Difusi dan Osmosis

I.         Judul

Difusi dan Osmosis

II.      Tujuan

Untuk memahami permasalahan yang terjadi dalam percobaan mengenai difusi dan osmosis

III.   Dasar Teori

·         Pengertian Difusi

Difusi adalah peristiwa mengalirnya/berpindahnya suatu zat dalam pelarut dari bagian berkonsentrasi tinggi ke bagian yang berkonsentrasi rendah baik melalui selaput pemisah maupun tidak dan tanpa menggunakan energi. Contoh yang sederhana adalah pemberian gula pada cairan teh tawar. Lambat laun cairan menjadi manis. Contoh lain adalah uap air dari cerek yang berdifusi dalam udara. Perbedaan konsentrasi yang ada pada dua larutan disebut gradien konsentrasi. Difusi akan terus terjadi hingga seluruh partikel tersebar luas secara merata atau mencapai keadaan kesetimbangan dimana perpindahan molekul tetap terjadi walaupun tidak ada perbedaan konsentrasi. Difusi yang paling sering terjadi adalah difusi molekuler. Difusi ini terjadi jika terbentuk perpindahan dari sebuah lapisan molekul yang diam dari solid atau fluida (Uwie 2010: 1).

·         Mekanisme Difusi

Difusi melalui membran dapat berlangsung melalui tiga mekanisme, yaitu difusi sederhana (simple difusion),difusi melalui saluran yang terbentuk oleh protein transmembran (simple difusion by chanel formed), dan difusi difasilitasi (fasiliated difusion). Difusi melalui membrane berlangsung karena molekul -molekul yang berpindah atau bergerak melalui membran bersifat larut dalam lemak (lipid) sehingga dapat menembus lipid bilayer pada membran secara langsung. Membran sel permeabel terhadap molekul larut lemak seperti hormon steroid, vitamin A, D, E, dan K serta bahan-bahan organik yang larut dalam lemak, Selain itu, memmbran sel juga sangat permeabel terhadap molekul anorganik seperti O,CO₂, HO, dan H₂O. Beberapa molekul kecil khusus yang terlarut dalam serta ion-ion tertentu, dapat menembus membran melalui saluran atau chanel. Saluran ini terbentuk dari protein transmembran, semacam pori dengan diameter tertentu yang memungkinkan molekul dengan diameter lebih kecil dari diameter pori tersebut dapat melaluinya. Sementara itu, molekul–molekul berukuran besar seperti asam amino, glukosa, dan beberapa garam – garam mineral , tidak dapat menembus membrane secara langsung, tetapi memerlukan protein pembawa atau transporter untuk dapat menembus membrane. Proses masuknya molekul besar yang melibatkan transforter dinamakan difusi difasilitasi, yaitu pelaluan zat melalui rnembran plasrna yang melibatkan protein pembawa atau protein transforter. Protein transporter tergolong protein transmembran yang memliki tempat perlekatan terhadap ion atau molekul vang akan ditransfer ke dalam sel. Setiap molekul atau ion memiliki protein transforter yang khusus, misalnya untuk pelaluan suatu molekul glukosa diperlukan protein transforter yang khusus untuk mentransfer glukosa ke dalam sel. Protein transporter untuk grukosa banyak ditemukan pada sel-sel rangka, otot jantung, sel-sel lemak dan sel-sel hati, karena sel – sel tersebut selalu membutuhkan glukosa untuk diubah menjadi energi.

Dalam mengambil zat-zat nutrisi yang penting dan mengeluarkan zat-zat yang tidak diperlukan, sel melakukan berbagai jenis aktivitas, dan salah satunya adalah difusi. Ada dua jenis difusi yang dilakukan, yaitu difusi biasa dan difusi khusus. Difusi biasa terjadi ketika sel ingin mengambil nutrisi atau molekul yang hydrophobic atau tidak berpolar / berkutub. Difusi khusus terjadi ketika sel ingin mengambil nutrisi atau molekul yang hydrophilic atau berpolar dan ion. Difusi seperti ini memerlukan protein khusus yang memberikan jalur kepada partikel-partikel tersebut ataupun membantu dalam perpindahan partikel. Hal ini dilakukan karena partikel-partikel tersebut tidak dapat melewati membran plasma dengan mudah (Uwie 2010: 1).

Gambar diatas adalah contoh peristiwa difusi, namun di sana tidak nampak adanya membran semipermeabel yang perpindahannya dari konsentrasi tinggi ke konsentrasi rendah.

