BAB I PENDAHULUAN I.1
Latar belakang
Farmasi fisika merupakan salah satu ilmu di bidang farmasi yang mene menera rapk pkan an ilmu ilmu fisik fisikaa dalam dalam sedia sediaan an farm farmasi asi.. Dalam Dalam farm farmasi asi fisik fisikaa dipela dipelajari jari sifat sifat fisika fisika dari dari berbag berbagai ai zat yang yang diguna digunakan kan untuk untuk membua membuatt sediaan obat dan juga meliputi evaluasi akhir sediaan obat tersebut. Sehingga akan akan meng mengha hasi silk lkan an sediaa sediaan n yang yang sesua sesuaii stan standa dar, r, aman aman dan dan stabi stabill yang yang nantinya akan di distribusikan kepada pasien yang membutuhkan. Dalam dunia farmasi dikenal suatu fenomena fisika yang disebut kelaru kelarutan tan.. Kelaru Kelarutan tan adalah adalah besaran besaran kuanti kuantitati tatiff sebaga sebagaii konsen konsentras trasii zat terlaru terlarutt dalam dalam larutan larutan jenuh jenuh pada pada temper temperatu aturr terten tertentu. tu. Ada beberap beberapaa cara cara dalam menentukan menentukan kelarutan kelarutan yaitu salah satunya satunya dengan dengan penambahan penambahan zat pengkompleks. Senyawa kompleks merupakan senyawa yang tersusun dari suatu ion logam pusat dengan satu atau lebih ligan yang menyumbangkan pasangan elektron bebasnya kepada ion logam pusat. Donasi pasangan elektron ligan kepada ion logam pusat menghasilkan ikatan kovalen koordinasi sehingga senyawa kompleks juga disebut senyawa koordinasi. Jadi semua senyawa kompl kompleks eks atau atau senyaw senyawaa koordi koordinasi nasi adalah adalah senyaw senyawaa yang yang terjadi terjadi karena karena adanya ikatan kovalen koordinasi antara logam transisi dengan satu atau lebih ligan (Martin,A :1990). Senyaw Senyawaa komple kompleks ks dapat dapat diuraik diuraikan an menjad menjadii ion komple kompleks. ks. Ion kompleks adalah kompleks yang bermuatan positif atau bermuatan negatif yang ang terd terdir irii atas atas seb sebuah uah loga logam m ato atom pusat usat dan jum jumlah lah lig ligan yan yang mengelilingi logam atom pusat. Logam atom pusat memiliki bilangan oksida nol, positif sedangkan ligan bisa bermuatan netral atau anion pada umumnya (Martin,A: 1990). Senyawa pengkompleks sangat penting dalam fenomena kelarutan. Ada beberapa jenis bahan obat yang sukar larut dalam medium pelarutnya.
Oleh karena itu penambahan senyawa pengkompleks sangat diperlukan dalam meningkatkan kelarutan zat tersebut. Dari penjelasan di atas maka dilakukan percobaan kompleksasi obat dengan sampel yakni kofein yang merupakan jenis zat yang sukar larut dengan penambhan Na EDTA sebagai zat pengkompleks. I.2
Maksud dn Tujuan Percobaan
I.2.1 Maksud percobaan Mengetahui dan memahami cara penetapan kelarutan suatu zat dengan penambahan zat pengompleks. I.2.2 Tujuan percobaan Menetapkan kelarutan kofein dalam larutan dengan penambahan Na EDTA menggunakan spektrofotometer. I.3
Prinsip Percobaan
Penetapan
kelarutan
kofein
dalam
larutan
dengan
adanya
penambahan Na EDTA dengan konsentrasi yang berbeda-beda didasarkan pada komplek yang terjadi antara kofein dengan Na EDTA yang diukur dengan menggunakan spektrofotometer UV.
