Terdapat dua macam gaya tarik menarik antar partikel yaitu kohesi

dan adhesi Kohesi adalah gaya tarik menarik antara partikel yang sejenis

Kohesi dipengaruhi oleh kerapatan dan jarak antar partikel dalam zat gaya

kohesi mengakibatkan dua zat bila dicampurkan tidak akan saling

bercampur Contoh tidak bercampurnya air dengan minyak tidak

melekatnya air raksa pada dinding pipa kapiler dan air pada daun talas

Adhesi adalah gaya tarik menarik antara partikel-partikel yang

tidak sejenis Gaya adhesi akan mengakibatkan dua zat akan saling melekat

bila dicampurkan Contoh bercampurnya air dengan tehkopi melekatnya

air pada dinding pipa kapiler dan melekatnya tinta pada kertas

Adanya gaya tarik menarik antara partikel zat cair menyebabkan

adanya tegangan permukaan dimana permukaan zat cair cenderung

menegang dan seolah terdapat selaput atau lapisan yang tegang sehingga

dapat menahan benda Selain adanya peristiwa tegangan permukaan akibat

adanya gaya tarik menarik antara partikel juga menyebabkan terjadinya

peristiwa meniskus cembung dan meniskus cekung

Meniskus Cembung dan Meniskus Cekung

Meniskus adalah peristiwa mencekung atau mencembungnya

permukaan zat cair Berdasarkan bentuk permukaan zat cair meniskus

dibedakan menjadi dua yaitu meniskus cembung dan meniskus cekung

Meniskus cembung terjadi jika gaya kohesi lebih besar dari pada gaya

adhesi Sedangkan meniskus cekung terjadi jika adhesi lebih besar dari pada

kohesi

46

Jika Wc lt Wa

Sudut Cos Ɵ Kecil

Permukaan cairan dalam kapiler cekung dan naik

Jika Wc gt Wa

Sudut Cos Ɵ Besar

Permukaan cairan dalam kapiler turun dan berbentuk cembung

Ɣ Rasio imbangan antara gaya Kohesi dan Adhesi

Cairan-Cairan (immisible)

Mempengaruhi koefisien sebaran (S)

Jika kerja kohesi lebih besar dari kerja adhesi maka nilai

koefisien sebarannya kecilrendah

Contoh

Asam stearat jika dilarutkan dengan air maka koefisien sebarannya

rendah karena gugus nonpolar pada asam stearat lebih panjang dari

gugus polarnya (gugus polar jadi titak berpengaruh)

47

Jika kerja kohesi lebih rendah dari kerja adhesi maka nilai koefisien

sebarannya tinggi Spreading

Contoh

Propanol jika dilarutkan dengan air maka koefisien sebarannya tinggi

karena mempunyai gugus ndashOH yang dapat berikatan hidrogen dengan

air dan bersifat polar

Tegangan permukaan dipengaruhi oleh

Rasio

Polar

Nonpolar

Si = Wa ndash Wc

Wc = 2 Ɣx

Wa = (Ɣx + Ɣair - Ɣx-air)

Si Bila nilai Si positif maka sebaranspreading terjadi

Bila nilai Si 0 tetap ada peluang sebaran

Bila nilai Si negatif tidak terjadi sebaran

Soal

Diketahui Ɣbenzen = 289 dynecm-1 Ɣair = 728 dynecm-1 dan Ɣbenzen-air =

35 dynecm-1 Hitung nilai kerja kohesi benzen kerja adhesi benzen-air

dan koefisien penyebaran awal benzen

Diketahui

a) Ɣbenzen = 289 dynecm-1

b) Ɣair = 728 dynecm-1

c) Ɣbenzen-air = 35 dynecm-1

48

Ditanya

a) Wc

b) Wa

c) Si

Jawab

Wc = 2 Ɣbenzen

= 2 x 289

= 578 dynecm-1

Wa = (Ɣbenzen + Ɣair ndash Ɣbenzen-air)

= (289 + 728 ndash 35)

