BAB I

BAB I PENDAHULUAN

I. 1 LATAR BELAKANG

Proses laju merupakan hal dasar yang perlu diperhatikan bagi setiap orang yang berkaitan dengan bidang farmasi. Kita harus jelas menunujukkan bahwa bentuk obat atau sediaan yang dihasilkanny cukup stabil sehingga dapat disimpan lama.

Beberapa prinsip dan proses laju yang berkaitan :

1. Kestabilan dan tak tercampurkan. Proses laju umumnya adalah sesuatu yang menyebabkan ketidak aktifan obat melalui penguraian obat, atau melalui hilangnya khasiat obat karen aperubahan bentuk fisik dan kimia yang kurang diinginkan dari obat tersebut.2. Uji disolusi, disini diperhatikan terutama kecepatan berubahnya obat dalam bentuk

padat menjadi bentuk larutan.3. Proses absorpsi, distribusi dan eliminasi. Beberapa proses ini berkaitan dengan laju absorpsi obat kedalam tubuh.

4. Kerja obat pada tingkat molekuler. Obat dapat dibuat dalam bentuk yang tepat dengan menganggap timbulnya respon dari obat merupakn suatu proses laju.BAB IILAJU DAN ORDE REAKSIII.1 LAJU REAKSI

Laju atau kecepatan suatu reaksi dirumuskan sebagai : dC/dt , Artinya terjadi penambahan ( + ) atau pengurangan ( - )konsentrasi C dalam selang waltu dt.

Contoh pada pembentukan etil asetat dari etil alkohol dan asam asetat

CH3COOH + C2H5OH = CH3COOHC2H5 + H2O

Menurut hukum aksi massa, laju reaksi kimia sebangding dengan hasil kali dari konsentrasi molar reakstan yang masing masing dipangkatkan.

Satuan Konstanta Laju Dasar

Agar sampai pada satuan untuk laju yang muncul dalam hukum laju orde-nol, pertama dan kedua, persamaan yang menyatakan hukum tersebut dalam bentuk variabel persamaan itu.

k = dA/dt = molliter/dt = mol/literdetik = mol / liter detik

Bahasan Laju Secara Matematis

sebelum menjelaskan persamaan orde nol, pertama dan kedua, dua contoh sederhana tentang mobil yang bergerak diantara dua kota. Diumpamakan sebuah mobil bergerak pada saat = 0 di kiota A berjalan menuju kota B. Jika jarak dua kota 160 mil dan perjalanan memerlukan waktu 4 jam, kecepatan rata-rata 40 mil/ jam.Jadi untuk setiap jarak s yang ditempuh dalam waktu t, kecepatan rata-rata adalah :s/ t = V rata-rata

Agar kita mengerti arti laju reaksi orde nol, pertama dan kedua, dua hal hipotesa diselidiki

1. Pertama, dengan menganggap mobil bergerak dengan kecepatan konstan 40 mil/ jam. Walaupun masalah melibatkan kecepatan konstan dan dapat diselesaikan dengan matematikan dasar, kalkulus umum digunakan. Penggambaran hipotesis dari mobil bergerak dengan kecepatan konstan ini dianalogikan terhadap kondisi yang terjadi pada reaksi orde nol.

2. Kedua, dengan menganggap kasus hipotesa mobil yang bergerak antara kota A dan kota B, kecepatan sesaatnya tidak konstan tetapi hampir sebanding dengan jarak sisa S

yang ditempuh waktu tertentu.

Kecepatan jelas paling besar pada awal perjalanan dan berkurang saat mobil makin mendekati tujuan. Keadaan ini dianalogikan dengan penguraian orde pertama dari suatu reaksi.II. 2 Orde Reaksi

II. 2. 1 Reaksi Orde Nol

Garrett dan carper menemukan, bahwa hilangnya warna sebuah produk multisulfa ( diukur dengan berkurangnya serapan dari spektrofotometri pada 500nm ) mengikuti laju orde nol. Waktu paruh adalah waktu yang dibutuhkan untuk meluruh/ hilangnyazat menjadi separuhnya, yakni waktu dimana a berkurang menjadi 1/2 a.

Suspensi ( Kinetika Orde Nol Nyata)

Suspensi merupakan satu bentuk lain dari kinetika orde-nol, yang konsentrasinya dalam larutan bergantung pada kelarutan obat. Sewaktu obat dalam larutan terurai, lebih banyak obat yang dilepaskan dari partikel suspensinya, maka konsentrasinya tetap konstan.