BAB II TIJAUAN PUSTAKA II.1
Teori Umum
Salah satu sifat unsur transisi adalah mempunyai kecenderungan untuk membentuk ion kompleks atau senyawa kompleks. Ion-ion dari unsur logam transisi memiliki orbital-orbital kosong yang dapat menerima pasangan elektron pada pembentukan ikatan dengan molekul atau anion tertentu membentuk ion kompleks. Ion kompleks terdiri atas ion logam pusat dikelilingi anion-anion atau molekul-molekul membentuk ikatan koordinasi. Ion logam pusat disebut ion pusat atau atom pusat. Anion atau molekul yang mengelilingi ion pusat disebut ligan (Himawan, 2009). Banyaknya ikatan koordinasi antara ion pusat dan ligan disebut bilangan koordinasi. Ion pusat merupakan ion unsur transisi, dapat menerima pasangan elektron bebas dari ligan. Pasangan elektron bebas dari ligan menempati orbital-orbital kosong dalam subkulit 3d, 4s, 4p dan 4d pada ion pusat. Pada awal perkembangan sintesis senyawa kompleks, atom pusat yang umumnya digunakan adalah ion-ion logam transisi. Senyawasenyawa kompleks dengan atom pusat ion logam golongan utama juga ada yang
berhasil
disintesis
seperti
senyawa
kompleks
salisilaldehida
tosalisilaldehida natrium (Fenton, 1987). Senyawa – senyawa kompleks dapat dibagi menjadi dua golongan, yaitu : 1. Kompleks Werner, yaitu kompleks yang tidak berisi ikatan logam karbon dan kompleks sianida. 2. Kompleks logam karbonil atau senyawa organometalik, yaitu kompleks yang paling sedikit berisi satu ikatan karbon. Senyawa-senyawa kompleks golongan logam tidak mempunyai sifat garam seperti golongan Werner dan biasanya bersifat kovalen. Zat ini umumnya larut dalam pelarut-pelarut non polar, mempunyai titik lebur dan titik didih rendah. Untuk membuat senyawa-senyawa kompleks, pertama
harus diingat bahwa hasilnya harus cukup banyak, kemudian harus ada cara yang baik untuk mengisolasi hasil tersebut (Cotton, 2009). Senyawa ion logam yang berkoordinasi dengan ligan disebut dengan senyawa kompleks. Sebagian besar ligan adalah zat netral atau anionik tetapi kation, seperti kation tropilium juga dikenal. Ligan netral, seperti amonia, NH3, atau karbon monoksida, CO, dalam keadaan bebas pun merupakan molekul yang stabil, semenatara ligan anionik, seperti Cl - atau C5H5-, distabilkan hanya jika dikoordinasikan ke atom logam pusat. Ligan umum atau yang dengan rumus kimia rumit diungkapkan dengan singkatannya. Ligan dengan satu atom pengikat disebut ligan monodentat, dan yang memiliki lebih dari satu atom pengikat disebut ligan polidentat, yang juga disebut ligan khelat. Jumlah atom yang diikat pada atom pusat disebut dengan bilangan koordinasi (Himawan, 2009). Banyak senyawa kompleks yang digunakan didasarkan pada warna, kelarutan atau perubahan perilaku kimiawi dari ion logam dan ligan ketika senyawa tersebut membentuk kompleks. Klorofil yang merupakan pigmen hijau di dalam tanaman adalah senyawa kompleks yang mengandung magnesium. Tanaman berwarna hijau disebabkan klorofil menyerap cahaya kuning dan memantulkan warna komplemennya yaitu hijau. Energi yang diserap dari matahari digunakan untuk melakukan fotosintesis. Senyawa kompleks yang dipakai sebagai zat warna lain misalnya kompleks tembaga (II) Ftalosianin biru. Kompleks