Peristiwa difusi pada tumbuhan sangat penting untuk keseimbangan hidup tumbuhan. Karbon dioksida (CO₂) dan oksigen (O₂) diambil oleh tumbuhan dari udara melalui proses difusi. Pengambilan air dan garam mineral oleh tumbuhan dari dalam tanah, salah satunya melalui proses difusi. Difusi zat dari dalam tanah ke dalam tubuh tumbuhan  disebabkan konsentrasi garam mineral di tanah lebih tinggi daripada di dalam sel. Demikian juga gas CO₂ di udara masuk ke dalam tubuh tumbuhan karena konsentrasi CO₂ di udara lebih tinggi daripada di dalam sel tumbuhan. Sebaliknya, O₂ dapat berdifusi keluar tubuh tumbuhan jika konsentrasi O₂ dalam tubuh tumbuhan lebih tinggi akibat adanya fotosintesis dalam sel (Loveless, 1991: 185).

·         Faktor-faktor yang mempengaruhi difusi

a.    Ukuran partikel. Semakin kecil ukuran partikel, semakin cepat partikel itu akan bergerak, sehinggak kecepatan difusi semakin tinggi.

b.    Ketebalan membran. Semakin tebal membran, semakin lambat kecepatan difusi.

c.    Luas suatu area. Semakin besar luas area, semakin cepat kecepatan difusinya.

d.   Jarak. Semakin besar jarak antara dua konsentrasi, semakin lambat kecepatan difusinya.

e.    Suhu. Semakin tinggi suhu, partikel mendapatkan energi untuk bergerak dengan lebih cepat. Maka, semakin cepat pula kecepatan difusinya.

·         Pengertian Osmosis

Osmosis adalah perpindahan air melalui membran permeabel selektif dari bagian yang lebih encer ke bagian yang lebih pekat. Membran semipermeabel harus dapat ditembus oleh pelarut, tapi tidak oleh zat terlarut, yang mengakibatkan gradien tekanan sepanjang membran. Osmosis merupakan suatu fenomena alami, tapi dapat dihambat secara buatan dalam air yang jernih dibandingkan semuanya yang sangat pekat berfungsi diamatinya bersama diangkat ditanah bertinggi (Pratiwi 2006: 212).

  Dengan meningkatkan tekanan pada bagian dengan konsentrasi pekat menjadi melebihi bagian dengan konsentrasi yang lebih encer. Gaya per unit luas yang dibutuhkan untuk mencegah mengalirnya pelarut melalui membran permeabel selektif dan masuk ke larutan dengan konsentrasi yang lebih pekat sebanding dengan tekanan turgor. Tekanan osmotik merupakan sifat koligatif, yang berarti bahwa sifat ini bergantung pada konsentrasi zat terlarut, dan bukan pada sifat zat terlarut itu sendiri.

  Osmosis merupakan suatu topik yang penting dalam biologi karena fenomena ini dapat menjelaskan mengapa air dapat ditransportasikan ke dalam dan ke luar sel. Osmosis terbalik adalah sebuah istilah teknologi yang berasal dari osmosis. Osmosis adalah sebuah fenomena alam dalm sel hidup di mana molekul “solvent” (biasanya air) akan mengalir dari daerah “solute” rendah ke daerah “solute” tinggi melalui sebuah membran “semipermeable”. Membran “semipermeable” ini menunjuk ke membran sel atau membran apa pun yang memiliki struktur yang mirip atau bagian dari membran sel. Gerakan dari “solvent” berlanjut sampai sebuah konsentrasi yang seimbang tercapai di kedua sisi membran.

Reverse osmosis adalah sebuah proses pemaksaan sebuah solvent dari sebuah daerah konsentrasi “solute” tinggi melalui sebuah osmotik ke sebuah daerah “solute” rendah dengan menggunakan sebuah tekanan melebihi tekanan osmotik Dalam istilah lebih mudah, reverse osmosis adalah mendorong sebuah solusi melalui filter yang menangkap “solute” dari satu sisi dan membiarkan pendapatan “solvent” murni dari sisi satunya. Proses ini telah digunakan untuk mengolah air laut untuk mendapatkan air tawar, sejak awal 1970-an. Imbibisi merupakan penyerapan air oleh imbiban. Contoh: penyerapan air oleh benih. Proses awal perkecambahan. Benih akan membesar, kulit benih pecah, berkecambah. Ditandai oleh keluarnya radikula dalam benih (Pratiwi 2006: 213).