= 667 dynecm-1

Si = Wa ndash Wc

= 667 ndash 578

= 89 dynecm-1

Benzen dapat tersebar dalam air karena nilai Si positif (+)

49

DAFTAR PUSTAKA

1 Tayangan Dosen

2 UraianPenjelasan Dosen pada saat Perkuliaha

3 Text Book

- Yazid Estein dan Nursanti Lisda 2006 Penuntun Praktikum Biokimia

Yogyakarta ANDI

- Santoso Begot 2007 BIOLOGI Jakarta Interplus Ridho_Brilliantoro

Tugas_Enzimologi

- Eistein Yazid 2005 Kimia Fisika Untuk Paramedis Yogyakarta Penerbit

Andi

- Adamson A W (1990) Physical Chemistry of Surfaces 5 th Ed New

York Willey

- Hugh DYoung Roger A Freedman 2002 Fisika Universitas Ed10 Alih

bahasa Juliastuti Endangdkk Jakarta Erlangga

- Kamajaya(2007)Cerdas Belajar FisikaBandungGrafindo Media Pratama

- IndrajitDudi(2007)Mudah dan Aktif Belajar FisikaBandungPT Setia

Purna Inves

4 Internet

- httprepositoryusuacidbitstream123456789395874Chapter20IIpdf

- httpstaffuiacidsystemfilesusersjoshitadjajadisastramaterialkestabil

anobatkuliahs2pdf

- httpstaffunyacidsitesdefaultfilespendidikanPurwanti20Widhy2

0Hastuti20SPd20MPdLaju20Reaksi20(2)pdf

- fileCUsersElrio20PutraDownloadsChapter20820Kinetika20

Kimiapdf

- httpusupressusuacidfilesKinetika20Kimia20Reaksi20Element

er_Normal_bab201pdf

- httpffarmasiuadacidwp-contentuploads201301orde-reaksi-waktu-

paruhpdfhttpnissanisso-fkp11webunairacidartikel_detail-49831-

Umum-sifat20kerja20obathtml

- httpmipa-farmasiblogspotcom201202tegangan-permukaan-tegangan-

antar-mukahtmlm=1

50

Page 44: Farfis2 before mid.pdf

44

2) Kerja yang diperlukan untuk memisahkan 2 permukaan cairan

immisible

Satuan ergcm-2

Manfaat fenomena antar muka dalam farmasi

1 Formulasi sediaan serbuk yang hidrofob

2 Menentukan jenis surfaktan untuk membuat emulsi

3 Meningkatkan stabilitas suspensi dan emulsi

4 Mengatasi sediaan obat yang berbusa

5 Adsorbsi obat pada saluran pencernaan

Soal

1 Hitung Ɣ fenol bila diketahui tinggi kenaikan permukaan fenol dalam

pipa kapiler (r = 007 cm) adalah 093 cm pada suhu 37˚C Bila

diketahui bobot jenis fenol 113 gcm-1 dan konstanta gravitasi = 9807

cm det-2

Diketahui

a) r = 007 cm

b) ρ = 113 gcm-1

c) g = 9807 cm det-2

d) h = 093 cm

Ditanya Ɣfenol

Jawab

Ɣfenol = frac12 (rρgh)

= frac12 (007 x 113 x 9807 x 093)

