LAPORAN PRAKTIKUM BIOLOGI UMUM DIFUSI DAN OSMOSIS

Transkripsi

1 LAPORAN PRAKTIKUM BIOLOGI UMUM DIFUSI DAN OSMOSIS Oleh: Nama : Ika Fitrianingsih NIM : Kelas : IPA-C Kelompok : 4 PROGRAM STUDI PENDIDIKAN IPA JURUSAN PENDIDIKAN MIPA FAKULTAS KEGURUAN ILMU PENDIDIKAN UNIVERSITAS JEMBER 2017

2 I. JUDUL Difusi dan Osmosis II. TUJUAN 2.1 Memahami permasalahan yang terjadi dalam percobaan mengenai difusi dan osmosis. III. DASAR TEORI Metabolisme merupakan proses perolehan bahan dan energy dari lingkungan sel dan diubah di dalam sel melalui proses kimia. Lingkungan sel berupa cairan yang disebut dengan cairan ekstra sel. Komponen utama dari cairan ekstra sel ini berupa air dan komponen pendukungnya berupa gas CO 2 dan O 2, berbagai ion anorganik dan zat organic seperti vitamin dan makanan serta hormone (Kimball,1983:120). Makhluk hidup mengalami proses metabolisme, salah satunya yaitu transportasi. Transportasi merupakan proses pengangkutan zat-zat dari dalam ke luar sel. Proses transportasi pada tumbuhan terjadi pada membrane sel, yaitu transport membrane sel dimana mekanismenya terjadi setiap waktu namun tidak dapat dilihat oleh mata telanjang. Transport membrane sel sendiri memiliki arti suatu proses pengangkutan materi atau molekul dari daerah yang konsentrasinya tinggi ke daerah yang konsentrasinya rendah tanpa menggunakan ATP atau proses pengangkutan materi atau molekul dari daerah yang konsentrasinya rendah ke daerah yang konsentrasinya tinggi dengan menggunakan ATP yang berlangsung secara terpadu. Proses transport tanpa menggunakan ATP (energy) disebut transport pasif sedangkan transport yang menggunakan ATP (energy) untuk digunakan melawan perbedaan elektrokimia disebut transport aktif. Contoh transport aktif yaitu transport ion-ion Na + K + berpasangan dengan aktivitas ATPase (Yahya, 2015:196; Suhartia, 2013:219; Muslim, 2013: 133). Molekul atau partikel memiliki dua sifat umum yaitu kemampuan untuk bergerak bebas dan molekul atau partikel yang sama cenderung tarik-menarik. Jika kecenderungan untuk bergerak bebas lebih unggul

3 maka zat itu dalam bentuk gas, jika kecenderungan untuk gaya tarikmenarik lebih unggul maka zat tersebut dalam bentuk padat namun jika keduanya sama-sama unggul zat itu dalam bentuk cair. Hal tersebut dipengaruhi oleh mobilitas dasar suatu zat dan suhu. Dalam transport pasif terjadi mekanisme pergerakan molekul secara difusi dan osmosis (Loveless,1991:135). Molekul suatu zat memiliki tipe energy yang disebut gerak termal (panas atau kalor), salah satu hasil dari gerak termal adalah difusi. Difusi merupakan penyebaran molekul suatu zat ke segala arah sampai mencapai konsentrasi yang sama dari tempat yang memiliki konsentrasi tinggi atau pekat ke tempat yang memiliki konsentrasi rendah disebabkan oleh energy kinetic. Kecepatan zat terlarut dapat berdifusi dipengaruhi oleh beberapa factor. Factor pertama yaitu ukuran, semakin kecil ukuran suatu molekul maka energy yang diperlukan semakin sedikit sehingga difusi berlangsung lebih cepat. Factor kedua yaitu suhu, molekul bergerak lebih cepat pada suhu yang lebih tinggi sehingga molekul lebih sering bertumbukan dan difusi berlangsung lebih cepat. Factor ketiga yaitu perbedaan gradient konsentrasi, gradient konsentrasi yang besar mengakibatkan molekul bertumbukan lebih sering sehingga kecepatan difusi lebih besar. Factor keempat yaitu muatan, membrane sel kurang permeable terhadap ion-ion seperti Na + K + dan Cl - dibandingkan molekul kecil yang tidak bermuatan. Factor yang terakhir yaitu tekanan, takanan dapat menedekatkan molekul, sehingga semakin padat suatu molekul menjadi bertumbukan dan lebih sering berikatan. Perbedaan kecepatan difusi ini disebabkan karena membrane bersifat permeable selektif sehingga berdampak pada pergerakan molekul. Permeable selektif merupakan peristiwa membrane membiarkan beberapa zat tertentu untuk melewatinya namun menghambat zat yang lain (Campbell, 2008:142; Yahya, 2015:200; Kimball, 1983:122; Starr, 2012: 90-91). Difusi dalam larutan, gerakan bebas partikel zat cair dan zat padat diimbangi, menjadi berkurang atau bertambah oleh adanya gaya tarik,