ini digunakan sebagai pigmen atau pencelup kain dalam industri tekstil pada tinta biru, blue jeans, dan cat biru tertentu (Sunarya, 2004). Gaya antarmolekuler yang terlibatdalam pembentukan komleks adalah gaya van der Waals dari dispersi, dipolar dan tipe dipolar induksi. Ikatan hidrogen memberikan gaya yang bermakna dalam beberapa kompleks molekuler, dan kovalen koordinat penting dalam kompleks logam (Martin, 1990). Suatu sifat fisika dan kimia yang penting dari suatu obat adalah kelarutan, terutama kelarutan sistem dalam air agar baik secara terapi. Agar
suatu obat masuk ke sistem sirkulasi dan menghasilkan suatu efek terapeutik, pertama-tama harus berada dalam larutan. Jika kelarutan dari zat obat kurang dari yang diinginkan, maka harus ada pertimbangan untuk memperbaiki keadaan kelarutannya. Contohnya yaitu penggunaan kosolven atau teknik-teknik lain seperti kompleksasi, mikronisasi atau dispersi padatan untuk memperbaiki kelarutan dalam air (Martin,A, 1990). Asam etilen diamin tetra asetat atau yang lebih dikenal dengan EDTA, merupakan salah satu jenis asam amina polikarboksilat. EDTA sebenarnya adalah ligan seksidentat yang dapat berkoordinasi dengan suatu ion logam lewat kedua nitrogen dan keempat gugus karboksil-nya atau disebut ligan multidentat yang mengandung lebih dari dua atom koordinasi per molekul, yang mempunyai dua atom nitrogen – penyumbang dan empat atom oksigen penyumbang dalam molekul (Rivai, 1995). Suatu EDTA dapat membentuk senyawa kompleks yang mantap dengan sejumlah besar ion logam sehingga EDTA merupakan ligan yang tidak selektif. Dalam larutan yang agak asam, dapat terjadi protonasi parsial EDTA tanpa pematahan sempurna kompleks logam, yang menghasilkan spesies seperti CuHY-. Ternyata bila beberapa ion logam yang ada dalam larutan tersebut maka titrasi dengan EDTA akan menunjukkan jumlah semua ion logam yang ada dalam larutan tersebut (Harjadi, 1993). II.2
Uraian Bahan 1. Air suling (Dirjen POM, 1995).
Nama resmi
: Aqua Destillata
Nama lain
: Air suling, Aquadest
Rumus molekul
: H2O
Berat molekul
: 18,02
Rumus struktur
:
Pemerian
: Cairan jernih, tidak berwarna, tidak berbau dan tidak mempunyai rasa.
Penyimpanan
: Dalam wadah tertutup baik.
Kegunaan
: Sebagai pelarut.
2. Alkohol (Dirjen POM, 1995). Nama resmi
: Aethanolum
Nama lain
: Etanol, alkohol
Rumus molekul
: C2H6O
Berat molekul
: 46,07
Rumus struktur
:
Pemerian
: Cairan tak berwarna, jernih, mudah menguap dan mudah bergerak, bau khas, rasa panas. Mudah terbakar dengan memberikan nyala biru yang tidak berasap.
Kelarutan
: Sangat mudah larut dalam air, dalam kloroform dan dalam eter.
Penyimpanan
: Dalam wadah tertutup rapat, terlindung dari cahaya, di tempat sejuk, jauh dari nyala api.
Khasiat
: Sebagai antiseptik
Kegunaan
: Sebagai
larutan
yang
mensterilkan alat 3. Kafein (Dirjen POM, 1979) Nama Resmi
: Coffeinum
Sinonim
: Kafein; 1,3,7-trimetil xantin
RM/BM
: C8H10 N4O2/194,19
Rumus Bangun
:
O
N
CH3 N
O
CH3
N N CH3
digunakan
untuk
Pemerian
: Serbuk atau hablur bentuk jarum, mengkilap biasanya menggumpal, putih, tidak berbau rasa pahit.
Kelarutan
: Agak sukar larut dalam air dan dalam etanol (95%) P, mudah larut dalam kloroform dan sukar larut dalam eter.
