BAB I

PENDAHULUAN

1.1       Latar Belakang

Pada zaman modern seperti sekarang ini,  perkembangan industri farmasi dan makanan begitu pesat. Sifatnya pun sudah semakin variatif. Oleh sebab itu, sangat dibutuhkan suatu quality control terhadap bahan baku industri tersebut. Banyak terdapat pemalsuan terhadap bahan-bahan sediaan tersebut sehingga membahayakan bagi konsumen yang memakai produk tersebut karena efek yang jauh berbeda dari semestinya. Sehingga dibutuhkan suatu ketelitian untuk menganalisa apakah produk yang kita pakai aman untuk digunakan.

Untuk itu dibutuhkan suatu teknologi yang dapat mengetahui berbagai macam bahan dengan ciri khas yang dimiliki oleh setiap bahan tersebut. Maka dari itu, Teknologi Analisa Fisika (TAF) berperan sangat penting dalam analisa bahan-bahan sediaan. TAF sebagai salah satu teknologi analisa yang menitikberatkan kepada analisa berdasarkan sifat fisiknya mempunyai kelebihan tersendiri dibandingkan dengan teknik analisa lainnya karena setiap bahan pasti mempunyai sifat fisik yang dapat dianalisa dan diteliti.

Kami mencoba untuk membahas tentang suatu permasalahan mengenai Teknologi Analisa Fisika dengan metode penganalisaan berdasarkan bobot jenis atau dikenal juga sebagai densiti.

1.2       Pembatasan Masalah

Dalam pembuatan makalah ini, kami akan membahas tentang alat densimeter. Hal-hal yang akan kami bahas tentang alat ini hanyalah sebatas :

– Definisi dan penjelasannya

– Faktor-faktor yang mempengaruhi

– Komponen-komponen alat densimeter beserta keterangannya

– Cara menggunakan dan merawat alat densimeter

– Contoh soal perhitungan bobot jenis.

1.3       Tujuan

Penetapan bobot jenis bertujuan untuk menentukan atau mengidentifikasi suatu zat, baik dalam bentuk padat maupun cair. Namun pada umumnya identifikasi bobot jenis ini dilakukan terhadap zat yang berbentuk cair, karena banyak dari zat atau senyawa dalam bentuk cair memiliki bobot jenis yang berbeda-beda sehingga dapat menunjukkan spesifikasi dari zat tersebut.

Pengurangan mutu suatu bahan-bahan sediaan dengan sengaja atau disebut pemalsuan merupakan masalah yang dihadapi pada industri farmasi dan makanan sehingga dibutuhkan suatu quality control yang baik terhadap bahan-bahan tersebut. Oleh karena itu, makalah ini bertujuan untuk memberikan informasi tentang salah satu alat yang digunakan dalam penetapan secara fisika suatu sediaan, yaitu densimeter.

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1       Definisi dan Penjelasan

Seperti yang telah dijelaskan pada bab sebelumnya, penetapan bobot jenis biasanya dilakukan terhadap zat atau senyawa yang berbentuk cair. Untuk itu, sebelum dijelaskan lebih jauh tentang bobot jenis maka lebih baik kita mengenal sifat dari zat cair tersebut. Adapun sifat dari zat cair, antara lain :

  1. Bentuk mengikuti tempat dan volumenya tetap.
  2. Molekulnya dapat bergerak tetapi tidak semudah gerak molekul gas.
  3. Jarak partikelnya lebih dekat daripada gas sehingga lebih sukar dimampatkan.
  4. Dapat diuapkan dengan memerlukan energi.

Sedangkan pengertian bobot jenis, dalam Farmakope Indonesia Edisi III disebutkan bahwa bobot jenis suatu zat didefinisikan sebagai perbandingan bobot zat terhadap air dengan volum yang sama ditimbang di udara pada suhu yang sama.

Bobot jenis yang juga dikenal dengan istilah Specific Gravity biasanya dilambangkan dengan huruf S dan memiliki persamaan rumus sebagai berikut :

S =x/mair

dimana mx = massa suatu zat

mair = massa zat cair

pada keadaan volume (V) dan suhu (T) yang sama.

Bilangan bobot jenis atau biasa disebut sebagai densiti merupakan perbandingan antara bobot jenis zat dengan bobot jenis air. Dari definisi tersebut dapat disimpulkan bahwa densiti merupakan ukuran yang tidak mempunyai satuan. Dapat dikatakan bahwa densiti merupakan n kali kerapatan air yang artinya zat tersebut mempunyai n kali kerapatan air.

d = ∫ ρ zat / ρ air = g/ml / g/ml

Densiti menunjukan jumlah massa per unit volume, dengan persetujuan sistem CGS. Ukuran densiti biasanya menunjukan jumlah gram per sentimeter kubik pada temperatur 20o C. Dalam farmakope, densiti yakni bobot jenis yang mengacu kepada ukuran berat dan merupakan perbandingan berat serta bagian volume yang sama dari zat yang diteliti terhadap air, dimana keduanya diukur pada suhu 20o C.

