Fisika Farmasi (mikromiretik Atau Konsep Ukuran Partikel Zat) d161v

FISIKA FARMASI II MIKROMIRETIK ATAU KONSEP UKURAN PARTIKEL ZAT

MIKROMIRETIK ADALAH ILMU TENTANG PARTIKEL KECIL. DIMENSI PARTIKEL DALAM SISTEM DISPERSI FARMASETIK ; UKURAN SATUAN PARTIKEL MIKROMETER ( µm )

MILIMETER ( mm )

UKURAN / KIRA-KIRA

CONTOH

0,5 – 10

0,0005 – 0,010

MIKROSKOP OPTIK

SUSPENSI, EMULSI HALUS

10 – 50

0,010 – 0,050

MIKROSKOP OPTIK

PARTIKEL EMULSI, SUSPENSI KASAR

50 – 100

0,050 – 0,100

AYAKAN 325 – 140

JARAK SERBUK HALUS

150 – 1000

0,150 – 1,000

AYAKAN 100 – 18

JARAK SERBUK KASAR

1000 - 3360

1,000 – 3,360

AYAKAN 18 - 6

UKURAN GRANUL RATA-RATA

UKURAN PARTIKEL PENTING BAGI FARMASI ; 1. BERHUBUNGAN DG SIFAT FISIKA, KIMIA, FARMAKOLOGI 2. MEMPENGARUHI LIBERALISASI OBAT DARI BENTUKNYA 3. STABILITAS OBAT DARI BENTUKNYA. 4. MEMPENGARUHI SIFAT ALIRAN DAN PENCAMPURAN SERBUK DAN GRANUL.

UKURAN PARTIKEL ; BILA TERDAPAT KUMPULAN PARTIKEL LEBIH DARI SATU UKURAN MAKA 2 SIFAT PENTING, YITU ; 1. BENTUK DAN LUAS PERMUKAAN PARTIKEL . 2. KISARAN UKURAN, BANYAKNYA ATAU BERAT PARTIKEL YG ADA, SERTA LUAS PERMUKAAN TOTAL. PADA DASARNYA UKURAN PARTIKEL DINYATAKAN DG GARIS TENGAH (d), MACAM-MACAM ISTILAH GARIS TENGAH ; 1. ds = GRS TENGAH BULATAN = GRS TENGAH YANG MEMPUNYAI LUAS PERMUKAAN YANG SAMA. 2. dv = GRS TENGAH BULATAN YG MEMPUNYAI VOLUM YG SAMA 3. dp = GRS TENGAH YG DIPROYEKSIKAN = GRS TENGAH SUATU BULATAN YG MEMPUNYAI LUAS PENGAMATAN YG SAMA SPT PARTIKEL BILA DIPANDANG TEGAK LRS PD BID. PLG STABIL. 4. dst = dstokes = GARIS TENGAH BULATAN YANG MENGALAMI SEDIMANTASI PADA LAJU YG SAMA SEPERTI PARTIKEL TIDAK SIMETRIS.

dp = dproyeksi, TERDAPAT 3 CARA PROYEKSI, YAITU ; 1. dproyeksi DG CARA FERRET (dfer) = PROYEKSI VERTIKAL 2. dproyeksi DG CARA MARTIN (dM ) = PROYEKSI HORIZONTAL DLM 2 BAGIAN YG SAMA BESAR (A1 = A2) 3. dproyeksi DG CARA PROYEKSI PERMUKAAN (dA )

A1 A2

dfer

drata-rata EDMUNDSON  (

dM ( p f ) nd  f nd 

dA

)1 / p

PERHITUNGAN GARIS TENGAH STATISTIK DARI DATA YANG DIPEROLEH DENGAN MENGGUNAKAN METODE MIKROSKOPIK (DISTRIBUSI NORMAL)

JANGKAUAN UKURAN (µm)

JANGKAUAN UKURAN RATA-RATA (µm)

JML SETIAP UKURAN DALAM JANGKAUAN (n)

0,50 – 1,00

0,75

2

1,50

1,13

0,85

0,64

1,00 – 1,50

1,25

10

12,50

15,63

19,54

24,43

1,50 – 2,00

1,75

22

38,50

67,38

117,92

206,36

2,00 – 2,50

2,25

54

121,50

273,38

615,11

1384,00

2,50 – 3,00

2,75

17

46,75

128,56

353,54

972,24

3,00 – 3,50

3,25

8

26,00

84,50

274,63

892,55

3,50 – 4,00

3,75

5

18,75

70,31

263,66

988,73

JUMLAH ………….

