PENENTUAN BERAT MOLEKUL POLIMER DENGAN VISKOMETER OSTWALD

PERCOBAAN II

A.    Tujuan

Untuk menentukan berat molekul polimer dengan menggunakan viskometer ostwald.

B.     Landasan Teori

Kitosan pertama kali ditemukan oleh ilmuwan Perancis, Ojier, pada tahun 1823. Ojier meneliti kitosan hasil ekstrak kerak binatang berkulit keras. Kitosan merupakan jenis polimer alam yang mempunyai bentuk rantai linier, sebagai produk deasetilasi kitin melalui proses reaksi kimia menggunakan basa kuat.  Kitosan adalah poly-D-glukosamine (tersusun lebih dari 5000 unit glukosamin dan asetilglukosamin) dengan berat molekul lebih dari satu juta dalton, merupakan dietary fiber (serat yang bisa dimakan) kedua setelah selulosa (Muzarelli, 1988).

Viskositas (kekentalan) adalah salah satu sifat fisik suatu cairan atau materi cair. Vikositas juga merupakan hambatan terhadap aliran suatu cairan yang didefenisikan sebagai rasio antara tegangan geser (shear stress) terhadap laju geser (shear rate) (Astawan, et al., 2000). Kekentalan merupakan sifat cairan yang berhubungan erat dengan hambatan untuk mengalir. Beberapa cairan ada yang dapat mengalir cepat, sedangkan lainnya mengalir secara lambat. Cairan yang mengalir cepat seperti air, alkohol dan bensin mempunyai viskositas kecil. Sedangkan cairan yang mengalir lambat seperti gliserin, minyak castor dan madu mempunyai viskositas besar. Jadi viskositas tidak lain menentukan kecepatan mengalirnya suatu cairan (Sutiah, et al., 2008).

Viskositas terbagi tiga jenis yaitu viskositas spesifik (ηsp ), kinematik, dan intrinsik (η). Viskositas spesifik dihitung berdasarkan perbandingan antara kecepatan aliran suatu larutan dengan pelarutnya. Berat molekul kitosan diukur berdasarkan viskositas instrinsik (η). Larutan kitosan dibuat dalam variasi konsentrasi dalam pelarut asam asetat lalu dimasukkan ke dalam viskometer. Data yang diperoleh dipetakan pada grafik ηsp /C terhadap C. Viskositas intrinsik adalah titik pada grafik yang menunjukkan nilai C=0. Berat molekul ditentukan berdasarkan persamaan Mark-Houwink [η] = K M^a (Hwang, 1997).

Pemilihan vikometer. Berhasil tidaknya penentuan dan evaluasi sifat-sifat rheologis dari suatu sistem tertentu bergantung pada pemilihan metode peralatan yang tepat. Cara menentukan viskositas suatu zat menggunakan alat yang dinamakan viskometer. Ada beberapa tipe viskometer yang biasa digunakan antara lain. Viskometer Ostwald, viskometer bola jatuh, viskometer “Cup” dan “Bob”, viskometer Stomer, dan viskometer Kerucut dan Lempeng  (Martin dkk, 1993).

C.    Alat dan Bahan

1.      Alat

Alat yang digunakan dalam percobaan ini yaitu:

·         Botol semprot

·         Filler

·         Viskometer Ostwald

·         Pipet ukur 10 ml

·         Stopwatch

2.      Bahan

Bahan yang digunakan yaitu:

·         Asam asetat 2%

·         Kitosan 0.2%, 0,4%, 0,6% dan 0,8%

1.       

D.    Prosedur Kerja

As. Asetat

Kitosan 0,4%

Kitosan 0,6%

Kitosan 0,8%

Kitosan0,2%

 

-          Dipipet 10 ml -          Dimasukkan dalam vikometer Ostwald -          Diisap sampai garis m (garis atas) -          Dibiarkan mengalir sampai garis n -          Dicatat waktu alirnya -          Dilakukan triplo -          Dihitung η-nya (viskositas intrinsik) -          Dihitung ηsp dan ηred -          Dihitung MV menggunakan persamaan Mark-Howkins

                                                                                  

5807,64 x 105 D

 

E.     Hasil Pengamatan

·         Data pengamatan

Konsentrasi (g/ml)	t1	t2	t3	t rata-rata	ηr	ηsp	ηred
0.002	8.92	9	9.02	8.98	1.48	0.48	24
0.004	13.8	13.7	13.6	13.7	2.26	1.26	63
0.006	14.8	14.6	14.5	14.63	2.41	1.41	70.5
0.008	18.4	18.2	17.8	18.13	2.99	1.99	99.5
Asam asetat 2% (Pelarut)	5.71	6.29	6.18	6.06	-	-	-

