RSS

RHEOLOGI

24 Nov

Rheologi berasal dari bahasa Yunani yaitu rheo dan logos. Rheo berarti mengalir, dan logos berarti ilmu. Sehingga rheologi adalah ilmu yang mempelajari tentang aliran zat cair dan deformasi zat padat. Rheologi erat kaitannya dengan viskositas. Viskositas merupakan suatu pernyataan tahanan dari suatu cairan untuk mengalir; semakin tinggi viskositas, semakin besar tahanannya untuk mengalir. Viskositas dinyatakan dalam simbol η.

Dalam bidang farmasi, prinsip-prinsip rheologi diaplikasikan dalam pembuatan krim, suspensi, emulsi, losion, pasta, penyalut tablet, dan lain-lain. Selain itu, prinsip rheologi digunakan juga untuk karakterisasi produk sediaan farmasi (dosage form)sebagai penjaminan kualitas yang sama untuk setiap batch. Rheologi juga meliputi pencampuran aliran dari bahan, penuangan, pengeluaran dari tube, atau pelewatan dari jarum suntik. Rheologi dari suatu zat tertentu dapat mempengaruhi penerimaan obat bagi pasien, stabilitas fisika obat, bahkan ketersediaan hayati dalam tubuh (bioavailability). Sehingga viskositas telah terbukti dapat mempengaruhi laju absorbsi obat dalam tubuh.

Penggolongan bahan menurut tipe aliran dan deformasi ada 2 yaitu Sistem Newtonian dan Sistem Non-Newtonian.

SISTEM NEWTONIAN

Hukum aliran dari Newton diilustrasikan oleh gambar berikut. Saatnya menggunakan imajinasi dinamika fisika anda! J

GAMBAR Diasumsikan gambar tersebut adalah sebuah balok cairan yang terdiri dari lapisan-lapisan molekul paralel, bagaikan setumpuk kartu. Jika bidang cairan paling atas bergerak dengan suatu kecepatan konstan, setiap lapisan di bawahnya akan bergerak dengan suatu kecepatan yang berbanding lurus dengan jarak dari lapisan dasar yang diam.

Digunakan istilah :

Rate of shear (D) dv/dr untuk menyatakan perbedaan kecepatan (dv) antara dua bidang cairan yang dipisahkan oleh jarak yang sangat kecil (dr).

Shearing stress (τ atau F ) F’/A untuk menyatakan gaya per satuan luas yang diperlukan untuk menyebabkan aliran.

F’/A = η dv/dr

 

η= F’/A = F

dv/dr G

 

Viskositas η merupakan perbandingan antara Shearing stress F’/A dan Rate of shear dv/dr. Satuan viskositas adalah poise atau dyne detik cm -2

 

 

 

Fluiditas merupakan kebalikan dari viskositas. Satuan fluiditas adalah centipoise (cps). 1cps= 0,01poise

f = 1/ η

 

 

Viskositas Kinematik adalah viskositas absolut dibagi kerapatan cairan (bobot jenis).satuannya adalah stokes, s atau centistokes, cs.

Viskositas kinematik = η /r

 

Grafik rheogram aliran Newtonian diilustrasikan sebagai berikut :

grafik-newton

 

Besarnya Rate of shear sebanding dengan Shearing stress.

 

Pengaruh Suhu terhadap Viskositas

RUMUS ARRHENIUS :

h = A.eEv/RT

A = konstanta tergantung pada berat molekul dan molar volume cairan

Ev = energi aktivasi yang diperlukan untuk menginisiasi aliran antar molekul

Dibutuhkan lebih banyak energi untuk memecah ikatan dan membuat cairan tersebut mengalir, karena cairan tersebut tersusun dari molekul-molekul yang dihubungkan dengan ikatan hidrogen. Tetapi ikatan ini akan dipecahkan pada temperatur yang tinggi oleh perpindahan panas dan Ev akan menurun dengan nyata. Viskositas cairan akan menurun jika suhu diturunkan, sedangkan viskositas gas meningkat jika suhu dinaikkan.