4 sehingga zat cair dan zat padat tidak dapat berdifusi seperti gas. Jika gaya tarik dapat diatasi maka gerakan bebas akan unggul dan terjadi peristiwa difusi, semua ini dapat terjadi jika zat padat larut dalam zat cair. Contoh difusi dalam larutan untuk menunjukkan difusi bahan terlarut yaitu dapat dilakukan dengan menambahkan air pada kristal garam (bahan terlarut) yang berwarna seperti tembaga sulfat yang ditaruh di dasar tabung gelas. Proses berdifusinya partikel bahan terlarut melalui larutan akan terlihat pada perubahan warnanya. Pewarnaan akan menyebar sampai zat cair memiliki warna yang sama (Loveless,1991: ). Mekanisme difusi dapat terjadi secara sederhana dan terbantu. Difusi sederhana pada beberapa sel dapat dilakukan dengan beberapa cara yaitu melewati transport protein pada membrane, melewati protein saluran yaitu suatu protein transmembran yang membentuk saluran yang aqueous dalam medium H 2 O yang dapat dilewati oleh ion tertentu tergantung ukuran molekul dan muatannya, kemudian melewati protein pengangkut yaitu suatu protein transmembran untuk memindahkan zat terlarut dari atau ke dalam sel. Pada difusi melalui protein pengangkut terjadi ikatan kimia antara zat terlarut dan protein pengangkut sehingga mengakibatkan perubahan konformasi, akibatnya zat terlarut dapat dipindahkan dari satu sisi ke sisi lain dari membrane sel. Difusi terbantu merupakan difusi yang bergantung pada mekanisme transport khusus dari membrane sel seperti permease (enzim di dalam membrane sel). Difusi ADP ke dalam dan difusi ATP ke luar dari mitokondria berlangsung secara difusi terbantu. Proses difusi terbantu, molekulnya bergerak ke arah gradient konsentrasi yaitu arah yang dengan sendirinya diambil jika membrane itu permeable untuk molekul tersebut. Tetapi membrane sel juga dapat memompa zat yang arahnya berlawanan dengan gradient konsentrasi (Kimball,1983:123; Muslim, 2013: 132). Osmosis pada hakikatnya merupakan suatu proses difusi. Membrane sel yang meloloskan molekul tertentu, tetapi menghalangi molekul lain dikatakan permeable secara diferensial atau semi permeable,

