dispersi koloid - citra.pdf
TRANSCRIPT
-
7/24/2019 Dispersi Koloid - Citra.pdf
1/11
24/12/2014
1
Dispersi KoloidCitra Ariani Edityaningrum, M.Si., Apt.
Dispersi : penyebaran merata 2 fase (fase terdispersi
dan medium terdispersi)
No Dispersi Molekuler
(Larutan)
Dispersi Koloid
(Dispersi halus)
Dispersi Kasar
(Suspensi)
1 Ukuran partikel < 1 nm Ukuran partikel 1 0,5m Ukuran p artikel > 0,5m
2 Stabil Sukar mengendap Mudah mengendap
3 Dapat melewati membran semi
permeabel
Tidak melewati membran
semipermeabel
Tidak melewati membran
semipermeabel
4 Berdifusi cepat Berdifusi lambat Tidak berdifusi
5 Tidak ter lihat mikroskop
elektron
Dapat terlihat mikroskop
elektron
Dapat terlihat mikroskop
biasa
6 Sistem dispersi mo lekuler Sistem d ispersi padatan
halus
Sistem dispersipadatan
kasar
Ex Larutan gula, NaCl Sabun, susu, lar. CMC Na,
lar perak koloidal
Campuran air dan pasir,
emulsi, suspensi
Jenis-jenis Koloid
No Jenis Koloid Fase
terdispersi
Medium
Pendispersi
Contoh
11 Aerosol (Aerosol (padatpadat)) PadatPadat GasGas Asap,debuAsap,debu
22 SolSol PadatPadat CairCair Agar agarAgar agar
SolSol padatpadat PadatPadat PadatPadat Kaca berwarnaKaca berwarna
33 EmulsiEmulsi CairCair CairCair Susu, santan,Susu, santan,
krim, lotionkrim, lotion
44 Aerosol (Aerosol (caircair)) Cair Cair GasGas Kabut, awanKabut, awan
55 Emulsi padatEmulsi padat Cair Cair PadatPadat KejuKeju,, mentegamentega,,mutiaramutiara
66 Buih / busaBuih / busa GasGas CairCair KrimKrimkocokkocok,,BusaBusa sabunsabun
77 Busa padatBusa padat GasGas PadatPadat KaretKaretbusabusa,,BatuBatu apungapung
Sifat Unik Koloid
Ukuran koloid luas permukaan >>
Platina aktif sebagai katalis bila ukurannya koloid
Perubahan warna berkaitan dengan uk.partikel
(perubahan warna dari ukuran kecil ke besar):
koloid emas : merah biru
koloid antimon : kuning merah
k. arsen trisulfida : kuning merah
Prinsip dialisis : pemisahan partikel koloid daripartikel subkoloid
-
7/24/2019 Dispersi Koloid - Citra.pdf
2/11
24/12/2014
2
Dialisis : proses penghilangan ion ion yang menganggu kestabilan
koloid dengan cara penyaringan
Contoh : p roses pemisahan
hasil metabolisme dari darah oleh ginjal
+
++
+-
-
-
Airmasuk
Air keluardengan ion
-+
Koloid
Ion- ion
Dialisis
Bentuk Koloid
Bulat/bola
Elips
Lempengan
Batang
Bercabang spt akarBentuk berbeda berbeda sifat alirnya,sedimentasi, tekanan osmotis, juga kerjafarmakologis
Aplikasi di Farmasi
Koloid AgCl, AgI disinfektan efektif & tidak
mengiritasi
Koloid belerang antiseptis kulit yg tidak diabsorpsi
Koloid tembaga antineoplastik Koloid Hgsifilis
Koloid protein dlm darah : albuminikatan obat
Koloid SAA wetting agent, suspending agent,
emulgator, solublizing agent
Koloid Liofil & Liofob
Koloid liofil/ hidrofil : Koloid yang partikel
terdispersinya menarik medium
pendispersinya
Koloid liofob/hidrofob : koloid yang partikel
terdispersinya tidak menarik medium
pendispersinya
Jika medium pendispersi berupa air maka
disebut koloid hidrofil dan koloid hidrofob
-
7/24/2019 Dispersi Koloid - Citra.pdf
3/11
24/12/2014
3
Perbedaan Sol Hidrofil dan Sol Hidrofob
Sol hidrofil Efek tyndall lemah
Stabil
Bersifat reversibel
Terdiri atas zat organik
Mengadsorbsi mediumnya
Viskositas lebih besar darimediumnya
Dapat dibuat dengankonsentrasi relatif besar
Tidak mudah digumpaldengan penambahanelektrolit
Pembentukan secaraspontan
Ex : Sabun, agar2, kanji.