II. 2 .2 Reaksi Orde- Pertama

Pada tahun 1918, Harned menunjukkan bahwa laju penguraian hydrogen peroksida, dengan katalis 0,02 M KI, sebanding dengan konsentrasi sisa H2O2 dalam campuran reaksi pada setiap saat. Data untuk reaksi :

2 H2O2 = 2 H2O + O2Waktu Paruh

Waktu yang dibutuhkan oleh setiap obat untuk terurai setengahnya dari konsentrasi mula- mula. Dalam contoh soal, obat telah terurai 250 satuan / ml dalam 54,3 hari pertama. Karena waktu paruh konstan tidak bergantung pada konsentrasi, maka tetap dibutuhkan 54,3 hari untuk jumlah obat yang belum terurai untuk mengalami penguraian separuhnya. Dalam waktu paruh kedua, yaitu 54,3 hari, setengah dari sisanya ( 250 satuan/ ml ) atau 125 satuan / ml terurai, dalam waktu paruh ketiga, 62,5 satuan/ ml terurai dan seterusnya.II. 2 .3 Reaksi Orde Kedua

Laju reaksi bimolekuler yang terjadi bila dua molekul bertabrakan :

A + B ( produk

Sering dijelaskan dengan persamaan orde kedua. Bila laju reaksi bergantung pada konsentrasi A dan B yang masing-masing dipangkatkan dengan pangkat satu. Laju penguraian A sama dengan laju penguraian B dan keduanya sebanding dengan hasil kali konsentrasi reaktan.

Menentukan Orde Reaksi

Orde reaksi dapat ditentukan dengan beberapa metode :

1. Metode Substitusi

2. Metode Grafik

3. Metode Waktu Paruh

BAB III

PENGARUH TEMPERATUR DAN FAKTOR LAIN PADA LAJU REAKSI

III. 1 TEMPERATUR

Sejumlah faktor lain, selain konsentrasi dapat mempengaruhi kecepatanreaksi.Diantaranya adalah temperatur, pelarut, katalis dan sinar. Kecepatan berbagai reaksi bertambah kira-kira dua atau tiga kalinya tiap kenaikan 10C. Pengaruh temperatur terhadap laju ini diberikan dengan persamaan yang pertama kali dikemukakan Arrhenius

Log k = log A Ea x 1 / 2.303 x RT

Dimana k adalah laju reaksi spesifik,

A adalah konstanta yang disebut faktor frekuaensi,

Ea adalah energi aktivasi,

R adalah konstanta gas 1.987 kalori/derajat mol dan ,

T adalah temperatur absolut.

Pemgurangan dari dua persamaan tersebut menghasilkan :

Log k2/k1 = Ea ( T2 T1 ) / 2, 303 x T2 T1

Teori tabrakan klasik dari laju reaksi

Persamaan arhenius merupakan statu hubungan empirik yang memberikan pengaruh temperatur pada konstanta laju yang diamati. Hubungan dari bentuk ini diamati dengan reaksi unimolekuler dan bimolekuler dan sering juga diamati pada reaksi kompleks yang melibatkan sejumlah tahap bimolekuler dan unimolekuler. Walaupun Sangay sulit dalam banyak hal, untuk memberikan nilai terhadap temperatur pada reaksi kompleks; ketergantungan terhadap temperatur reaksi bimolekuler dan unimolekuler tampak menggambarkan kebutuhan fisik dasar yang harus dipenuhi untuk berlangsungnya suatu reaksi.Teori keadaan transisi

Salah satu alternatif dalam teori tabrakan adalah teori keadaan transisi atau teori laja reaksi mutlak, dimana suatu kesetimbangan dianggap terjadi diantara molekul-molekul reaktan normal dan kompleks teraktvasinya. Penguraian komplek teraktivasi akan menghasilkan suatu produk. Marcus dan Baron membandingkan kinetika dan hidrlisis prokainamid, prokain, benzokain dengan katalis asam. Mereka menemukan bahwa factor frekuensi untuk prokainamid dan prokain lebih rendah dari harga yang diharapkan untuk jenis senyawa ini. Prokainamid dan prokain merupakan jenis diproton dalam larutan asam, yakni menghasilkan dua proton dan terhidrolisis dalm suasana asam melibatkan interaksi ion-ion positif, disebut molekul prokain diproton dan ion hidronium.