5 sedangkan selaput permeable merupakan selaput yang meloloskan semua molekul baik molekul terlarut maupun molekul pelarut.yang berperan sebagai pelarut merupakan air. Osmosis merupakan peristiwa difusi air melalui selaput yang permeable secara diferensial dari pelarut yang memiliki konsentrasi tinggi ke pelarut yang memiliki konsentrasi rendah. Kadar pelarut (air) bergantung pada jumlah total molekul yang larut di dalamnya. Semakin tinggi kadar zat terlarut maka semakin rendah kadar air. Contohnya yaitu, gula dimasukkan ke wadah yang berisi air maka volume total cairan meningkat karena adanya zat terlarut yang masuk namun volume atau kadar air berkurang. Peristiwa osmosis ini terjadi karena di lingkungan terdapat konsentrasi pelarut yang lebih tinggi daripada di system. Contoh lain dari peristiwa osmosis yaitu sel darah manusia dimasukkan ke dalam air murni, maka molekul air akan berdifusi ke dalamnya. Peristiwa ini terjadi karena keadaan di luar sel memiliki konsentrasi air yang lebih tinggi daripada di dalam sel. Air disekitar sel disebut hipotonik terhadap sitoplasma sel. Dinding sel darah merah sangat rapuh dan tidak tahan terhadap tekanan di dalam sel, akibatnya sel pecah. Apabila sel darah merah ditempatkan di dalam air laut maka air akan keluar dari sel dengan cara osmosis dan sel mengerut. Peristiwa ini terjadi karena volume air laut mengandung jumlah molekul air yang lebih kecil daripada volume yang sama dari sitoplasma sel darah merah, air laut disebut hipertonik terhadap sitoplasma sel. Jika sel darah merah ditempatkan di dalam media dengan konsentrasi air yang sama dengan sitoplasmanya, maka sel darah itu tidak akan dapat tambahan atau kehilangan air dengan cara osmosis, larutan tersebut disebut isotonic. Pada sel hewan kondisi paling baik dalam lingkungan larutan yang isotonic yaitu sel hewan dalam kondisi normal, sel hewan pada larutan hipotonik akan mengalami peristiwa lisis sedangkan sel hewan pada larutan hipertonik akan mengalami pengerutan. Pada sel tumbuhan kondisi paling baik dalam lingkungan larutan yang hipotonik yaitu sel tumbuhan dalam kondisi normal, sel tumbuhan pada larutan isotonic akan mengalami

6 IV. peristiwa lembek sedangkan sel tumbuhan pada larutan hipertonik akan mengalami peristiwa plasmolisis (Campbell, 2008:144; Loveless, 1991:139; Kimball, 1983: ; Starr, 2012: 96).. Kadar relative zat terlarut dalam dua cairan yang terpisah oleh membrane permeable selektif disebut tonisitas. Saat kadar zat terlarut berbeda, cairan dengan kadar solute yang lebih rendah disebut hipotonik. Cairan yang memiliki kadar zat terlarut lebih tinggi disebut hipertonik dan cairan yang memiliki kadar zat terlarut yang sama disebut isotonic (Starr, 2012: 96). METODE PRAKTIKUM 4.1 Alat dan Bahan Alat Cawan petri Skalpel/pisau potong Gelas ukur Bahan Kentang Garam dapur halus Air Tinta. 4.2 Skema Kerja Pengamatan peristiwa difusi. Menyiapkan satu botol tinta spidol kecil dan cawan petri. Mengisi cawan petri dengan air secukupnya. Menuangkan tinta ke cawan petri. Menunggu sampai 15 menit. Mengamati peristiwa yang terjadi.

7 4.2.2 Pengamatan peristiwa osmosis. Menyiapkan dua butir kentang, mengupas umbi kentang dan memotong sehingga membentuk seperti kubus, atau bentuk lainnya yang penting bahan dapat berdiri menumpu salah satu bidang sayatantanpa bergulir. Membuat cekungan yang cukup dalam pada sisi sayatan kentang yang menghadap ke atas. Mengisikan garam dapur pada salah satu cekungan, sedangkan cekungan yang satu di biarkan kosong. Meletakkan kedua kentang tersebut ke dalam cawan petri yang terlebih dahulu berisi air dan telah diketahui jumlahnya. Membiarkan selama ±30 menit, kemudian adakan pengamatan dan mengukur kembali air dalam cawan petri setelah kentang dikeluarkan. Mendiskusikan gejala yang terjadi pada cekungan kedua kentang tersebut, apakah ada perbedaan? Adakah perbedaan jumlah air dalam kedua cawan petri, mengapa?