 

SISTEM NON-NEWTONIAN

Ada 3 jenis tipe aliran dalam sistem Non-Newtonian, yaitu : PLASTIS, PSEUDOPLASTIS, dan DILATAN.

Oke, akan kita bahas satu per satu, ini akan semakin seru J karena kebanyakan farmasis akan berhadapan dengan cairan Non-Newtonian seperti larutan koloid, emulsi, suspensi cair, krim, salaep, dan lain-lain.

1.Aliran Plastis

Kurva aliran plastis tidak melalui titik (0,0) tapi memotong sumbu shearing stress (atau auakan memotong jika bagian lurus dari kurva tersebut diekstrapolasikan ke sumbu) pada suatu titik tertentu yang dikenal dengan sebagai harga yield. Cairan plastis tidak akan mengalir sampai shearing stress dicapai sebesar yield value tersebut. Pada harga stress di bawah harga yield value, zat bertindak sebagi bahan elastis (meregang lalu kembali ke keadaan semula, tidak mengalir).

U = ( F – f )

G

U adalah viskositas plastis, dan f adalah yield value.

plastik

Aliran plastis berhubungan dengan adanya partikel-partikel yang tersuspensi dalam suspensi pekat. Adanya yield value disebabkan oleh adanya kontak antara partikel-partikel yang berdekatan (disebabkan oleh adanya gaya van der Waals), yang harus dipecah sebelum aliran dapat terjadi. Akibatnya, yield value merupakan indikasi dari kekuatan flokulasi. Makin banyak suspensi yang terflokulasi, makin tinggi yield value-nya. Kekuatan friksi antar partikel juga berkontribusi dalam yield value. Ketika yield value terlampaui (shear stress di atas yield value), sistem plastis akan menyerupai sistem newton.

 

2. Aliran Pseudoplastis

Aliran pseudoplastis ditunjukkan oleh beberapa bahan farmasi yaitu gom alam dan sisntesis seperti dispersi cair dari tragacanth, natrium alginat, metil selulosa, dan natrium karboksimetil selulosa. Aliran pseudoplastis diperlihatkan oleh polimer-polimer dalam larutan, hal ini berkebalikan dengan sistem plastis, yang tersusun dari partikel-partikel tersuspensi dalam emulsi. Kurva untuk aliran pseudoplastis dimulai dari (0,0) , tidak ada yield value, dan bukan suatu harga tunggal.

pseudoplastik

Viskositas aliran pseudoplastis berkurang dengan meningkatnya rate of shear. Rheogram lengkung untuk bahan-bahan pseudoplastis ini disebabkan adanya aksi shearing terhadap molekul-molekul polimer (atau suatu bahan berantai panjang). Dengan meningkatnya shearing stress, molekul-molekul yang secara normal tidak beraturan, mulai menyusun sumbu yang panjang dalam arah aliran. Pengarahan ini mengurangi tahanan dari dalam bahan tersebut dan mengakibatkan rate of shear yang lebih besar pada tiap shearing stress berikutnya.

FN = η’ G

Eksponen N meningkat pada saat aliran meningkat hingga seperti aliran newton. Jika N=1 aliran tersebut sama dengan aliran newton.

 

3. Aliran Dilatan

Aliran dilatan terjadi pada suspensi yang memiliki presentase zat padat terdispersi dengan konsentrasi tinggi. Terjadi peningkatan daya hambat untuk mengalir (viskositas) dengan meningkatnya rate of shear. Jika stress dihilangkan, suatu sistem dilatan akan kembali ke keadaan fluiditas aslinya.

dilatan

Pada keadaaan istirahat, partikel-partikel tersebuat tersususn rapat dengan volume antar partikel pada keadaan minimum. Tetapi jumlah pembawa dalam suspensi ini cukup untuk mengisi volume ini dan membentuk ikatan lalu memudahkan partikel-partikel bergerak dari suatu tempat ke tempat lainnya pada rate of shear yang rendah. Pada saat shear stress meningkat, bulk dari system itu mengembang atau memuai (dilate). Hal itu menyebabkan volume antar partikel menjadi meningkat dan jumlah pembawa yang ada tidak cukup memenuhi ruang kosong tersebut. Oleh karena itu hambatan aliran meningkat karena partikel-partikel tersebut tidak dibasahi atau dilumasi dengan sempurna lagi oleh pembawa. Akhirnya suspense menjadi pasta yang kaku.