Sol Hidrofob Efek tyndall lebih jelas
Kurang stabil
Tidak reversibel
Terdiri dari zat anorganik
Tidak mengadsorbsimediumnya
Viskositas hampir sama
dengan medium Hanya stabil padakonsentrasi kecil
mudah digumpal denganpenambahan elektrolit
Pembentukan tdk spontan
Ex : Sol belerang, sol logam.
Koloid Amfifilik / Asosiasi Fase dispers: agregat misel molekul organik
kecil
Bag. Hidrofilik/lipofilik tersolvasi
Terbentuk spontan bila kadar di atas CMC, pd
kdr
-
7/24/2019 Dispersi Koloid - Citra.pdf
4/11
24/12/2014
4
Jenis Koloid AmpifilikTipe Senyawa Ampififil
Anionik Natrium laurilsulfat CH3(CH2)11OSO-
Kationik Setil trimetilamonium
bromida
CH3(CH2)15N+(CH3)3
Nonionik Polioksietilen lauril eter CH3(CH2)10CH2O(CH2OCH2)23H
Amfolitik Dimetildodekilamonio
propana sulfonat
CH3(CH2)11N+
(CH3)2(CH2)3OSO2-
Sifat Optik KoloidEfek Tyndall efek penghamburan cahaya oleh
partikel koloid shg tampak lintasan berkas sinar tsb.
Percobaan pada air deterjen
Dari gambar dapat dilihat
bahwa berkas cahaya yang
mengenai air sabun terlihat
di hamburkan dan pada
layar tampak hanya sedikit
sinar yang diteruskan.
Efek Tyndall
Percobaan pada larutan tidak menunjukkan
gejala efek tyndall, tampak pada gambar
cahaya diteruskan ke layar dengan jelas tanpa
berkas cahaya pada larutan.
Efek Tyndall
Efek Tyndall adalah efek
penghamburan cahaya oleh partikelkoloid shg tampak lintasan berkas
sinar tsb.Lintasan
sinar
-
7/24/2019 Dispersi Koloid - Citra.pdf
5/11
24/12/2014
5
OnOff
OnOff
Percobaan pada larutan
Percobaan pada koloid
OnOff
OnOff
Percobaan pada larutan
Percobaan pada koloid
OnOff
OnOff
Percobaan pada larutan
Percobaan pada koloid
OnOff
OnOff
Percobaan pada larutan
Percobaan pada koloid
exit
-
7/24/2019 Dispersi Koloid - Citra.pdf
6/11
24/12/2014
6
Efek Faraday Tyndallpemendaran cahaya oleh partikel koloid
dpt dilihat dg ultramikroskop/mikroskopelektron
M. elektron punya daya resolusi tinggi(d=jarak terkecil 2 objek yang terpisah tpmsh dpt dibedakan)
m.- cahaya tampak resolusi d = 200 A =20 nm
m. Elektron seberkas elektron d = 5A =0,5 nm
Light Scattering (penghamburan cahaya)
digunakan utk penentuan BM, bentuk & ukuran koloid
Hamburan dapat dijelaskan dg kekeruhan (T) =
penurunan fraksional intensitas krn pemendaran saat
cahaya melewati 1 cm dispersi koloid
pd konsentrasi f.terdispersi ttt, kekeruhan sebanding dg
BMH c = 1 + 2B c
M = kekeruhan (cm-1), c = konsentrasi zat terlarut (g/cm3),
M = BM (g/mol atau Dalton), B = konstanta interaksi, H =
konstanta utk suatu sistem tertentu
H = 32 3 n2 (dn/dc)2
34 N
n = indeks bias larutan dg konsentrasic pd suatu panjang gelombang ttt(cm-1)
(dn/dc) = perubahan dlm indeks refraksi dgkonsentrasi c
N = bilangan avogadro
-
7/24/2019 Dispersi Koloid - Citra.pdf
7/11
24/12/2014
7
Soal
Dispersi sebuah surfaktan sodium dodecylbenzene sulfonate
(SDBS) akan ditentukan berat molekulnya dengan metode
Light-scatheringdan menghasilkan data sbb :
Konsentrasi
disperse (g/cm3)
Turbiditas (cm-1)
2. 103 1,1. 104
7. 103
1,8. 104
1,2 .104 2,1.104
2,2. 104 2,3. 104
Bila diketahui besarnya H = 4.10-6 molcm2g-2.