8 V. HASIL PENGAMATAN 5.1 Hasil pengamatan peristiwa difusi. Aspek Setelah ditetesi Setelah ditetesi (15 menit) Penyebaran tinta Cepat Lambat Gambar 5.2 Hasil pengamatan peristiwa osmosis. Perc Perlakuan Bahan Sebelum Sesudah 1 Warna air Bening Bening Warna kentang Kuning cerah Kuning cerah Rasa air Tawar Tawar Tekstur kentang Keras Keras Air dan Tinggi kentang 3 cm 3 cm kentang Volume air 25 ml 25 ml Gambar

9 2 Warna air Bening Keruh Warna kentang Kuning cerah Kuning pucat Rasa air Asin Asin Tekstur kentang Air, Keras Lembek Tinggi kentang kentang 3 cm 2,5 cm Volume air dan 25 ml 23 ml garam Gambar VI. PEMBAHASAN Percobaan acara lima ini mengamati permasalahan yang terjadi pada peristiwa difusi dan osmosis. Difusi merupakan suatu proses penyebaran molekul- molekul suatu zat ke segala arah sampai mencapai konsentrasi yang sama dari tempat yang memiliki konsentrasi tinggi atau pekat ke tempat yang memiliki konsentrasi rendah disebabkan oleh suatu gaya yang identik dengan energy kinetic. Kecepatan zat terlarut dapat berdifusi dipengaruhi oleh beberapa factor yaitu ukuran, suhu, perbedaan gradient konsentrasi, muatan, tekanan. Difusi dalam larutan, gerakan bebas partikel zat cair dan zat padat diimbangi, menjadi berkurang atau bertambah oleh adanya gaya tarik, sehingga zat cair dan zat padat tidak dapat berdifusi seperti gas. Jika gaya tarik dapat diatasi maka gerakan bebas akan unggul dan terjadi peristiwa difusi, semua ini dapat terjadi jika zat padat larut dalam zat cair. Osmosis merupakan peristiwa difusi air melalui selaput yang permeable secara diferensial dari pelarut yang memiliki konsentrasi tinggi ke pelarut yang memiliki konsentrasi rendah. Permeable secara diferensial atau semi permeable merupakan peristiwa membrane sel meloloskan

10 molekul tertentu, tetapi menghalangi molekul lain. Peristiwa osmosis ini terjadi karena di lingkungan terdapat konsentrasi pelarut yang lebih tinggi daripada konsentrasi pelarut di system. Kadar pelarut (air) bergantung pada jumlah total molekul yang larut di dalamnya. Semakin tinggi kadar zat terlarut maka semakin rendah kadar air. Tonisitas merupakan kadar relative zat terlarut dalam dua cairan yang terpisah oleh membrane permeable selektif. Saat kadar zat terlarut berbeda dengan kadar pelarut maka didapatkan, jika cairan dengan kadar zat terlarut lebih rendah dibandingkan kadar pelarut disebut hipotonik. Cairan yang memiliki kadar zat terlarut lebih tinggi dibandingkan kadar pelarut disebut hipertonik dan cairan yang memiliki kadar zat terlarut yang sama dengan kadar pelarut disebut isotonic. Percobaan ini terdiri dari dua peristiwa, peristiwa yang pertama yaitu penetesan tinta pada air dimana ini merupakan peristiwa terjadinya difusi. Tinta pada percobaan difusi ini berperan sebagai zat terlarut yang berperan sebagai pelarut yaitu air. Peristiwa yang ke dua yaitu perendaman garam dapur pada cekungan kentang dimana ini merupakan peristiwa osmosis. Osmosis ini merupakan peristiwa difusi dengan melalui membrane, yang berperan sebagai membrane yaitu kentang, air sebagai pelarut dan garam dapur sebagai zat terlarut. Kentang menjadi batas antara konsentrasi air dan konsentrasi garam dapur. Percobaan peristiwa difusi dilakukan menggunakan bahan utama tinta dan air. Mulanya menyiapkan sebotol kecil tinta dan cawan petri kemudian mengisi cawan petri dengan air, lalu meneteskan tinta pada cawan petri yang sudah berisi air tersebut. Setelah peristiwa penetesan tinta, molekul- molekul tinta menyebar secara cepat sampai hampir permukaan air akan tertutupi oleh tinta tersebut, namun peristiwa penyebaran pada tinta ini tidak terlihat merata. Setelah 15 menit pencampuran tinta dan air dibiarkan lalu diamati kembali ternyata keadaan tinta tidak menyatu dengan air bahkan terjadi peristiwa semacam penggumpalan, bisa diasumsikan bahwa tinta hanya berada di bagian atas

