“KERAPATAN DAN BERAT JENIS SUATU ZAT”

I. JUDUL

“KERAPATAN DAN BERAT JENIS SUATU ZAT”

II. TUJUAN

Menentukan kerapatan dan berat jenis beberapa sample suatu zat yaitu alkohol absolute (96%), alkohol 70%, alkohol 50,%, aseton dan kloroform menggunakan piknometer.

III. DASAR TEORI                                                                                                                        

Berat jenis suatu zat adalah perbandingan antara bobot zat disbanding dengan volume zat pada suhu tertentu (biasanya 25^o C). kerapatan (specific gravity) adalah perbandingan antara bobot jenis suatu zat pada suhu tertentu (biasanya dinyatakan sebagai 25^o /25^o, 25^o/4^o, 4^o,4^o). Untuk bidang farmasi biasanya 25^o/25^o.

Kecuali dinyatakan lain dalam masing-masing monografi, penetapan berat jenis digunakan hanya untuk cairan, dan kecuali dinyatakan lain, didasarkan pada perbandingan berat zat di udara pada suhu 25⁰ terhadap berat air dengan volume dan suhu yang sama. Bila suhu ditetapkan dalam monografi, berat jenis adalah perbandingan berat zat di udara pada suhu yang ditetapkan terhadap berat air dengan volume dan suhu yang sama. Bila pada suhu 25⁰C zat berbentuk padat, tetapkan berat jenis pada suhu yang telah tertera pada masing-masing monografi, dan mengacu pada air  yang tetap pada suhu 25⁰C.

Menurut defenisi, Kerapatan adalah perbandingan yang dinyatakan dalam desimal, dari berat suatu zat terhadap berat dari standar dalam volume yang sama kedua zat mempunyai temperature yang sama atau temperature yang telah diketahui dan dinyatakan dalam sistem cgs dalam gram  per sentimeter kubik ( g / cm³ = g / ml ) dan dalam satuan SI kilogram per  meter kubik ( kg / m³ )

massa ( gram )

ρ =                                           = gram. cm^-3 = M L^-3

            volume ( cm³ )

Air digunakan untuk standar untuk zat cair dan padat, hydrogen atau udara untuk gas. Dalam farmasi, perhitungan berat jenis terutama menyangkut cairan, zat padat dan air merupakan pilihan yang tepat untuk digunakan sebagai standar karena mudah didapat dan mudah dimurnikan.

Berbeda dengan kerapatan, berat jenis adalah bilangan murni atau tanpa dimensi, yang dapat diubah menjadi kerapatan dengan menggunakan rumus yang cocok.

          ρ zat

d =

          ρ air

Berat jenis untuk penggunaan praktis lebih sering didefinisikan sebagai perbandingan massa dari suatu zat terhadap massa sejumlah volume air pada suhu 4⁰C atau temperatur lain yang telah ditentukan.                                                                 Pengujian kerapatan dilakukan untuk menentukan 3 macam kerapatan jenis yaitu :

1. Kerapatan sejati

Massa partikel dibagi volume partikel tidak termasuk rongga yang terbuka dan  tertutup.

2. Kerapatan nyata

Massa partikel dibagi volume partikel tidak termasuk pori/lubang terbuka, tetapi termasuk pori yang tertutup.

3. Kerapatan efektif

Massa parikel dibagi volume partikel termausk pori yang tebuka dan tertutup.

Seperti titik lebur, titik didih atau indeks bias (bilangan bias). Kerapatan relatif merupakan besaran spesifik zat. Besaran ini dapat digunakan untuk pemeriksan  konsentrasi dan kemurniaan senyawa aktif, senyawa bantu dan sediaan farmasi.

Metode penentuan untuk cairan :

Metode Piknometer. Prinsip metode ini didasarkan atas penentuan massa cairan dan penentuan ruang, yang ditempati cairan ini. Untuk ini dibutuhkan wadah untuk menimbang yang dinamakan piknometer. Ketelitian metode piknometer akan bertambah hingga mencapai keoptimuman tertentu dengan bertambahnya volume piknometer. Keoptimuman ini terletak pada sekitar isi ruang 30 ml.

Metode Neraca Hidrostatik. Metode ini berdasarkan hukum Archimedes yaitu suatu benda yang dicelupkan ke dalam cairan akan kehilangan massa sebesar berat volume cairan yang terdesak.

Metode Neraca Mohr-Westphal. Benda dari kaca dibenamkan tergantung pada balok timbangan yang ditoreh menjadi 10 bagian sama dan disitimbangkan dengan bobot lawan. Keuntungan penentuan kerapatan dengan neraca Mohr-Westphal adalah penggunan waktu yang singkat dan mudah dlaksanakan.