·         Mekanisme Osmosis

       Jika di dalam suatu bejana yang dipisahkan oleh selaput semipermiabel ditempatkan dua Iarutan glukosa yang terdiri atas air sebagai pelarut dan glukosa sebagai zat terlarut dengan konsentrasi yang berbeda dan dipisahkan oleh selaput selektif permeabel, maka air dari larutan yang berkonsentrasi rendah akan bergerak atau berpindah menuju larutan glukosa yang konsentrainya tinggi melalui selaput permeabel. jadi, pergerakan air berlangsung dari larutan yang konsentrasi airnya tinggi menuju kelarutan yang konsentrasi airnya rendah melalui selaput selektif permiabel. Larutan vang konsentrasi zat terlarutnya lebih tinggi dibandingkan dengan larutan di dalam sel dikatakan sebagai larutan hipertonis. Sedangkan larutan yang konsentrasinya sama dengan larutan di dalam sel disebut larutan isotonis. Jika larutan yang terdapat di luar sel, konsentrasi zat terlarutnya lebih rendah daripada di dalam sel dikatakan sebagai larutan hipotonis. Difusi dan osmosis adalah termasuk transport pasif artinya transport yang tidak memerlukan energi (ATP). ( Rahmawati, Zuliana. 2010 )

Gambar tersebut adalah contoh dari peristiwa osmosis dimana 2 sel yang masing-masing memiliki membran plasma dan pada gambar tersebut terjadi perbedaan konsentrasi.

Faktor-faktor yang mempengaruhi osmosis :

a.       Ukuran molekul yang meresap: Molekul yang lebih kecil daripada garis pusat lubang membran akan meresap dengan lebih mudah.  

b.      Keterlarutan lipid: Molekul yang mempunyai keterlarutan yang tinggi meresap lebih cepat daripada molekul yang kelarutan yang rendah seperti lipid.

c.       Luas permukaan membran: Kadar resapan menjadi lebih cepat jika luas permukaan membran yang disediakan untuk resapan adalah lebih besar.

d.      Ketebalan membran: Kadar resapan sesuatu molekul berkadar songsang dengan jarak yang harus dilaluinya. Berbanding dengan satu membran yang tebal, kadar resapan melalui satu membran yang tipis adalah lebih cepat.

e.      Suhu: Pergerakan molekul dipengaruhi oleh suhu. Kadar resapan akan menjadi lebih cepat pada suhu yang tinggi dibandingkan dengan suhu yang rendah.

IV.   Alat dan Bahan

1.    Alat :

a.       Cawan petri

b.      Skalpel/pisau potong

c.       Gelas ukur

2.    Bahan :

a.       Kentang atau wortel

b.      Garam dapur halus

c.       Air

V.      Langkah Kerja                                                                                                                                

                                                                                                                                                                 

                                                                                                                                                                

                                                                                                                                                                                              

VI.             Hasil Pengamatan

Kelompok		Sebelum	Sesudah	Keadaan Kentang
1 dan 2	Kentang dan garam	20 ml	15 ml	Lunak
	Kentang	20 ml	20 ml	Tetap keras
3 dan 4	Kentang dan garam	20 ml	15 ml	Lunak
	Kentang	20 ml	20 ml	Keras
5 dan 6	Kentang dan garam	20 ml	15 ml	Lembek
	Kentang	20 ml	20 ml	Keras

VII.          Pembahasan

Pada praktikum kali ini kami melakukan percobaan mengenai peristiwa difusi dan osmosis. Difusi adalah proses pergerakan acak partikel-pertikel gas, cairan dari konsentrasi tinggi ke konsentrasi yang lebih rendah. Sedangkan osmosis adalah perpindahan pelarut dari konsentrasi tinggi ke konsentrasi yang lebih rendah melalui membran semipermeable. Dalam melaksanakan praktikum ini kami menggunakan sample kentang sebagai indikator dan bahan utama untuk mengetahui adanya peristiwa difusi dan osmosis. Dari hasil percobaan yang kami amati adalah sebagai berikut.

·         Kelompok 1 mengamati kentang yang diberi garam. Volume awal airnya 20 ml dengan keadaan kentang keras. Setelah di diamkan di air selama 30 menit, volume airnya berkurang menjadi 15 ml dengan keadaan kentang yang lunak.

·         Kelompok 2 mengamati kentang saja. Volume awal airnya 20 ml dengan keadaan kentang keras. Setelah di diamkan dalam air selama 30 menit, volume airnya tetap atau tidak mengalami penurunan dengan keadaan kentang yang tetap keras.

·         Kelompok 3 mengamati kentang yang diberi garam. Volume awal airnya 20 ml dengan keadaan kentang keras. Setelah di diamkan di air selama 30 menit, volume airnya berkurang menjadi 15 ml dengan keadaan kentang yang lunak.

·         Kelompok 4 mengamati kentang saja. Volume awal airnya 20 ml dengan keadaan kentang keras. Setelah di diamkan dalam air selama 30 menit, volume airnya tetap atau tidak mengalami penurunan dengan keadaan kentang yang tetap keras.

·         Kelompok 5 mengamati kentang yang diberi garam. Volume awal airnya 20 ml dengan keadaan kentang keras. Setelah di diamkan di air selama 30 menit, volume airnya berkurang menjadi 15 ml dengan keadaan kentang yang lembek.

