praktikum 1 "Tekanan osmotik"

LAPORAN PRAKTIKUM

INDIVIDU

        I.            JUDUL

“TEKANAN OSMOTIK”

     II.            TUJUAN

“Tujuan dari praktikum ini adalah untuk mengetahui tekanan osmotik pada wortel dengan air biasa dan larutan garam dapur”

   III.            LANDASAN TEORI

Pada hakikatnya tekanan osmotik merupakan suatu proses tekanan yang menyebabkan difusi. Osmotik juga merupakan difusi dari tiap pelarut melalui suatu selaput yang permeabel secara diferensial. Membran sel yang meloloskan molekul tertentu, tetapi menghalangi molekul lain dikatakan permeabel secara diferensial. Pelarut universal adalah air.

Secara sederhana dapat dikatakan bahwa osmosis adalah difusi air melalui selaput yang permeabel secara differensial dari suatu tempat berkonsentrasi tinggi ketempat berkonsentrasi rendah. Pertukaran air antara sel dan lingkungan adalah suatu faktor yang sangat penting sehingga memerlukan suatu penamaan khusus yaitu osmosis (Salisbury & Ross, 1995).

Bisa juga, Osmosis adalah peristiwa mengalirnya molekul-molekul pelarut ke dalam larutan secara spontan melalui selaput semipermeabel, atau peristiwa mengalirnya molekul-molekul zat pelarut dari larutan yang lebih encer ke larutan yang lebih pekat. Proses osmosis terdapat kecenderungan untuk menyetimbangkan konsentrasi antara dua larutan yang saling berhubungan melalui membran.

Osmosis merupakan difusi air melintasi membran semipermeabel dari daerahdimana air lebih banyak ke daerah dengan air yang lebih sedikit. Osmosis sangat ditentukan oleh potensial kimia air atau potensial air, yang menggambarkan kemampuan molekul air untuk dapat melakukan difusi. Sejumlah besar volume air akan memiliki kelebihan energi bebas daripada volume yang sedikit, di bawah kondisi yang sama. Energi bebas zuatu zat per unit jumlah, terutama per berat gram molekul (energi bebas mol^-1) disebut potensial kimia. Potensial kimia zat terlarut kurang lebih sebanding dengan konsentrasi zat terlarutnya. Zat terlarut yang berdifusi cenderung untuk bergerak dari daerah yang berpotensi kimia lebih tinggi menuju daerah yang berpotensial kimia lebih kecil (Ismail, 2006).

Osmosis adalah difusi melalui membran semipermeabel. Masuknya larutan kedalam sel-sel endodermis merupakan contoh proses osmosis. Dalam tubuh organisme multiseluler, air bergerak dari satu sel ke sel lainnya dengan leluasa. Selain air, molekul-molekul yang berukuran kecil seperti O₂ dan CO₂ juga mudah melewati membran sel. Molekul-molekul tersebut akan berdifusi dari daerah dengan konsentrasi tinggi ke konsentrasi rendah. Proses Osmosis akan berhenti jika konsentrasi zat di kedua sisi membran tersebut telah mencapai keseimbangan (Anonim, 2009).

Struktur dinding sel dan membran sel berbeda. Membran memungkinkan molekul air melintas lebih cepat daripada unsur terlarut, dinding sel primer biasanya sangat permeable terhadap keduanya. Memang membran sel tumbuhanmemungkinkan berlangsungnya osmosis, tapi dinding sel yang tegar itulah yang menimbulkan tekanan. Sel hewan tidak mempunyai dinding, sehingga bila timbul tekanan didalamnya, sel tersebut sering pecah, seperti yang terjadi saat sel darah merah dimasukkan dalam air. Sel yang turgid banyak berperan dalam menegakkan tumbuhan yang tidak berkayu (Salisbury, 1995).

Prinsip osmosis: transfer molekul solvent dari lokasi hipotonik (potens irendah) solution menuju hipertonik solution, melewati membran. Jika lokasi hipertonik solution kita beri tekanan tertentu, osmosis dapat berhenti, atau malah berbalik arah (reversed osmosis).Besarnya tekanan yang dibutuhkan untuk menghentikan osmosis disebut sebagai osmotik press.

