Kerapatan dan berat jenis

KERAPATAN DAN BERAT JENIS

Tujuan :

Menentukan kerapatan dan berat jenis suatu zat serta dapat memahami aplikasinya.

Dasar Teori :

Dalam ilmu farmasi selalu berhubungan dengan perhitungan dan pengukuran baik menghitung massa maupun volume. Kerapatan adalah turunan besaran yang berhubungan dengan massa dan volume. Kerapatan adalah massa persatuan volume pada temperatur dan tekanan tertentu, dan dinyatakan dalam sistem cgs dalam gram per sentimeter kubik (g/cm³ = g/ml) dan dalam satuan SI kilogram per meter kubik (kg/m³).

      massa (gram)

                           ρ =                                = gram.cm^-3 = ML^-3

      Volume (cm^-3)

Sedangkan berat jenis adalah perbandingan kerapatan dari sebuah zat terhadap kerapatan air (biasanya aquades) pada temperatur yang sama. Berat jenis adalah bilangan murni tanpa dimensi yang dapat diubah menjadi kerapatan dengan menggunakan rumus yang cocok.istilah berat jenis dilihat dari definisinya bisa dikatakan sebagai kerapatan relatif.  Untuk penggunaan praktis lebih berat jenis dering didefinisikan sebagai perbandingan massa dari suatu zat terhadap massa sejumlah volume air yang sama pada suhu 4° atau temperature lain yang tertentu. Notasi 4°/4°, 25°/25°, dan 25°/4°. Angka pertama menunjukan temperatur udara dimana zat ditimbang, angka dibawah garis miring menunjukan temperatur air yang dipakai.

                              Ρ_zat

                           d =

                    ρ_air

Berat jenis dapat ditentukan dengan menggunakan berbagai macam tipe piknometer, neraca Mohr-westphal, hydrometer, dan alat-alat lain. Berat jenis dalam ilmu farmasi sering digunakan dalam pengujian identitas dan kemurnian bahan obat dan bahan pembantu. Berat jenis dibedakan menjadi berat jenis sejati dan berat jenis nyata, berat jenis sejati adalah perbandingan massa dengan volume bodi padat tanpa pori dan ruang rongga. Sedangkan berat jenis nyata adalah perbandingan massa dengan volume bodi padat yang membesar akibat adanya pori-pori turut diperhitungkan. Dengan demikian berat jenis nyata secara numeric lebih kecil daripada berat jenis sejati. Dan berat jenis dibidang farmasi memiliki peran penting yaitu sering digunakan pengujian identitas dan kemurnian bahan obat dan bahan pembatu.

Alat :

1.      Neraca elektrik                        5.  Kalkulator

2.      Piknometer                              6.  Alat tulis

3.      Termometer ruang                   7.  Kertas catatan.

4.      Tissue

Bahan :

1.      Aquades

2.      Aseton

3.      Paraffin padat atau lilin.

4.      Gotri kecil.

Cara Kerja :

1.      Menentukan volume piknometer (Vp) pada suhu ruangan

a.       Timbang dengan teliti piknometer kosong dalam keadaan bersih dan kering dengan neraca elektrik.

b.      Mengisi piknometer dengan aquades sampai penuh lalu ditutup.

c.       Air yang menempel diusap dengan menggunakan tissue lalu menimbang piknometer

yang berisi aquades dengan neraca elektrik.

d.      Kerapatan aquades pada suhu percobaan (tabel) =     ρ_aquades (gram/ml^-1)

e.       Menghitung :

·         Berat piknometer + aquades                        :  A gram

·          Berat piknometer kosong                           :  B gram         _

·          Berat aquadest                                            :  C gram

                                                                                   C

Volume piknometer                         =     

                                                                  ρ_aquades (gram/ml^-1)

                                                                         =  Vp ml

2.        Menentukan kerapatan dan berat jenis Aseton

a.       Piknometer yang kering dan bersih diisi dengan aseton sampai penuh lalu tutup dengan rapat. Mengusap aseton yang menempel dengan menggunakan tissue lalu menimbang piknometer yang berisi aseton dengan neraca elektrik, misalnya : D gram.

b.      Bobot piknometer kosong : B gram.

c.       Volume piknometer           : Vp ml.

d.      Kerapatan aquades pada suhu percobaan (tabel) =     ρ_aquades (gram/ml^-1)

e.       Kerapatan Aseton dihitung dengan cara :