·         Kelompok 6 mengamati kentang saja. Volume awal airnya 20 ml dengan keadaan kentang keras. Setelah di diamkan dalam air selama 30 menit, volume airnya tetap atau tidak mengalami penurunan dengan keadaan kentang yang tetap keras.

Dari data tersebut dapat diketahui sebagai peristiwa osmosis. Kentang yang terendam air dan cekungannya diberi garam, maka garam tersebut akan larut dalam air karena dimana air yang ada dalam cawan petri merembes melalui membran yang dalam hal ini membrannya adalah  kentang, menuju ke larutan garam yang ada dalam cekungan kentang . Kentang bertindak sebagai membran selektif permeabel yang memisahkan dua larutan dengan konsentrasi yang berbeda dimana dia dapat dilalui oleh air dan zat yang larut di dalamnya. Karena proses osmosis berlangsung dari larutan hipotonik menuju larutan yang hipertonik, maka air berpindah dari molekul larutan yang mempunyai potensial air tinggi dimana dalam hal ini yang berperan adalah air di luar kentang  menuju larutan yang potensial airnya rendah yang dalam hal ini adalah larutan garam yang ada dalam kentang. Berdasarkan peristiwa osmosis yang terjadi tersebut, maka air yang ada dalam cawan petri menjadi berkurang karena masuk ke dalam larutan garam di kentang yang berkonsentrasi air rendah.

Kentang yang mengalami peristiwa osmosis akan mengalami perubahan pada strukturnya yaitu yang semula keras akan menjadi lembek. Hal itu disebabkan karena air yang ada di luar kentang akan masuk ke dalamnya sehingga kentang yang kaku dimana hal ini bisa dikatakan bahwa kandungan air dalam kentang masih sedikit akan menjadi lembek karena kandungan air dalam kentang bertambah yang menyebabkan garam dalam cekungannya menjadi larut oleh perembesan air dari luar tadi. Pemberian garam pada cekungan kentang dimaksudkan untuk membedakan konsentrasi antara larutan di dalam dan di luar membran sehingga peristiwa osmosis dapat terjadi.

Selain itu, perbedaan konsentrasi juga sangat mempengaruhi terjadinya osmosis, dimana semakin besar konsentrasi cairan dalam sel, memungkinkan keseimbangan konsentrasi cairan di dalam dan luar sel bergerak lambat (Slow Liquid Removed). Luas permukaan membrane juga mempengaruhi peristiwa osmosis karena  resapan menjadi lebih cepat jika luas permukaan membran yang disediakan untuk resapan adalah lebih besar, begitu pula sebaliknya.

VIII.       Penutup

8.1 Kesimpulan

·         Difusi adalah peristiwa mengalirnya/berpindahnya suatu zat dalam pelarut dari bagian berkonsentrasi tinggi ke bagian yang berkonsentrasi rendah baik melalui selaput pemisah maupun tidak dan tanpa menggunakan energi.

·         Osmosis adalah perpindahan pelarut dari konsentrasi tinggi ke konsentrasi yang lebih rendah melalui membran semipermeabel yang dalam praktikum ini ditunjukkan oleh kentang yang cekungannya diberi garam.

·         Faktor-faktor yang mempengaruhi difusi : Ukuran partikel, ketebalan membran, luas suatu area, jarak dan suhu.

·         Faktor-faktor yang mempengaruhi osmosis : Ukuran molekul yang meresap, keterlarutan lipid, luas permukaan membrane, ketebalan membrane dan suhu.

8.2 Saran

Sebaiknya sebelum melaksanakan praktikum para praktikan memahami  materi yang akan diujikan agar kegiatan praktikum dapat berjalan dengan baik dan lancar dan dalam melaksanakan praktikum ini lebih teliti lagi agar hasil yang didapat sesuai dengan teori. Selain itu alat yang ada dilaboratorium di sediakan sesuai dengan jumlah kelompok praktikan agar tidak terjadi pergantian alat sehingga dapat mengefiensi waktu.

Daftar Pustaka

Halliday dan Resnick. 1991.  Fisika Jilid I (Terjemahan). Jakarta : Penerbit Erlangga.

Loveless, A.R. 1991. Prinsip-Prinsip Biologi Tumbuhan Untuk Daerah Tropik I. Gramedia Pustaka Utama: Jakarta.

Pratiwi. 2006. Biologi untuk SMA Kelas XI. Jakarta: Erlangga.

Rahmawati, Zuliana. 2012. 50 Reaksi Biologi. Jakarta: Nectar.

Uwie. 2010. Anonim.  2004. Difusi Osmosis dan Plasmolisis.  http://www.e-dukasi.net. (diakses pada tanggal 19 November 2013 Pukul 08.00 am

.