Efek pelarut Pengaruh pelarut terhada laju penguraian obat merupakan suatu topik terpenting untuk ahli farmasi. Walau efek-efek tersebut rumit dan generalisasi tidak dapat dilaksanakan, tampak reaksi non elektolit dihubungkan dengan tekanan dalam relatif atau parameter kelarutan dari pelarut dan zat pelarut. Pengaruh kekuatn ion dan konstanta dielektrik dari mdium pada laju reaksi ion juga penting dan larutan biasanya bersifat tidak ideal.

Pengaruh konstanta dielektrik

Efek konstanta dielektrik terhadap komstanta laju reaksi ion. Yang diekstrapolasikan sampai pengenceran tidak terbatas, yang pengaruh kekuatan ionnya adalah nol, sering merupakan informasi yang diperlukan dalam pengembangan pembuatan obat baru.

Katalisis

Katalis didefinisikan sebagai suatu zat yang mempengaruhi kecepatan reaksi tanpa ijut berubah secara nimia. Jika suatu katalis menurunkan kecepatan suatu reaksi, disebut sebagai katalis negatif. Sebenarnya katalis negatif sering berubah secara tetap selama reaksi, dan katalis negatis yang demikian lebih tepat disebut inhibitor daripada katalis.

a. katalis asam basa spesifik

larutan sejumlah obat mengalami percepatan penguraian pada penambahan

asam atau basa. Jira larutan obat didapar, penguraian tidak akan dipengaruhi oleh perubahan konsentrasi asam atau basa, sehingga reaksi diperkirakan dikatalis oleh ion hidrogen atau hidroksil dan reaksi demikian disebut katalis asam basa

spesifik.

b. katalis asam basa umum

dalam kebanyakan sistem yang penting untuk farmasi, dapat digunakan untuk mempertahankan larutan pada ph tertentu. Sebagai tambahan pada efek ph terhadap laju reaksi, serimg menjadi kemungkinan reaksi dikatalisis ole satu atau beberapa componen penyusun dapar. Reaksi yang demikian disebut katalis asam basa umum.Pengaruh cahaya Cahaya tidak digolongkan sebagai katalis, dan efeknya terhadap reaksi nimia dapat memberikan keaktifan yang diperlukan untuk terjadinya reaksi. Radiasi dengan frekuensi yang sesuai dan dengan energi yang cukup akan diadsorbsi untuk mengaktifkan molekul-molekul.

III. 2 PENGURAIAN DAN PENSTABILAN BAHAN OBAT Kebanyakan penguraian bahan faramasi dapat digolongkan sebagai hidrolisis dan oksidasi

Hidrlisis

Reaksi air dengan ester seperti etil asetat dan dengan amida seperti prokainamida dikenal sebagai hidrlisis. Akan tetapi reaksi antara air dan ion-ion garam dari sam lemah dan basa lemah juga disebut hidrlisis. Reaksi hidrlisis molekuler berlangsung jauh lebih lambat daripada hidrlisis ionik(protolisis). Hidrlisis aspirin, ditemukan oleh edwards, merupakan reksi orde pertama dan dikatalis oleh ion hidrogen dan hidroksil. Aspirin Sangat mudah terhidrolisis diatas ph 10.

Oksidasi

Reduksi merupakan penambahan electrn pada molekul dan oksidasi merupakan pelepasan electrn dari molekul. Dalam kimia organik, oksidasi sering dianggap sinonim dengan lepasnya hidrogen (dehidrogenasi). Bila suatu reaksi melibatkan molekul oksigen, biasanya disebut otooksidasi. Oksidasi sering melibatkan radikal bebas dan diikuti reaksi-reaksi berantai , dan dalam fase gas dapat mengakibatkan ledakan. III. 3 KINETIKA DALAM WUJUD PADATPadatan Murni Penguraian padatan murni, kebalikkan dari campuran yang lebih komples dari berbagai macam-macam bahan dalam sediaan obat, telah dipelajari dan sejumlah teori telah diusulkan untukmenjelaskn bentuk kurva yang diperolehbila penguaraian dari senyawa diplotkan dengan waktu Sediaan obat berbentuk padat

Penguraian obat dalam sediaan padat jauh lebih kompleks daripada penguraian yang terjadi pada senyawa tunggal murni. Reaki tersebut mungkin orde nol atau orde pertama retapi dalam kasus yang sama, seperti pada senyawa murni, sukar sekali untuk membedakan atara keduanya. Tardif mengamati bahwa asam askorbat terurai dalam tablet menurut reaki orde pertama semu