Jika dijelaskan sebagai konsep termodinamika, osmosis dapat dianalogikan sebagai proses perubahan entrropi. Komponen solvent murni memiliki entropi rendah, sedangkan komponen berkandungan solut tinggi memiliki entropi yg tinggi juga. Mengikuti Hukum Termo II: setiap perubahan yang terjadi selalu menuju kondisi entropi maksimum, maka solvent akan mengalir menuju tempat yg mengandung solut lebih banyak, sehingga total entropi akhir yang diperoleh akan maksimum. Solvent ak[an kehilangan entropi, dan solut akan menyerap entropi. “Orang miskin akan semakin miskin, sedang yang kaya akan semakin kaya”. Saat kesetimbangan tercapai, entropi akan maksimum, atau gradien (perubahan entropi terhadap waktu) = 0. Ingat : pada titik ekstrim, , ds/dt= 0 (Wibosono, 2009).

Osmosis Balik adalah Proses osmosis suatu larutan dapat dihentikan. Proses osmosis juga bahkan dapat dibalikkan arahnya dengan menerapkan tekanan yang lebih besar dari tekanan osmosis larutan. Proses ini dinamakan osmosis balik. Osmosis balik berguna dalam desalinasi (penghilangan garam) air laut untuk memperoleh air tawar dan garam dapur.

a)      Alat desalinasi air laut melalui osmosis balik.

b)      Alat desalinasi tersusun atas silinder-silinder yang dinamakan permeator, yang mengandung jutaan serat berongga  kecil.

c)      Dengan adanya tekanan, air laut masuk ke dalam permeator dan masuk ke dalam serat berongga sehingga ion-ion garam dapat dipisahkan dari air laut.

Penerapan tekanan dari luar yang melebihi nilai π menyebabkan terjadinya osmosis balik. Pada proses desalinasi, molekul-molekul air keluar dari larutan meninggalkan zat terlarut. Membran yang dapat digunakan untuk proses osmosis balik adalah selulosa asetat. Membran ini dapat dilewati oleh molekul air, tetapi tidak dapat dilewati oleh ion-ion garam dari air laut.

Osmosis sangat ditentukan oleh potensial kimia air atau potensial air, yang menggambarkan kemampuan molekul air untuk dapat melakukan difusi. Sejumlah besar volume air akan memiliki kelebihan energi bebas daripada volume yang sedikit, dibawah kondisi yang sama. Energi bebas suatu zat per unit jumlah, terutama per berat gram molekul (energi bebas mol^-1) disebut potensial kimia. Potensial kimia zat terlarut kurang lebih sebanding dengan konsentrasi zat terlarutnya. Zat terlarut yang berdifusi cenderung untuk bergerak dari daerah yang berpotensi kimia lebih tinggi menuju daerah yang potensial kimianya lebih kecil (Sasmitamihardja, 1996).

Tekanan osmotik tergolong sifat koligatif karena harganya bergantung pada konsentrasi dan bukan pada jenis partikel zat terlarut. Menurut Van’t Hoff, tekanan osmotik larutan-larutan encer dapat didekati dengan rumus yang serupa dengan persamaan gas ideal, yaitu:

π = MRT

Dengan:

π   = Tekanan osmotik

M  = Molaritas larutan

V   = Volume larutan ( liter)

R   = Tetapan gas (0,082 L atm/mol^-1 K^-1)

T   = Suhu (K)

Contoh :

Berapakah tekanan osmotik larutan yang dibuat dari 18 g glukosa yang dilarutkan ke dalam air hingga volume larutan 250 ml?