Tentukan BM SDBS dan interaksi dengan pendispersinya
Sifat Kinetis KoloidA. Gerakan yang dipicu oleh panas
1. Gerak Brown
gerak tidak beraturan yg terjadi pd partikel
sebesar 5 m
2. Difusi
Hasil dr gerak brown
Mengikuti hk Fick I =dq = - D S dc/dx dt
D = koef.difusi (cm2/det), dc/dx = perubahan
konsentrasi, S = luas permukaan, dq = jumlah zat
yang berdifusi, t = waktu
Gerak Brownadalah gerak
acak, gerak tidak
beraturan dari
partikel koloidyang
menyebabkan
koloid tetap
stabil, homogen
dan tidak
mengendap.
exit
Lanjutan Difusi ...
jika partikel koloid dianggap bulat, maka:
D = R T
6rN
T = suhu absolut, = viskositas
medium, r = jari-jari molekul, R =
konstanta molar gas, N= bil.Avogadro
-
7/24/2019 Dispersi Koloid - Citra.pdf
8/11
24/12/2014
8
D = RT 3 4 N
6N 3M v
v = volume spesifik parsial
M = 1 ( 1 )2 (RT )3
162v N D
3. Tekanan Osmotis
= cRT = cg RT = RT
M cg M
= RT + B cg = RT+ B cg + C cg2
cg M cg M
Soal
Tekanan osmosis dari dispersi polystyrene yangdideterminasi pada suhu 25 C dengan variasi
konsentrasi adalah sebagai berikut :
Konsentrasi (g/L)
Tekanan Osmosis
(1atm.g-1)
3 1,2. 103
6 1,6.103
9 2,0.103
12 2,3.103
Tentukan BM polystyrene dan besarnya interaksi
dengan fase pendispersinya.
B. SedimentasiPersamaan Stokes
V = 2r2( 0)g
90
V = kecepatan sedimentasi, = kerapatan, g = percepatan
gravitasi
pengaruh sentrifugeV = 2r2( 0) 2 x
90
= kecepatan sudut (rpm), x = jarak partikel dr pusat rotasi
2
= ( rpm x 2/60)2
s = dx/dt s = ln (x2/x1) M = RTs
w2x w
2(t2-t1) D (1 v 0)
-
7/24/2019 Dispersi Koloid - Citra.pdf
9/11
24/12/2014
9
Soal Penentuan berat molekul albumin telur
dengan metode ultrasentrifugasi pada
suhu 20 C, koefisien difusinya 7,8. 10-7
cm2/detik, volume parsial spesifik 0,75
cm3/g. Kerapatan air pada suhu
percobaan 0,998g/cm3, koefisien
sedimentasi 3,6 x10-13
C. Viskositas
= 0 ( 1+ 2,5 )
rel = /0 = ( 1+ 2,5 )
sp = /0 - 1 = - 0 /0 = 2,5
sp/ = 2,5 sp/ c = k
sp/ c = k1 + k2c + k3c2
[] = K Ma
Persamaan Mark-Houwink
Soal
Variasi pengurangan
viskositas
spesifik/consentrasi
untuk surfaktan nonionik
baru tersaji pada tabel :
C(mol/kg) sp/c
0,05 8,5
0,10 9,4
0,20 9,80,25 10,3Tentukan viscositas
intrinsiknya
Bila diketahui a= 0,6
K= 0,0003 cm3 g-1
Tentukan BM surfaktan tsb!