Σn = 118

(nd)

Σnd = 265,50

(nd2)

Σnd2 = 640,89

(nd3)

Σnd3 = 1645,25

(nd4)

Σnd4 = 4468,95

DISTRIBUSI UKURAN PARTIKEL ; 1. BUAT GRAFIK FREKUENSI JUMLAH ATAU BERAT PARTIKEL DG UKURAN PARTIKEL (DISTRIBUSI NORMAL) (KURVA 1), . 2. DISTRIBUSI NORMAL PADA No. 1 UMUM TDK TERDAPAT PADA SERBUK FARMASI--- UMUMNYA ADALAH DISTRIBUSI YG TDK NORMAL, ATAU TDK SIMETRIS (KURVA 2), DAN PLOT % FREKUENSI KOMULATIF DG UKURAN PARTIKEL, DIDAPAT KURVA 3. 3. AGAR DIDPT DISTRIBUSI NORMAL MAKA GRAFIK YG DIBUAT ADALAH LOGARITMA UKURAN PARTIKEL ATAU BERAT PARTIKEL DG FREKUENSI JUMLAH (KURVA 4), SEDANGKAN % FREKUENSI KOMULATIF DG LOG UKURAN PARTIKEL, DIDAPAT KURVA 5. BERDASARKAN KURVA INI DIDAPATKAN GARIS TENGAH RATARATA GEOMETRIK (dg) DG SIMPANGAN BAKU GEOMETRIK (σg) 4. DENGAN PENDEKATAN PERSAMAAN HATSH DAN CHOATE DAPAT MENGUBAH DISTRIBUSI JUMLAH DG DISTRIBUSI BERAT DIDAPATKAN (σg1), HITUNG dln, DIDAPATKAN dg’

5.

BERDASARKAN PERSAMAAN HATCH-CHOATE, DIDAPATKAN JUGA dsn, dvn, dvs, DAN dwm .

6.

JUMLAH PARTIKEL DAPAT DIHITUNG DENGAN RUMUS ; N = 6/(ΠdVN3 ρ) DIMANA ; N = JUMLAH PARTIKEL Π = 3,14 dvn = MEAN VOLUME. ρ = KERAPATAN SERBUK

METODE UNTUK MENENTUKAN UKURAN PARTIKEL ; 1. MIKROSKOPI OPTIK PADA DASARNYA ADALAH MENGUKUR DIAMETER PARTIKEL. KELEMAHANNYA ; DIAMETER YG DIDAPAT ADALAH DIAMETER PANJANG, DAN LEBAR, TDK UTK KETEBALAN DARI PARTIKEL 2. PENGAYAKAN DENGAN JALAN MENGAYAK DG SERI AYAKAN STANDAR.AKAN DIDAPAT UKURAN DARI PARTIKEL, MISAL MELEWATI AYAKAN NO. 325, UKURANNYA ADALAH 44 µm. DGN JALAN DITIMBANG, DPT DIKETAHUI JUMLAH PARTIKEL 3. SEDIMENTASI/PENGENDAPAN UKURAN DIAMETER MENGGUNAKAN RUMUS ; dst2 (ρs – ρ0) g 18 ή0 v = h/t = dst = 18 ή0 (ρs – ρ0)gt

DiMANA v = LAJU PENGENDAPAN, h = JARAK JATUH DLM WAKTU t, dst = DIAMETER RATA2 PARTIKEL, ρs = KERAPATAN PARTIKEL , ρ0 = KERAPATAN MEDIUM, g = GRAVITASI, ή0 = VISKOSITAS MEDIUM SYARAT PENGGUNAAN RUMUS ADALAH, LAMINAR ATAU STREAM LINE, TIDAK TERJADI TURBULENSI, UNTUK ITU DIGUNAKAN RUMUS REYNOLD (Re) --- Re = (vd ρ0 )/ ή --- v = Reή/ dρ0 , HUKUM STOKES TIDAK DAPAT DIGUNAKAN BILA Re > 0,2, KARENA BILA Re > 0,2 AKAN TERJADI TURBELENSI. BILA RUMUS STOKES DIGABUNG DG REYNOLD ; d2 (ρs – ρ0) g

Reή v=

=

18 Re ή2 d3 =

d ρ0 18 ή (ρs – ρ0) ρ0g CONTOH SOAL BAHN SERBUK KERAPATAN 2,7, DISUSPENSIKAN PD 200C , HITUNG BESAR PARTIKEL YG MENGENDAP TANPA TURBELENSI, VISK. AIR PD 200C = 0,01 POISE (=gr/cm.det), KERAPATAN = 1,0

4. PENGUKURAN VOLUME PARTIKL DG ALAT COULTER COUNTER. PRINSIP KERJA ALAT ; JIKA SUATU PARTIKEL DISUSPENSIKAN DALAM CAIRAN YANG MENGKONDUKSI MELALUI LUBANG KECIL YANG PADA KEDUA SISINYA TERDAPAT ELEKTRODA, AKAN TERJADI PERUBAHAN TAHANAN LISTRIK. PERUBAHAN TAHANAN BERHUBUNGAN DG VOLUME PARTIKEL, MENYEBABKAN PULSA TEGANGAN BESAR, DG ALAT PENGANALISIS TINGGI PULSA, DIKALIBRASI DALAM BENTUK UKURAN PARTIKEL.