Penyimpanan
: Dalam wadah tertutup rapat
Kegunaan
: Sebagai sampel
4. Na EDTA (Dirjen POM, 1979) Nama Resmi
: Natrii Edetas
Sinonim
: Natrium etilen diamin tetra asetat
RM/BM
: C2H8 N2.H2O / 78,11
Rumus Bangun
: H2 N – CH2 – CH2 – NH2.H2O
Pemerian
: Serbuk hablur, putih
Kelarutan
: Larut dalam air dan etanol
Penyimpanan
: Dalam wadah tertutup rapat baik, terlindung dari cahaya
Kegunaan
: Sebagai pengompleks
BAB III METODE KERJA III.1
Alat dan bahan
III.1.1 Alat-alat yang digunakan adalah:
1. Batang pengaduk 2. Beker gelas ( Pyrex) 3. Botol semprot 4. Labu ukur 50 mL dan 100 mL ( Pyrex) 5. Pipet volume 1.0 mL, 5.0 mL, dan 10.0 mL 6. Sendok tanduk 7. Spektrofotometer UV 8. Tabung reaksi 9. Timbangan (A&D Company United) III.1.2 Bahan – bahan yang digunakan adalah:
1. Aquades 2. Kertas saring 3. Kertas timbang 4. Koffein 5. Na EDTA 6. Tissue III.2
Cara Kerja
III.2.1 Larutan standar
1. Disiapkan alat dan bahan 2. Dibersihkan alat menggunakan alkohol 70% 3. Kofein dilarutkan dengan aquades dalam labu ukur 100 mL, dan dicukupkan volumenya hingga 100 mL 4. Dipipet 1 mL larutan dengan dengan pipet volume 1.0 mL, dimasukkan ke dalam labu ukur 100 mL dan dicukupkan volumenya hingga 100 mL. 5. Dipipet 1 mL larutan dengan dengan pipet volume, dimasukkan ke dalam labu ukur 50.0 mL dan dicukupkan volumenya hingga 50 mL
6. Dipipet lagi 10 mL larutan dengan pipet volume kemudian dimasukkan kedalam tabung reaksi 7. Larutan tersebut kemudian diukur serapannya pada spektrofotometer dengan panjang gelombang yang sesuai. III.2.2 Larutan Sampel
1. Disiapkan alat dan bahan 2. Ditimbang 2.5 g kofein 3. Dibuat larutan, dimana 2.5 g kofein dilarutkan dengan air suling dalam labu ukur 100 mL dan dicukupkan volumenya 4. Dipipet 5 mL larutan dengan pipet volume 5.0 mL, dimasukkan ke dalam labu ukur 100 mL dan dicukupkan volumenya hingga 100 mL 5. Dipipet 10 mL larutan dengan pipet volume 10.0 mL, dimasukkan ke dalam labu ukur 100 mL lalu dicukupkan volumenya dengan air suling hingga 100 mL. 6. Dipipet lagi 10 mL larutan dengan pipet volume lalu dimasukkan ke dalam tabung reaksi 7. Dibuat larutan dengan cara yang sama menggunakan kofein 2.5 g dengan penambahan Na EDTA sebanyak 0.5 g, 1.0 g, 1.5 g, dan 2.0 g 8. Larutan
sampel
tersebut
kemudian
diukur
serapannya
pada
spektrofotometer dengan panjang gelombang yang sesuai. III.2.3 Larutan Blanko
1. Disiapkan alat dan bahan yang akan digunakan 2. Dibuat larutan Na EDTA dengan melarutkan 0,5 g Na EDTA dengan air suling dalam labu ukur 100 mL dan dicukupkan volumenya hingga 100 mL 3. Dipipet 5 mL larutan dengan pipet volum lalu dimasukkan kedalam labu ukur 100 mL dan dicukupkan volumenya hingga 100 mL 4. Dipipet 10 mL larutan tersebut dengan pipet volum lalu dicukupkan volumenya dengan air suling dalam labu ukur 100 mL 5. Dipipet 10 mL larutan tersebut lalu dimasukkan kedalam tabung reaksi
6. Dibuat larutan dengan cara yang sama untuk sulfanilamid 1,0 g, 1,5 g, dan 2,0 g 7. Semua larutan yang telah dibuat tersebut diukur serapannya pada spektrofotometer UV dengan panjang gelombang yang sesuai.