Metode areometer. Penentuan kerapatan dengan areometer berskala (timbangan benam, sumbu) didasarkan pada pembacaan seberapa dalamnya tabung gelas tercelup yang sepihak diberati dan pada kedua ujung ditutup dengan pelelehan

.

IV. ALAT

1. Neraca elektrik
2. Piknometer
3. Termometer ruang
4. Pipet tetes
5. Tissue
6. Waterbath
7. Cawan penguap

V. BAHAN

1. Aquadest
2. Alkohol absolute 96%
3. Alkohol 70 %
4. Alkohol 50 %
5. Aseton
6. Kloroform
7. Cera alba

VI. CARA KERJA

1. Menentukan volume piknometer pada suhu percobaan
1. Menimbang dengan teliti piknometer kosong dalam keadaan bersih dan kosong
2. Piknometer yang telah diisi dengan aquadest sehingga penuh lalu direndam dalam air es sehingga suhunya mencapai kira-kira 2º di bawah suhu percobaan
3. Piknometer ditutup dan biarkan pipa kapilernya terbuka sehingga suhunya akan naik sampai suhu percobaan.Setelah itu pipa kapilernya ditutup dengan sedikit cera alba
4. Membiarkan suhu aquadest dalam piknometer sampai mencapai suhu kamar setelah itu usap air yang menempel dengan menggunakan tissue lalu menimbang piknometer dengan te liti
5. Melihat tabel untuk mengetahui berapa kerapatan aquadest pada suhu percobaan
6. Menghitung :

Bobot piknometer + air           :  A..gram

Bobot piknometer kosong       :  B..gram          –

Bobot aquadest                       :  C..gram

Kerapatan aquadest pada suhu percobaan (lihat tabel) : ρ _aquadest

                                                                                         C ( gram )

Mencari volume piknometer =  

                                                           ρ _aquadest ( gram / ml ^-1 )

=  V_P  ml

1. Menentukan kerapatan dan bobot jenis zat cair ( alkohol  absolute 96%, alkohol 70%, alkohol 50%, aseton dan kloroform )

1. Bersihkan piknometer  sampai kering  lalu diisi penuh dengan sampel misalnya diisi dengan  alkohol 70%, kalau  sudah  penuh  tutup sampai airnya tumpah keluar,cairan yang menempel tersebut diusap dengan tissue sampai kering, lalu timbang dengan teliti meggunakan neraca elektrik, misal bobot alkohol 70% yang ditimbang adalah : D gram
2. Bobot piknometer kosong yang sudah diketahui dimisalkan : B gram
3. Volume piknometer yang sudah diketahui dimisalkan : Vp ml
4. Melihat tabel untuk mengetahui berapa kerapatan aquadest tersebut setelah diketahui suhu percobaanya
5. Setelah kerapatan aquadest diketahui kemudian menghitung kerapatan dari sample tersebut, misalnya alkohol 70%, dihitung dengan cara :

                             D – B ( gram)

                                           ρ   =

                                                           Vp ( ml )

= ……… gram. ml^-1

1. Setelah kerapatan alkohol 70% sudah dicari kemudian kita dapat menghitung berat jenis alkohol 70% tersebut dengan cara :

                      ρ _{alkohol 70%}

            d =

                      ρ _aquadest

1. Dengan cara yang sama seperti diatas kita dapat menentukan kerapatan dan berat jenis sampel-sampel yang lain misalnya alkohol absolute 96%, alkohol 50 %, aseton dan kloroform

VII. HASIL PRAKTIKUM

• Data pengukuran bobot jenis beberapa macam sampel percobaan

No	Sampel	Berat piknometer kosong ( gram )	Berat piknometer + sampel ( gram )
1	Aquadest	29,664	80,176
2	Alkohol absolute 96%	29,664	70,645
3	Alkohol 70%	29,664	74,472
4	Alkohol 50%	29,664	76,402
5	Aseton	29,664	69,393
6	Kloroform	29,664	104,184

*Kerapatan aquadest pada saat suhu percobaan (lihat tabel) :  ρ _aquadest

Tº   31,5º C = 0,995184

• Perhiitungan

Diketahui :       ρ =  berat piknometer+sampel – berat piknometer kosong

                                                             volume piknometer  

             ρ _sampel

               d =

            ρ _aquadest

Ditanyakan :   

1. volume piknometer (Vp)
2. ρ _{Alkohol absolute 96%}   &  d  Alkohol absolute 96%
3. ρ _{Alkohol 70%}                &  d  Alkohol 70%
4. ρ _{Alkohol 50%}                &  d  Alkohol 50%
5. ρ _Aseton                        &  d  Aseton
6. ρ _Kloroform                   &  d  Kloroform

