SISTEM ZAT PADAT

FARMASI FISIKA

Sistem zat Padat

 SENYAWA KIMIA

Senyawa kimia adalah zat kimia murni yang terdiri dari dua atau beberapa unsur yang dapat dipecah-pecah lagi menjadi unsur-unsur pembentuknya dengan reaksi kimia tersebut. Contohnya, dihidrogen monoksida (air, H₂O) adalah sebuah senyawa yang terdiri dari dua atom hidrogen untuk setiap atom oksigen.

AMORF: Amorf adalah zatpadat yang susunan atom ataumolekulnyatidakteratur

KRISTAL: Kristal atau hablur adalah suatu padatan yang atom molekul atau ion penyusunnya terkemas secara teratur dan polanya berulang melebar secara tiga dimensi

Perbedaan amorf dan kristal :

A. Padatan amorf:

1. Hanya ada suatu tatanan jarak dekat dalam padatan amorf

2. Padatan amorf tidak memiliki titik leleh yang jelas; mereka melunak dalam berbagai suhu.

3. Padatan amorf menjalani pemecahan tak teratur atau conchoidal

4. Padatan amorf yang isotrofik: sifat bebas dari arah di mana mereka diukur.

5. Kurang keras

Contoh  padatan amorf adalah  Serat kaca, Cellophane, Teflon, Polyurethane, Napthalene, dan Polyvinyl chloride.

B. Padatan kristal:

1. ada suatu tatanan jarak jauh dalam kristal.

2. Titik Lelehnya pada suhu yang jelas.

3. Padatan kristal dapat dibelah di sepanjang bidang tepat.

4.Padatan Kristal, pada umumnya anisotrofik (artinya, sifat-sifat mereka seperti konduktivitas listrik, indeks bias, ekspansi termal dll pada arah yang berbeda).

5. Lebih keras

Contoh padatan Kristal: Tembaga, Kalium nitrat, asam benzoat

1.    Kristal Real / polikristalin : Polikristalin yang tidak sempurna disebabkan kacacatan atau defek dari Kristal.

2.    Kristal ideal : Kristal tunggal yang sempurna tanpa cacatn pada penempatan kisi-kisi kristalnya.

3.    Semi Kristalin: Zat padat yang tersusun dari Kristalin dan Amorf (contoh : avicell, paravin, selilose mikrokristalin)

4.   Habit Kristal: Kristal yang mana bentuk eksternalnya berbeda sedangkan bentuk internalnya  sama, biasanya terjadi karena adanya kejenuhan dari suatu larutan/rekristalisasi.

5.    Polimorf : Senyawa organik yang memiliki bentuk Kristal dan energi yang berlainan.

6.    Monotropi : Modifikasi polimorf yang terjadi secara irreversible yang berlangsung satu arah dari bentuk metastabil kebentuk stabil.

7.    Enantiotrop: Perubahan terjadi secara reversible pada tekanan dan suhu tertentu.

8.    .Pseudopolimorf /polimorf semu: Suatu senyawa hidrad atau solvate yang membentuk struktur Kristal pada saat rekristalisasi.

9.    Kristal Hidrat: Senyawa kristal padat yang mengandung air kristal (H2O).

10.  Kristal Solvat: Obat yang bergabung dengan molekul pelarut untuk menambah bentuk kristal.

11.  Kristalin: Zat padat yang susunan atomnya teratur dan berulang dalam ruang tiga dimensi, sehingga membentuk suatu struktur.

·         Amorf : Zat padat yang susunan atomnya tidak teratur.

(lebih mudah cepat larut dalam air dari pada kristalin karena ikatan antar molekulnya tidak kuat)

·         Semi kristalin  : Zat padat yang tersusun dari Kristalin dan Amorf (contoh : avicell, paravin, selilose mikrokristalin)

·         Habit Kristal  : Kristal yang mana bentuk eksternalnya berbeda sedangkan bentuk internalnya sama, biasanya terjadi karena adanya kejenuhan dari suatu larutan/rekristalisasi.

·         Polimorf         : Senyawa organic yang memiliki bentuk Kristal dan energi yang berlainan.

a.Monotropi  : Modifikasi polimorf ysng terjadi secara irreversible yang berlangsung satu arah dari bentuk metastabil kebentuk stabil.

b.Enantiotrop : Perubahan terjadi secara reversible pada tekanan dan suhu tertentu.

c.  Pseudopolimorf / polimorf semu : Suatu senyawa hidrad atau solvate yang membentuk struktur Kristal pada saat rekristalisasi.

d. Kristal Real / polikristalin : Polikristalin yang tidak sempurna disebabkan kacacatan atau defek dari Kristal.

e. Kristal ideal   : Kristal tunggal yang sempurna tanpa cacatn pada penempatan kisi-kisi kristalnya.

f.  Kristal Hidrat : senyawa kristal padat yang mengandung air kristal (H2O).

g. Kristal Solvat : obat yang bergabung dengan molekul pelarut untuk menambah bentuk Kristal.

h. Kristal simetri : suatu Kristal yang memiliki titik pada titik yang identik pada sisi yang berseberangan pada permukaan Kristal.