= 3607 dynecm-1

45

Gaya Kohesi dan Adhesi

Terdapat dua macam gaya tarik menarik antar partikel yaitu kohesi

dan adhesi Kohesi adalah gaya tarik menarik antara partikel yang sejenis

Kohesi dipengaruhi oleh kerapatan dan jarak antar partikel dalam zat gaya

kohesi mengakibatkan dua zat bila dicampurkan tidak akan saling

bercampur Contoh tidak bercampurnya air dengan minyak tidak

melekatnya air raksa pada dinding pipa kapiler dan air pada daun talas

Adhesi adalah gaya tarik menarik antara partikel-partikel yang

tidak sejenis Gaya adhesi akan mengakibatkan dua zat akan saling melekat

bila dicampurkan Contoh bercampurnya air dengan tehkopi melekatnya

air pada dinding pipa kapiler dan melekatnya tinta pada kertas

Adanya gaya tarik menarik antara partikel zat cair menyebabkan

adanya tegangan permukaan dimana permukaan zat cair cenderung

menegang dan seolah terdapat selaput atau lapisan yang tegang sehingga

dapat menahan benda Selain adanya peristiwa tegangan permukaan akibat

adanya gaya tarik menarik antara partikel juga menyebabkan terjadinya

peristiwa meniskus cembung dan meniskus cekung

Meniskus Cembung dan Meniskus Cekung

Meniskus adalah peristiwa mencekung atau mencembungnya

permukaan zat cair Berdasarkan bentuk permukaan zat cair meniskus

dibedakan menjadi dua yaitu meniskus cembung dan meniskus cekung

Meniskus cembung terjadi jika gaya kohesi lebih besar dari pada gaya

adhesi Sedangkan meniskus cekung terjadi jika adhesi lebih besar dari pada

kohesi

46

Jika Wc lt Wa

Sudut Cos Ɵ Kecil

Permukaan cairan dalam kapiler cekung dan naik

Jika Wc gt Wa

Sudut Cos Ɵ Besar

Permukaan cairan dalam kapiler turun dan berbentuk cembung

Ɣ Rasio imbangan antara gaya Kohesi dan Adhesi

Cairan-Cairan (immisible)

Mempengaruhi koefisien sebaran (S)

Jika kerja kohesi lebih besar dari kerja adhesi maka nilai

koefisien sebarannya kecilrendah

Contoh

Asam stearat jika dilarutkan dengan air maka koefisien sebarannya

rendah karena gugus nonpolar pada asam stearat lebih panjang dari

gugus polarnya (gugus polar jadi titak berpengaruh)

47

Jika kerja kohesi lebih rendah dari kerja adhesi maka nilai koefisien

sebarannya tinggi Spreading

Contoh

Propanol jika dilarutkan dengan air maka koefisien sebarannya tinggi

karena mempunyai gugus ndashOH yang dapat berikatan hidrogen dengan

air dan bersifat polar

Tegangan permukaan dipengaruhi oleh

Rasio

Polar

Nonpolar

Si = Wa ndash Wc

Wc = 2 Ɣx

Wa = (Ɣx + Ɣair - Ɣx-air)

Si Bila nilai Si positif maka sebaranspreading terjadi

Bila nilai Si 0 tetap ada peluang sebaran

Bila nilai Si negatif tidak terjadi sebaran

Soal

Diketahui Ɣbenzen = 289 dynecm-1 Ɣair = 728 dynecm-1 dan Ɣbenzen-air =

35 dynecm-1 Hitung nilai kerja kohesi benzen kerja adhesi benzen-air

dan koefisien penyebaran awal benzen

Diketahui

a) Ɣbenzen = 289 dynecm-1

b) Ɣair = 728 dynecm-1

c) Ɣbenzen-air = 35 dynecm-1

48

Ditanya

a) Wc

b) Wa

c) Si

Jawab

Wc = 2 Ɣbenzen

= 2 x 289

= 578 dynecm-1

Wa = (Ɣbenzen + Ɣair ndash Ɣbenzen-air)

= (289 + 728 ndash 35)

= 667 dynecm-1

Si = Wa ndash Wc

= 667 ndash 578

= 89 dynecm-1

Benzen dapat tersebar dalam air karena nilai Si positif (+)