BAB IVANALISA KESTABILAN YANG DIPERCEPATPada masa lalu banyak perusahaan farmasi mengadakan evaluasi mengenai kestabilan sediaan farmasi dengan pengamatan selama 1 tahun atau lebih, sesuai dengan waktu normal yang diperlukan dalam penyimpanan dan penggunaan. Metode seperti itu memakan waktu dan tidak ekonomis. Penelitian yang dipercepat pada temperatur tinggi juga banyak dilakukan oleh banyak perusahaan, tetapi kriterianya sering merupakan kriteria buatan yang tidak didasarkan pada prinsip-prinsip dasar kinetik. Contohnya beberapa perusahaan menggunakan aturan bahwa penyimpanan cairan pada 37C mempercepat penguraian 2 x lajunya pada temperature normal, sementara perusahaan lain mengandaikan bahwa kondisi tersebut mempercepat penguraian dengan 20 x laju normal. Levy telah membuktikan bahwa koefisien temperature buatan dan kestabilan tidak dapat diterapkan pada sediaan cair dan sediaan farmasi yang lain. Perkiraan waktu penyimpanan harus di ikuti dengan analisi yang dirancang secara hati-hati untuk bermacam-macam bahan dalam tiap produk jika hasilnya ingin cukup berarti.

Metode uji dipercepat untuk produk-produk farmasi yang didasarkan pada prinsip-prinsip kinetika kimia ditunjukkan oleh Garret dan Carper. Menurut teknik ini nilai k untuk penguraian obat dalam larutan pada berbagai temperatur yang dinaikkan diperoleh dengan memplot beberapa fungsi konsentrasi terhadap waktu, Logaritma laju penguraian sfesifik kemudian diplot terhadap kebalikan dari temperatur mutlak dan hasil berupa garis lurus berupa diekstrapolasi sampai temperatur ruang. k25o digunakan untuk memperoleh pengukuran kestabilan obat pada kondisi penyimpanan biasa.

Contoh 1. Kosentrasi awal suatu obat yang terurai menurut kinetika orde-pertama adalah 94 satuan/ml. Laju penguraian spesifik k yang diperoleh dari plot arrhenius adalah 2,09 x 10-5/jam pada temperature ruang 25C. Percobaan terdahulu menunjukkan jika konsentrasi obat menurun sampai 45 satuan/ml maka tidak cukup berkhasiat lagi untuk digunakan dan harus ditarik dipasaran. Kapan tanggal kadarluarsa yang harus ditulis pada produk ini ? t = 2,303/k log co/c

t = 2,303/2,09 x 10-5 log 94/45 = 3,5 x 104 jam 4 tahun Free dan Blythe, Amirjahed dan rekan-rekan telah mengusulkan metode yang mirip di mana periode waktu fraksional diplotkan terhadap kebalikan temperature, dan waktu dalam hari yang diperlukan oleh obat untuk terurai menjadi beberapa fraksi dari potensi asalnya pada temperature kamar diperoleh. Persen log dari obat yang tertinggal diplotkan terhadap waktu dalam hari, dan waktu yang diperlukan untuk menurunkan potensi sampai 90% dari harga awal yaitu t90, dibaca pada grafik. Baker dan Niazi telah menunjukkan keterbatasan dari metode ini.

Dengan metode ini, overage yaitu kelebihan jumlah obat yang harus ditambahkan pada sediaan untuk menjaga paling sedikit 100% dari jumlah yang tercantum, selama umur yang diperkirakan untuk obat, dapat dihitung dengan mudah dan ditambahkan pada sediaan tersebut pada saat pembuatan.

Pendekatan yang lebih maju untuk evaluasi kestabilan adalah kinetika nonisotermal, yang diperkenalkan oleh Rogers pada tahun 1963. Energi aktivasi, laju reaksi dan kestabilan yang diperkirakan diperoleh dalam suatu percobaan dengan mengatur temperature untuk berubah pada laju yang telah ditentukan sebelumnya. Temperatur dan waktu dihubungkan melalui fungsi yang sesuai, seperti:

1/T = 1/To + at

(1)

Dimana To adalah temperature awal dan a adalah kebalikan dari konstanta laju pemanasan. Pada setiap waktu, selama proses, persamaan arrhenius untuk waktu nol dan t dapat ditulis:

ln kt = ln ko Ea/R

(2)dan subtitusi (1) ke (2) menghasilkan : ln kt = ln ko Ea/R(at)