Densimeter

Densimeter digunakan untuk mengukur densiti (kerapatan) zat cair secara langsung. Angka-angka yang tertera pada tangkai berskala secara langsung menyatakan massa jenis zat cair yang permukaannya tepat pada angka yang tertera.

Penentuan bobot jenis dengan densimeter didasarkan pada pembacaan seberapa dalamnya tabung gelas tercelup dan skala dibaca tepat pada miniskus cairan.

2.1       Faktor yang Mempengaruhi

Densiti dipengaruhi oleh suhu, dimana semakin naik suhu maka molekul-molekul zat akan bergerak, mengembang dan akan menguap, sehingga densiti akan berkurang. Namun apabila suhu turun, jarak antar molekulnya semakin rapat, sehingga zat akan mengkerut yang menyebabkan densiti akan bertambah atau semakin kental.

Karena dipengaruhi oleh suhu maka diperlukan suatu faktor koreksi untuk pengukuran suhu selain 20o C. Faktor koreksi ini dihitung dengan rumus sebagai berikut :

F = (t ukur – 20o C) x K

Keterangan :

F               = faktor koreksi

t ukur     = suhu pada saat pengukuran (to C)

K              = bilangan koreksi pada literatur

Secara normal, bila suatu zat dipanaskan atau didinginkan volumenya akan mengembang atau mengkerut. Artinya massa dari zat tersebut ditempatkan pada volume yang lebih besar atau lebih kecil, maka berat jenis akan berubah dengan berubahnya temperatur. Misalnya pada 25o C (sedikit di atas suhu kamar), berat jenis air adalah 0,9970 g/ml, sedangkan pada suhu 35o C berat jenisnya adalah 0,9956 g/ml. Dapat dilihat bahwa perubahannya tidak begitu besar dengan berubahnya suhu, namun sangat berguna untuk diingat sedikit kesalahan. Kita dapat menganggap berat jenis air adalah 1,00 g/ml pada segala macam suhu. Tetapi harus diingat bahwa kerja yang memerlukan ketelitian yang tinggi, suhu harus diperhitungkan.

2.3       Keterangan Alat Densimeter

Pada alat densimeter, angka-angka yang tertera pada tangkai berskala secara langsung menyatakan massa jenis zat cair yang permukaannya tepat pada angka yang tertera. Angka-angka itu dibuat secara empiris (berdasarkan percobaan-percobaan yang teliti). Jarak antara angka 0,5 ke 0,6 tidak sama dengan jarak 0,6 ke 0,7. Semakin ke bawah angka-angka yang tertera semakin besar dan jaraknya semakin rapat.

Batas ukur densimeter biasanya dibagi-bagi misalnya :

Antara 0,5 g/ml sampai dengan 1,0 g/ml,

1,0 g/ml sampai dengan 2,0 g/ml, dst.

Gambar


2.4       Cara Penggunaan dan Perawatan Alat Densimeter

Secara umum, penggunaan alat densimeter dalam penentuan bobot jenis didasarkan pada pembacaan seberapa dalamnya tabung gelas yang tercelup dan skala dibaca tepat pada miniskus cairan. Panjang tabung yang tercelup dalam cairan menunjukkan bobot jenis cairan. Semakin rendah bobot jenisnya, semakin rendah pula bagian densimeter yang tercelup ke dalam cairan. Untuk itu alat densimeter harus bebas dan tegak lurus terapung dalam cairan.

Sebelum digunakan untuk menetapkan bobot jenis suatu zat atau sampel, maka densimeter harus dikalibrasi terlebih dahulu dengan cara mengukur bobot jenis air, karena air memiliki bobot jenis yang pasti yaitu 1 (0,9999). Densimeter yang sesuai dimasukkan pada bejana yang berisi air kemudian skala dibaca tepat pada miniskus cekungan yang terjadi oleh air.

Cara Pemakaian Alat Densimeter

Setelah dikalibrasi, densimeter dimasukkan ke dalam sample. Pastikan densimeter tidak boleh menyentuh dasar dan dinding pada wadah sampel (misalnya gelas ukur). Jika masih menyentuh dinding maka densimeter harus diputar sehingga posisinya tepat berada di tengah. Apabila densimeter tersebut ingin digunakan untuk mengukur bobot jenis sampel yang lain, maka densimeter tersebut harus dibilas dengan air dan dikeringkan dengan tissue halus. Untuk sampel dengan kerapatan tinggi (contohnya gliserin), densimeter harus dicuci menggunakan air sabun.

* Pengukuran bobot jenis dengan densimeter.

