O

Fenomena Antarmuka

Tujuan Pembelajaran

  • Menjelaskan pengertian dan fenomena antarmuka.
  • Menjelaskan tentang energi bebas permukaan.
  • Menghitung tegangan muka dan tegangan antarmuka.
  • Menghitung koefisien penyebaran dari suatu sediaan.

Aplikasi Dalam Farmasi

  • Penetrasi molekul melalui membran biologis.
  • Dispersi partikel-partikel yang tidak larut dalam medium cair untuk membentuk suspensi.
  • Adsorpsi Obat.
  • Pembentukan dan kestabilan emulsi.

Definisi

  • Tegangan: Tekanan akibat tarikan; gaya pada tali atau batang yang menunjang beban.
  • Permukaan/Muka: Bidang rata di atas suatu benda.

Fenomena Antarmuka

  • Antarmuka adalah batas antara dua atau lebih fase yang berada bersama-sama.
  • Sifat molekul pada antarmuka berbeda dengan molekul di dalam fase.
  • Terjadi antara zat cair dan gas, zat cair dan cair, zat cair dan padat.

Penggolongan Antarmuka

  • Gas/gas: Tidak ada antarmuka.
  • Gas/cairan: Permukaan cairan, air di atmosfer.
  • Gas/padatan: Permukaan padat, bagian atas meja.
  • Cairan/cairan: Emulsi.
  • Cairan/padatan: Suspensi.
  • Padatan/padatan: Partikel serbuk yang saling melekat.

Tegangan Antarmuka

  • Terjadi akibat permukaan cairan berkontraksi dan mengalami tegangan.
  • Molekul di permukaan mengalami gaya ke dalam.
  • Gaya sejajar permukaan untuk mengimbangi gaya ke dalam disebut tegangan muka (dyne/cm).
  • Gaya per satuan panjang pada antarmuka dua fase cair yang tidak bercampur.

Perbedaan Tegangan Permukaan dan Antarmuka

  • Tegangan antarmuka selalu lebih kecil dari tegangan permukaan.
  • Gaya adhesi antara dua fase cair lebih besar dari fase cair dan gas.

Tegangan Permukaan

  • Gaya per satuan panjang.
  • F = \gamma * 2L
  • F = gaya untuk memecah lapisan (N atau dyne)
  • L = panjang pengait (m atau cm)
  • \gamma = Tegangan Permukaan

Energi Bebas Permukaan

  • Kerja (energi) yang dilakukan agar luas permukaan bertambah dengan satu satuan luas
  • F = \gamma * 2l
  • dw = f * ds = \gamma * 2l * ds
  • dW = \gamma dA
  • \Delta W = \gamma \Delta A
  • \Delta W = energy bebas permukaan (erg)
  • f = gaya untuk memecahkan film (dyne)
  • ds = perubahan jarak (cm)
  • \gamma = tegangan permukaan (dyne/cm)
  • \Delta A = kenaikan luas permukaan (cm^2)

Pengukuran Tegangan Permukaan dan Tegangan Antarmuka

  • Metode Kenaikan Kapiler
    • Rumus: \gamma = (1/2) * h * r * \rho * g
    • \gamma = Tegangan permukaan
    • r = jari-jari kapiler
    • h = kenaikan cairan dalam kapiler
    • \rho = massa jenis cairan
    • g = percepatan gravitasi
  • Metode Cincin Du Nouy
    • Rumus: \gamma = (pembacaan dial)/(2 * keliling cincin) * F_k
    • F_k = faktor koreksi

Koefisien Penyebaran

  • Zat akan menyebar jika gaya adhesi antara molekul zat dan molekul lainnya lebih besar dari gaya kohesi antar molekul zat itu sendiri.
  • Kerja Adhesi: Wa = \gammaL + \gammaS - \gamma_{LS}
    • L = lapisan atas cairan penyebar
    • S = lapisan bawah cairan
    • W = kerja
    • \gamma = tegangan
  • Kerja Kohesi: Wc = 2 * \gamma_L
  • Koefisien Sebar: S = Wa – Wc = (\gammaL + \gammaS - \gamma{LS}) - 2\gammaL
  • S = \gammaS - (\gammaL + \gamma_{LS})
  • Jika S positif, minyak menyebar di atas air; jika negatif, terjadi gelembung.