SOLUBILISASI

SOLUBILISASI

Menurut Mc Bain solubilisasi adalah  proses peningkatan pelarutan senyawa organik yang tidak larut atau hanya sedikit larut dalam air yang adanya koloidal yang disebut missei.Dalam perkembangan kemudian dikatakannya lebih tepat jika solubilisasi dianggap sebagai suatu pertisi antara missei (yang dibentuk oleh surfaktan) dan air.Kemampuan solubilisasi  dapat diperkirakan dari perbandingan kelarutan  zat dalam surfaktan dan kelarutan zat dalam air.semakin besar nilai perbandingan ini semakin tinggi pula kemampuan solubilisasi surfaktan  terhadap zat.

Surfaktan

Beberapa zat organik tertentu bila terdispersi dalam suatu cairan, cenderung akan memekat pada permukaan atau antar permukaan cairan, zat yang memekat pada permukaan atau antar permukaan disebut surface active agent = surfaktan.

Missel

Kelompok molekul atau ion surfaktan yang mempunyai ukuran dengan besar yang khas terhadap suatu pelarut.Missei dapat meningkatkan kelarutan dari zat organik tertentu yang sukar larut atau sedikit larut.Bila suatu surfaktan dilarutkan atau didispersikan dalam air pada [] yang sangat rendah, akan terjadi pemekatan pada antar permukaan , cairan yang selanjutnya akan menutupi seluruh permukaan tersebut.

Pada kosentrasi yang lebih kasar, kelebihan surfaktan tidak dapat diabsorpsi lagi pada antar permukaan, karena antar permukaan telah jenuh sehingga kelebihannya akan trtinggal didalam cairan dimana molekulnya membentuk kelas yang disebut missel.Kosentrasi surfaktan dimana terbentuk missel disebut CMC (Critical Micelle Concantration).

Klasifikasi surfaktan

1.   Surfartan an ionik

Adalah golongan surfaktan dimana gugus polar dan non polar umumnya berkaitan langsung membentuk suatu molekul dengn bagian aktifnya bermuatan negatif.

Contoh : turunan sulfonak

               R - SO(3-)- M(+)

2.   Surfaktan kationik

Adalah Golongan surfaktan dimana gugus polar dan non polar umumnya brkaitan langsung membentuk suatu molekul dengan bagian aktifnya bermuatan ion positif (+) gom dari rantai  panjang amin primer, skunder dari tersier.

3.   Surfaktan amfoterik

Adalah Golongan surfaktan dimana gugus polar dan non polar berkaitan langsung membentuk suatu ion dengan bagian aktifnya bermuatan positif (+) dan (-)

R - NH2(+) - CH2.coo (-)

4. Sulfaktan non ionic

Adalah Golongan sulfaktan dimana gugus polar dan non polar berikatan langsung membentuk molekul dengan bagian aktifnya tidak bermuatan.

-          Ikatan ester, contoh : tween, murj.

-          Ikatan eter, contoh : brij, emulgide.

-          Ikatan amida, contoh : ethomida.

 
 

HUBUNGAN NILAI HLB DAN TIPE SISTEM

3 – 6 7 – 9 8 – 18 13 – 15 15 - 18

A/m emulgator Zat pembasah m/a emulgator zat pembersih (detergent) zat penolong kelas isolubilizer

Contoh : a/m = air dalam minyak

               m/a = minyak dalam air

Ö  BILANGAN AGRESI MISSEL

adalah jumlah unit molekul surfaktan yang membentuk missel.Bilangan agresi missel dari sulfaktan nonionic dapat ditentukan dengan menggunakan persamaan : n = Mm/Mo

n = bilangan agresi missel

Mm = berat missel

Mo = bobot molekul dari surfaktan

Untuk menentukan bilangan agresi missel dapat digunakan teori hamburan cahaya dan satu sendimentasi pada ultra sentrifugal.Bila agresi missel dipengaruhi oleh type surfaktan satu, pelarut dan elektrolit dalam system ( lihat tabel )

Senyawa	Pelarut	Suhu ( 0C )	Bil.agresi missel
C4H17SO3- Na+	air	23	25
( C8H17 SO3- )2 Mg2+	air	23	51
C14H29 SO3- Na+	air	60	80
C14H29 SO3- Na+	0.01 M NaCl	23	138
n – C18H17 NH3+ C2H5COO -	C6H6	20	5 +/- 1
n – C18H17 NH3+ C2H5COO -	CCl4	30	3 +/- 1

Sifat-sifat dari larutan surfaktan berubah dengan terbentuknya missel .

FAKTOR-FAKTOR YANG MEMPENGARUHI NILAI CMC LARUTAN SURFAKTAN DALAM AIR ANTARA LAIN :

a.    Struktur surfaktan

b.    Penambahan elektrolit

c.    Penambahan zat organic

d.    Suhu

e.    Pelarut

Solubilisasdi dibuat dalam zat itu tidak larut air bukan zat padat saja tapi juga minyak-minyak yang tidak larut air tapi ia obat.Mula-mula titik cMc = 5, klau jadi 4 berarti solubilisasinya cepat.misalnya : untuk obat tetes mata + NaCl tidak akn terjadi solubilisasi.