Pertama, digunakan dengan densimeter dengan skala terkecil terlebih dahulu, apabila alat tersebut masih mengapung di atas cairan sampel, maka harus diganti dengan densimeter yang memiliki skala lebih besar dan begitu seterusnya. Namun, apabila ujung densimeter menyentuh dasar wadah harus diganti dengan densimeter yang memiliki skala lebih kecil hingga didapatkan densimeter yang sesuai untuk mengukur atau menetapkan bobot jenis sampel.

Cara Perawatan Alat Densimeter

Alat densimeter cukup mudah dalam hal penyimpanan dan perawatannya. Setiap selesai menetapkan bobot jenis dari semua sampel, maka densimeter cukup dibersihkan dengan air atau menggunakan air sabun jika masih terdapat lemak. Setelah itu, keringkan dengan tissue halus dan disimpan dalam wadah yang berupa kardus kecil agar bebas dari debu. Simpan densimeter dalam lemari yang tidak lembab.

2.5       Contoh Perhitungan dengan Alat Densimeter

1)      Sebuah densimeter digunakan untuk mengukur massa jenis zat cair dari 1,0 g/ml – 1,2 g/ml. Jarak antara angka 1,0 ke 1,2 adalah 10 cm. Tangkainya berbentuk silinder dengan luas penampang 0,8 cm2.

Hitunglah :   a. volume bagian bola di bawah angka 1,2

b. massa densimeter itu

Jawab :

  1. Misal volum densimeter di bawah angka 1,2 = v cm3

Jika densimeter tercelup dalam zat cair I (ρI = 1,0  g/ml), maka bagian volum densimeter yang tercelup =

v cm3 + (10 cm x 0,8 cm2) = ( v + 8 ) cm3

massa densimeter = v bagian yang tercelup x ρI

=  ( v + 8 ) cm3 x 1,0 g/ml

= ( v + 8 ) g ……………….( 1 )

Jika densimeter tercelup dalam zat cair II, maka bagian yang tercelup = v cm3 , ρII = 1,2  g/ml

Massa densimeter = v cm3 x 1,2 g/cm3

= 1,2 v g …………………….(2)

Persamaan (1) dan (2)

v + 8    = 1,2 v

1,2 v – v    = 8

0,2 v   = 8

v   = 40 cm3 ~ 40 ml

jadi, volume bagian densimeter di bawah angka 1,2 = 40 ml

  1. Massa densimeter  = ( v + 8 ) g

= ( 40 + 8 ) g

= 48 g

2)      Batas ukur sebuah densimeter adalah 1,4 g/ml – 2,0 g/ml. Jika massa densimeter itu 16 g, panjang tangkainya 10 cm, volume bagian densimeter di bawah angka 2,0 adalah 8 cm3 , dan luas penampangnya 0,6 cm2. Maka hitunglah jarak antara angka 1,4 – 1,7 !

Jawab :

misal jarak antara angka 1,4 – 1,7 = x cm

jarak 1,7 ke 2,0 = ( 10 – x ) cm

Volume densimeter yang tercelup sampai angka 1,7

= 8 cm3 + [ ( 10 – x) cm . 0,6 cm3 ]

= 8 cm3 + ( 6 cm3 – 0,6x cm3 )

= (14 – 0,6 x) cm3

Massa densimeter = ( 14 – 0,6x ) cm3 . 1,7 g/ml

= ( 23,8 – 1,02 x ) g

Persamaan

16 g      =  ( 23,8 – 1,02 x ) g

1,02 x      = 23,8 – 16

1,02 x      = 7,8

x      = 7,65 cm

Jadi, jarak antara angka 1,4 ke 1,7 adalah 7,65 cm.

BAB III

SIMPULAN DAN SARAN

3.1       Simpulan

Bobot jenis dapat didefinisikan sebagai perbandingan antara massa bahan (m) terhadap volumenya (v), sedangkan densiti (bobot permililiter) adalah perbandingan bobot dalam gram dari tiap mililiter zat yang ditimbang pada suhu 20o C.

Bobot jenis dapat dihitung secara analisa kualitatif menggunakan alat densimeter. Kerugian dari penggunaan alat densimeter adalah ketelitiannya yang relatif kurang dan membutuhkan jumlah cairan yang besar sehingga tidak praktis, efisien dan ekonomis. Sedangkan keuntungannya alat ini mudah dipakai dan cepat jika digunakan untuk sampel yang jumlahnya sedikit.

3.2       Saran

Penentuan bobot jenis dengan densimeter hanya dilakukan untuk pemeriksaan orientasi atau untuk tujuan teknik. Dalam penggunaannya, setiap larutan yang diukur harus menggunakan densimeter yang sesuai. Jika ingin mengukur bobot jenis untuk analisa kuantitatif maka sebaiknya digunakan alat lain seperti piknometer.