(Diketahui suhu larutan 27°C dan R = 0,082 L atm mol^–1 K^–1)

Jawab:
Jumlah mol C₆H₁₂O₆

Tekanan osmotik larutan: π=(n/v) RT
π = 0,1mol/0,25L × 0,082 L atm mol^–1 K^–1× 300 K
   = 9,84 atm
Jadi, tekanan osmotik larutan sebesar 9,84 atm

Dalam suatu sistem osmosis, larutan isotonik adalah suatu larutan yang mempunyai konsentrasi zat terlarut yang sama (tekanan osmotik yang sama) seperti larutan yang lain,sehingga tidak ada pergerakan air. Larutan isotonik dengan larutan pada sel tidak melibatkan pergerakan jaringan molekul yang melewati membran biologis tidak sempurna. Larutan-larutan yang tersisa dalam kesetimbangan osmotik yang berhubungan dengan membran biologis tertentu disebut isotonik. Ini berbeda dengan larutan-larutan iso-osmotik yang tidak melibatkan pergerakan jaringan molekul ketika dipisahkan oleh membran semipermeabel. Sebuah larutan yang mempunyai konsentrasi garam yang sama, contohnya sel-sel tubuh yang normal dan darah. Hal ini juga berbeda dengan larutan hipertonik ataupun larutan hipotonik. Minuman isotonik dapat di minum untuk menggantikan fluida dan mineral yang digunakan tubuh selama aktifitas fisik. Larutan hipotonik adalah suatu larutan dengan konsentrasi zat terlarut lebih rendah (tekanan osmotik lebih rendah) dari pada yang lain sehingga air bergerak ke dalam sel. Dengan menempatkan sel dalam lingkungan hipotonik, tekanan osmotik menyebabkan jaringan mengalirkan air ke dalam sel, sehingga menyebabkan sel pecah dan tidak berfungsi.
Larutan hipertonik adalah suatu larutan dengan konsentrasi zat terlarut lebih tinggi (tekanan osmotik yang lebih tinggi) dari pada yang lain sehingga air bergerak ke luar sel. Dalam lingkungan hipertonik, tekanan osmotik menyebabkan air mengalir keluar sel. Jika cukup air dipindahkan dengan cara ini, sitoplasma akan mempunyai konsentrasi air yang sedikit sehingga sel tidak berfungsi lagi.

Penerapan Tekanan Osmosis dalam Kehidupan Sehari-hari

1.      Mengontrol Bentuk Sel

Jika dua buah larutan yang dipisahkan oleh membran semipermeabel memiliki tekanan osmotik sama, kedua larutan tersebut isotonik satu dengan yang lainnya. Jika salah satu larutan memiliki tekanan osmotik lebih besar dari larutan yang lain, larutan tersebut dinamakan hipertonik. Jika larutan memiliki tekanan osmotik lebih kecil daripada larutan yang lain, larutan tersebut dinamakan hipotonik. Tekanan osmosik memainkan peranan penting dalam sistem hidup. Misalnya, dinding sel darah merah berfungsi sebagai membran semipermeabel terhadap pelarut sel darah merah. Penempatan sel darah merah dalam larutan yang hipertonik relatif terhadap cairan dalam sel menyebabkan cairan sel keluar sehingga mengakibatkan sel mengerut.

Proses pengerutan sel seperti ini disebut krenasi. Penempatan sel darah dalam larutan yang hipotonik relatif terhadap cairan dalam sel menyebabkan cairan masuk ke dalam sel sehingga sel darah merah akan pecah. Proses ini dinamakan hemolisis. Seseorang yang membutuhkan pengganti cairan tubuh, baik melalui infus maupun meminum cairan pengganti ion tubuh harus memperhatikan konsentrasi cairan infus atau minuman. Konsentrasi cairan infus atau minuman harus isotonik dengan cairan dalam tubuh untuk mencegah terjadi krenasi atau hemolisis.

2.      Mesin Cuci Darah

Pasien penderita gagal ginjal harus menjalani terapi cuci darah. Terapi menggunakan metode dialisis, yaitu proses perpindahan molekul kecil-kecil seperti urea melalui membran semipermeabel dan masuk ke cairan lain, kemudian dibuang. Membran tak dapat ditembus oleh molekul besar seperti protein sehingga akan tetap berada di dalam darah.

3.      Pengawetan Makanan

Sebelum teknik pendinginan untuk mengawetkan makanan ditemukan, garam dapur digunakan untuk mengawetkan makanan. Garam dapat membunuh mikroba penyebab makanan busuk yang berada di permukaan makanan.