 

TIKSOTROPI, ANTITIKSOTROPI, dan RHEOPEKSI

Tiksotropi

Tiksotropi

tiksotropik

Anti-Tiksotropi

Anti-tiksotropi

antitkso

Rheopeksi

Rheopeksi

rheopeksi

 

Last update November 24th ,2008. by Fakhria Itmainati.

Reference :

  • Lecture Note “Rheologi ” by Dr. rer.nat. Sundani Nurono Soewandhi, School of Pharmacy ITB
  • Martin, A.N., J. Swarbrick, A. Cammarata. 2006. Physical Pharmacy, 5th ed. Philadelphia : Lea & Febiger.
About these ads
 
14 Comments

Posted by on November 24, 2008 in Physical Pharmacy

 

Tags: , , , , , , , , ,

14 responses to “RHEOLOGI

  1. chemieingenieur

    December 5, 2009 at 11:20 pm

    This resembles to the first chapter of one of my important subjects: “Transport Phenomena”
    The new thing that i’ve learn through this article is the examples of the non-newtonian fluid, and i rather surprised as pharmacists need knowledge in rheology also.

    Keep it up. I wish this site will transform into a big site like infometrik.com or chem-is-try.org, which both of them was built by Indonesian students in Japan.

     
  2. lalu

    February 25, 2010 at 1:59 am

    thank’s allot ats info ttg rheologxa.

     
  3. Fauzan

    June 29, 2010 at 10:11 am

    terima kasih banyak ya infonya nih.. pas bwt bahan pelajaran uas saya..

     
  4. novie

    July 6, 2010 at 4:42 pm

    makasih yaa…kebetulan lg nyari ini :)

     
  5. Grace

    August 18, 2010 at 1:33 pm

    Pantesan asa kenal gambarnya… slidenya Pak Dani ternyata :P

     
  6. n93ni

    November 25, 2010 at 10:04 pm

    thx ya… ga perlu cari-cari catatan kuliah pak Dani dl utk bs refresh materi rheology…

    Smg bs exist trs & tambah byk materinya…

     
  7. Tika

    July 2, 2011 at 8:42 pm

    Terima kasih atas informasi lagi cari reference untuk laporan Farfis. Btw saya Tika Nurhasanah Mahasiswai Farmasi Ui, Semester 5..Salam Kenal

    Saya suka taglinenya..sgt farmasi :)

     
  8. itnaijrun

    July 11, 2011 at 6:32 am

    mksh y blog nx… butuh penjelasan emg yg lebih rinci… alhmdlh ketemu ma blog km… keren :)

     
  9. irma

    October 9, 2011 at 6:05 pm

    contoh sediaan obat dalam suspensi dilatan

     
  10. ndaru

    December 9, 2011 at 5:28 pm

    grafik viskoelastis ga ada ya ?

     
  11. arif sanusi

    February 4, 2012 at 8:26 am

    MKSIH tas mtrinya …..
    sangat membntu driku
    sya ARIF SANUSI FARMASI 09 DARI UNG… salam kenal ya

     
  12. LESTONG

    February 26, 2012 at 4:48 pm

    thanks a lot,, saya ijin copas jargonnya ya….

     
  13. Husnul khatimah arsyad

    December 22, 2013 at 5:08 pm

    thaks sangat bermanfaat buat laporan farfisku,,
    salam kenah Husnul khatimah arsyad mahasiswa farmasi UIN ALAUDDIN MAKASSAR

     
  14. putri

    December 22, 2013 at 10:04 pm

    makasih dengan informasinya…. materi rheologi jelas dan mudah dipahami…. once again, thanks a lot?

     

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s

 
Follow

Get every new post delivered to your Inbox.

%d bloggers like this: