Departemen Fisika, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam. Institut Pertanian Bogor BOGOR.

Transkripsi

1 JURNAL DIFUSI OSMOSIS DIFUSI OSMOSIS Riesqi Ayu Hardianti (G )*, Angkatan 47, Angkatan 48, dan Angkatan 49 Institut pertanian Bogor. Asisten praktikum: Tatang Gunawan (G ), Didy Muliawan (G ), Lutpita Mahardika (G ), Fitrah Hadi Firdaus (G ), Citra Kusumawardhani (G ) * Departemen Fisika, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Institut Pertanian Bogor 2013 BOGOR riesqiayuhardianti@gmail.com ABSTRAK Percobaan peristiwa difusi pada percobaan kali ini menggunakan gula dan cuka yang dilarutkan oleh pelarut air. Sedangkan untuk percobaan osmosis menggunakan larutan gula dan larutan cuka yang melewati membran semipermeabel. Difusi adalah perpindahan molekul-molekul dari hipertonik ke hipotonik. Hipertonik berarti konsentrasi yang tinggi, sedang hipotonik berarti konsentrasi yang rendah. Osmosis adalah perpindahan molekul air melalui membran semipermeabel dari larutan yang konsentrasi airnya tinggi (hipertonik) ke larutan yang konsentrasi airnya rendah (hipotonik). Osmosis juga sering disebut sebagai difusi pada organisme hidup dimana molekul yang berdifusi harus menerobos pori-pori membran plasma. Oleh karena itu, untuk lebih memahami perbedaan antara kedua proses transport pasif di atas, maka pada praktikum kali ini akan akan dipelajari bagaimana proses difusi dan osmosis terjadi pada larutan gula dan larutan cuka. Kata kunci : Difusi, Osmosis, membran A. PENDAHULUAN LATAR BELAKANG: Dalam kehidupan sehari-hari sering kali kita berhadapan dengan peristiwa difusi dan osmosis. Contohnya pada saat kita menyeduh teh celup dalam kemasan kantong, warna dari teh tersebut akan menyebar. Hal ini disebabkan karena konsentrasi teh dalam gelas lebih kecil dibandingkan dengan konsentrasi teh yang ada dalam kantong teh tersebut. Peristiwa tersebut sering kita sebut sebagai difusi. Difusi terjadi atas respon terhadap perbedaan konsentrasi. Konsentrasi adalah sejumlah zat atau partikel per unit volum. Suatu perbedaan terjadi, apabila terjadi perubahan konsentrasi dari suatu keadaan ke keadaan yang lain. Selain perbedaan konsentrasi, perbedaan dalam sifat dapat juga menyebabkan difusi.

2 Osmosis merupakan proses perpindahan molekul-molekul pelarut dari konsentrasi pelarut tinggi ke konsentrasi pelarut yang lebih rendah melalui membran diferensial permeabel. Contoh peristiwa osmosis adalah kentang yang dimasukkan ke dalam air garam. Osmosis merupakan suatu fenomena alami, tetapi dapat dihambat secara buatan dengan meningkatkan tekanan pada bagian dengan konsentrasi pekat yang lebih cair. Eksperimen mengenai difusi dan osmosis dilakukan untuk mengetahui bagaimana proses difusi dan osmosis berlangsung. Percobaan ini dilakukan dengan latar belakang adanya berbagai peristiwa yang berkenaan dengan difusi dan osmosis dalam kegiatan sehari-hari. Melalui kegiatan ini, kita dapat lebih memahami mekanisme perpindahan zat yang terjadi pada larutan gula dan larutan cuka. DASAR TEORI: Difusi adalah peristiwa mengalirnya atau berpindahnya suatu zat dalam pelarut dari bagian berkonsentrai tinggi ke bagian berkonsentrasi rendah. Perbedaan konsentrasi yang ada pada dua larutan disebut gradien konsentrasi. Proses difusi minimal melibatkan dua zat, salah satu zat berkonsentrasi lebih tinggi daripada zat lainnya. 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. Osmosis merupakan fenomena penting dalam sistem biologis, karena membran biologis bersifat semipermeabel. Membran semi permeabel adalah selaput pemisah yang hanya bia ditembus oleh air dan zat tertentu yang larut didaamnya. Secara umum, membran tersebut permeabel terhadap air dan zat-zat kecil tak bermuatan. Osmosis memberikan cara yang mudah bagi transport air keluar atau masuk sel. Proses osmosis akan berhenti ketika kedua larutan mempunya konsentrasi yang sama atau disebut isotonik. Membran merupakan selaput atau lembaran bahan tipis yang berfungsi sebagai pemisah selektif. Permeabilitas suatu membran adalah kemampuan membran untuk dilewati suatu zat. Keadaan tersebut bergantung pada pori membran, jenis larutan dan ukuran partikel. Membran semipermeabel merupakan membran yang mudah dilalui oleh molekul air sedangkan membran selektif permeabel merupakan membran yang hanya dapat dilewati oleh zat-zat tertentu. TUJUAN: Mengeksplorasi pergerakan molekul melalui difusi dan menentukan bagaimana panas mempengaruhi laju difusi, mengeksplorasi osmosis, yakni pergerakan molekul air melalui sebuah membran permeabel selektif ketika molekul air merespon gradien konsentrasi, serta menentukan bagaimana laju osmosis dihubungkan dengan gradien konsentrasi. B. METODE ALAT: 1. Science Workshop 750 Interface 2. SPARK (Sense Percieve Analyze Reflect Know)

