8/17/2019 Fenomena Antarmuka i..
1/51
1
FENOMENA ANTARMUKA
TIK: mahasiswa mampu memahami aspek tegangan permukaandan tegangan antarmuka serta aplikasinya dalam kefarmasian
UNIVERSITAS MUAMMA!I"A MA#AN$ %&'()*&'(+,
A-hmad Rad.aram
8/17/2019 Fenomena Antarmuka i..
2/51
2
FENOMENA ANTARMUKA
1. PENDAHULUAN
2. ANTARMUKA CAIRAN3. ANTARMUKA CAIR-CAIR
4. ANTARMUKA PADAT-CAIR
5. ADSORPSI PADA ANTARMUKA CAIRAN
6. ADSORPSI PADA PERMUKAAN ZAT PADAT
7. SIFAT ELEKTRIK ANTARMUKA
PUSTAKA/
Martin0 A0&''+ 1hysi-al pharma-y and 1harma-euti-al sien-es0 ) 02y 1atri-k 34 Shink5
/ 6l5ren-e AT0 Attw55d !0 (7780 1hysi-5-hemi-al prin-iples 5f1harma-y0 9rd Ed0 Ma-millan 1ress0 #5nd5n
/ Ault5n M4E0 &''&0 1harma-euti-s0 The s-ien-e 5f !5sage 65rm
!esign0 &rd
Ed0 hur-hell #i ;ingst5ne0 #5nd5n0 New "5rk4
8/17/2019 Fenomena Antarmuka i..
3/51
3
FENOMENA ANTAR MUKA ADALAH SESUATU YANGTERJADI PADA ATAS ANTARA DUA FASE YANG
TIDAK SALING CAMPUR
8/17/2019 Fenomena Antarmuka i..
4/51
4
PENDAHULUAN
1EN$ERTIAN 6ASA : 1A!AT0 AIR0 $AS
• 1ERMUKAAN %SUR6AE, : SA#A SATU 6ASA $AS
• ANTARMUKA %INTER6AE, :
8/17/2019 Fenomena Antarmuka i..
5/51
5
APLIKASI !
/ 1EN$EM $A"A TARIKMENARIK 1A!A 1ERMUKAAN AIRAN
8/17/2019 Fenomena Antarmuka i..
6/51
6
• SUSUTN"A 1ERMUKAAN• TETES AIRAN EN!ERUN$ MEM
8/17/2019 Fenomena Antarmuka i..
7/51
7
8/17/2019 Fenomena Antarmuka i..
8/51
$
TE$AN$AN 1ERMUKAAN %γ ,
? $A"A 1ERSATUAN 1AN3AN$ 1A!A 1ERMUKAAN "AN$ME#A@AN EKS1ANSI #UAS 1ERMUKAAN UNTUKMEN$IM
8/17/2019 Fenomena Antarmuka i..
9/51
TEGANGAN PERMUKAAN ERAGAI CAIRAN
8/17/2019 Fenomena Antarmuka i..
10/51
FAKTOR YANG MEMPENGARUHI ZAT CAIR.
• SUHU : dari k5hesi0 sehinggak5nsentrasi at terlarut dipermukaan akan le2ih ke-il
daripada dalam larutan %γ 2esar,
24 Asam 5rganik0 alk5h5l0 ester0 eter0 amin dll4 : γ menurun
→ m5lekulnya terads5rpsi pada antar permukaan
-4 Surfaktan
k5nsentrasi rendah : γ menurun0 m5lekul surfaktanterads5rpsi pada permukaan -airan0 lapisanm5n5m5lekular
k5nsentrasi tinggi : γ permukaan mendatar pada
8/17/2019 Fenomena Antarmuka i..
11/51
11
γ ? f 2 * → f 2 ? & γ #
γ ? Tegangan permukaan
f 2 ? $aya meme-ah Blm
# ? pan.ang 2atang2ergerak
& γ #
↑↑↑↑↑
PRINSIP TEGANGAN PERMUKAAN
8/17/2019 Fenomena Antarmuka i..
12/51
12
8/17/2019 Fenomena Antarmuka i..
13/51
13
8/17/2019 Fenomena Antarmuka i..
14/51
14
TA
8/17/2019 Fenomena Antarmuka i..
15/51
15
ENERGI EAS PERMUKAAN "G%&&'#
Ker.a yang diperlukan untuk memperluas permukaan :
dw ? f 2 C ds ? γ C & # C ds
dw ? γ C dA → dA ? & # C ds
T()*+)*+ ,(/0**+ : peru2ahan energi 2e2aspermukaan persatuan kenaikan luas
$ ? γ ? / TS
γ ? D T ( ) P T ∂
∂γ
γ ? ( ) P T A
G
.∂
∂
( ) ( ) S P T P T
G −==∂
∂
∂
∂ γ
.
? Entalpi
S ? Entr5pi
w ? γ ∆ A dyne*-m
8/17/2019 Fenomena Antarmuka i..
16/51
16
PEREDAAN TEKANAN ANTARA DUA LENGKUNGAN
$elem2ung 2er2entuk 25la
dengan .ari/.ari r padatekanan 1
@ ? ∆ 1 πr& dr
@ ? Energi 2e2as permukaan
•Adanya γ → gelem2ung mengkerut : .ari/.ari r → @ ? πr& γ
.ari/.ari r F dr → @ ? π %r/dr,& γ
luas permukaan A F dA
A ? πr& →dA ? 8 πr dr @ ? πr& γ / 8 π rdr γ D πdr& γ
• 1er2edaan tekanan antara kedua lengkungan %∆ 1 ,
∆ 1 d; ? γ dA
∆ 1 πr& dr ? γ 8πr dr
∆ 1 ? ?ρgh → γ ? r ρgh *& %tekanan hidr5statik,r
γ 2
8/17/2019 Fenomena Antarmuka i..
17/51
17
PENGUKURAN TEGANGAN PERMUKAAN " #
A. METODE KAPILER
Kenaikan permukaan -airan dalam kapiler
gaya keatas : a ? γ 5s θgaya keatas t5tal : & πr γ 5sθgaya gra;itasi %F
) : πr& ρgh
γ ? G rh ρg
Kesetim2angan gayaV ? πr&h → m ? ;ρ6
? πr&h ρg
6 ? & πrγ
2 πr γ = πr 2 h ρgγ ? 6
* & πr
6 ? gaya
1$
8/17/2019 Fenomena Antarmuka i..
18/51
1$
KAPILARITAS
Kenaikan atau peneurunan permukaan -airan dalamkapilerMiniskus -ekung
8/17/2019 Fenomena Antarmuka i..
19/51
1
. METODE CINCIN
- D/ N/ T(+'%((
cincinkeliling x
dyneterbaca yang
2
)(=γ
γ ? 6* ∆A → 6 ? γ ∆A∆A ? & C& πr
6 ? γ πr
γ ? 6 * πr
? 6 * πr ? dyne -m/(
6 ? gaya peme-ah Blm
J 6akt5r k5reksi
2
8/17/2019 Fenomena Antarmuka i..
20/51
2
21
8/17/2019 Fenomena Antarmuka i..
21/51
21
22
8/17/2019 Fenomena Antarmuka i..
22/51
22
ANTAR MUKA CAIR-CAIR
- KOEFISIEN SEAR "S#
? Resultan dari adanya tegangan permukaan dan gayaadesi atau adesi dan k5hesi
A4 K(* *('% : ker.a yang di2utuhkan untukmemisahkan satu
permukaan dari yang lain %m5lekul tidak
se.enis,
@a ? γ # D γ S / γ #S
8/17/2019 Fenomena Antarmuka i..
23/51
23
24
8/17/2019 Fenomena Antarmuka i..
24/51
24
4 KOEFISIEN SEAR
S ? @a F @- ? %γ # D γ S / γ #S, F & γ # ? γ S / γ # / γ #S
3ika S ? D → tetesan at -air akan menye2ar kepermukaan at padat → Ker.a A!ESI > K=ESI%@a>@-,
3ika %γ # D γ #S , > γ S → gagal menye2ar
S ? γ S F %γ # D γ #S ,
25
8/17/2019 Fenomena Antarmuka i..
25/51
25
26
8/17/2019 Fenomena Antarmuka i..
26/51
26
ANTARMUKA PADAT 9 CAIR
Kemungkinan : (4 airan terse2ar keseluruh permukaan
&4 airan tetap se2agai tetesan
γ s ? γ s# D γ # -5s θ → -5s θ ? / γ s# D γ s %pers4"5ung,
-5s θ ? ' → pem2asahan ideal5nt5h Ads5rpsi padat -air
/ Attapulgite0 Al Mg trisilikat0 ka5lin
/ Kr5mat5graB : fasa diam : padat0 fase gerak : -air
Rumus "5ung:
27
8/17/2019 Fenomena Antarmuka i..
27/51
27
Kesetim2angan sistem
persamaan y5ung
γ S ? γ S# D γ # 5s θ → 5s θ ? γ S / γ S# * γ #
@a ?γ s D γ # / γ S# → 5s θ ? @a* γ #/(
@a ? @S# ? γ # %( D 5s θ ,
1ers4
8/17/2019 Fenomena Antarmuka i..
28/51
2$
!ETER$EN"
2
8/17/2019 Fenomena Antarmuka i..
29/51
2
:(%+) ",(&*'*8*+#
Zat pembasah : surfaktan0 yg .ika dilarutkan dalam air akan
menurunkan sudut k5ntak dan mem2antu
menghilangkan udara pada permukaan
Sudut Kontak : sudut antara tetes -airan dan permukaandimana dia
menye2ar
3
8/17/2019 Fenomena Antarmuka i..
30/51
3
PEMASAHAN
31
8/17/2019 Fenomena Antarmuka i..
31/51
31
ADSORPSI ANTARMUKA CAIRAN
Ads5rpsi ? pada permukaan
ZAT AKTIF PERMUKAAN ; SURFAKTAN
8/17/2019 Fenomena Antarmuka i..
32/51
32
JENIS ZAT AKTIF PERMUKAAN "SURFAKTAN#
(4 Ani5nik :
&4 Kati5nik :
94 N5n i5nik :
4 Amf5ter :
: Na4 lauril S=
:
8/17/2019 Fenomena Antarmuka i..
33/51
K#ASI6IKASI SUR6AKTAN
8/17/2019 Fenomena Antarmuka i..
34/51
A!S=R1SI M=#EKU# SUR6AKTAN !A#AM AIR !AN AIR/MIN"AK
8/17/2019 Fenomena Antarmuka i..
35/51
PENGGOLONGAN SISTEM HL
%hidr5Blik/lip5Blik 2alan-e,
/ $riLn meran-ang suatuskala dari 2er2agai angka
untuk dipakai se2agaiukuran #< surfaktan
/ !i2entuk suatu skalarentang #<
36
8/17/2019 Fenomena Antarmuka i..
36/51
8/17/2019 Fenomena Antarmuka i..
37/51
=RIENTASI M=#EKU# T@EEN !AN S1AN 1A!AEMU#SI MUN"AK !A#AM AIR
3$
8/17/2019 Fenomena Antarmuka i..
38/51
K=NSENTRASI MISE# KRITIK %M,
M : K5nsentrasi misel kritik
? K5nsentrasi ter2entuknya
misel→ ter.adi peru2ahan sifatBsik
3
8/17/2019 Fenomena Antarmuka i..
39/51
4
8/17/2019 Fenomena Antarmuka i..
40/51
41
8/17/2019 Fenomena Antarmuka i..
41/51
M SUR6AKTAN
42
8/17/2019 Fenomena Antarmuka i..
42/51
43
8/17/2019 Fenomena Antarmuka i..
43/51
S
8/17/2019 Fenomena Antarmuka i..
44/51
45
8/17/2019 Fenomena Antarmuka i..
45/51
• 1engemulsi• !eter.en
• 1em2asah• 1englarut• Anti 2akteri• As52si 52at
M*+@** '/@*0*+!
SO S
8/17/2019 Fenomena Antarmuka i..
46/51
46
ADSORPSI PADA PERMUKAAN ZAT PADAT
1enghilang 2au0 masker gas dll
ANTARMUKA PADAT 9 GAS
SORPSI : pergerakan materi dari satu fase ke fase yang lain
1R=SES A!S=R1SI
A!S=R1SI : s5rpsi pada permukaan
A
8/17/2019 Fenomena Antarmuka i..
47/51
DERAJAT ADSORPSI GAS
tergantung pada:
1. Sifat kimia adsorben
2. Sifat fisika adsorben
3. Luas permukaan adsorben
4. Suhu dan tekanan
4$
8/17/2019 Fenomena Antarmuka i..
48/51
ADSORPSI ISOTERM
Menggam2arkan V5lume dan
8/17/2019 Fenomena Antarmuka i..
49/51
ISOTERM LANGMUIR
•
8/17/2019 Fenomena Antarmuka i..
50/51
• Adanya muatan pada permukaan dan sekitar permukaankal5id mengaki2atkan 1=TENSIA# #ISTRIK antar permukaan
kal5id dan fasa luar
• !istri2usi listrik pada antarmuka eki;alen dengan lapisanganda dari muatan %p5tensial,
SIFAT LISTRIK ANTARMUKA
a : permukaan partikel
2 : 2idang geser
a2 :
8/17/2019 Fenomena Antarmuka i..
51/51
1=TENSIA# E#EKTR=KINETIK 1A!A