PRAKTIKUM 12: OSMOSIS DALAM DAUN RHODEO DISCOLOR

Selasa, 16 Agustus 2011

Welcome to chemistry class at 12 th grade

SMA Xaverius 1 Jambi.

APLIKASI TEKANAN OSMOSIS DALAM

KEHIDUPAN SEHARI-HARI

Aplikasi tekanan osmotik pada mekanisme transportasi air dalam sel tanaman.

Setiap makhluk hidup disusun dari miliaran sel. Sebagian besar sel makhluk hidup mengandung air yang disimpan dalam plasma sel (sitoplasma). Sel ini dibungkus oleh selaput tipis yang disebut membran plasma. Selaput ini merupakan membran dwi lapis membran yang bertugas mengatur secara selektif, keluar masuknya cairan dari dan ke dalam sel.

Pada dasarnya pengangkutan melalui membrane sel dapat terjadi secara pasif maupun secara aktif. Pengangkutan secara pasif terjadi jika mengikuti arah gradient konsentrasi, artinya dari larutan yang memiliki konsentrasi tinggi menuju larutan yang memiliki konsentrasi rendah. Proses ini terjadi tanpa memerlukan energi hasil metabolisme. Sedangkan pada proses pengangkutan secara aktif memerlukan energi hasil metabolisme seperti ATP (Adenosin Tri Phospat) karena prosesnya terjadi melawan arah gradient konsentrasi.

Proses difusi dan osmosis merupakan contoh proses pengangkutan secara pasif. Osmosis adalah proses perpindahan partikel air dari konsentrasi rendah ke konsentrasi tinggi melalui membran semipermeabel. Sedangkan difusi adalah proses perpindahan partikel terlarut dari konsentrasi tinggi ke konsentrasi rendah dengan tenaga kinetiknya sendiri. Tenaga yang mendorong masuknya air ke dalam sel adalah aktifitas molekul, tekanan hidrostatik,dan tekanan osmosis. Bila isi sel menyerap larutan maka terjadilah tekanan turgor yang menekan membran plasma keluar ke arah dinding sel. Karena dinding sel merupakan massa yang kaku, maka akan terjadi tekanan yang melawan arah tekanan turgor.

Proses osmosis sangat berperan dalam proses penyerapan air dalam tumbuhan. Sedangkan penyerapan mineral yang terlarut dalam tanah dilakukan secara difusi, yang nanti akan diedarkan ke seluruh bagian tumbuhan. Terjadinya pengangkutan itu akan menyebabkan tekanan turgor sel, sehingga mampu membesar dan mempunyai bentuk tertentu. Osmosis juga memungkinkan terjadinya membuka dan menutupnya stomata.

Salah satu alasan mengapa tekanan osmotik juga merupakan mekanisme utama dalam pengangkutan air ke bagian atas tumbuhan adalah karena daun terus-menerus kehilangan air ke udara. Proses ini disebut transpirasi. Akibat transpirasi konsentrasi zat terlarut dalam cairan daun meningkat. Oleh karena itu air didorong ke atas lewat batang, cabang, dan ranting-ranting pohon oleh tekanan osmotik. Sebagai contoh diperlukan tekanan sebesar 10-15 atm untuk mengangkut air ke daun di pucuk pohon redwood di California, yang tingginya mencapai sekitar 120 m.

Daun memiliki daya isap. Daya isap daun merupakan kemampuan daun untuk mengambil atau menyerap air dari batang karena tekanan osmosis sel-sel daun lebih tinggi dibandingkan sel-sel pada batang. Perbedaan tekanan osmosis disebabkan daun selalu mengeluarkan airnya lewat peristiwa gutasi.

Suatu keadaan yang menarik adalah terjadinya plasmolisis. Keadaan ini merupakan dampak dari peristiwa osmosis. Jika sel tumbuhan diletakkan di larutan garam terkonsentrasi (hipertonik), sel tumbuhan akan kehilangan air dan juga tekanan turgor, menyebabkan sel tumbuhan lemah. Tumbuhan dengan sel dalam kondisi seperti ini layu. Kehilangan air lebih banyak akan menyebabkan terjadinya plasmolisis: tekanan terus berkurang sampai di suatu titik di mana protoplasma sel terkelupas dari dinding sel, menyebabkan adanya jarak antara dinding sel dan membran. Akhirnya cytorrhysis – runtuhnya seluruh dinding sel – dapat terjadi. Tidak ada mekanisme di dalam sel tumbuhan untuk mencegah kehilangan air secara berlebihan, juga mendapatkan air secara berlebihan, tetapi plasmolisis dapat dibalikkan jika sel diletakkan di larutan hipotonik. Proses yang sama terjadi pada sel hewan yang disebut krenasi.

Plasmolisis hanya terjadi pada kondisi ekstrem, dan jarang terjadi di alam. Biasanya terjadi secara sengaja di laboratorium dengan meletakkan sel pada larutan bersalinitas tinggi atau larutan gula untuk menyebabkan ekosmosis, seringkali menggunakan tanaman Elodea atau sel epidermal bawang yang memiliki pigmen warna sehingga proses dapat diamati dengan jelas menggunakan mikroskop.

Bila sel tumbuhan dimasukkan kedalam cairan hipotonik, turgor sel akan meningkat. Bila berada dalam keadaan isotonik (larutan yang konsentrasinya sama dengan konsentrasi isi sel,maka sebagian sel yang ada mengalami plasmolisis,sebagian sel tidak. Keadaan ini dapat dipakai untuk menentukan tekanan osmosis sel dengan meletakkan pada larutan yang ditentukan molaritas larutan atau tekanan osmotiknya dan melihat berapa banyak sel yang terplasmolisis.