49

DAFTAR PUSTAKA

1 Tayangan Dosen

2 UraianPenjelasan Dosen pada saat Perkuliaha

3 Text Book

- Yazid Estein dan Nursanti Lisda 2006 Penuntun Praktikum Biokimia

Yogyakarta ANDI

- Santoso Begot 2007 BIOLOGI Jakarta Interplus Ridho_Brilliantoro

Tugas_Enzimologi

- Eistein Yazid 2005 Kimia Fisika Untuk Paramedis Yogyakarta Penerbit

Andi

- Adamson A W (1990) Physical Chemistry of Surfaces 5 th Ed New

York Willey

- Hugh DYoung Roger A Freedman 2002 Fisika Universitas Ed10 Alih

bahasa Juliastuti Endangdkk Jakarta Erlangga

- Kamajaya(2007)Cerdas Belajar FisikaBandungGrafindo Media Pratama

- IndrajitDudi(2007)Mudah dan Aktif Belajar FisikaBandungPT Setia

Purna Inves

4 Internet

- httprepositoryusuacidbitstream123456789395874Chapter20IIpdf

- httpstaffuiacidsystemfilesusersjoshitadjajadisastramaterialkestabil

anobatkuliahs2pdf

- httpstaffunyacidsitesdefaultfilespendidikanPurwanti20Widhy2

0Hastuti20SPd20MPdLaju20Reaksi20(2)pdf

- fileCUsersElrio20PutraDownloadsChapter20820Kinetika20

Kimiapdf

- httpusupressusuacidfilesKinetika20Kimia20Reaksi20Element

er_Normal_bab201pdf

- httpffarmasiuadacidwp-contentuploads201301orde-reaksi-waktu-

paruhpdfhttpnissanisso-fkp11webunairacidartikel_detail-49831-

Umum-sifat20kerja20obathtml

- httpmipa-farmasiblogspotcom201202tegangan-permukaan-tegangan-

antar-mukahtmlm=1

50

Page 45: Farfis2 before mid.pdf

45

Gaya Kohesi dan Adhesi

Terdapat dua macam gaya tarik menarik antar partikel yaitu kohesi

dan adhesi Kohesi adalah gaya tarik menarik antara partikel yang sejenis

Kohesi dipengaruhi oleh kerapatan dan jarak antar partikel dalam zat gaya

kohesi mengakibatkan dua zat bila dicampurkan tidak akan saling

bercampur Contoh tidak bercampurnya air dengan minyak tidak

melekatnya air raksa pada dinding pipa kapiler dan air pada daun talas

Adhesi adalah gaya tarik menarik antara partikel-partikel yang

tidak sejenis Gaya adhesi akan mengakibatkan dua zat akan saling melekat

bila dicampurkan Contoh bercampurnya air dengan tehkopi melekatnya

air pada dinding pipa kapiler dan melekatnya tinta pada kertas

Adanya gaya tarik menarik antara partikel zat cair menyebabkan

adanya tegangan permukaan dimana permukaan zat cair cenderung

menegang dan seolah terdapat selaput atau lapisan yang tegang sehingga

dapat menahan benda Selain adanya peristiwa tegangan permukaan akibat

adanya gaya tarik menarik antara partikel juga menyebabkan terjadinya

peristiwa meniskus cembung dan meniskus cekung

Meniskus Cembung dan Meniskus Cekung

Meniskus adalah peristiwa mencekung atau mencembungnya

permukaan zat cair Berdasarkan bentuk permukaan zat cair meniskus

dibedakan menjadi dua yaitu meniskus cembung dan meniskus cekung

Meniskus cembung terjadi jika gaya kohesi lebih besar dari pada gaya

adhesi Sedangkan meniskus cekung terjadi jika adhesi lebih besar dari pada

kohesi

46

Jika Wc lt Wa

Sudut Cos Ɵ Kecil

Permukaan cairan dalam kapiler cekung dan naik

Jika Wc gt Wa

Sudut Cos Ɵ Besar

Permukaan cairan dalam kapiler turun dan berbentuk cembung

Ɣ Rasio imbangan antara gaya Kohesi dan Adhesi

Cairan-Cairan (immisible)

Mempengaruhi koefisien sebaran (S)

Jika kerja kohesi lebih besar dari kerja adhesi maka nilai

koefisien sebarannya kecilrendah

Contoh

Asam stearat jika dilarutkan dengan air maka koefisien sebarannya

rendah karena gugus nonpolar pada asam stearat lebih panjang dari

gugus polarnya (gugus polar jadi titak berpengaruh)