1. PENGARUH DARI STRUKTUR SURFAKTAN

Surfaktan mempunyai kecendrungan unttuk melarut dalam 2 fasa cair yang tidak bercampur dan mempunyai derajat polaritas tertentu.Winsal mengusulkan nama ampifil karena terhadap pelarut polar dan non polar struktur surfaktan mempunyai afinitas tertentu.Derajat keseimbangan antara bagian hidrofil dan lifofil  ditentukan oleh jumlah dari sifat gugus polar dari molekul.

Bagian hidrofil adalah gugus hidraksi, karboksit, sulfat, aldehid, sulfanut, polioksietilen, dll.

Bagian lipofil (hidrofob) merupakan rantai hidrokarbon tidak jenuh dengan 5 - 20 atom c.seprti paraffin, terpen golongan alcohol tinggi dll.

NILAI CMCSURFAKTAN DITENTUKAN OLEH GUGUS HIDROFIL , HIDROFOB, DAN COUNDER ION DARI STRUKTUR SURFAKTAN .

Gugus Hidrofob ( non polar )

Dalam larutan air nilai cMc akan menurun dengan bertambahnya atom c sampai jumlahnya 16.Hal ini hanya berlaku pada surfaktan ionic.Bila terdapat ikatan rangkap pada rantai hidrofob nilai cMc akan lebih tinggi jika dibandingkan dengan atom c hanya ikatan rangkap.

Gugus Hidrofil

Dasar gugus hidrofil nilai cMc cenderung naik jika gugus polar dipindahkan dari posisi akhir ke posisi tengah dari rantai hydrocarbon, setiap surfaktan mempunyai nilai cMc masing-masing.

Counterior

Apabila counterior adalah suatu kation  dari amin primer, RNH₃⁺ maka nilai cMc turun dengan bertambahnya paaaanjang rantai amin tersebut.

1. PENGARUH PENAMBAHAN ELEKTROLIT

Penambahan elektrolit juga dapat menurunkan nilai cMc, pengaruh ini akn terlihat pada surfaktan ionik, dan amfoterik.Pengaruh penambahan elektrolit ini tidak terlihat secara nyata pada surfaktan anionik.

2. PENGARUH PENAMBAHAN ZAT ORGANIK

Jumlah yang sangat rendah dari zat organic dapat memberikan perubahan yang nyata pada nilai cMc dalam air, oleh karena sebagian dari zat organik ini sebagai pengobatan atau hasil samping dari pembuatan surfaktan , maka adanya zat tersebut bisa menyebabkan perbedaan yang berarti terhadap nilai cMc dari surfaktan.Oleh karena itu pengetahuan mengenai pengaruh organik terhadap nilai cMc surfaktan sangat penting sekali.Untuk memahami pengaruh yang ditimbulkan perlu dibedakan dalam goiongan zat organic yang dapat mempengaruhi nilai cMc dalam larutan air.

ZAT ORGANIK GOL I

Mempengaruhi nilai cMc dengan cara masuk dalam misel surfaktan (turun cMc).Biasanya merupakan senyawa organic polar seperti, alcohol, amida,dll.

 ZAT ORGANIK GOL II

Mempengaruhi nilai cMc dengan cara modifikasi interaksi antar pelarut misel atau interaksi pelarut surfaktan , contohnya area, diaksan , farmida dalam cMc naik.

3. PENGARUH SUHu

Pengaruh suhu terhadap nilai cMc dalam larutan surfaktan dalam air merupakan hal yang komlek.Pertama akan terlihat penurunan nilkai cMc nya, akn trjadi peningkatan nilai cMc.Kenaikan suhu menyebabkan berkurangnya hidrasi gugus hidrofil , dimana akan memudahkan pembentukan misel, akan tetapi kenaikan suhu selanjutnya juga akan menyebabkan gangguan susunan yang mengelilingi gugus tersebut sehingga menyulitkan pembentukan misel.

Menurut Flokhorth untuk surfaktan ionic, nilai cMc yang terendah pada suhu 25 ⁰C, sedangkan menurut Crook untuk surfaktan non ionik nilai cMc nya pada suhu 50 ⁰C.

Ö  BENTUK MISEL

BNentuk misel biasanya bervariasi tergantung kepada [ ] dari surfaktan.Pada umumnya disekitar nilai cMc misel akan berbentuk selindris.Dalam media air misel yang terbentuk spaens mempunyai gugus hidrofilik pada bagian luar dan gugus hidrofobik pada bagian dalam.sedangkan dalam media bukan air misel yang berbentuk spaeris disebut / mempunyai susunan berbeda dimana hidrofobik pada bagian luar dan bagian hidrofobilik pada bagian dalam.