ALAT ANDERSON UNTUK MENENTUKAN UTK MENENTUKAN UKURAN PARTIKEL DG METODE SEDIMENTASI GRAVITASI

BENTUK PARTIKEL ; LUAS PERMUKAAN MINIMUM ADALAH BENTUK BOLA = Πd2 DAN VOLUME = Πd3/6, UNTUK PARTIKEL YG TIDAK BERBENTUK BOLA DIAMETERNYA ADALAH DIAMETER YANG DIPROYEKSIKAN DARI PARTIKEL TSB dp) ; LUAS PERMUKAAN = αSdp2 = ΠdS2 VOLUME = αVdp3 = (ΠdV3)/6 UNTUK SEBUAH BOLA ; αs = ΠdS2/ dp2 = 3,142 DAN αV = (ΠdV3)/6dv3 = 0,524 jika partikel bulat αs / αV = 6,0 MAKIN ASIMETRIS BENTUK PARTIKEL, MAKIN JAUH DARI HARGA MINIMUM 6,0.

LUAS PERMUKAAN SPESIFIK ; ADALAH LUAS PERMUKAAN PERSATUAN VOLUME (SV) ;

SV = (LUAS PERMUKAAN)/(VOLUME PARTIKEL) = ήαSd2/ ήαVd3 = αS / αVd LUAS PERMUKAAN PERSATUAN BERAT ; SW = SV/ρ. DARI KEDUA PERSAMAAN DIATAS ; SW = αS / ρ.αVdVS JIKA PERMUKAANNYA BULAT, MAKA SW = 6 / ρ.Dvs CONTOH SOAL ; BERAPA LUAS PERMUKAAN SPESIFIK Sw DAN Sv, DARI PARTIKEL YANG DIANGGAP BULAT, DIMANA ρ = 3,0 g/cm3, DAN dVS = 2,57 µm

METODE MENENTUKAN LUAS PERMUKAAN. 1. METODE ADSORBSI ; BERDASARKAN RUMUS BET (BRUNAUER, EMMEN, TELLER) DIDAPAT ; p/V(p0 – p) = 1/Vm + (b-1)p/Vmbp0 DIMAN v = VOLUME GAS DALAM cm3 YG DIADSORBSI PER GRAM PADA TEKANAN p, SEDANG p0 = TEKANAN UAP JENUH DARI NITROGEN YANG DICAIRKAN, SEDANG b = KONSTANTA PERBEDAAN PANAS ADSORBSI DG PANAS PENCAIRAN LUAS PERMUKAAN SPESIFIK ; SW = Am.n/(M/p) x Vm = (16,2 x 10-10)(6,02 x 1023)/22,414 x 104x Vm Sw = 4,35 x Vm DIMANA ; M/p = VOL.MOLAR DARI GAS = 22,414 cm2/mol PADA STP, SEDANGKAN 104 = PERUBAHAN cm2 MENJADI m2, N = BIL AVOGADRO = 6,02 x 1023, Am = LUAS PERMUKAAN NITROGEN TUNGGAL = 16,2 x 10-16 cm2 .

2. METODE PERMEABILITAS. ; METODE INI BERDASARKAN RUMUS POISEUILLE ; V = (Πd4∆P.t)/(128 l ή) DIMANA v = VOLUME UDARA YG MENGALIR PD KAPILER, d = DIAMETER, l = PANJANG, t = WAKYU DETIK, ∆P = PERBEDAAN TEKANAN, ή = VISKOSITAS DLM POISE. PERSAMAAN KOZENY-CARMAN DITURUNKAN DARI POISEUIELLE, MENJADI ; V = (A/ήSW2 ) x (∆P.t/Kl) x ε3/(1 – ε)2 DIMANA A = LUAS PENAMPANG DARI SUMBAT, K =KONSTANTA = 5,0 +/- 0,5, ε = POROSITAS, YG LAIN SDA.

UKURAN PORI ; ADSORBSI ISOTHERM ZAT BERPORI MEMPRLIHATKN HISTERESIS YAITU DESORBSI ATAU CABANG MENURUN TERLETAK DIATAS SEBELAH KIRI DARI KURVA ADSORBSI YANG MENAIK ; TERDPT 2 BENTUK KURVA MENURUN, TERBUKA DAN TERTUTUP. DARI KURVA DPT DILIHAT TEKANAN RELATIF (p/po) TDPT 2 VOLUME.