47

Jika kerja kohesi lebih rendah dari kerja adhesi maka nilai koefisien

sebarannya tinggi Spreading

Contoh

Propanol jika dilarutkan dengan air maka koefisien sebarannya tinggi

karena mempunyai gugus ndashOH yang dapat berikatan hidrogen dengan

air dan bersifat polar

Tegangan permukaan dipengaruhi oleh

Rasio

Polar

Nonpolar

Si = Wa ndash Wc

Wc = 2 Ɣx

Wa = (Ɣx + Ɣair - Ɣx-air)

Si Bila nilai Si positif maka sebaranspreading terjadi

Bila nilai Si 0 tetap ada peluang sebaran

Bila nilai Si negatif tidak terjadi sebaran

Soal

Diketahui Ɣbenzen = 289 dynecm-1 Ɣair = 728 dynecm-1 dan Ɣbenzen-air =

35 dynecm-1 Hitung nilai kerja kohesi benzen kerja adhesi benzen-air

dan koefisien penyebaran awal benzen

Diketahui

a) Ɣbenzen = 289 dynecm-1

b) Ɣair = 728 dynecm-1

c) Ɣbenzen-air = 35 dynecm-1

48

Ditanya

a) Wc

b) Wa

c) Si

Jawab

Wc = 2 Ɣbenzen

= 2 x 289

= 578 dynecm-1

Wa = (Ɣbenzen + Ɣair ndash Ɣbenzen-air)

= (289 + 728 ndash 35)

= 667 dynecm-1

Si = Wa ndash Wc

= 667 ndash 578

= 89 dynecm-1

Benzen dapat tersebar dalam air karena nilai Si positif (+)

49

DAFTAR PUSTAKA

1 Tayangan Dosen

2 UraianPenjelasan Dosen pada saat Perkuliaha

3 Text Book

- Yazid Estein dan Nursanti Lisda 2006 Penuntun Praktikum Biokimia

Yogyakarta ANDI

- Santoso Begot 2007 BIOLOGI Jakarta Interplus Ridho_Brilliantoro

Tugas_Enzimologi

- Eistein Yazid 2005 Kimia Fisika Untuk Paramedis Yogyakarta Penerbit

Andi

- Adamson A W (1990) Physical Chemistry of Surfaces 5 th Ed New

York Willey

- Hugh DYoung Roger A Freedman 2002 Fisika Universitas Ed10 Alih

bahasa Juliastuti Endangdkk Jakarta Erlangga

- Kamajaya(2007)Cerdas Belajar FisikaBandungGrafindo Media Pratama

- IndrajitDudi(2007)Mudah dan Aktif Belajar FisikaBandungPT Setia

Purna Inves

4 Internet

- httprepositoryusuacidbitstream123456789395874Chapter20IIpdf

- httpstaffuiacidsystemfilesusersjoshitadjajadisastramaterialkestabil

anobatkuliahs2pdf

- httpstaffunyacidsitesdefaultfilespendidikanPurwanti20Widhy2

0Hastuti20SPd20MPdLaju20Reaksi20(2)pdf

- fileCUsersElrio20PutraDownloadsChapter20820Kinetika20

Kimiapdf

- httpusupressusuacidfilesKinetika20Kimia20Reaksi20Element

er_Normal_bab201pdf

- httpffarmasiuadacidwp-contentuploads201301orde-reaksi-waktu-

paruhpdfhttpnissanisso-fkp11webunairacidartikel_detail-49831-

Umum-sifat20kerja20obathtml

- httpmipa-farmasiblogspotcom201202tegangan-permukaan-tegangan-

antar-mukahtmlm=1

50

Page 46: Farfis2 before mid.pdf

46

Jika Wc lt Wa

Sudut Cos Ɵ Kecil

Permukaan cairan dalam kapiler cekung dan naik

Jika Wc gt Wa

Sudut Cos Ɵ Besar

Permukaan cairan dalam kapiler turun dan berbentuk cembung

Ɣ Rasio imbangan antara gaya Kohesi dan Adhesi

Cairan-Cairan (immisible)

Mempengaruhi koefisien sebaran (S)