4.      Membasmi Lintah

Garam dapur dapat membasmi hewan lunak, seperti lintah. Hal ini karena garam yang ditaburkan pada permukaan tubuh lintah mampu menyerap air yang ada dalam tubuh sehingga lintah akan kekurangan air dalam tubuhnya.

5.      Penyerapan Air oleh Akar Tanaman

Tanaman membutuhkan air dari dalam tanah. Air tersebut diserap oleh tanaman melalui akar. Tanaman mengandung zat-zat terlarut sehingga konsentrasinya lebih tinggi daripada air di sekitar tanaman sehingga air dalam tanah dapat diserap oleh tanaman.

6.      Desalinasi Air Laut Melalui Osmosis Balik

Osmosis balik adalah perembesan pelarut dari larutan ke pelarut, atau dari larutan yang lebih pekat ke larutan yang lebih encer. Osmosis balik terjadi jika kepada larutan diberikan tekanan yang lebih besar dari tekanan osmotiknya.

Osmosis balik digunakan untuk membuat air murni dari air laut. Dengan memberi tekanan pada permukaan air laut yang lebih besar daripada tekanan osmotiknya, air dipaksa untuk merembes dari air asin ke dalam air murni melalui selaput yang permeabel untuk air tetapi tidak untuk ion-ion dalam air laut. Tanpa tekanan yang cukup besar, air secara spontan akan merembes dari air murni ke dalam air asin.

Penggunaan lain dari osmosis balik yaitu untuk memisahkan zat-zat beracun dalam air limbah sebelum dilepas ke lingkungan bebas.

  IV.            ALAT DAN BAHAN

ü  Alat:

o   Sendok

o   Aqua botol bekas 3 buah

o   Pisau

o   Sendok makan 1 buah

ü  Bahan

o   Wortel segar 3 buah

o   Garam dapur 15 sendok makan

o   Air bersih secukupnya

     V.            CARA KERJA

      Kegiatan 1

·         Potong kepala botol aqua tersebut

·         Isi botol tersebut dengan air biasa secukupnya

·         Masukkan wortel kedalam botol aqua yang sudah berisi air tersebut

·         Amati dan catat perubahan yang terjadi pada wortel tersebut selama 7 hari atau 1 minggu

·         Catat hasil pengamatan pada tabel hasil pengamatan

      Kegiatan 2

·         Potong kepala botol aqua tersebut

·         Isi botol tersebut dengan air,kemudian tambahkan 5 sdm garam dapur, aduk hingga merata.

·         Masukkan wortel kedalam botol aqua yang sudah berisi larutan garam.

·         Amati dan catat perubahan yang terjadi pada wotel tersebut selama 7 hari atau 1 minggu.

·         Catat hasil pengamatan pada tabel hasil pengamatan.

      Kegiatan 3

·         Potong kepala botol aqua tersebut

·         Isi botol tersebut dengan air,kemudian tambahkan 10 sdm garam dapur, aduk hingga merata.

·         Masukkan wortel kedalam botol aqua yang sudah berisi larutan garam.

·         Amati dan catat perubahan yang terjadi pada wotel tersebut selama 7 hari atau 1 minggu.

·         Catat hasil pengamatan pada tabel hasil pengamatan.

  VI.            TABEL HASIL PENGAMATAN

hari	Jenis air	Perubahan yang terjadi	gambar
1	Air biasa	*Air berwarna bening *warna wortel orange segar *posisi wortel tenggelam total
	Larutan garam 5 sdm	*air berwarna sedikit putih keruh *warna wortel orange segar *posisi wortel melayang *dipermukaan muncul buih *garam tidak larut total
	Larutan garam 10 sdm	*air berwarna sedikit putih keruh *posisi wortel melayang *muncul buih di permukaan air *warna wortel orange segar *garam mengendap didasar tidak larut total