3 3. Osmosis Difusi Apparatus 4. Pressure Sensor 5. Chemistry ph Sensor 6. Komputer + CPU 7. Gelas Ukur 8. Cawan BAHAN: 1. Air 200 ml 2. Cuka 1 tetes 3. Gula Pasir 4. Pewarna Makanan (Biru dan Kuning) 2 tetes 5. Membran Semipermeabel LANGKAH KERJA 1. Siapkan air gula dengan gula secukupnya, dan air cuka yang ditetesi satu tetes cuka. 2. Berilah warna pada larutan tersebut. Biru untuk larutan gula dan kuning untuk larutan cuka. 3. siapkan membran dan rendam selama 10 menit. 4. Masukkan kedua larutan tersebut pada alat Osmosis Difusi Apparatus, masing-masing sebanyak 50 ml. 5. Hubungkan Chemmistry ph dengan SPARK oleh connector dan sambungkan kembali pada Osmosis Difusi Apparatus. Pasangkan juga printer dan komputer untuk meng-input data. 6. Setelah alat terpasang, ukur keadaan awal larutan tersebut dari mulai ph, tekanan, dan volume. 7. Catat waktu percobaan dimulai. Amati percobaan selama 24 jam. 8. Setelah 24 jam, catat perubahan akhir pada ph, tekanan, dan volume. C. DATA Data Pengamatan Pengamatan ini dilakukan di Ruang Seminar Departemen Fisika, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Institut Pertanian Bogor dari September 2013, pukul WIB selama 24 jam. Gambar Pengamatan Gambar 1. Sebelum Proses Difusi dan Osmosis berlangsung

4 Gambar 2. Setelah Proses Difusi dan Osmosis berlangsung Tabel ph, Tekanan, dan Volume pada Larutan Gula dan Larutan Cuka ph Tekanan (kpa) Volume (ml) gula cuka gula cuka gula cuka awal akhir Perubahan

5 a. Perubahan ph ph gula = ph akhir ph awal ph gula = ph gula = (mengalami penurunan ph) ph cuka = ph akhir ph awal ph cuka = ph cuka = 0.15 (mengalami kenaikan ph) b. Perubahan tekanan (P) P gula = P akhir P awal P gula = P gula = 42 kpa (mengalami kenaikan tekanan ) P cuka = p akhir p awal P cuka = P cuka = kpa (mengalami penurunan tekanan) c. Perubahan volume (V) V gula = V akhir V awal V gula = V gula = 8.5 (mengalami kenaikan V) V cuka = V akhir V awal V cuka = V cuka = -8.5 (mengalami penurunan V) d. Perubahan warna Pada proses difusi dan osmosis yang dilakukan selama 24 jam ini telah terjadi perubahan warna seperti yang terihat pada data pengamatan berupa foto sebelum dan sesudah pengamatan. Larutan gula mengalami perubahan warna yang sebelumnya berwarna biru pekat menjadi biru terang. Grafik Larutan Gula