Jika kerja kohesi lebih besar dari kerja adhesi maka nilai

koefisien sebarannya kecilrendah

Contoh

Asam stearat jika dilarutkan dengan air maka koefisien sebarannya

rendah karena gugus nonpolar pada asam stearat lebih panjang dari

gugus polarnya (gugus polar jadi titak berpengaruh)

47

Jika kerja kohesi lebih rendah dari kerja adhesi maka nilai koefisien

sebarannya tinggi Spreading

Contoh

Propanol jika dilarutkan dengan air maka koefisien sebarannya tinggi

karena mempunyai gugus ndashOH yang dapat berikatan hidrogen dengan

air dan bersifat polar

Tegangan permukaan dipengaruhi oleh

Rasio

Polar

Nonpolar

Si = Wa ndash Wc

Wc = 2 Ɣx

Wa = (Ɣx + Ɣair - Ɣx-air)

Si Bila nilai Si positif maka sebaranspreading terjadi

Bila nilai Si 0 tetap ada peluang sebaran

Bila nilai Si negatif tidak terjadi sebaran

Soal

Diketahui Ɣbenzen = 289 dynecm-1 Ɣair = 728 dynecm-1 dan Ɣbenzen-air =

35 dynecm-1 Hitung nilai kerja kohesi benzen kerja adhesi benzen-air

dan koefisien penyebaran awal benzen

Diketahui

a) Ɣbenzen = 289 dynecm-1

b) Ɣair = 728 dynecm-1

c) Ɣbenzen-air = 35 dynecm-1

48

Ditanya

a) Wc

b) Wa

c) Si

Jawab

Wc = 2 Ɣbenzen

= 2 x 289

= 578 dynecm-1

Wa = (Ɣbenzen + Ɣair ndash Ɣbenzen-air)

= (289 + 728 ndash 35)

= 667 dynecm-1

Si = Wa ndash Wc

= 667 ndash 578

= 89 dynecm-1

Benzen dapat tersebar dalam air karena nilai Si positif (+)

49

DAFTAR PUSTAKA

1 Tayangan Dosen

2 UraianPenjelasan Dosen pada saat Perkuliaha

3 Text Book

- Yazid Estein dan Nursanti Lisda 2006 Penuntun Praktikum Biokimia

Yogyakarta ANDI

- Santoso Begot 2007 BIOLOGI Jakarta Interplus Ridho_Brilliantoro

Tugas_Enzimologi

- Eistein Yazid 2005 Kimia Fisika Untuk Paramedis Yogyakarta Penerbit

Andi

- Adamson A W (1990) Physical Chemistry of Surfaces 5 th Ed New

York Willey

- Hugh DYoung Roger A Freedman 2002 Fisika Universitas Ed10 Alih

bahasa Juliastuti Endangdkk Jakarta Erlangga

- Kamajaya(2007)Cerdas Belajar FisikaBandungGrafindo Media Pratama

- IndrajitDudi(2007)Mudah dan Aktif Belajar FisikaBandungPT Setia

Purna Inves

4 Internet

- httprepositoryusuacidbitstream123456789395874Chapter20IIpdf

- httpstaffuiacidsystemfilesusersjoshitadjajadisastramaterialkestabil

anobatkuliahs2pdf

- httpstaffunyacidsitesdefaultfilespendidikanPurwanti20Widhy2

0Hastuti20SPd20MPdLaju20Reaksi20(2)pdf

- fileCUsersElrio20PutraDownloadsChapter20820Kinetika20

Kimiapdf

- httpusupressusuacidfilesKinetika20Kimia20Reaksi20Element

er_Normal_bab201pdf

- httpffarmasiuadacidwp-contentuploads201301orde-reaksi-waktu-

paruhpdfhttpnissanisso-fkp11webunairacidartikel_detail-49831-

Umum-sifat20kerja20obathtml

- httpmipa-farmasiblogspotcom201202tegangan-permukaan-tegangan-

antar-mukahtmlm=1

50

Page 47: Farfis2 before mid.pdf

47

Jika kerja kohesi lebih rendah dari kerja adhesi maka nilai koefisien

sebarannya tinggi Spreading

Contoh

Propanol jika dilarutkan dengan air maka koefisien sebarannya tinggi

karena mempunyai gugus ndashOH yang dapat berikatan hidrogen dengan

air dan bersifat polar

Tegangan permukaan dipengaruhi oleh

Rasio

Polar

Nonpolar

Si = Wa ndash Wc

Wc = 2 Ɣx

Wa = (Ɣx + Ɣair - Ɣx-air)