(3)

Karena temperature merupakan fungsi dari waktu t, suatu pengukuran kestabilan kt, secara langsung diperoleh pada kisar temperature tersebut. Meskipun metode kinetika tadak melibatkan penelitian yang terinci mengenai mekanisme degradasi dalam memperkirakan kestabilan, tetapi memberikan penerapan yang sesuai dengan prinsip-prinsip ilmiah, jika ingin dikembangkan pada penelitian yang diperluas dalam temperature ruang. Beberapa tindakan pencegahan umummengenai metode uji dipercepat ini sesuai apabila dilakukan dalam hal ini.

Hal pertama yang harus ditekankan kembali bahwa akibat yang diperoleh dari penelitian degradasi suatu komponen tertentu dalam pembawa tidak dapat diterapkan sekehendak hati dan cairan-cairan lain secara umum. Bila energi aktivasi untuk suatu komponen telah diketahui, mungkin baik untuk meneruskan penggunaan nilai ini meskipun ada sedikit perubahan konsentrasi (misalnya penambahan overage) atau diadakan sedikit formula. Energi aktivasi yang diketahui dan penelitian laju-tunggal pada temperature yang dinaikkan dapat digunakan untuk memperkirakan kestabilan dari komponen tersebut pada temperature biasa.

Metode pengujian yang didasarkan pada hukum Arrhenius hanya berlaku jika penguraian merupakan fenomena termal dengan energi aktivasi sekitar 10 sampai 30 kkak/mol. Jika laju reaksi ditentukan dengan difusi atau reaksi fotokimia, atau jika penguraian karena membeku, kontaminasi oleh mikroorganisme, guncangan yang terlalu kuat selama pengangkutan, dan sebagainya, penelitian tentang temperature yang dinaikkan ternyata kurang berguna untuk memperkirakan umur produk. Kenaikan temperature juga tidak dapat digunakan untuk produk yang mengandung bahan pensuspensi seperti metilselulosa yang menggumpal pada pemanasan, protein yang mungkin didenaturasi, salep dan suppositoria yang mudah meleleh pada kondisi temperature yang sedikit dinaikkan. Pecahnya emulsi melibatkan agregasi dan pengumpulan bola-bola dan beberapa emulsi bahkan lebih stabil pada temperature yang dinaikkan karena terjadi kenaikan gerakan brown.

Metode statistik harus digunakan untuk mengestimasi kesalahan laju konstanta, khususnya jika pengerjaan dilakukan berdasarkan metode biologi, ini diselesaikan dengan metode kuadrat kecil. Kesimpulannya, peneliti pada laboratorium penelitian pengembangan produk harus mengetahui keterbatasan pengkajian dipercepat baik klasik maupun tipe kinetika yang terakhir, dan dia harus dapat membedakan berbagai kasus, sehingga ramalan yang dapat masuk akal dapat dibuat dan mana yang hanya merupakan petunjuk kasar tentang kestabilan produk yang dapat diperoleh. Bilamana metode percepatan tidak dapat diterapkan, pengujian umur yang diperpanjang dapat dilaksanakan dalam berbagai kondisi untuk memperoleh informasi yang diinginkan.

KATA PENGANTAR

Puji syukur kami panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa, karena atas rahmat- Nya lah, kami bisa menyelesaikan tugas makalah kuliah Fisika Farmasi I dengan baik. Tak lupa juga kami menyampaikan terima kasih kepada bapak Amir Murod, Apt selaku dosen mata kuliah Fisika Farmasi I sekaligus sebagai pembimbing kami dalam pembuatan makalah ini.

Makalah kuliah Fisika Farmasi I ini merupakan diklat kumpulan Materi kuliah Fisika Farmasi I dengan judul KINETIKA . Makalah ini ditujukan bagi para mahasiswa jurusan farmasi, diharapkan juga dapat dimanfaatkan oleh para mahasiswa di bidang kesehatan lainnya.

Knetika sangat penting dalam kehidupan. Pembahasan kali ini yang mencakup tentang kinetika adalah Orde dan laju reaksi, yang merupakan dasar dari prinsip kinetika.

Demikianlah kata pengantar dari kami, mohon maaf apabila ada salah-salah kata, saran dan kritiknya kami harapkan guna perbaikan untuk makalah ini. Terima kasih.

Palembang,Februari 2010

Penyusun