BAB IV HASIL PENGAMATAN IV.1 Data Pengamatan IV.1.1 Tabel kecepatan dalam ppm No
Kecepatan dalam ppm
Absorban
1
5 10 20
0,3263 0,7419 1,4394
2 3
IV.1.1 Tabel Larutan Sampel No
Sampel
Absorban
1
Kofein
0.4377
2
Kafein + Na EDTA 0,25 g
0,8567
3 4
Kafein + Na EDTA 0,5 g Kafein + Na EDTA 1 g
0,8585 0,7642
IV.1.2 Larutan Blangko No
Blangko
Absorban
1
Blangko air
0,2495
2
Natrium EDTA 0,5 g
1,2133
3
Natrium EDTA 1 g
1,2885
4
Natrium EDTA 1,5 g
1,3411
IV.2
Perhitungan Koffein 2.5 g 100 mL (25000 ppm)
1 mL
100 mL (250 ppm)
1 mL x 106
Cs =
50 mL air (5 ppm)
= 25.000 ppm
x 25.000 = 250 ppm
x 250
= 5 ppm (Cs)
Karena, 2,5 g = 2500 mg, jadi : fp
=
Konsentrasi sampel
Cx
=
x Cs x fp
Keterangan : Cx = Konsentrasi sampel Ax = Absorban sampel As = Absorban pembanding Cs = Konsentrasi pembanding
fp 1.
= Faktor pengenceran Kafein + Na EDTA 0,25 g
Cx
=
=
x Cs x fp
x 5 x 0,005
= 2,625 x 5 x 0.005 = 0,0656 mg/L 2.
Kafein + Na EDTA 0,5 g Cx
=
=
x Cs x fp
x 5 x 0,005
= 2,631 x 5 x 0.005 = 0,0657 mg/L
3.
Kafein + Na EDTA 1 g Cx
=
=
x Cs x fp
x 5 x 0.005
= 2,342 x 5 x 0.005
= 0,0585 mg/L
IV.3
Reaksi Kimia
+
Kafein
Na EDTA
Metal-EDTA Chelate
BAB V PEMBAHASAN
Percobaan yang dilakukan dalam paktikum adalah kompleksasi obat dengan prinsip penetapan kelarutan kofein dalam larutan dengan adanya penambahan Na EDTA dengan konsentrasi yang berbeda-beda didasarkan pada komplek yang
terjadi antara kofein dengan Na EDTA yang diukur dengan menggunakan spektrofotometer UV. Pengertian persenyawaan kompleks sudah mulai timbul sejak teori ion dikemukakan oleh Arrhenius dalam tahun 1884. Mula - mula sudah dikenal adanya garam rangkap yaitu zat - zat yang mengkristal dan terbentuk oleh dua macam garam yang dalam larutannya akan memberikan ion - ion yang sama dengan ion ion garam tunggal pembentuknya. Sedangkan garam kompleks adalah garam rangkap yang dalam larutannya memberikan ion - ion berbeda dengan ion - ion garam tunggal pembentuknya. Ion kompleks ialah suatu senyawa bermuatan yang terbentuk oleh suatu ion lain atau molekul netral (Harjadi, W: 1993). Spektrofotometer UV merupakan sebuah alat dengan prinsip dimana sinar/cahaya dilewatkan melewati sebuah wadah atau kuvet tang berisi larutan dan akan menghasilkan spectrum atau gelombang. Spektrofotometer UV menggunakan Lambert Beer sebagai acuan (Martin, 1990). Penambahan
zat
pengkompleks
Natrium
EDTA
bertujuan
untuk
meningkatkan kelarutan kofein dalam air.dimana diketahui kofein adalah salah satu senyawa yang sukar larut dalam air, yaitu 30-100 bagian air (Sunarya : 2004) . Sehingga diharapkan dengan penambahan Natrium EDTA akan berbentuk kompleks kofein yang dapat meningkatkan kelarutannya . Penambahan Natrium EDTA dilakukan pada takaran yang yang berbeda beda untuk melihat pada jumlah beberapa Natrium EDTA dapat bertindak sebagai agen pengkompleks yang paling ideal untuk kofein. Menurut teori, semakin bertambahnya jumlah zat pengkompleks yang ditambahkan kedalam larutan maka kelarutan zat yang dikompleks akan semakin besar atau meningkat. Pada percobaan ini ada tiga larutan yang