Si Bila nilai Si positif maka sebaranspreading terjadi

Bila nilai Si 0 tetap ada peluang sebaran

Bila nilai Si negatif tidak terjadi sebaran

Soal

Diketahui Ɣbenzen = 289 dynecm-1 Ɣair = 728 dynecm-1 dan Ɣbenzen-air =

35 dynecm-1 Hitung nilai kerja kohesi benzen kerja adhesi benzen-air

dan koefisien penyebaran awal benzen

Diketahui

a) Ɣbenzen = 289 dynecm-1

b) Ɣair = 728 dynecm-1

c) Ɣbenzen-air = 35 dynecm-1

48

Ditanya

a) Wc

b) Wa

c) Si

Jawab

Wc = 2 Ɣbenzen

= 2 x 289

= 578 dynecm-1

Wa = (Ɣbenzen + Ɣair ndash Ɣbenzen-air)

= (289 + 728 ndash 35)

= 667 dynecm-1

Si = Wa ndash Wc

= 667 ndash 578

= 89 dynecm-1

Benzen dapat tersebar dalam air karena nilai Si positif (+)

49

DAFTAR PUSTAKA

1 Tayangan Dosen

2 UraianPenjelasan Dosen pada saat Perkuliaha

3 Text Book

- Yazid Estein dan Nursanti Lisda 2006 Penuntun Praktikum Biokimia

Yogyakarta ANDI

- Santoso Begot 2007 BIOLOGI Jakarta Interplus Ridho_Brilliantoro

Tugas_Enzimologi

- Eistein Yazid 2005 Kimia Fisika Untuk Paramedis Yogyakarta Penerbit

Andi

- Adamson A W (1990) Physical Chemistry of Surfaces 5 th Ed New

York Willey

- Hugh DYoung Roger A Freedman 2002 Fisika Universitas Ed10 Alih

bahasa Juliastuti Endangdkk Jakarta Erlangga

- Kamajaya(2007)Cerdas Belajar FisikaBandungGrafindo Media Pratama

- IndrajitDudi(2007)Mudah dan Aktif Belajar FisikaBandungPT Setia

Purna Inves

4 Internet

- httprepositoryusuacidbitstream123456789395874Chapter20IIpdf

- httpstaffuiacidsystemfilesusersjoshitadjajadisastramaterialkestabil

anobatkuliahs2pdf

- httpstaffunyacidsitesdefaultfilespendidikanPurwanti20Widhy2

0Hastuti20SPd20MPdLaju20Reaksi20(2)pdf

- fileCUsersElrio20PutraDownloadsChapter20820Kinetika20

Kimiapdf

- httpusupressusuacidfilesKinetika20Kimia20Reaksi20Element

er_Normal_bab201pdf

- httpffarmasiuadacidwp-contentuploads201301orde-reaksi-waktu-

paruhpdfhttpnissanisso-fkp11webunairacidartikel_detail-49831-

Umum-sifat20kerja20obathtml

- httpmipa-farmasiblogspotcom201202tegangan-permukaan-tegangan-

antar-mukahtmlm=1

50

Page 48: Farfis2 before mid.pdf

48

Ditanya

a) Wc

b) Wa

c) Si

Jawab

Wc = 2 Ɣbenzen

= 2 x 289

= 578 dynecm-1

Wa = (Ɣbenzen + Ɣair ndash Ɣbenzen-air)

= (289 + 728 ndash 35)

= 667 dynecm-1

Si = Wa ndash Wc

= 667 ndash 578

= 89 dynecm-1

Benzen dapat tersebar dalam air karena nilai Si positif (+)

