AKADEMI FARMASI JEMBER TEGANGAN ANTARMUKA AKADEMI FARMASI JEMBER 2014 By Diyan Ajeng.R, MPh., Apt

TEGANGAN ANTARMUKA Batas antara zat yang satu dengan zat lain antarmuka Antarmuka dengan fase gas permukaan Adhesi < Kohesi tegangan antarmuka ()

Gambaran gaya kohesi dan adhesi pada bagian bulk dan antarmuka Permukaan Antarmuka Udara Cairan I Cairan II Bulk Gambaran gaya kohesi dan adhesi pada bagian bulk dan antarmuka

Tegangan permukaan: gaya persatuan panjang yang harus diberikan sejajar pada permukaan untuk mengimbangi tarikan ke dalam semua bahan Tegangan antarmuka: gaya persatuan panjang yang terdapat pada antarmuka dua cairan yang tidak saling bercampur

Antarmuka : batas antara 2 fase atau lebih Klasifikasi : Fase Teg antarmuka contoh Gas-gas - Gas-cairan LV Perm. Air - udara Gas-padatan SV Perm meja Cairan-cairan LL emulsi Cairan-padatan LS suspensi Padatan-padatan SS Partikel serbuk

Aplikasi dalam farmasi : adsorpsi obat penetrasi molekul melalui membran biologis pembentukan dan kestabilan emulsi suspensi

Tegangan permukaan dipengaruhi oleh:. Suhu Tegangan permukaan dipengaruhi oleh: * Suhu * Penambahan bahan tambahan (zat aktif permukaan) Zat aktif permukaan * emulsi pengemulsi * buih pembuih

Pengukuran tegangan permukaan: Pipa kapiler

Cairan akan naik dalam pipa kapiler sampai ketinggian tertentu.  = ½ Cairan akan naik dalam pipa kapiler sampai ketinggian tertentu  = ½.r..g.h r = jari-jari pipa kapiler  = densitas cairan h = kenaikan cairan dari permukaan luar

Energi bebas permukaan (W): kerja (energi) yang dilakukan untuk memperbesar luas permukaan W =  . A

Tegangan permukaan Model 1 : Kawat 3 sisi B C A D f Energi bebas permukaan : Tegangan permukaan : Perubahan energi bebas permukaan per satuan kenaikan luas.

Pengukuran tegangan muka dan tegangan antarmuka Metode kenaikan kapiler Digunakan untuk mengukur tegangan permukaan. Prinsip : Bila suatu kapiler dimasukkan dalam labu berisi zat cair, maka pada umumnya zat cair akan naik di dalam tabung sampai jarak tertentu. Dengan mengukur kenaikan ini, tegangan muka dapat ditentukan.

2r h liquid

Komponen gaya ke atas sebagai hasil tegangan muka zat cair pada sembarang titik di sekeliling dinding kapiler adalah : a =  . cos  Gaya ke atas total di seputar keliling tabung bagian dalam = 2  r  cos  Gaya gravitasi ( massa x percepatan) yang menentang gaya total ke atas =  r2 h ( - 0) g + W Pada kesetimbangan : 2  r  cos  =  r2 h  g  = ½ r h  g

Emulsi : sistem yang tidak stabil secara termodinamik yang mengandung paling sedikit dua fase cair yang tidak bercampur, satu diantaranya didispersikan sebagai globula-globula dalam fase lain Tipe emulsi: Emulsi o/w Emulsi w/o

Pembentukan emulsi: * Pengecilan ukuran (pengadukan, homogenisasi) luas permukaan energi bebas permukaan (W) FD dan FK cenderung memisah * Penambahan surfaktan (emulsifier) tegangan antarmuka () energi bebas permukaan (W) FD dan FK bercampur (emulsi)

Bahan tambahan dalam emulsi:. Pengemulsi memulai terbentuknya. emulsi Bahan tambahan dalam emulsi: * Pengemulsi memulai terbentuknya emulsi * Penstabil menstabilkan emulsi yang sudah terbentuk

Pengemulsi: - bersifat amfifil (mempunyai bagian hidrofil dan lipofil) - bersifat aktif permukaan / mampu menurunkan tegangan antarmuka () dan energi bebas permukaan (W) sampai batas cmc (critical micelle concentration) - membentuk lapisan monomolekuler

CMC (critical micelle concentration)

Jenis pengemulsi (nilai HLB) tipe emulsi HLB 9 – 12 emulsi o/w Contoh: * trietanolamin oleat * polioksietilen sorbitan monooleat (Tween 80) HLB 3 – 6 emulsi w/o Contoh: * sorbitan monooleat (Span 80)

Penstabil: - umumnya bersifat hidrofilik (meningkatkan viskositas) - tidak dapat menurunkan tegangan antarmuka () - membentuk lapisan multimolekuler Contoh: gum, pektin, gelatin

Faktor yang Mempengaruhi. Stabilitas Emulsi:. v = D2. g. (p - s). 18 Faktor yang Mempengaruhi Stabilitas Emulsi: v = D2.g.(p - s) 18. v = kecepatan pemisahan fase D = diameter droplet fase terdispersi g = percepatan gravitasi p = densitas fase terdispersi s = densitas fase kontinu  = viskositas fase kontinu

Ketidakstabilan pada emulsi:. Creaming. Flokulasi. Coalescence Ketidakstabilan pada emulsi: * Creaming * Flokulasi * Coalescence * Ostwald ripening

Creaming: terjadi karena   antara air dan minyak D besar (FD - FK) Creaming: terjadi karena   antara air dan minyak D besar (FD - FK) FK besar kecil Fraksi volume dari FD ( = 0,1 – 0,5)

Flokulasi: agregasi dari dua atau lebih droplet, tanpa kehilangan sifat aslinya  tinggi creaming coalescence

Coalescence: dua atau lebih droplet saling bergabung dan membentuk satu droplet yang lebih besar pemecahan film D besar  kecil Film Kristal tipis es

Partial Coalescence: Shear rate.  tinggi. Kristalisasi lemak D besar Partial Coalescence: Shear rate  tinggi Kristalisasi lemak D besar Surfaktan molekul kecil partial coalescence.htm

Ostwald ripening: penggabungan dua droplet yang membentuk satu droplet lebih besar dan satu droplet lebih kecil droplet kecil menjadi sangat kecil terlarut dlm FK umum terjadi dalam emulsi w/o

Buih Buih  emulsi o/w Parameter Buih Emulsi o/w Satuan D gelembung Teg. Antarmuka Tekanan Laplace Beda densitas Fd & Fk Waktu pembentukan 10-3 0,04 102 -103 10-6 0,006 104 -102 m N.m-1 Pa kg.m-3 detik

Pembentukan buih: * Supersaturasi gas dilarutkan dlm cairan pd tekanan tinggi dilepaskan (tekanan rendah) * Mekanik gas dimasukkan dlm celah sempit pengadukan fluktuasi tekanan

Ketidakstabilan pada buih: * Ostwald ripening * Drainase * Coalescence

Ostwald ripening: difusi gas dr gelembung ukuran kecil ke ukuran yg lebih besar (atmosfir) tekanan dlm gelebung kecil > gelembung besar pd bagian atas lapisan buih pd bagian dlm buih

Drainase: drainase cairan dari & melalui lapisan buih gravitasi

Coalescence: ketidakstabilan film yg berada diantaranya film yg tebal Coalescence: ketidakstabilan film yg berada diantaranya film yg tebal (kons.surfaktan rendah) film yg tipis film yg mengandung partikel asing (hidrofobik & hidrofilik)