Ø  Perbedaan Kristal dan Amorf

Terdapat berbagai cara untuk mengklasifikasikan padatan, yang meliputi berbagai bahan. Namun, klasifikasi yang paling sederhana adalah membaginya menjadi dua golongan, yaitu : padatan kristalin yang partikelnya tersusun teratur dan padatan amorf yang keteraturannya kecil atau tidak ada sama sekali.

 Bahan Kristalin

Kristal (Crystalline), merupakan definisi struktural dari suatu material, dimana atom-atomnya tersusun secara teratur berdasarkan panjang dan sudut ikatan yang teratur. Meskipun demikian, dapat pula dijumpai adanya penyimpangan struktural pada beberapa jenis material.

Sebuah kristal ideal disusun oleh satuan-satuan struktur yang identik secara berulang-ulang yang tak hingga di dalam ruang. Semua struktur kristal dapat digambarkan atau dijelaskan dalam istilah-istilah lattice (kisi) dan sebuah basis yang ditempelkan pada setiap titik lattice (kisi). Kristal yang umum kita lihat adalah natrium khlorida, tembaga sulfat hidrat, dan kuarsa. Letak partikel penyusun padatan kristalin (ion, atom atau molekul) biasanya dinyatakan dengan kisi, dan letak setiap partikel disebut titik kisi. Satuan pengulangan terkecil kisi disebut dengan sel satuan.

Sel satuan digambarkan dengan garis tebal. Jarak antar dua titik sepanjang ketiga sumbu didefiniskan sebagai a, b dan c. Sudut yang dibuat antar dua sumbu didefinisikan sebagai α, β dan γ. Sel satuan paling sederhana adalah kubus. Tiga sumbu kubus dan beberapa sel satuan lain tegak lurus satu sam lain, namun untuk sel satuan lain sumbu-sumbu itu tidak saling tegak lurus. Faktor yang mendefinisikan sel satuan adalah jarak antar titik dan sudut antar sumbu. Faktor-faktor ini disebut dengan tetapan kisi kadang disebut juga parameter kisi (Gambar 1).

Di tahun 1848, kristalografer Perancis Auguste Bravais (1811-1863) mengklasifikasikan kisi kristal berdasarkan simetrinya, dan menemukan bahwa terdapat 14 jenis kisi kristal seperti ditunjukkan dalam Gambar 2. Kisi-kisi ini disebut dengan kisi Bravais. Ke-empat belas kisi diklasifikasikan menjadi tujuh sistem kristal. Dalam buku ini, hanya tiga sistem kubus yang dikenal baik: kubus sederhana, kubus berpusat badandan kubus berpusat muka yang akan dibahas.

Gambar 2. Kisi Bravais

Kristal diklasifikasikan dalam 14 kisi Bravais dan 7 sistem kristal.

Padatan Amorf

Amorf (Amorphous), merupakan definisi struktural dari suatu material, dimana atom-atomnya tersusun secara tidak teratur, sehingga panjang dan sudut ikatan antar atom juga tidak teratur. Kasus inilah yang diketahui sebagai bentuk penyimpangan struktural. Susunan partikel dalam padatan amorf sebagian teratur dan sedikit agak mirip dengan padatan kristalin. Namun, keteraturan ini, terbatas dan tidak muncul di keseluruhan padatan. Banyak padatan amorf di sekitar kita, seperti: gelas, karet dan polietena memiliki keteraturan sebagian (Gambar 3.). 

Gambar 3. (a) Padatan kristalin dan (b) amorf
Terdapat perbedaan besar dalam keteraturan partikel penyusunnya.

Sudut dan panjang ikatan antar atom pada struktur amorf sangat tidak teratur. Akibat ketidakteraturan ini, beberapa teori zat padat menjadi tidak berlaku (Misal Teorema Bloch, Efek Hall, dll). Oleh karena itu, analisa sifat-sifatnya sebagian besar menggunakan metode pendekatan material kristalinnya dengan mengacu pada hasil-hasil pengukuran eksperimental.

3.      Mikrostruktur  kramik

Struktur mikro bahan didefinisikan  sebagai sebuah bahan  atau materi yang berukuran mikro (10^-6 m). Mikro struktur bahan akan dapat menentukan sifat kimia , fisika , dan mekanis dari suatu material, dan karenanya material akan dapat menentukan kemampuan rekayasa bahan itu dalam dunia industry (rekayasa fabrikasi) material.

Sebagai padatan kristalin maka struktur mikro kramik bisa dalam bentuk  Kristal tunggal atau polikristalin yang mempunyai banyak bijian. Ukuran butiran sangat mempengaruhi sifat-sifat keramik. Butiran yang berukuran kecil adalah lebih kuat dan liat, dan dinamai keramik halus atau keramik modern.

single Kristal  atau monocrystalline yang solid merupakan bahan dimana kisi Kristal dari seluruh sampel kontinu dan tak terputus ke tepi sampel tanpa batas butir atau dengan kata lain susunan atom –atomnya berulang secara periodik sempurna. Tidak adanya cacat terkait dengan batas butir dapat memberikan monocrystals sifat unik , terutama sifat mekanik, optik dan listrik, yang juga dapat anisotropik, tergantung pada jenis kristalografi struktur.