Jawab  :

1. volume piknometer (Vp)

Bobot piknometer + air     :  80,176 gram

Bobot piknometer kosong :  29,664 gram          –

Bobot aquadest                 :  50,512 gram

Kerapatan aquadest pada suhu percobaan (lihat tabel) :

ρ _{aquadest =}  Tº   31,5º C = 0,995184

                                                                                        50,512   ( gram )

Volume piknometer =  

                                                               0,995184( gram / ml ^-1 )

V_P  =  50,7564 ml

1. Alkohol absolute 96 %

70,645 g –  29,664 g

-           ρ _{Alkohol absolute 96%}   =                                           =  0,8074 gram.ml^-1

50,7564

0,8074

-          d =                               = 0,8113

0,995184

1. Alkohol 70%

74,472 g – 29,664 g

-           ρ _{Alkohol 70%                   =                                                           =}   0,8828 gram.ml^-1

50,7564

0,8828

-          d =                               = 0,8870

0,995184

1. Alkohol 50%

76,402 g – 29,664 g

-          ρ _{Alkohol 50%                    =                                                           =}   0,9208 gram.ml^-1

50,7564

0,9208

-          d =                               = 0, 9252

0,995184

1. Aseton

69,393 g – 29,664 g

-          ρ _{Aseton                                  =                                                                         =}   0,7827 gram.ml^-1

50,7564

0,7827

-          d =                               = 0, 7865

0,995184

1. Kloroform

104,184 g – 29,664 g

-          ρ _{Kloroform                              =                                                                     =}   1,4682 gram.ml^-1

50,7564

1,4682

-          d =                               = 1,4753

0,99518

VIII. PEMBAHASAN

Berat jenis suatu zat adalah perbandingan antara bobot zat dibanding dengan  volume zat pada suhu tertentu (biasanya pada suhu 25ºC), sedangkan rapat jenis (specific gravity) adalah perbandingan antara bobot zat pada suhu tertentu ( dalam bidang farmasi biasanya digunakan 25º/25º).  Berat jenis didefenisikan sebagai perbandingan kerapatan suatu zat terhadap kerapatan air. Harga kedua zat itu ditentukan pada temperatur yang sama, jika dengan tidak cara lain yang khusus. Oleh karena itu, dilihat dari defenisinya, istilah berat jenis sangat lemah. Akan lebih cocok apabila dikatakan sebagai kerapatan relatif. Berat jenis adalah perbandingan relatif antara massa jenis sebuah zat dengan massa jenis air murni. Air murni bermassa jenis 1 g/cm³ atau 1000 kg/m³. Berat jenis merupakan bilangan murni tanpa dimensi (Berat jenis tidak memiliki satuan), dapat diubah menjadi kerapatan dengan menggunakan rumus yang cocok.

Dalam bidang farmasi kerapatan dan berat jenis suatu zat atau cairan digunakan sebagai salah satu metode analisis yang berperan dalam menentukan senyawa cair, digunakan pula untuk uji identitas dan kemurnian dari senyawa obat terutama dalam bentuk cairan, serta dapat pula diketahui tingkat kelarutan/daya larut suatu zat. alat yang digunakan dalam percobaan ini yaitu piknometer. Piknometer digunakan untuk mencari bobot jenis dan hidrometer digunakan untuk mencari rapat jenis. Piknometer biasanya terbuat dari kaca untuk erlenmeyer kecil dengan kapasitas antara 10ml-50ml..

Untuk melakukan percobaan penetapan bobot jenis, piknometer dibersihkan dengan menggunakan aquadest, kemudian dibilas dengan alkohol untuk mempercepat pengeringan piknometer kosong tadi. Pembilasan dilakukan untuk menghilangkan sisa dari permbersihan, karena biasanya pencucian meninggalkan tetesan pada dinding alat yang dibersihkan, sehinggga dapat mempengaruhi hasil penimbangan piknometer kosong, yang akhirnya juga mempengaruhi nilai bobot jenis sampel. Pemakaian alkohol sebagai pembilas memiliki sifat-sifat yang baik seperti mudah mengalir, mudah menguap dan bersifat antiseptikum. Jadi sisa-sisa yang tidak diinginkan dapat hilang dengan baik, baik yang ada di luar, maupun yang ada di dalam piknometer itu sendiri.