6 Grafik Larutan Cuka D. PEMBAHASAN Difusi merupakan peristiwa mengalirnya atau berpindahnya suatu zat dalam pelarut dari bagian berkonsentrasi tinggi ke bagian berkonsentrasi rendah. Sedangkan osmosis adalah perpindahan air melalui membran semipermeabel selektif dari bagian yang lebih encer ke bagian yang lebih pekat [1]. Difusi bergantung pada perbedaan konsentrasi dan tekanan hidrostatik. Energi untuk proses difusi adalah energi kinetik yang normal ditimbulkan akibat pergerakan suatu bahan. Difusi yang melewati membran sel dibagi menjadi dua subtipe yaitu difusi sederhana dan difusi fasilitasi [3]. Difusi sederhana artinya pergerakan kinetik molekul atau ion melewati membran sel tidak bereaksi dengan protein carier yang ada di membran sel kecepatan difusi sederhana ditentukan dari jumlah substansi yang ada, kecepatan gerakan kinetik bahan, jumlah dan ukuran dari pori pada membran sel yang akan dilewati oleh bahan itu. Pada difusi sederhana, proses difusi terjadi melalui dua jalan yaitu melalui lapisan lipid jika zat itu terlarut dalam lemak dan melalui saluran air atau protein.

7 Ada beberapa faktor yang memengaruhi kecepatan difusi, yaitu ukuran partikel, ketebalan membran, luas suatu area, jarak dan suhu. Semakin kecil ukuran partikel, semakin cepat partikel itu akan bergerak sehingga kecepatan difusi semakin tinggi. Semakin tebal membran dan besar luas area serta semakin besarnya jarak antara dua konsentrasi, menyebabkan semakin lambat kecepatan difusinya. Begitu pula dengan besarnya luas dan tingginya suhu akan menyebabkan bertambah cepatnya laju difusi. Osmosis adalah bergeraknya molekul air melalui membran semipermeabel (selektif permeabel) dari larutan berkadar rendah menuju larutan berkadar tinggi hingga kadarnya sama [3]. Tekanan yang diperlukan untuk menghentikan proses osmosis disebut tekanan osmosis [5]. Osmosis sangat ditentukan oleh potensial air yang menggambarkan kemampuan molekul air untuk melakukan difusi. Terdapat tiga sifat larutan yang dapat menemtukan pergerakan air pada osmosis, yaitu hipertonik, hipotonik dan isotonik. Larutan dikatakan hipertonik jika memiliki konsentrasi zat terlarut lebih tinggi dibandingkan larutan pembandingnya, sedangkan isotonik memiliki konsentrasi zat terlarut yang sama dengan larutan pembanding dan kondisi lainnya dikatakan hipotonik. Prinsip osmosis adalah transfer molekul solvent dari lokasi hipotonik menuju hipertonik, melewati membran. Faktor-faktor yang mempengaruhi terjadinya osmosis diantaranya ukuran zat terlarut dan tebal membran. Semakin banyak zat terlarut maka peristiwa terjadinya osmosis akan semakin cepat karena zat terlarut memiliki tekanan osmotik yang berfungsi untuk memecah zat pelarut bergerak melalui membran semipermeabel. Sebaliknya, semakin tebal suatu membran, akan menghambat terjadinya osmosis, karena dapat menyebabkan semakin sulitnya zat terlarut menembus membran tersebut. Membran dikatakan permeabel apabila semua jenis molekul dalam cairan dapat melewati membran, sedangkan suatu membran dikatakan semi permeabel jika hanya dapat dilewati oleh molekul-molekul tertentu saja [2]. Adapula pendepat bahwa membran semipermeabel adalah membran yang dapat dilalui air, namun tidak dapat dilalui oleh zat terlarut seperti protein [4]. Perubahan warna, ph dan tekanan dipengaruhi oleh faktor eksternal dan faktor internal, diantaranya faktor lingkungan dan suhu. Larutan gula dan larutan cuka akan bercampur karena adanya tekanan yang tinggi dan perbedaan konsentrasi antara kedua larutan tersebut. Kesalahan dalam percobaan dikarenakan adanya gangguan pada peralatan ketika sedang melakukan percobaan. Peralatan yang digunakan mengalami mati sesaat karena dipakai terus-menerus selama 24 jam. E. SIMPULAN Difusi merupakan peristiwa mengalirnya atau berpindahnya suatu zat dalam pelarut dari bagian berkonsentrasi tinggi ke bagian berkonsentrasi rendah. Sedangkan osmosis adalah perpindahan air melalui membran semipermeabel selektif dari bagian yang lebih encer ke bagian yang lebih pekat. Ada beberapa faktor yang dapat mempengaruhi proses difusi, salah satunya adalah suhu. Kenaikan suhu akan mengakibatkan molekulnya lebih cepat bergerak sehingga laju difusi semakin cepat. Berdasarkan pengamatan, larutan cuka lebih mudah melakukan difusi karena memiliki konsentrasi yang lebih cair dibanding larutan gula sehingga pergerakan molekul lebih cepat. DAFTAR PUSTAKA [1] Kustiyah Miskonsepsi Difusi dan Osmosis Pada Siswa MAN Model Palangkaraya, Jurnal Ilmiah Guru Kanderang Tingang, Vol. 1, No. 1, Hal :

