Viskositas adalah suatu pernyataan “ tahanan untuk mengalir” dari suatu system yang mendapatkan suatu tekanan. Makin kental suatu cairan, makin besar gaya yang dibutuhkan untuk membuatnya mengalir pada kecepatan tertentu. Viskositas dispersi kolodial dipengaruhi oleh bentuk partikel dari fase dispers. Koloid-koloid berbentuk bola membentuk sistem dispersi dengan viskositas rendah, sedang sistem dispersi yang mengandung koloid-koloid linier viskositasnya lebih tinggi. Hubungan antara bentuk dan viskositas merupakan refleksi derajat solvasi dari partikel( Moechtar,1990).
Bila viskositas gas meningkat dengan naiknya temperatur, maka viskositas cairan justru akan menurun jika temeratur dinaikan. Fluiditas dari suatu cairan yang merupakan kebalikan dari viskositas akan meningkat dengan makin tingginya temperatur( Martin, 2006).
Brookfield viscosity biasanya digunakan untuk mengukur suatu cairan pada suhu rendah. Biasanya dapat mengukur antara -40 ~ -20 derajat celcius. Dalam brookfield viscosity ada 2 mesin. Yang satu mesin pendingin dan mesin pengukur. Mesin pengukur berupa motor yang bisa di set kecepatan rotasi dan pengukuran dilakukan dengan spindle yang dihubungkan antara cairan dan mesin . Hasil dari pengukuran ditampilkan di mesin biasanya sudah dalam hitungan viskositas. Yang perlu diperhatikan adalah perbandingan kecepatan rotasi, jenis spindle yang digunakan dan lama waktu pengukuran. Dan juga untuk pendinginan perlu dilakukan dalam jangka waktu yang lama ( bisanya sehari) , setelah dikeluarkan dari pendingin secepat mungkin harus diukur viskositasnya( Martin, 2006).
Viskometer Rion digunakan untuk mengukur suatu cairan yang memiliki viskositas tinggi. Memiliki rentang ukuran 30 sampai 400.000 mPa's (cP). Hal tersebut cocok dan nyaman pada satu tangan. Dengan menggunakan baterai kering sebagai sumber tegangan. Dan dapat membaca viskositas dengan segera setrelah diaktifkan( Martin, 2006).
Rheologi berasal dari bahasa Yunani yaitu rheo dan logos. Rheo berarti mengalir, dan logos berarti ilmu. Sehingga rheologi adalah ilmu yang mempelajari tentang aliran zat cair dan deformasi zat padat. Rheologi erat kaitannya dengan viskositas. Viskositas merupakan suatu pernyataan tahanan dari suatu cairan untuk mengalir; semakin tinggi viskositas, semakin besar tahanannya untuk mengalir. Viskositas dinyatakan dalam simbol η(Soewandhi, 2009).
Dalam bidang farmasi, prinsip-prinsip rheologi diaplikasikan dalam pembuatan krim, suspensi, emulsi, losion, pasta, penyalut tablet, dan lain-lain. Selain itu, prinsip rheologi digunakan juga untuk karakterisasi produk sediaan farmasi (dosage form)sebagai penjaminan kualitas yang sama untuk setiap batch. Rheologi juga meliputi pencampuran aliran dari bahan, penuangan, pengeluaran dari tube, atau pelewatan dari jarum suntik. Rheologi dari suatu zat tertentu dapat mempengaruhi penerimaan obat bagi pasien, stabilitas fisika obat, bahkan ketersediaan hayati dalam tubuh (bioavailability). Sehingga viskositas telah terbukti dapat mempengaruhi laju absorbsi obat dalam tubuh(Soewandhi, 2009).
Penggolongan bahan menurut tipe aliran dan deformasi ada 2 yaitu Sistem Newton dan Sistem Non-Newton.
SISTEM NEWTON
Digunakan istilah :
Rate of shear (D) dv/dr untuk menyatakan perbedaan kecepatan (dv) antara dua bidang cairan yang dipisahkan oleh jarak yang sangat kecil (dr).