TEKANAN RELATIF (p/po) DPT DIHITUNG DG PERSAMAAN KELVIN BERIKUT ; NkT ln p/po = -2Mr/ρR --- ln p/po = (-2Mr/ρR) x 1/NkT DIMANA N = BIL. AVOGADRO = 6,02x1023 ,T= TEMPRATUR KELVIN k= KONSTANTA BOLZMANTN = 1,381 x 10-16 ,r = TEG PERMUKAAN (AIR) = 72,8 erg/cm2 , M = Mr GAS, ρ = KERAPATAN, R = JARI-JARI MINISKUS

SIFAT TURUNAN SERBUK ; 1. POROSITAS (ε). ADALAH PERBANDINGAN VOLUME RONGGA(v) DG VOLUME BULK (Vb). v = Vb – Vp Vp = VOL. SEBENANRNYA DARI PARTIKEL ε = (Vb – Vp)/Vb 2. SUSUNAN PENGEPAKAN PENGEPAKAN IDEAL TERDIRI DARI ; 2.1 PALING DEKAT (RHOMBOHEDRAL) = 26 % 2.2 PALING LONGGAR (MOST OPEN, LOSSEST, PENGEPAKAN) = 48%. POROSITAS YG UMUM ADALAH 30 – 50% , UNTUK PARTIKEL KECIL POROSITAS < 26%, SEDANGKAN BAHAN KRISTAL POROSITASNYA BISA SAMPAI < 1%

4. KERAPATAN ; SECARA UMUM KERAPATAN ADALAH MASA/VOLUME. UNTUK BAHAN OBAT BENTUK SERBUK PERLU HATI2 MENENTUKAN VOLUME, KRN KEMUNGKINAN ADA RETAKAN, PORI, DAN UANG KAPILER ADA 3 TIPE KERAPATAN, YAITU ; 4.1 KERAPATAN SEBENARNYA, DIUKUR TDK TERMASUK PORI/ RONGGA, UTK YG TDK LARUT DIDALAM AIR DPT DENGAN PIKNOMETER. 4.2 KERAPATAN GRANUL. KERAPATAN YG TDK TERMASUK RONGGA, TAPI MSH ADA PORI, DG PIKNOMETER MENGGUNAKAN AIR RAKSA, KRN AIR RAKSA DPT MENGISI RONGGA TAPI TDK MENUTUP PORI. POROSITAS PADA GRANUL ; εg = (Vg – Vp)/Vg = 1 – Vp /Vg

4.3 KERAPATAN BULK. ADALAH DG. MENGUKUR VOLUME MENGGUNAKAN GELAS UKUR, KRN TDK MEMPERHITUNGKAN RONGGA DAN PORI. PENGUKURAN DILAKUKAN DG AYAKAN US STANDAR No 20 DIJATUHKAN PADA KAYU KASAR SEBANYAK 3 KALI DG KETINGGIAN SATU INCHI PD JARAK 2 DETIK. POROSITAS RUANG ANTARA ; εruang antara = (Vb – Vg)/Vb = 1 – Vg/Vb 5. POROSITAS TOTAL εTOTAL = (Vb – Vp)/Vb = 1 – Vp/Vb BILA Vp = W/ρ εTOTAL = 1 – (W/ρ)/(W/ρb = ρb/ρ Vb = ρb

6. BULKNESS. VOLUME BULK SPESIFIK, KEBALIKAN DARI KERAPATAN BULK. KERAPATAN BULK CaCO3 BERVARIASI 0,1 – 1,3. BULKNESS AKAN MENINGKAT DG BERKURANGNYA UKURAN PARTIKEL. 7. SIFAT ALIRAN. SERBUK BULK ANALOG DG ALIRAN NON-NEWTON PLASTIK KADANG2 NONNEWTON DILATASI. 8. PENGOMPAKAN TABLET KOMPRESI UNTUK TABLET DG BHN YG KAKU (NaCO3) POROSITASNYA DG KOMPAK/TEKAN > DP POROSITAS TANPA PENEKANAN ATAU DG PENGETUKAN, SIFATNYA DILATAN, ARTINYA DG KOMPAK AKAN MENYEBABKAN PENGEMBANGAN BUKAN KONTRAKSI. TAPI SEBALIKNYA UTK BAHAN YG HALUS (KAOLIN) POROSITAS DG PENEKANAN < DP PENGETUKAN

PENELITIAN TABLET TERHADAP PENGARUH GAYA KOMPRESSI/ KOMPAK/ PENEKANAN.