D – B (gram)                            ρ = Vp (ml)

f.       Berat jenis Aseton (d Aseton)  :

ρAseton d :                    =       ρaquades

                                                                     

3.        Menentukan kerapatan dan berat jenis gotri

a.          Menimbang gotri dengan neraca elektrik secara teliti, misalnya X gram.

b.         Mengisi piknometer dengan aquades sampai penuh. Memasukkan gotri ke piknometer

yang berisi aquades tadi lalu menutupnya dengan rapat. Mengusap aquades yang

menempel dengan menggunakan tissue lalu menimbang piknometer , gotri, dan aquades dengan neraca elektrik. misalnya = Y gram.

c.          Bobot piknometer kosong                           = B gram.

d.         Bobot aquades                                            = C gram.

e.          Kerapatan aquades pada suhu percobaan (tabel) =     ρ_aquades (gram/ml^-1)

f.          Kerapatan gotri dihitung dengan cara :

·         Bobot piknometer + aquades + gotri : Ygram

·         Bobot gotri                                         : Xgram

·         Bobot piknometer + aquades             : (Y-X) gram, misalnya = Z gram

·         Bobot air                                            : (Z–B) gram, misalnya = W gram

·         Bobot aquades yang ditumpahkan     :C gram – W gram= Q gram

·  

Volume air yang ditumpahkan = volume gotri :

Q (gram) V gotri =              ρaquades (gram/ml-1)

g.         Kerapatan gotri dihitung dengan cara :

Bobot gotri                   X (gram)  ρ =                                  =      Vp (ml)                    V gotri (ml)

h.         Berat jenis dihitung dengan :

           ρ_Aseton

d_gotri :                    =

          ρ_aquades

4.        Menentukan kerapatan dan berat jenis parafin

a.       Cairkan paraffin padat, masukan gotri kedalamnya dan biarkan memadat.

b.      Ratakan paraffin yang menempel pada gotri supaya membentuk bulatan sehingga bisa dimasukkan kedalam piknometer.

c.    Timbang gotri + paraffin dengan seksama, misal = E gram.

d.   Masukan gotri + paraffin kedalam piknometer, isikanlah aquades yang menempel diusap dengan tissue kemudian ditimbang dengan seksama = F gram.

e.    Bobot piknometer kosong = B gram

f.     Bobot aquades = C gram

g.    Bobot gotri = X gram

h.    Kerapatan aquades pada suhu percobaan (tabel) =     ρ_aquades (gram/ml^-1)

i.      Kerapatan paraffin dohitung dengan cara :

·         Bobot piknometer + aquades + gotri + parafin       : F gram

·         Bobot parafin + gotri                                               : E gram     _

·         Bobot piknometer + aquades                                  : D gram

·         Bobot piknometer kosong                                       : B gram      _

·         Bobot aquades                                                         : M gram

·         Bobot aquadest yang dipindahkan                          : ( C – M ) gram

                                                                                                 = missal L gram

            

Volume aquadest yang ditumpahkan = Volume paraffin

                                                                                                   

            L – V_gotri

V _paraffin =  

                                    ρ_aquades (gram/ml^-1)

                                     =  K ml

            Bobot paraffin = ( E – X ) gram, misal = J gram.

j.        Kerapatan paraffin :

                  J (gram)

ρ_paraffin =

                               K (ml)

k.      Berat jenis paraffin :

                   ρ_Aseton

d_gotri :                    =

                     ρ_aquades

Hasil praktikum

v Data dan perhitungan

l.  Menentukan volume piknometer (Vp) pada suhu ruangan 26°

Ø Kerapatan aquades pada suhu percobaan (tabel) = 0. 996783(gram/ml)

·         Berat piknometer + aquades                  :  77.49 gram

·          Berat piknometer kosong                     :  27,22 gram   _

·          Berat aquadest                                      :  50,27 gram

                                                                                50,27 gram

Volume piknometer                               =     

                                                                         0,99682 gram/ml

                                                                   =  50,43 ml.

2. Penentuan kerapatan dan berat jenis Aseton

Ø Kerapatan aquades pada suhu percobaan (tabel) = 0. 996783(gram/ml)

·         Bobot piknometer + Aseton   = 66,95 gram.

·         Bobot piknometer kosong       = 27,22 gram.

·         Volume piknometer                = 50,43 ml.