Shearing stress (τ atau F ) F’/A untuk menyatakan gaya per satuan luas yang diperlukan untuk menyebabkan aliran.
| F’/A = η dv/dr |
| η= F’/A = F dv/dr G |
Viskositas η merupakan perbandingan antara Shearing stress F’/A dan Rate of shear dv/dr. Satuan viskositas adalah poise atau dyne detik cm -2
Fluiditas merupakan kebalikan dari viskositas. Satuan fluiditas adalah centipoise (cps). 1cps= 0,01poise
| = 1/η |
Viskositas Kinematik adalah viskositas absolut dibagi kerapatan cairan (bobot jenis).satuannya adalah stokes, s atau centistokes, cs.
| Viskositas kinematik = η / |
Grafik rheogram aliran Newtonian diilustrasikan sebagai berikut :
Besarnya Rate of shear sebanding dengan Shearing stress.
Pengaruh Suhu terhadap Viskositas
RUMUS ARRHENIUS :
| = A.eEv/RT |
A = konstanta tergantung pada berat molekul dan molar volume cairan
Ev = energi aktivasi yang diperlukan untuk menginisiasi aliran antar molekul
Dibutuhkan lebih banyak energi untuk memecah ikatan dan membuat cairan tersebut mengalir, karena cairan tersebut tersusun dari molekul-molekul yang dihubungkan dengan ikatan hidrogen. Tetapi ikatan ini akan dipecahkan pada temperatur yang tinggi oleh perpindahan panas dan Ev akan menurun dengan nyata. Viskositas cairan akan menurun jika suhu diturunkan, sedangkan viskositas gas meningkat jika suhu dinaikkan.
(Lachman, 1994).
SISTEM NON-NEWTON
Ada 3 jenis tipe aliran dalam sistem Non-Newtonian, yaitu : PLASTIS, PSEUDOPLASTIS, dan DILATAN.
1.Aliran Plastis
Kurva aliran plastis tidak melalui titik (0,0) tapi memotong sumbu shearing stress (atau auakan memotong jika bagian lurus dari kurva tersebut diekstrapolasikan ke sumbu) pada suatu titik tertentu yang dikenal dengan sebagai harga yield. Cairan plastis tidak akan mengalir sampai shearing stress dicapai sebesar yield value tersebut. Pada harga stress di bawah harga yield value, zat bertindak sebagi bahan elastis (meregang lalu kembali ke keadaan semula, tidak mengalir).
| U = ( F – f ) G |
U adalah viskositas plastis, dan f adalah yield value.
2. Aliran Pseudoplastis
Aliran pseudoplastis ditunjukkan oleh beberapa bahan farmasi yaitu gom alam dan sisntesis seperti dispersi cair dari tragacanth, natrium alginat, metil selulosa, dan natrium karboksimetil selulosa. Aliran pseudoplastis diperlihatkan oleh polimer-polimer dalam larutan, hal ini berkebalikan dengan sistem plastis, yang tersusun dari partikel-partikel tersuspensi dalam emulsi. Kurva untuk aliran pseudoplastis dimulai dari (0,0) , tidak ada yield value, dan bukan suatu harga tunggal..
| FN = η’ G |
Eksponen N meningkat pada saat aliran meningkat hingga seperti aliran newton. Jika N=1 aliran tersebut sama dengan aliran newton.
3. Aliran Dilatan
Aliran dilatan terjadi pada suspensi yang memiliki presentase zat padat terdispersi dengan konsentrasi tinggi. Terjadi peningkatan daya hambat untuk mengalir (viskositas) dengan meningkatnya rate of shear. Jika stress dihilangkan, suatu sistem dilatan akan kembali ke keadaan fluiditas aslinya.
(Lachman, 1994).
Martin, A.N., J. Swarbrick, A. Cammarata. 2006. Physical Pharmacy, 5th ed. Philadelphia. Lea & Febiger.
Moechtar. 1990. Farmasi Fisika BagianStruktur Atom dan Molekul Zat Padat dan Mikromeritika. Yogyakarta. Gadjah Mada University Press.
Lachman, L., Lieberman, H.A. 1994. Teori dan Praktek Farmasi Industri. Edisi kedua. Jakarta. UI Press.
Moechtar. 1990. Farmasi Fisika BagianStruktur Atom dan Molekul Zat Padat dan Mikromeritika. Yogyakarta. Gadjah Mada University Press.
Soewandhi, N Sundani. 2009. Rheologi. Sekolah Farmasi ITB. Bandung
No comments:
Post a Comment