11 permukaan air. Hal ini terjadi, kemungkinan karena zat terlarut berupa tinta memiliki massa jenis yang lebih kecil daripada pelarutnya yaitu air serta tinta yang digunakan dimungkinkan tidak dapat menyatu dengan air, sehingga molekul- molekul tinta tidak menyebar ke segala arah, hanya menyebar di bagian permukaan saja dan tidak terjadi perubahan warna pada pelarut yang bagian bawah. Sedangkan berdasarkan teori peristiwa difusi merupakan penyebaran molekul-molekul zat terlarut dari tempat yang memiliki konsentrasi tinggi ke tempat yang memiliki konsentrasi rendah dan terjadi secara acak serta memenuhi ruang pelarut sehingga terjadi perubahan warna pada pelarut. Dengan adanya teori tersebut dapat disimpulkan peristiwa penyebaran molekul-molekul tinta (zat terlarut) pada air (pelarut) ini sudah menunjukkan bahwa terjadi peristiwa gerakan antar molekul-molekul zat terlarut dari konsentrasi tinggi ke konsentrasi rendah walaupun masih belum sempurna karena tinta yang digunakan kurang sesuai. Percobaan peristiwa osmosis dilakukan dengan menggunakan bahan utama berupa kentang, garam dan air. Mulanya Menyiapkan dua butir kentang, mengupas umbi kentang dan memotong sehingga membentuk seperti kubus. Membuat cekungan yang cukup dalam pada sisi sayatan kentang yang menghadap ke atas. Mengisikan garam dapur pada salah satu cekungan, sedangkan cekungan yang satu di biarkan kosong. Meletakkan kedua kentang tersebut ke dalam cawan petri yang terlebih dahulu berisi air dan telah diketahui jumlahnya. Membiarkan selama ±30 menit, kemudian melakukan pengamatan dan mengukur kembali air dalam cawan petri setelah kentang dikeluarkan. Pada saat semua hal tersebut sudah dilakukan secara rinci, maka diadakan pengamatan yang pertama. Keadaan awal pada kedua percobaan dihasilkan yaitu warna air bening, warna kentang kuning cerah, rasa air tawar, tekstur kentang keras, tinggi kentang 3 cm dan volume air 25 ml. Setelah ditunggu selama ±30 menit terjadi perubahan pada percobaan yang ke dua namun percobaan yang pertama (air+kentang) sama sekali tidak mengalami perubahan. Keadaan