Piknometer kemudian dikeringkan. Hal ini dilakukan dengan tujuan untuk mengembalikan piknometer pada bobot sesungguhnya. Setelah itu didiamkan sampai dingin dalam baskom berisi air es. Akhirnya piknometer ditimbang pada timbangan analitik dalam keadaan kosong. Setelah ditimbang kosong, piknometer lalu diisikan dengan sampel mulai dengan aquadest, sebagai pembanding nantinya dengan sampel yang lain. Pengisiannya harus melalui bagian dinding dalam dari piknometer untuk mengelakkan terjadinya gelembung udara. Proses pemindahan piknometer harus dengan menggunakan tissue. Akhirnya piknometer yang berisi sampel ditimbang.

Adapun keuntungan dari penentuan bobot jenis dengan menggunakan piknometer adalah mudah dalam pengerjaan. Sedangkan kerugiannya yaitu berkaitan dengan ketelitian dalam penimbangan. Jika proses penimbangan tidak teliti maka hasil yang diperoleh tidak sesuai dengan hasil yang ditetapkan literatur. Disamping itu penentuan bobot jenis dengan menggunakan piknometer memerlukan waktu yang lama.

Adapun faktor-faktor yang mempengaruhi bobot jenis suatu zat adalah :

1. Temperatur, dimana  pada suhu yang tinggi senyawa yang diukur berat jenisnya dapat menguap sehingga dapat mempengaruhi bobot jenisnya, demikian pula halnya pada suhu yang sangat rendah dapat menyebabkan senyawa membeku sehingga sulit untuk menghitung bobot jenisnya. Oleh karena itu, digunakan suhudimana biasanya senyawa stabil, yaitu pada suhu 25^oC (suhu kamar).
2.  Massa zat, jika zat mempunyai massa yang besar maka kemungkinan bobot jenisnya juga menjadi lebih besar.
3. Volume zat, jika volume zat besar maka bobot jenisnya akan berpengaruh tergantung pula dari massa zat itu sendiri, dimana ukuran partikel dari zat, bobot molekulnya serta kekentalan dari suatu zat dapat mempengaruhi bobot jenisnya.

IX. KESIMPULAN

Setelah melakukan percobaan ini didapati bahwa :

-          Volume piknometer pada suhu percobaan ( 31,5º ) adalah  50,7564 ml

-          Kerapatan dan berat jenis zat cair

1. Alkohol absolute 96%

-           ρ _{Alkohol absolute 96%}   =  0,8074 gram.ml^-1

-           d  =  0,8113

1. Alkohol 70%

-           ρ _{Alkohol 70%}                 =    0,8828 gram.ml^-1

-           d  =  0,8870

1. Alkohol 50%

-          ρ _{Alkohol 50%}                    =   0,9208 gram.ml^-1

-          d  =  0, 9252

1. Aseton

-          ρ _Aseton                      =  0,7827 gram.ml^-1

-           d  =  0, 7865

1. Kloroform

-          ρ _Kloroform                         =  1,4682 gram.ml^-1

-           d  =   1,4753

v  Terdapat penyimpangan dalam percobaan ini. Namun hal tersebut tidak menjadi masalah karena penyimpangannya itu sendiri masih relatif  kecil sehingga dapat diabaikan.

Adapun perbedaan hasil ini kemungkinan disebabkan oleh :

1. Kesalahan pembacaan skala pada alat
2. Cairan yang digunakan sudah tidak murni lagi sehingga mempengaruhi bobot jenisnya
3. Pengaruh suhu dari pemegang alat, juga berpengaruh pada alat
4. Kesalahan-kesalahan praktikan seperti tidak sengaja memegang piknometer

X. DAFTAR PUSTAKA

• Dzakwan , Muhammad.  2010 . Petunjuk praktikum farmasi fisik I . Universitas Setia Budi , 1-3
• Martin A. N ,Suargick , J. , dan cammarata , J.  1990 . Farmasi Fisika: Dasar-dasar farmasi fisika dalam ilmu farmasetika, diterjemahkan oleh Yoshita , edisi III , jilid I , penerbit UI ,Jakarta , 8-309-318, 454-495, 559-687
•  Martin A. N ,Suargick , J. , dan cammarata , J.  1990 . Farmasi Fisika: Dasar-dasar farmasi fisika dalam ilmu farmasetika, diterjemahkan oleh Yoshita , edisi III , jilid II , penerbit UI ,Jakarta , 724-817
• Situswebsite: http://www.google.co.id/search?hl=id&source=hp&q=%C2%A0makalah%C2%A0tentang%C2%A0percobaan+kerapatan+dan+berat+jenis&btnG=Penelusuran+Google&aq=o&aqi=&aql=&oq=&gs_rfai=

XI. DISKUSI

• Apa tujuan suhu sampel diturunkan ?

-

• Jelaskan bagaimana pengaruh suhu terhadap kerapatan dan berat jenis suatu zat ?

-