LAPORAN KIMIA FISIKA KELARUTAN DAN PARAMETER KELARUTAN

MODUL II

KELARUTAN DAN PARAMETER KELARUTAN

Tujuan :

·         Memperkenalkan konsep dan proses pendukung sistem kelarutan obat

·         Menentukan parameter kelarutan kafein

Dasar Teori

F = C – P + 2

            Kelarutan adalah kadar jenuh solute dalam sejumlah solvent pada temperatur tertentu yang menunjukkan bahwa interaksi spontan satu atau lebih solute dengan solvent telah terjadi dan membentuk dispersi molekuler yang homogen. Suatu larutan dikatakan jenuh apabila terjadi kesetimbangan antara fase solute dan fase solvent dalam karutan yang bersangkutan variable-variabel yang dipilih untuk penetapan kelarutan dirumuskan oleh aturan fase Gibbs, yaitu :

                                                            

Keterangan :

·         F : derajat kebebasan (variabel, misal : T, P, C)

·         C : jumlah komponen

·         P : jumlah fase

            Kelarutan dapat diungkapkan melalui banyak cara antara lain dalam menyatakan jumlah mL pelarut yang dibutuhkan untuk setiap gram solute dapat dengan pendekatan yang berupa perbandingan, misal satu bagian solute dapat larut dalam 100-1000 bagian solven disebut sukar larut, fraksi mol dan molar.

            Kelarutan suatu zat (solute) dalam solven tertentu digambarkan sebagai like dissolves like (senyawa atau zat yang strukturnya menyerupai akan saling melarutkan), yang penjabarannya didasarkan atas polaritasnya antara solven dan solute yang dinyatakan dengan tetapan dielektrikum atau momen dipol, ikatan hidrogen, ikatan Van Der Waals (london) atau ikatan elektrostatik yang lain.

            Kelarutan cairan dalam cairan dapat digolongkan menjadi dua atas dasar ada tidaknya penyimpangan terhadap Hukum Raoult.

                                                                                                                        (Anonim, 2012)

            Selain itu kelarutan dalam Farmakope Indonesia, diartikan dengan kelarutan pada suhu 200C (FI III) atau 260C (FI IV) dinyatakan dalam satu bagian bobot zat padat atau satu bagian volume zat cair dalam bagian volume tertentu pelarut, kecuali dinyatakan lain.

                                                                                                                        (Anif,2000)

            Larutan dibagi menjadi tiga, yaitu:

·         Larutan jenuh

Ø  Yaitu suatu kelarutan dimana zat erlarut berada dalam kesetimbangan dengan fase padat.

·         Larutan hampir jenuh atau tidak jenuh

Ø  Yaitu suatu kelarutan yang mengandung zat terlarut dalam konsentrasi di bawah konsentrasi yang dibutuhkan untuk penjenuhan sempurna pada temperatur tertentu.

·         Larutan lewat jenuh

Ø  Yaitu suatu larutan yang mengandung zat terlarut dalam konsentrasi lebih banyak daripada yang seharusnya pada temperatur tertentu, terdapat juga zat terlarut yang tidak larut.

(Anonim.2012)

            Kelarutan dapat diungkapkan dalam banyak cara antara lain dalam menyatakan jumlah ml pelarut untuk setiap gram solute dengan pendekatan yang berupa perbandingan. Misal : 1 bagian solute dapat larut dalam 100-1000 bagian solven disebut sukar larut, fraksi mol dan molar.

Istilah kelarutan	Jumlah bagian pelarut diperlukan untuk melarutkan 1 bagian zat
·         Sangat mudah larut ·         Mudah larut ·         Larut ·         Agak sukar larut ·         Sukar larut ·         Sangat sukar larut ·         Praktis tidak larut	Kurang dari 1 1-10 10-30 30-100 100-1000 1000-10000 Lebih dari 10000

                                                                                                                        (Anonim,1979)

            Kelarutan suatu zat (solute) dalam solven tertentu digambarkan sebagai “like disolves like” (senyawa atau zat yang strukturnya menyerupai akan saling melarutkan) yang penjabarannya didasarkan atas polaritas antara solven fan solute yang dnyatakan dengan teapan dielektrikum atau momen dipol, ikatan hidrogen, ikatan Van der Walls (london) atau ikatan elektroststistikyang lain.