12 percobaan kedua (air+garam+kentang) setelah 30 menit mengalami perubahan yaitu warna air keruh, warna kentang kuning pucat, rasa air asin, tekstur kentang lembek, tinggi kentang 2,5 cm dan volume air 23 ml. Percobaan pertama tidak mengalami perubahan karena pelarutnya bersifat isotonic, dimana keadaan konsentrasi kentang sama dengan konsentrasi pelarut atau air sehingga tidak terjadi perubahan jumlah air maupun tekstur kentang walaupun sudah direndam selama 30 menit. Percobaan kedua mengalami perubahan dari segala aspek perlakuan. Kentang yang terendam di dalam air dan cekungannya diberi garam, maka garam akan larut dalam air, karena air yang berada pada cawan petri merembes menuju kentang, dimana kentang berperan sebagai membrane yang memisahkan larutan yang memiliki konsentrasi tinggi dan larutan yang memiliki konsentrasi rendah. Berdasarkan teori, osmosis terjadi dari larutan hipotonik menuju larutan hipertonik melalui membrane, sehingga pada peristiwa kentang ini air yang berperan sebagai larutan hipotonik menuju ke larutan garam yang ada dalam cekungan kentang. Akibatnya air yang berada pada cawan petri berkurang, tekstur kentang lembek dan tinggi kentang juga berkurang namun garam dapur yang ada pada cekungan kentang larut. Peristiwa inilah yang disebut peristiwa osmosis. Kesimpulannya yaitu pada peristiwa penetesan tinta terjadi penyebaran molekul- molekul tinta dari tempat yang berkonsentrasi tinggi ke tempat yang berkonsentrasi rendah sedangkan pada peristiwa pelarutan garam pada cekungan kentang terjadi perpindahan air (encer) dari cawan petri merembes menuju kentang dan garam dapur (pekat) larut.

13 VII. PENUTUP 7.1 Kesimpulan Peristiwa difusi merupakan penyebaran molekul-molekul zat terlarut dari tempat yang memiliki konsentrasi tinggi ke tempat yang memiliki konsentrasi rendah dan terjadi secara acak serta memenuhi ruang pelarut sehingga terjadi perubahan warna pada pelarut, pada praktikum ini peristiwa penetesan tinta merupakan peristiwa difusi yang ditunjukkan dengan terjadinya penyebaran molekul- molekul tinta dari tempat yang berkonsentrasi tinggi ke tempat yang berkonsentrasi rendah. Peristiwa osmosis adalah perpindahan pelarut dari konsentrasi tinggi ke konsentrasi yang lebih rendah melalui membran semipermeabel. Pada praktikum ini peristiwa pelarutan garam pada cekungan kentang merupakan peristiwa osmosis yang ditunjukkan dengan terjadinya perpindahan air (encer) dari cawan petri merembes menuju kentang dan garam dapur (pekat) larut. 7.2 Saran Seharusnya asisten menjelaskan masing-masing percobaan kepada praktikan, setelah percobaan selesai Seharusnya menggunakan tinta yang benar-benar bisa menyebar pada air saat percobaan difusi Praktikan seharusnya mencari referensi selain modul sebelum percobaan dimulai, agar saat percobaan bisa lebih memahami teori tentang difusi dan osmosis.

14 VIII. DAFTAR PUSTAKA Campbell dkk Biologi. Jakarta: Erlangga Kimball, John W Biologi. Jakarta: Erlangga Loveless, A.R Prinsip-Prinsip Biologi untuk Daerah Tropis. Jakarta: Gramedia Pustaka Utama Muslim, Choirul Biologi Molekuler Sel. Bengkulu: Universitas Bengkulu Starr, Cecie dkk Biologi. Jakarta: Salemba Teknika Suhartia, Siti, Suparno, Gatot, Faizah, Ulfi Profil Media Pembelajaran Multimedia Interaktif Materi Transpor Membran Sel Kelas XI SMA. Jurnal: Biology Education.Vol. 2 (3) : Yahya Perbedaan Tingkat Laju Osmosis Antara Umbi Solonum Tuberosum dan Doucus Carota. Jurnal: Biology Education. Vol. 4 (1) :

15 LAMPIRAN Peristiwa difusi setelah ditetesi tinta Peristiwa difusi setelah 15 menit Peristiwa osmosis air+kentang sebelum Peristiwa osmosis air+kentang sesudah Peristiwa osmosis air + kentang + garam sebelum Peristiwa osmosis air+kentang+garam sesudah