dispersi koloid - citra.pdf

Upload: desy-ananda-sari

Post on 20-Feb-2018

227 views

Category:

Documents


0 download

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