Tekanan osmosis dalam membran sel darah merah

Selain pada sel tanaman, peristiwa osmosis memainkan peranan yang sangat penting pada tubuh makhluk hidup manusia dan hewan, misalnya, pada membran sel darah merah. Apakah yang terjadi jika sel darah merah dimasukkan ke dalam suatu larutan hipertonik (lebih pekat)? Di sini akan terjadi yang disebut krenasi. Air yang terdapat dalam sel darah akan ditarik keluar dari sel sehingga sel mengerut dan rusak. Sebaliknya, jika Anda meletakan sel darah merah dalam suatu larutan yang bersifat hipotonik (lebih encer) maka sel darah merah akan mengembang dan akhirnya pecah. Mengapa? air dari larutan di sekitar sel darah merah akan ditarik masuk ke dalam sel. Proses ini disebut hemolisis.

Aplikasi tekanan osmosis dalam dunia kedokteran

Ketika pasien tidak mampu lagi mengonsumsi minuman dan makanan maka dokter akan memberikan nutrisi melalui infus. Dalam hal ini larutan nutrisi dimasukan langsung ke dalam pembuluh darah. Larutan ini harus memiliki tekanan osmotik yang sama dengan tekanan osmotik darah agar sel darah tidak mengalami krenasi atau hemolisis karena sangat membahayakan jiwa pasien. Tekanan osmotik darah pada suhu 25 ^o C adalah 7,7 atm oleh karena itu, jika pasien akan diberi larutan glukosa melalui infus,konsentrasi glukosa yang digunakan harus berkadar 5,3%. Mengapa?

Dalam dunia farmasi, balsam atau salap dibuat secara hipertonik agar dapat mengeluarkan bisul pada tubuh. Dengan demikian bisul akan segera kempes.

Aplikasi tekanan osmosis dalam industri makanan.

Industri makanan ringan baik skala rumah tangga maupun pabrik sering memanfaatkan konsep tekanan osmosis pada pengawetan selai dan jeli. Gula dalam jumlah yang banyak ternyata penting dalam proses pengawetan karena gula membantu membunuh bakteri yang bisa mengakibatkan botulisme. Bila sel bakteri berada dalam larutan gula hipertonik (konsentrasi tinggi), air intrasel cenderung untuk bergerak keluar dari sel bakteri ke larutan yang lebih pekat. Proses ini yang disebut krenasi (crenation), menyebabkan sel mengerut dan akhirnya tidak berfungsi lagi. Keasaman alami buah-buahan juga menghambat pertumbuhan bakteri.

PERTANYAAN

Mengapa tekanan osmosis merupakan tekanan hidrostatis?

Mengapa jika Anda memupuk tanaman dengan menggunakan pupuk yang terlalu banyak (pekat) justru membuat tanaman mati.

Jelaskan bagaimana terjadinya pembengkakan tubuh yang disebut OEDEMA

jika kita mengonsumsi makanan berkadar garam tinggi?

Bagaimana cara tumbuhan mempertahankan tekanan osmosisnya terkait transpirasi maupun gutasi?

FUN WITH CHEMISTRY

PERCOBAAN PLASMOLISIS Pada Daun Rhoeo discolor ( Daun Adam and Eva)

Air menjadi kebutuhan pokok bagi semua tanaman juga merupakan bahan penyusun utama dari protoplasma sel. Rhoeo discolor merupakan tumbuhan yang banyak tumbuh di daerah tropis dengan ciri yaitu dengan bentuk daunnya yang memanjang seperti daun jagung, mempunyai warna ungu pada permukaan bawah dan warna hijau di permukaan atas.

Suatu percobaan yang menunjukan proses osmosis adalah suatu percobaan yang mengamati suatu lubang bawah dari tabung gelas ditutup dengan selaput. Selaput itu berfungsi sebagai membran permeabel secara differensiasi, yang meloloskan melekul-molekul air secara cepat, tetapi menghalangi molekul yang lebih besar

Tekanan osmosis cairan dapat ditentukan dengan cara mencari suatu larutan yang mempunyai tekanan osmosis sama dengan cairan tersebut. Dalam cara ini kita dapat mengambil patokan pada terjadinya peristiwa plasmolisis sel. Dalam keadan insipien plasmolisis tekanan osmosis cairan sel adalah sama dengan tekanan osmosis larutan dalam massa jaringan sel tersebut direndam. Peristiwa plasmolisis yang terjadi dapat dilihat di bawah mikroskop.

Konsep Kerja Membuktikan Adanya Plasmolisis adalah:

Daun Rhoeo Discolor disayat kecil dan rendam dalam air gula (sukrosa) dengan berbagai kepekatan.

(1) Lakukan pada 0 M sukrosa (sebagai blanko atau variabel kontrol) yaitu air AQUA saja.

(2) Lakukan pada 1 M dan 2 M sukrosa (sebagai variabel variasi). Mr sukrosa= 342 g/mol.

Pengamatan penampang sel dilakukan di bawah mikroskop.

Dengan kondisi diluar sangat pekat ( Hypertonis ) maka pigmen daun ungu pada Rhoeo discolor akan keluar terserap larutan diluar yang pekat. Keadaan sel dapat dilihat di bawah mikroskop. Semakin pekat larutan maka plasmolisis akan makin cepat terjadi. Buatlah grup percobaan Anda dan kerjakan eksperimen ini.