8 [2] Annur, H dan H.H, Santosa Analisa Temperatur Pada Proses Difusi Obat Dalam Membran Dengan Metode Diferensial Parabolik Untuk Mendeteksi Sinyal Fotoakustik, Jurnal Ilmiah GIGA, Vol. 11, No. 3, Hal: [3] I Made Suma Anthara dan I Nyoman Suartha Homeostasis Cairan Tubuh pada Anjing dan Kucing [Buletin Veteriner Udayana]. Vol.3 No. 1. Hal: [4] Hartanto, WW Terapi Cairan dan Elektrolit Perioperatif. Bagian Farmakologi Klinik dan Terapeutik Fakultas Kedokteran Universitas Padjajaran. Bandung. [5] Guyton AC., Hall JE Textbook of Medical Physiology. Ed 8TH Elseiver Saunders. Philadelphia.

9 Difusi Osmosis Posted: November 23, 2013 in Physics 3 Posted by : Zuhdah Sima atul Kubro Salah satu fungsi membran sel adalah sebagai lalu lintas molekul dan ion secara dua arah. Molekul yang dapat melewati membran sel antara lain ialah molekul hidrofobik (CO2, O2), dan molekul polar yang sangat kecil (air, etanol), karena membran bersifat semipermibale. Molekul lainnya seperti molekul polar dengan ukuran besar (glukosa), ion, dan substansi hidrofilik membutuhkan mekanisme khusus agar dapat masuk ke dalam sel (Darmadi 2012). Kondisi optimal dalam kinerja membran pada umumnya dinyatakan oleh besarnya permeabilitas dan selektivitas membran terhadap suatu spesi kimia tertentu. Makin besar nilai permeabilitas dan selektivitas membran, membran memiliki kinerja yang semakin baik. Jika permeabilitas membran besar maka selektivitasnya akan rendah, demikian pula sebaliknya jika selektivitasnya tinggi maka permeabilitasnya juga akan rendah (Radiman CL dkk 2002) Substansi seperti glukosa dan substansi hidrofilik, untuk masuk dalam sel membutuhkan bantuan, karena substansi tersebut harus melewati membran. Bantuan ini berupa transportasi zat. Transportasi zat melalui membran sel terdiri dari dua macam yaitu, transpor pasif dan transpor aktif. Transport Pasif, merupakan mekanisme perpindahan molekul atau zat yang tidak melewati selaput membran semipermeable dan tidak membutuhkan energi, dan Transpor aktif merupakan transpor partikel-partikel melalui membran semipermeabel yang bergerak melawan gradien konsentrasi yang memerlukan energi dalam bentuk ATP. ATP adalah molekul pembawa energi