49

DAFTAR PUSTAKA

1 Tayangan Dosen

2 UraianPenjelasan Dosen pada saat Perkuliaha

3 Text Book

- Yazid Estein dan Nursanti Lisda 2006 Penuntun Praktikum Biokimia

Yogyakarta ANDI

- Santoso Begot 2007 BIOLOGI Jakarta Interplus Ridho_Brilliantoro

Tugas_Enzimologi

- Eistein Yazid 2005 Kimia Fisika Untuk Paramedis Yogyakarta Penerbit

Andi

- Adamson A W (1990) Physical Chemistry of Surfaces 5 th Ed New

York Willey

- Hugh DYoung Roger A Freedman 2002 Fisika Universitas Ed10 Alih

bahasa Juliastuti Endangdkk Jakarta Erlangga

- Kamajaya(2007)Cerdas Belajar FisikaBandungGrafindo Media Pratama

- IndrajitDudi(2007)Mudah dan Aktif Belajar FisikaBandungPT Setia

Purna Inves

4 Internet

- httprepositoryusuacidbitstream123456789395874Chapter20IIpdf

- httpstaffuiacidsystemfilesusersjoshitadjajadisastramaterialkestabil

anobatkuliahs2pdf

- httpstaffunyacidsitesdefaultfilespendidikanPurwanti20Widhy2

0Hastuti20SPd20MPdLaju20Reaksi20(2)pdf

- fileCUsersElrio20PutraDownloadsChapter20820Kinetika20

Kimiapdf

- httpusupressusuacidfilesKinetika20Kimia20Reaksi20Element

er_Normal_bab201pdf

- httpffarmasiuadacidwp-contentuploads201301orde-reaksi-waktu-

paruhpdfhttpnissanisso-fkp11webunairacidartikel_detail-49831-

Umum-sifat20kerja20obathtml

- httpmipa-farmasiblogspotcom201202tegangan-permukaan-tegangan-

antar-mukahtmlm=1

50

Page 49: Farfis2 before mid.pdf

49

DAFTAR PUSTAKA

1 Tayangan Dosen

2 UraianPenjelasan Dosen pada saat Perkuliaha

3 Text Book

- Yazid Estein dan Nursanti Lisda 2006 Penuntun Praktikum Biokimia

Yogyakarta ANDI

- Santoso Begot 2007 BIOLOGI Jakarta Interplus Ridho_Brilliantoro

Tugas_Enzimologi

- Eistein Yazid 2005 Kimia Fisika Untuk Paramedis Yogyakarta Penerbit

Andi

- Adamson A W (1990) Physical Chemistry of Surfaces 5 th Ed New

York Willey

- Hugh DYoung Roger A Freedman 2002 Fisika Universitas Ed10 Alih

bahasa Juliastuti Endangdkk Jakarta Erlangga

- Kamajaya(2007)Cerdas Belajar FisikaBandungGrafindo Media Pratama

- IndrajitDudi(2007)Mudah dan Aktif Belajar FisikaBandungPT Setia

Purna Inves

4 Internet

- httprepositoryusuacidbitstream123456789395874Chapter20IIpdf

- httpstaffuiacidsystemfilesusersjoshitadjajadisastramaterialkestabil

anobatkuliahs2pdf

- httpstaffunyacidsitesdefaultfilespendidikanPurwanti20Widhy2

0Hastuti20SPd20MPdLaju20Reaksi20(2)pdf

- fileCUsersElrio20PutraDownloadsChapter20820Kinetika20

Kimiapdf

- httpusupressusuacidfilesKinetika20Kimia20Reaksi20Element

er_Normal_bab201pdf

- httpffarmasiuadacidwp-contentuploads201301orde-reaksi-waktu-

paruhpdfhttpnissanisso-fkp11webunairacidartikel_detail-49831-

Umum-sifat20kerja20obathtml

- httpmipa-farmasiblogspotcom201202tegangan-permukaan-tegangan-

antar-mukahtmlm=1

50

Page 50: Farfis2 before mid.pdf

50