2	Air biasa	*warna wortel semakin cerah *air sedikit keruh tidak bening *kulit luar wortel mengelupas sebagian *bagian wortel yang didasar tumbuh akar *ukuran semakin besa
	Larutan garam 5 sdm	*didinding botol muncul buih *warna wortel sedikit pucat dan keriput *belum tenggelam total *buih berkuran
	Larutan garam 10 sdm	*posisi wortel tenggelam total *wortel menjadi keriput atau layu *kulit luar wortel mengelupas *buih berkurang dan air keruh *muncul gelembung gas didinding botol
3	Air biasa	*posisi wortel melayang *akar semakin banyak *di permukaan muncul buih berwarna putih(seperti gaji) *muncul semacam jamur di wortel *air semakin putih keruh *muncul gelembung di wortel yang dekat dasar
	Larutan garam 5 sdm	*gelembung didinding botol semakin banyak *wortel semakin keriput *muncul gelembung diwortel *tumbuh akar di wortel *ukuran semakin kecil
	Larutan garam 10 sdm	*wortel semakin keriput *buih berkurang *garis hitam diwortel semakin banyak
4	Air biasa	*bau nya mulai busuk atau tidak enak *air berkurang 0,7cm *semakin melayang *warna air semakin putih keruh *jamur di wortel semakin banyak *buih yang seperti gaji semakin banya
	Larutan garam 5sdm	*posisi wortel tenggelam total *air berkurang 0,2cm *semakin keriput
	Larutan garam 10sdm	*air berkurang 0,2 *buih berkurang *muncul gelembung yang menempel diwortel
5	Air biasa	*jamur di wortel semakin banyak *buih yang mengendal di atas permukaan air semakin banyak *posisi wortel semakin melayang *air berkurang 1cm Bau semakin busuk *warna air semakin putih keruh
	Larutan garam 5 sdm	*buih di permukaan semakin berkurang *akar yang tumbuh semakin panjang kira-kira 3,5cm *air berkurang 0,3c
	Larutan garam 10 sdm	*gelembung semakin sedikit *air berkurang 0,4cm *buih dipermukaan berkurang
6	Air biasa	*air berkurang 1,4cm *warna air semakin putih keruh *bau semakin busuk
	Laruta garam 5 sdm	*buih dipermukaan hilang *air berkurang 0,3cm *bau nya sedikit masam
	Larutan garam 10 sdm	*buih berkurang *air berkurang 0,5 *warna air tetap
7	Air biasa	*bau semakin busuk *buih yang mengendal semakin banyak hampir memenuhi permukaan air *air berkurang 1,8cm *wortel berjamur *warna air semakin putih keruh
	Larutan air gram 5 sdm	*bau semakin busuk *buih yang mengendal semakin banyak hampir memenuhi permukaan air *air berkurang 1,8cm *wortel berjamur *warna air semakin putih ker
	Larutan garam 10sdm	*endapan semakin banya*air berkurang 0,6cm

VII.            PEMBAHASAN

1.      AIR BIASA : jika di timbang beratnya akan tetap,tidak akan mengalami proses yang signifikan

2.      AIR GARAM: jika ditimbang akan mengalami penurunan berat ,Karena larutan garam termasuk dalam larutan yang pekat. Selain itu, wortel yang di masukkan ke air garam, sel-selnya akan mengalami proses plasmolisis. Plasmolisis adalah peristiwa lepasnya membran plasma dari dinding sel karena peristiwa osmosis. Peristiwa lepasnya membran sel dari dinding sel (plasmolisis) dapat terjadi jika sel tumbuhan (dalam percobaan ini adalah wortel) diletakkan di larutan garam terkonsentrasi (hipertonik), sel-sel wortel akan kehilangan air dan juga tekanan turgor, menyebabkan sel-sel wortel tersebut lemah dan 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.

VIII.            KESIMPULAN

Osmosis merupakan perpindahan pelarut dari konsentrasi pelarut tinggi(encer) ke konsentrasi pelarut yang rendah (pekat)

*wortel pada larutan air

Teksturnya menjadi keras karena air bersifat hipotonik sehingga air dapat masuk ke dalam sel-sel wortel

*wortel pada larutan garam

Teksturnya menjadi lunak atau lembek karena garam merupakan larutan pekat(hipertonik) dan semakin pekat suatu larutan,semakin tinggi juga daya hipertoniknya sehingga semakin berkurang sel-sel nya dan semakin lembek.