·         Kurva Konsentrasi (C) vs Viskositas reduksi (η_red)  

ηred

C

·         Perhitungan

y = 11700x + 5.75

η_red = Km [η]² C + [η]

persamaan Mark-Hauwink

[η]                    = K M^a

log [η]              = log K + a log M

log 5.75           = log 1.81 10^-3 + 0.93 log M

0.759               = -2.742 + 0.93 log M

log M               =

M                     = Inv log 3.764

M                     = 5807,64 10⁵ D

F.     Pembahasan

Kitosan merupakan jenis polimer alam yang mempunyai bentuk rantai linier, sebagai produk deasetilasi kitin melalui proses reaksi kimia menggunakan basa kuat, berikut ini sturuktur polimer kitosan:

Sturuktur polimer kitosan

Kitosan merupakan jenis polimer alam yang mempunyai bentuk rantai linier, sebagai produk deasetilasi kitin melalui proses reaksi kimia menggunakan basa kuat. Kitosan adalah poly-D-glukosamine (tersusun lebih dari 5000 unit glukosamin dan asetilglukosamin) dengan berat molekul lebih dari satu juta dalton, merupakan dietary fiber (serat yang bisa dimakan) kedua setelah selulosa.     

Pada praktikum ini dimana untuk menentukan berat molekul dari polimer kitosan dengan menggunakan vikometer Ostwald. Viskometer adalah suatu alat yang digunakan untuk mengukur viskositas dari suatu larutan. Penggunakan viskometer Ostwald karena metode penggunaannya lebih sederhana dan cepat, serta viskometer Ostwald hanya digunakan untuk baham-bahan yang memiliki tipe aliran Newton. Prinsip kerja dari vikometer Ostwald yaitu ditentukan dengan mengukur waktu yang dibutuhkan bagi cairan tersebut untuk lewat antata dua tanda ketika ia mengalir karena gravitasi melalui suatu tabung kapiler vertikal. Langkah pertama yaitu dengan mengukur waktu alir dari pelarut (asam asetat) dan kitosan dengan berbagai konsentrasi (2%. 4%, 6% dan 8%). Pengukuran waktu alir pelarut dan kitosan  ini dilakukan sebanyak tiga kali kemudian dihitung t rata-ratanya. Kemudian ditentukan nilai ηr, η_sp dan η_red. Untuk mendapatkan berat molekul kitosan maka nilai dari [η] harus diketahui. Nilai [η] didapatkan dengan memplot η_red vs konsentrasi tiap kitosan dan didapatkan persamaan garisnya y = 11700x + 5,75 dengan membandingkannya dengan persamaan Heygin maka didapatkan nilai [η] adalah 5,75, nilai dari [η] dimasukkan dalam persamaan persamaan Mark-Hauwink dan didapatkan berat molekul kitosan 5807,64 10⁵ D.

Dari kurva yang didapatkan dengan memplot Konsentrasi (C) vs Viskositas (η_red) terlihat semakin tinggi konsentrasi semakin tinggi pula viskositasnya   hal ini terjadi karena semakin tinggi konsentrasinya maka jumlah molekul zat terlarutnya semakin besar sehingga akan mempengaruhi waktu alirnya pada viskometer Ostwald. Zat terlarut yang memiliki konsentrasi tinggi akan memiliki gaya tekan dinding lebih besar dibanding dengan konsentrasi kecil.

G.    Kesimpulan

Dari hasil percobaan yang dilakukan maka dapat ditarik kesimpulan molekul polimer yang didapatkan dengan menggunakan viskometer Ostwalad adalah 5807,64 10⁵ D

DAFTAR PUSTAKA

Astawan, Made, dkk. 2000. “Analisis Sifat Reologi Gelatin Dari Kulit Ikan Cucut” Jurnal. Jurnal, teknologi dan Industri Pangan, Vol. XII, No. 1 Th. 2000

Hwang JK, SP Hong, CT Kim. 1997. Effect of molecular weight and NaCl concentration on dilute solution properties of chitosan. J Food Sci Nutr 2: 1-5

Martin, Alfred., Swarbrick, J., Cammarata, A. 1990. Farmasi Fisik Edisi ketiga. UI-Press. Jakarta.

Muzzarelli, RAA. 1997. Depolymerization of chitins and chitosans with hemicellulase, lysozyme, papain, and lipases. Di Dalam RAA. Muzzarelli dan MG Peter (ed). Chitin Handbook. European Chitin Soc, Grottamare.

Sutiah, K, dkk. 2008. “Studi kualitas minyak goreng dengan Parameter viskositas dan indeks bias”, Berkala Fisika Vol 11 ,No.2, April 2008, hal 53-58. FMIPA UNDIP