·         Kerapatan Aseton dihitung dengan cara :

66,95 gram – 27,22 gram      39,73  gram   ρ =                                           =                     =  0,7878 gr/mol          50,43 ml                       50,43 ml

·         Berat jenis Aseton (d Aseton)  :

ρAseton              0,7878 gram/ml d :                    =                             = 0,7903       ρaquades               0,99682 gram/ml

                                                                           

3. Menentukan kerapatan dan berat jenis gotri

Ø Kerapatan aquades pada suhu percobaan (tabel) = 0. 996783(gram/ml)

§  Bobot gotri                                                      = 0.44 gram

§  Bobot gotri + piknometer + aqudest               = 77,87 gram

§   Bobot piknometer kosong                              =  27,22 gram 

§   Bobot aquadest                                              =  50,27 gram

Kerapatan gotri dihitung dengan cara :

·         Bobot piknometer + aquades + gotri  : 77,87 gram

·         Bobot gotri                                          :   0,44 gram    _

·         Bobot piknometer + aquades               : 77,43 gram

·         Bobot air                                             : 77,43 gram – 27,22 gram, = 50,21 gram

·         Bobot air yang ditumpahkan              :50,27 gram – 50, 21 gram= 0.06 gram

·  Volume air yang ditumpahkan = volume gotri :

0.06 gram V gotri =                                      = 0.06 ml              0.99682 gram/ml

Kerapatan gotri dihitung dengan cara :

Bobot gotri                  0.44 gram  ρ =                                  =                         = 7,33 gram/mol      Vp (ml)                        0.06 ml

Berat jenis dihitung dengan :

           7, 33 gram/ml

d_gotri :                                 = 7,35

          0,99682 gram/ml

Jadi, berat jenis gotri lebih besar dari berat jenis air.

4.        Menentukan kerapatan dan berat jenis parafin

a.       Cairkan paraffin padat, masukan gotri kedalamnya dan biarkan memadat.

b.      Ratakan paraffin yang menempel pada gotri supaya membentuk bulatan sehingga bisa dimasukkan kedalam piknometer.

c.       Timbang gotri + paraffin dengan seksama, misal = 0.65 gram.

d.      Masukan gotri + paraffin kedalam piknometer, isikanlah aquades yang menempel diusap dengan tissue kemudian ditimbang dengan seksama = 77,86 gram.

e.       Bobot piknometer kosong = 27,22 gram

f.       Bobot aquades = 50,27 gram

g.      Bobot gotri = 0.44 gram

h.      Kerapatan aquades pada suhu percobaan (tabel) =     ρ_aquades (gram/ml^-1)

i.        Kerapatan paraffin dohitung dengan cara :

·         Bobot piknometer + aquades + gotri + parafin : 77,86 gram

·         Bobot parafin + gotri                                         : 0.65 gram     _

·         Bobot piknometer + aquades                            : 77,21 gram

·         Bobot piknometer kosong                                 : 27.22 gram      _

·         Bobot aquades                                                   : 49,99 gram

·         Bobot aquadest yang dipindahkan                    : ( 50,27 – 49,99 ) gram

                                                                                           = 0,28 gram

          Volume aquadest yang ditumpahkan = Volume paraffin

                                                                                                         

            L – V_gotri                          0.28 -  0.06 gram

V _paraffin =                                     =

                                  ρ_aquades (gram/ml^-1)          0,99682 gram/ml

                               =   0,22 ml

      Bobot paraffin = ( 0.65 – 0,44 ) gram, misal = 0,21 gram.

j.        Kerapatan paraffin :

                 J (gram)             0.21 gram

ρ_paraffin =                       =                         = 0,9545 gram/ml. 

                 K (ml)               0.22 ml

k.      Berat jenis paraffin :

                    ρ_Aseton                  0,9545 gram/ml

d_gotri :                    =                                   = 0,957

                     ρ_aquades                   0,99682 gram/ml

jadi didapatkan bahwa berat jenis gotri yang dilapisi dengan paraffin memiliki berat jenis yang lebih kecil dari air.

Pembahasan

Kerapatan adalah massa persatuan volume pada temperature dan tekanan tertentu. Dengan rumus :

      massa (gram)

                           ρ =                                = gram.cm^-3 = ML^-3

      Volume (cm^-3)

Sedangkan berat jenis adalah perbandingan kerapatan suatu zat terhadap kerapatan lain yang ditentukan pada temperature yang sama.