            Kelarutan gas dalam cairan dipengaruhi tekananan, suhu, salting out, dan  reaksi kimia, sedangkan perhitungan kelarutan dapat dilakukan menurut Hukum Hendry (Tetapan α) maupun koefisien absorbsi busen (Tetapan α). Hubungan antara kelarutan dengan tekanan parsial suatu gas diungkapkan oleh Hukum Hendry :

Cg α Pg atau Cg = Kg . Pg

             

Keterangan :

·         Cg : konsentrasi gas dalam larutan

·         Pg : tekanan gas dipermukaan cairan

·         Kg : konstanta Hendry

Konstanta Hendry beberapa gas dalam air

Gas	Kg Cmol-1 , atm-1
O2 CO2 H2O N2 CH4	1,28 X 10-1 3,38 X 10-2 7,10 X 10-4 6,48 X 10-4 1,34 X 10-3

Kelarutan cairan dapat digunakan menjadi dua,berdasarkan ada tidaknya penyimpangan terhadap hukum Rault,disebut larutan ideal (larutan nyata = real solution) apabila tidak ada penyimpangan. Dalam hal ini perlu diperhatikan tentang sistemnya (tercampur sempurna atau sebagian), pengaruh zat asing, komponen penyusunn (birnair/ternair) tetapan dielektrik, hubungan molekular, luas permukaan molekular.

Larutan Ideal dan Hukum Rault

Dalam larutan ideal, partikel suhu komponen tidak mempengaruhi partikel lain didekatnya. Energi yang terkandung komponen larutan sebelum dan sesudah bercampur sama, sehingga ∆H pencampuran no.1 artinya dalam pencampuran tidak ada kalor yang diserap atau dilepaskan.

Hukum Rault hanya berlaku untuk larutan ideal, jika menyimpang disebut larutan tak ideal. Larutan bersifat ideal atau tidak dapat diketahui dengan membuat grafik tekanan uap campuran dengan fraksi mol. Tekanan total uap jenuh larutan adalah jumlah parsial komponen.

Ptotal = Pa + Pb + . . . = Xa . Pa + Xb . Pb

 

Dengan mengukur Ptotal larutan dalam berbagau komposisi di dapat grafik larutan ideal. Jika komposisi suatu larutan ideal diketahui, maka dapat dihitung fraksi mol uapnya (Y1), maka dapat dirumuskan:

Ya = Ya =  -  =

 

                                                                                                              

Ya dan Yb adalah fraksi mol uap A dan B dalam ruang diatas cairan. Persamaan diatas berguna memisahkan dua cairan secara destilasi.

Penyimpangan Hukum Rault

Larutan ideal adalah suatu larutan yang memenuhi Hukum Rault. Sedangkan yang menyimpang disebut larutan tak ideal. Penyimpangan terjadi karena perbedaan interaksi antara partikel sejenis dengan yang tidak sejenis.

                                                                                                            (Syukri,1999)

Kelarutan zat padat dalam cairan merupakan masalah yang lebih kompleks, tetapi paling banyak dijumpai dalam kefarmasian. Asumsi dasar untuk kelarutan zat padat dalam (sebagai) larutan ideal adalah tergantung pada suhu percobaan (proses larut) suhu (titik) lebur solute, dan beda entalpi peleburan molar (∆Hf) solute (yang diaanggap sama dengan panas pelarutan molar solute). Hubungan tersebut yang diturunkan dari hukum-hukum termodinamika dirumuskan oleh Hidelbrand dan Scott sebagai berikut :

-Log X2 i  =

 

                                                           

Keterangan :

·         X₂ ⁱ   :  kelarutan ideal zat dlam fraksi mol 

·         ∆Hf : beda entalpi peleburan

·         To    : suhu lebur (K⁰)

·         T      : suhu percobaan (K⁰)

·         R      : tetapan gas

 Tetapi tipe larutan ideal ini jarang sekali dijumpai dalam praktek. Untuk larutan non ideal harus diperhitungkan pula faktor – faktor aktivitas solute yang koefisiennya sebanding dengan volume (molar) solute dan fraksi volume solven,parameter kelarutan (δ) yang  besarnya sama dengan harga akar tekanan dalam (  ) solute dan interaksi antara solute-solute. Dengan demikian persamaan yang paling sederhana untuk larutan non-ideal dinyatakan sebagai kelarutan reguler dirumuskan oleh Scoatchard-Hildebrand sebagai berikut :

-Log X2 =  –  +  . (δ1.δ2)2

 

Keterangan :

·         V2 : volume molar solute

·         δ 1 : parameter kelarutan solven

·         δ 2 : parameter kelarutan solute

·         Φ 1: fraksi volume solven

Keterbatasan persamaan ini adalah tidak cocok untuk proses – proses yang didalamnya terjadi solvasi dan asosiasi antara solute dan solven, demikian pula untuk larutan elektrolit. Persamaan (2) hanya berlaku apabila dalam larutan tidak terdapat ikatan lain selain ikatan Vander Walls.

                                                                                                            (Anonim,2012)

Alat dan Bahan

·         Alat   :

1.      Tabung uji kelarutan

2.      Shaking thermostatic waterbath

3.      Spektrofotometer

4.      Glasswere

5.      Botol Flakon

6.      Filter dan membran filter

·         Bahan:

1.      Kafein

2.      Dioksan

3.      Air

fulltext sampai pustaka bisa download disini