PENENTUAN NILAI CMC

PENENTUAN NILAI CMC DAPAT DILAKUKAN DENGAN :

1. Penentuan tegangan permukaan dengan tensiometer dunavy (kurva a)
2. Dengan percobaan solubilasi (kurva e)

Penambahan larutan pada surfaktan sehingga pada suatu saat terjadi lonjakan yang akan terlihat pada grafik.saat (titik) terjadinya lonjakan  : Titik cMc.

Keterangan grafik :

a : Tegangan permukaan

b : Tegangan antar permukaan

c : Tekanan osmotic

d : Konduktifitas ekuidien

e : Solubilisasi

PENETAPAN SOLUBILISAT DIDALAM MISEL :

A.   Tipe dari surfaktan

Pada surfaktan non ionic solubilisat akan tersolubilisasi di dalam inti misel ( pada umumnya ).Pada tipe yang lain dari surfaktan kemungkinan terjadi di dalam ( palisade ) atau permukaan misel.

Pengaruh tipe surfaktan adalah mempengaruhi ukuran dan diameter misel ,secara umum tingkat kemampuan solubilisasi surfaktan dengan panjang rantai hidrofob yang sama dan senyawa polar yang tersolubilisasi pada inti misel adalah : Non ionik lebih baik dari kationik, lebih baik dari anionik

Non ionic > kationik > anionic

B.   Campuran surfaktan

Pada larutan campuran surfaktan, misel yang terbentuk adalah gabungan dari kedua surfaktan.Tapi dengan bentuk dan ukuran yang berbeda dari masing-masing misel, sebagai contoh dapat dilihat pengaruh surfaktan non ionic terhadap kelarutan asam benzoat seperti tabel berikut :

Surfaktan	HLB	Kelarutan % b/v
Tween 80 Tween 80 – span 80 Brij 98 – Brij 96 Brij 96	15 14 13.5 13.4	40 35 30 25

Yalkowsky.SH  “Techniques of solubilisation of drug” 1981

C.   Pengaruh solubilisat

Struktur solubilisat dapat menentukan dimana solubilisat tersolubilisasi di dalam misel.Karena solubilisat mempunyai bentuk dan ukuran molekul yang berbeda-beda.

D.   Pengaruh campuran solubilisat

Bila masing-masing solubilisat menempati tempat yang berbeda di dalam misel, kemungkinan tidak akan berpengaruh dalam jumlah surfaktan dalam solubilisat.Tapi bila solubilisat  menempati tempat yang sama, sedangkan jumlah surfaktan tidak cukup, maka solubilisasi akan terganggu.

CARA PENGERJAAN SOLUBILISASI :

1.    Pemeriksaan surfaktan

Apakah surfaktan yang kita gunakan memenuhi syarat.

Farmakope yang digunakan adalah FI atau kalau tidak tercantum monografinya disana dapat digunakan farmakope lain.

Pemeriksaan meliputi :

1. Organ aleptis
2. Kelarutan
3. Berat jenis
4. Bilangan asam = jumlah mg kOH yang dibutuhkan
5. Bilangan penyabunan.

2.    Penetapan nilai cmc

Misal : Dengan alat tegangan permukaan DUNOVY.

Cmc dari surfaktan yang ditetapkan dengan otot diatas, dibawah nilai cmc.tegangan permukaan dari larutan, surfaktan turun secara cepat.Dengan meningkatnya [ ] surfaktan diatas nilai cmc, [ ] surfaktan tidak mempengaruhi tegangan permukaan dan mendekati tetap.Biasanya cmc ditetapkan dari titik potong garis lurus yang diekstropulasikan dari kedua bagian kurva tegangan permukaan.

3.    Lama pengadukan

Langka pertama adalah penentuan [ ] solubilisat yang dapat dimasukkan kedalam system agar diperoleh larutan jenuh.

Lakukan pengadukan larutan solubilisat sampai terjadi kesetimbangan, kemudian kedua fasa dipisahkan.

Pemisahan dilakukan dengan menggunakan saringan milk pore yang mempunyai ukuran 0.45 milimikron.Lamanya pengadukan solubilisat  dalam larutan ditetapkan dengan mengambil hasil .Pengadukan dilakukan setiap 15 menit dan pengadukan dilakukan pada suhu yang tetap dengan menggunakan pengaduk magnetic, hasil saringan disaring dengan milipore dengan menggunakan alat seperti spit injeksi .Hasil saringan ditetapkan kadarnya .Bila telah tercapai kadar yang konstan, disanalah lama waktu pengadukan .

4.    Percobaan solubilisasi

Untuk percobaan solubilisasi dilakukan dengan hal yang sama seperti diatas (no.3).Tapi yang menambahkan surfaktan kosentrasinya diatas nilai cmc.