10 di dalam sel. Transpor aktif berjalan dari larutan yang memiliki konsentrasi rendah ke larutan yang memiliki konsentrasi tinggi, sehingga dapat tercapai keseimbangan di dalam sel. Adanya muatan listrik di dalam dan luar sel dapat mempengaruhi proses ini (Darmadi 2012). Transpor pasif Dapat berlangsung karena adanya perbedaan konsentrasi larutan di antara kedua sisi membran. Pada transpor pasif tidak rnemerlukan energi rnetabolik. Transpor pasif ini bersifat spontan. Transpor pasif dibedakan menjadi tiga, yaitu difusi sederhana (simple diffusion), difusi dipermudah atau difasilitasi (facilitated diffusion), dan osmosis. Terdapat dua proses fisikokimiawi yang penting dalam transport materi dalam sel yaitu difusi dan osmosis (Alkatiri 1996). Difusi merupakan peristiwa mengalirnya atau berpindahnya suatu zat dalam pelarut dari bagian berkonsentrasi tinggi ke bagian yang berkonsentrasi rendah. Kecepatan difusi ditentukan oleh Jumlah zat yang tersedia, kecepatan gerak kinetik dan jumlah celah pada membran sel. 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). (Kustiyah 2007) Osmosis adalah difusi air melalui selaput yang permeabel secara diferensial dari pelarut berkonsentrasi tinggi (banyak air) ke pelarut yang berkonsentrasi rendah (sedikit air). Proses osmosis akan berhenti jika konsentrasi di dalam dan di luar sel telah seimbang (Hamdi 2013). Osmosis itu sendiri berasal dari bahasa yunani yang berarti mendorong (Lantu 2010) Transpor aktif Merupakan kebalikan dari transpor pasif dan bersifat tidak spontan. Arah perpindahan dari transpor ini melawan gradien konsentrasi. Transpor aktif membutuhkan bantuan dari beberapa protein. Transport aktif

11 terbagi atas transport aktif primer dan sekunder. Transport aktif sekunder juga terdiri atas co-transport dan counter transport (exchange). Transport aktif primer memakai energi langsung dari ATP, misalnya pada Na-K pump dan Ca pump. Pada Na-K pump, 3 Na akan dipompa keluar sel sedang 2 K akan dipompa kedalam sel. Pada Ca pump, ca akan dipompa keluar sel agar konsentrasi Ca dalam sel rendah (Nadjib 2009). Berdasarkankan hasil dari praktikum yang telah dilakukan, di dapat data Berdasarkan hasil praktikum di dapatkan data pada kondisi awal ph larutan asam 4,78 dan larutan gula 7,3, tekanan larutan asam 107,5 kpa dan larutan gula 107 kpa, volume kedua larutan 50 ml. Dan pada kondisi akhir ph larutan asam 4,93 dan larutan gula 6,64, tekanan larutan asam 85,2 kpa dan larutan gula 149 kpa, volume akhir larutan asam menjadi 41,5 ml dan larutan gula menjadi 58,5 ml. Terjadi kenaikan ph dari larutan asam namun pada larutan gula terjadi kebalikannya. Untuk tekanan, pada larutan asam terjadi penurunan tekanan, dan pada gula terjadi kenaikan tekanan. Dan volume, pada larutan asam terjadi penurunan volume, sedangkan untuk larutan gula terjadi kenaikan volume. Pada praktikum, juga terjadi beberapa kesalahan di antaranya ada data yang terhenti. Hal ini terjadi karena beberapa hal, di antaranya pada detik 28 ribu sampai Pada detik 58 ribu, soket sensor yang longgar dan SPARK yang mengalami gangguan internal karena terlalu lama bekerja. KESIMPULAN Pergerakan pada molekul terlebih dahulu harus melewati membran. Pergerakan pada molekul dapat diidentifikasi melalui mekanisme transpor, yang terdiri dari transpor aktif dan transpor pasif. Proses pergerakan molekul

12 ini memanfaatkan proses difusi dan osmosis yang gradien konsentrasi melibatkan gradien konsentrasi. DAFTAR PUSTAKA Alkatiri S Kajian Ringkas Biologi. Airlangga University Press: Surabaya. Darmadi Mekanisme Transpor Pada Membran. [terhubung berkala]. darmadi.disdikporabna.com. [9 Oktober 2013] Hamdi H Transportasi melalui membran sel. [terhubung berkala]. [9 Oktober 2013]. Kustiyah Miskonsepsi Difusi dan Osmosis Pada Siswa MAN Model Palangkaraya. Jurnal Ilmiah Guru Kanderang Tingang 1 : Lantu S Osmoregulasi pada hewan akuatik. jurnal perikanan dan kelautan 1 : Nadjib sistem transpor pada sel. [terhubung berkala]. [9 Oktober 2013] Radiman CL, Yuliany, Suendo V Pengaruh Media Perendam Terhadap Permeabilitas Membran Polisulfon. Jurnal Matematika dan Sains 7 :