digunakan, yakni larutan standar, larutan sampel, larutan sampel serta larutan blangko. Larutan standar dibuat dengan maksud untuk membuat kurva standar atau kurva kalibrasi sehingga nanti akan diperoleh panjang gelombang maksimum dari larutan standar tersebut. Larutan sampel merupakan larutan yang berisi zat analit yang nantinya akan dianalisis. Sedangkan larutan blangko adalah larutan yang tidak berisi zat analit namun mendapat perlakuan sama dengan larutan sampel. Tujuan pembuatan larutan
blangko adalah sebagai pembanding hasil serapan yang didapatkan dengan larutan yang berisi zat analit (Underwood, 2001). Sesuai prinsip kerja praktikum yaitu menetapkan kelarutan koffein dalam larutan dengan adanya penambahan Natrium EDTA berturut-turut dengan konsentrasi 0,25 g, 0,5 g, 1 g. Dari hasil percobaan, diperoleh hasil absorban koffein dengan penambahan Natrium EDTA 0,25 g, 0,5 g, 1 g berturut-turut 0,8567, 0,8585, 0,7642. Data menunjukkan bahwa absorbansi yang diperoleh untuk ketiga larutan sampel tidak konstan dengan kenaikan dan penurunan yang tidak teratur. Seharusnya
data
yang
ditunjukkan
semakin
tinggi konsentrasi
zat
pengompleks (Na EDTA) yang ditambahkan dalam larutan koffein maka akan semakin tinggi pula nilai absorbansinya atau tingkat kelarutan koffein (Fenton, D.E : 1987). Hal ini disebabkan zat pengompleks memiliki gaya dipol-dipol atau ikatan hidrogen antara gugus karbonil terpolarisasi dengan atom hidrogen dari ion logam sehingga bagian-bagian nonpolar dari molekul kompleks yang dihasilkan ditekan keluar dari fase cair sehingga kofein semakin mudah larut (Patric, J. Sinko; 345). Sehingga hasil untuk konsentrasi sampel juga tidak konstan yakni 0,0656 mg/L untuk koffein yang ditambah 0,25 g Na EDTA , 0,0657 mg/L untuk koffein yang ditambah 0,5 g Na EDTA, 0,0585 mg/L untuk koffein yang ditambah 1 g Na EDTA. Hal ini menunjukkan bahwa data yang diperoleh tidak sesuai dengan literatur dan dipastikan terdapat beberapa faktor yang memicu terjadinya kesalahan misalnya pada saat dilakukan pengenceran bertingkat dan tehnik yang dilakukan untuk pengenceran tersebut.
BAB VI PENUTUP VI.1
Kesimpulan
Dari percobaan yang dilakukan dapat disimpulkan bahwa semakin banyak zat pengkompleks yang ditambahkan (Natrium EDTA) maka
kelarutan zat (kofein) akan semakin besar dalam pelarut air. Namun jika terjadi kesalahan pada proses pengenceran maka absorbansi larutan sampel dan konsentrasinya tidak akan konstan. Hal ini berdasarkan data yang diperoleh, yaitu :
VI.2
•
Konsentrasi kofein 2,5 g dalam air adalah 5 mg/L
•
Konsentrasi kofein 2,5 g + 0,25 g Natrium EDTA adalah 0,0656 mg/L
•
Konsentrasi kofein 2,5 g + 1 g Natrium EDTA adalah 0,0657 mg/L
•
Konsentrasi kofein 2,5 g + 0,5 g Natrium EDTA adalah 0,0585 mg/L
Saran
Peningkatan mutu dan kualitas laboratorium perlu diperhatikan demi kelancaran praktikum kedepan misalnya agar alat dan bahan yang digunakan dalam praktikum Farmasi Fisika dapat dilengkapi dan diperbanyak sehingga Farmasis UNG dapat tetap mengikuti perkembangan teknologi yang semakin pesat dibidang Farmasi.