Solubilisasi
Kemampuan misel dlm meningkatkan kelarutan
obat/senyawa yg secara normal tdk larut/sangat
tidak larut dlm dispersi yang diguanakan
Merupakan sifat penting koloid asosiasi dlm
larutan
Surfaktan ionik :
Molekul non polar dlm sistem air akan berada
dlm bag. dlm (inti) misel yg non polar, molekul
polar teradsorpsi pd permukaan misel, molekul
kepolaran sedang berada pd posisi intermediate
-
7/24/2019 Dispersi Koloid - Citra.pdf
10/11
24/12/2014
10
Surfaktan Non ionik
Bahan peningkat kelarutan yg penting dlm
farmasi karena toksisitasnya yg rendah
Miselnya memperlihatkan gradien polaritas,
semakin keluar dr inti smkn polar, bagian luar
misel merupakan lapisan palisade
Penentuan lokasi senyawa dlm misel
Dg Spektrofotometer UV-Vis yg sensitif
thd polaritas medium dan NMR
Benzen ditentukan dlm misel anionik (Na
dodesil sulfat) & kationik (setil trimeltil
amonium klorida) mempunyai polaritas
lingk.atau konstanta dielektrik (D) = 40
benzen terletak pd permukaan misel (bag.
polar)
Solubilisasi : model 2 kondisi (state)
Kondisi kurang polar melibatkan inti hidrokarbon
(dissolved state)
Kondisi lebih polar pada antar muka misel-air
(adsorbed state
) Kesetimbangan senyawa antara dissolved state
& adsorbed state mirip koefisien partisi
dodekan-air
Tekanan Laplace (P) dlm Misel
Mereduksi kekuatan solven dibanding dg
dodekan
P = 2
r = tegangan antar muka, r = radius misel
Tekanan menolak masuknya molekul luar ke dlm
inti sel
P v = RT ln X
-
7/24/2019 Dispersi Koloid - Citra.pdf
11/11
24/12/2014
11
Soal
Hitung faktor x misel Na dodesil sulfat dlm mereduksi
kelarutan obat anestesi yg terlarut di dlmnya.
v = 173 cm3/mol, misel-air =31,3 erg/cm2,
r = 18 A0 , T = 25o C
P = 2/r = 2. 31,3 erg/cm2 = 3,48.108 dyne/cm2
18.10-8 cm
ln x = PV = 3,48 108 dyne/cm2 .173 cm3/mol
RT 8,3143.107 erg.der-1mol-1.298oK
ln x = 2,43 x = 11,36
Kelarutan obat anastesi dlm inti misel berkurang oleh
faktor 11,36 relatif dibandingkan kelarutan obat dlm
dudekan krn adanya tekanan laplace dlm inti misel
Bila koefisien partisi dodekan air (K) obat tsb
21,9, tentukan koefisien partisi obat dlm sistem
inti misel-air
Kp inti misel-air = 21,9/11,36 =1,93
Distribusi obat dlm inti misel adalah sekitar 2X
Faktor yg Mempengaruhi Solubilisasi
Pada obat hidrofobik yg terlarut dlm misel :
Penambahan rantai alkil surfaktan akan
menambah kelarutan obat dlm inti misel krn tjd :
penambahan radius misel
pengurangan tekanan laplace
Pd surfaktan non ionik penambahan radius inti
dg jumlah atom karbon di atas 16, tidak
menaikkan kelarutan bbrp obat, krn bagian
polar surfaktan berbalik & masuk ke dlm inti shg
tjd afluid micellar core