Ρ_zat

                           d =

                    ρ_air

Berat jenis sejati adalah perbandingan massa dengan volume bodi padat tanpa pori dan ruang rongga. Sedangkan berat jenis nyata adalah perbandingan massa dengan volume bodi padat yang membesar akibat adanya pori-pori turut diperhitungkan. Dengan fungsi dalam bidang farmasi penguji kemurnian bahan obat dan bahan pembantu.

Alat-alat yang digunakan antara lain adalah : neraca elektrik, piknometer, thermometer ruang, pipet tetes, tissue, waterbath, dan cawan penguap.sedangkan bahan yang digunakan adalah aqudest, etanol 70%, aseton, kloroform, cera alba, paraffin padat atau lilin, dan gotri kecil. Alat-alat harus dalam keadaan bersih dan kering, dan untuk bahan tergantung pada penelitian yang dilakukan. Dilakukan empat kali pernelitian yaitu penelitian tentang penentuan volume viknometer pada suhu percobaan dengan mengukur bobot piknometer yang kosong, bobot piknometer ditambah air sehingga dapat melakukan perhitungan volume piknometer. Yang kedua penentuan kerapatan dan bobot jenis zat cair, dengan melakukan penimbangangan piknometer ditambah zat cair, bobot piknometer kosonfg, volume piknometer maka kerapatan dan berat jenis juga bisa diperoleh. Penentuan kerapatan dan berat jenis zat padat yang kerapatan dan berat jenisnya lebih besar dari pada air, serta penentuan kerapatan dan berat jenisnya lebih kecil dari air.

Adapun kesulitan yang di alami selama melakukan praktikum yaitu berkaitan dengan ketelitian dalam penimbangan. Jika proses penimbangan tidak teliti maka hasil yang diperoleh tidak sesuai dengan hasil yang ditetapkan literatur. Disamping itu penentuan berat suatu zat dengan menggunakan piknometer memerlukan waktu yang cukup lama.

Kesimpulan

Dari praktikum dapat diketahui pengertian dari kerapatan dan berat jenis. Kerapatan adalah massa persatuan volume pada temperature dan tekanan tertentu.  Sedangkan berat jenis adalah perbandingan kerapatan suatu zat terhadap kerapatan lain yang ditentukan pada temperature yang sama. Berat jenis sejati adalah perbandingan massa dengan volume bodi padat tanpa pori dan ruang rongga. Sedangkan berat jenis nyata adalah perbandingan massa dengan volume bodi padat yang membesar akibat adanya pori-pori turut diperhitungkan. Didalam ilmu farmasi memiliki peran dalam pengujian identitas dan kemurnian bahan obat dan bahan pembantu.

Dalam melakukan praktikum alat-alat yang digunakan harus dalam keadaan bersih dan kering. Dari praktikum ini juga mahasiswa dapat memahami serta melakukan perhitungan kerapatan dan berat jenis dengan benar. Adapun praktikumyang dilakukan adalah untuk menentukan volume piknometer pada suhu percobaan, penentuan kerapatan dan bobot jenis zat cair (menggunakan aseton), penentuan kerapatan dan berat jenis zat padat yang berkerapatan dan berat jenisnya lebih besar dari air, serta penentuan kerapatan dan berat jenis yang kerapatan dan berat jenisnya lebuh kecil dari air. Dan ternyata melalui praktikkum ini diketahui bahwa berat jenis gotri lebih besar dari air dan berat jenis gotri yang dilapisi paraffin lebih kecil dari pada air sesuai dengan perhitungan praktikum diatas.

DAFTAR PUSTAKA

• Dzakwan , Muhammad.  2010 . Petunjuk praktikum farmasi fisik I . Universitas Setia Budi , 1-3
• Martin A. N ,Suargick , J. , dan cammarata , J.  1990 . Farmasi Fisika: Dasar-dasar farmasi fisika dalam ilmu farmasetika, diterjemahkan oleh Yoshita , edisi III , jilid I , penerbit UI ,Jakarta , 8-309-318, 454-495, 559-687
•  Martin A. N ,Suargick , J. , dan cammarata , J.  1990 . Farmasi Fisika: Dasar-dasar farmasi fisika dalam ilmu farmasetika, diterjemahkan oleh Yoshita , edisi III , jilid II , penerbit UI ,Jakarta , 724-817
• Situsweb: http://www.google.co.id/search?hl=id&source=hp&q=%C2%A0makalah%C2%A0tentang%C2%A0percobaan+kerapatan+dan+berat+jenis&btnG=Penelusuran+Google&aq=o&aqi=&aql=&oq=&gs_rfai=