Grain boundary

Contoh single Kristal keramik yakni saffir (single-crystal alumina)

              

polikristalin adalah kumpulan dari sejumlah single Kristal atau disebut grain (butir).

Ukuran grain dalam keramik berkisar 1-50 mikrometer dan hanya bisa dilihat dengan mikroskop. Ukuran dan bentuk grain dan distribusinya menggambarkan mikrostuktur kramik.

Contoh kermaik yang memiliki struktur polikristal banyak sekali, salah satunya yakni alumina/hidroksiapatif, MgO, SiC, CaO, SrO, BaO, ZrO₂ dan masih banyak yang lainnya

.

KELARUTAN

-  Kelarutan       : Kadar zat terlarut yang membentuk larutan jenuh pada suhu tertentu.

-  Larutan          : Suatu system homogen yang terdiri dari dua komponen atau lebih. (ada interaksi antara solute dengan solven)

 - Interaksi Solut dengan Solven :

Pelepasan molekul dari fase solute pada suhu tertentu

Pembentukan rongga dalam solven yang cukup besar untuk menerima solute

Mengakomodasi solute dalam rongga solven.

-  Solven Polar

~ Tetapan dielektriknya tinggi

~ Larut pada pelarut polar

~ Ada jembatan Hidrogen

-  Solven non polar

~ Tetapan dielektrik rendah

~ Tidak dapat membentuk ikatan hydrogen

~ Larut dalam pelarut non polar

-  Solven semipolar

~ Sebagai intermediate solven

~ Menginduksi senyawa nonpolar dengan derajat kepolaran tertentu

~ meningkatkan interaksi gugus solute nonpolar dengan solven polar

-  Cara Peningkatan kelarutan:

~. Penyesuaian pH

~. Pembentukan garam atau ester yang larut

~. Pembentukan senyawa yang kompleks

~. Pelarut campuran

~. Hidrotropi

~. Solubilisasi Misel (surfaktan)

-  Factor-faktor yang mempengaruhi kelarutan

Factor fisika ( Suhu dan Tekanan)

Strukturv molekul dan muatan elektrik

Faktor kimia ( Reaksi asam-basa,senyawa kompleks, solubilisasi, kosolvensi, penambahan zat lain)

~ Salting Out : Peristiwa adanya zat terlarut tertentu yang mempunyai kelarutan lebih besar dibanding zat utama, akan menyebabkan penurunan kelarutan zat utama atau terbentuknya endapan karena ada reaksi kimia

~ Salting in : adanya zat terlarut tertentu yang menyebabkan kelarutan zat utama dalam solvent menjadi lebih besar.

~ Hidrotripi : Adalah peningkatan kelarutan dari bahan yang tidak larut atau sdikit larut dengan bahan-bahan yang tidak aktif pada permukaan (seperti NaCl dan Urea).

DISOLUSI

-Proses dimana suatu senyawa dapat melarut.

- Laju disolusi : jumlah senyawa obat terlarut persatuan waktu pada kondisi antar muka cair/padat, suhu dan komposisi pelarut standar.

-Tahapan proses disolusi

Melarutnya bahan padat pada permukaan

-Terbentuknya lapisan jenuh (stagnant layer)

-Berlangsung cepat

Difusi solute dari stagnan layer ke media

- Kondisi “sink” adalah kondisi dimana volume media relative besar, yaitu 3x volume saturasi/ 3x volume dimana penjenuhan suatu zat.

- Metode uji disolusi

Alat

Wadah (kapasitas 1000ml, gelas dengan dasar bundar)

Media disolusi (pH toleransi o,5 ; tidak ada gelembung yang terlarut karena dapat mempengaruhi hasil)

Suhu

Kecepatan pengadukan

Uji kesesuaian alat

Waktu pengambilan sampelLokasi pengambilan sampel

Kriteria penerimaan

- Faktor yang mempengarugi laju disolusi

Sifat isiko kimia bahan obat

Formulasi

Pemilihan eksipien

Prosesing

Urutan penambahan bahan, dan cara tabletasi seperti CK, CL, GB.

Kemasan dan cara penyimpanan

Kelembabab

Alat disolusi dan parameter pengujian

-. Geometri dan kesejajaran

-. Kecepatan pengadukan

-. Lokasi pengambilan sampel

-. Vibrasi

-. Tipe alat pengaduk

Media disolusi

-. Gas terlarut ~ dapat mengubah pH media

-. pH media

-. Vol media

-. Suhu media

-. Pola aliran dalam media

-. Sorpsi

 DaftarPustaka

http://erlian-ff07.web.unair.ac.id/artikel_detail-45742-a.%20Semester%206%20:%20Fisika%20Farmasi-RANGKUMAN%20FISFAR.html