Pertanyaan-Pertanyaan Tentang Difusi, Osmosis, dan Tonisitas

1.      Zat-zat apakah yang mempunyai kecenderungan untuk berdifusi ?

Difusi terjadi pada semua jenis zat, termasuk gas-gas, ion-ion dan air. Masuknya air dari luar ke jaringan akar juga merupakan peristiwa difusi. Air bergerak dari daerah yang airnya lebih banyak ke daerah yang airnya lebih sedikit. Gas mampu berdifusi dengan sangat baik di udara. Gas-gas : Uap H2O, O2, CO2, H2S, N2, dst mampu keluar masuk dari dan ke dalam sel akar dan daun tumbuhan. Kondisi lingkungan dan medium yang tepat membuat zat-zat berdifusi dengan baik.

2.      Faktor-faktor lingkungan apa saja yang mempengaruhi laju difusi dalam sel tanaman ?

Terdapat dua (2) faktor penting yang menetukan transpor zat melewati membran, terkait dengan keluar masuknya zat dari dan ke sel. Kedua faktor adalah :

a. Faktor perbedaan (gradien) kondisi fisik luar dengan dalam sel (jaringan). (Perbedaan sistem di luar dan di dalam sel). Perbedaan yang menjadi sumber tenaga penggerak (energi kinetik) zat, yaitu meliputi :

1) gradien kandungan air (beda potensial air)

2) gradien suhu

3) gradien kelembaban

4) gradien tekanan

5) gradien konsentrasi zat yang terlarut dalam air

b. Permeabilitas membran terhadap zat-zat.

Zat-zat yangkeluar masuk dari dan ke sel akar atau daun dapat berupa :

1) Gas-gas : Uap H2O, O2, CO2, H2S, N2, dst

2) Air

3) Ion-ion, yaitu kation (ion positip) dan anion (ion negatif)

Zat-zat yang keluar masuk sel akar atau daun dapat berupa (1) gas-gas, (2) air dan (3) ion-ion. Sifat dari ketiga golongan zat tersebut berbeda, maka permeabilitas membran terhadap zat-zaat tersebut juga berbeda. Karena itu cara penyerapannya juga berbeda.

Seperti telah diuraikan di atas, bahwa difusi terjadi karena adanya perbedaan konsentrasi, suhu atau tekanan. Difusi akan terus berlangsung selama perbedaan tersebut masih ada. Demikian pula air akan terus terserap ke dalam tubuh tumbuhan selama ada perbedaan kadar atau tekanan air antara tanah - jaringan – udara.

3.      Apakah arti osmosis yang sebenarnya ?

Difusi terjadi pada semua jenis zat, termasuk gas-gas, ion-ion dan air. Masuknya air dari luar ke jaringan akar juga merupakan peristiwa difusi. Air bergerak dari daerah yang airnya lebih banyak ke daerah yang airnya lebih sedikit. Kandungan air dalam tanah relatif tidak terbatas (potensial air sebesar-besarnya = mendekati 0) daripada air jaringan akar. Adanya perbedaan kadar air ini mendorong air berdifusi masuk ke dalam akar. Air yang masuk ke dalam akar akan mengisi ruang-ruang antar sel atau masuk ke dalam sel. Air dapat masuk ke dalam sel-sel akar setelah air menembus dinding dan membran sel. Proses air yang bergerak menembus membran sel inilah yang disebut osmosis. Dengan kata lain, osmosis adalah difusi zat menembus membran sel.

4.      Bagaimana kondisi sel yang berada pada lingkungan hipertonik, isotonik, maupun hipotonik ?

Larutan hipertonik

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.

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 isotonik

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. Hal ini juga berbeda dengan larutan hipertonik ataupun larutan hipotonik.

5.      Apakah suhu berpengaruh pada difusi dan osmosis ?

Setiap zat cenderung dalam keadaan bergerak. Tenaga gerak semakin besar pada suhu yang semakin tinggi, sehingga gerak zat akan semakin cepat. Coba perhatikan saat kita memanaskan air. Molekul air akan bergerak semakin cepat bikla akan semakin panas. Adanya gerakan zat ini dapat menjadi salah satu pendorong masuknya zat ke dalam akar.

6.      Bagaimana rumus untuk menghitung nilai osmosis ? apakah itu mutlak bagi semua zat ?

PERSAMAAN VAN’T HOFF

Jacobus Van’t Hoff menemukan hubungan antara tekanan osmotik larutan dan persamaan gas ideal, yaitu :

P V = nRT

P = nRT/ V

M = n/V

Maka persamaan dapat ditulis :         P = MRT

Tekanan osmotik biasa dilambangkan dengan lambang ∏(phi) maka rumus diatas cenderung ditulis sebagai:

∏ = nRT/ V  atau   ∏ = MRT
Persamaan diatas digunakan untuk larutan non-elektrolit. Untuk larutan elektrolit digunakan faktor Van’t Hoff yang dilambangkan dengan i.

Maka persamaannya ditulis ;

∏ = nRTi/ V  atau   ∏ = MRTi

Faktor Van’t Hoff :     i  = 1 + (n’ – 1)α

Ket : n’ = jumlah ion yang dihasilkan

 α = derajat ionisasi

Keterangan :

∏ = Tekanan osmotik (atm)

n  = Jumlah mol zat terlarut (gr/Bm)

V = Volume larutan (l)

M = Molaritas larutan

T  = Suhu larutan (K)

R  = Tetapan gas (0.082 L.atm/K.mol)

i   = Faktor Van’t Hoff

7.      Bagaimana plasmolisis dan plasmoptisis terjadi ?

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. Ada beberapa 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 sama pada sel hewan disebut krenasi.

8.      Apakah yang dimaksud dengan imbibisi ?

Imbibisi adalah peristiwa penyerapan air oleh permukaan zat-zat yang hidrofilik, seperti protein, pati, selulosa, agar-agar, gelatin, liat dan lainnya yang menyebabkan zat tersebut dapat mengembang setelah menyerap air. Kemampuan untuk menyerap air misalnya pada biji biasa disebut dengan potensial imbibisi dan prosesnya disebut dengan imbibisi.

9.      Berilah 3 contoh peristiwa imbibisi !

Biji kacang tanah akan menggelembung jika direndam air hangat kemudian dijemur akan kempis kebali karena air meninggalkan pori-pori kulit kacang.

Akar menyerap air dari tanah dapat dikatakan imbibisi.

Spon yang menyerap air dapat pula dikatakan peristiwa imbibisi.

10.  Bagaimana peran difusi, osmosis, dan imbibisi dalam kehidupan tanaman ?

Untuk hidup, tumbuhan membutuhkan air, gas-gas serta zat-zat hara yang diambil dari lingkungannya. Tumbuhan memiliki akar, batang dan daun dengan fungsinya masing-masing. Pada umumnya, air dan zat-zat hara tanah diserap melalui akar. Sebagian zat yang lain terutama gas O2 dan CO2, diserap melalui daun. Selanjutnya, zat-zat tersebut akan dibawa ke daun karena daun merupakan pusat aktivitas penyusunan zat-zat yang dibutuhkan tumbuhan. Terdapat tiga cara zat dibawa atau diserap tanaman, yaitu :

1) Difusi sederhana. Khusus untuk difusi air lewat membran disebut osmosis.

2) Difusi dengan fasilitasi,

3) Transpor aktif.

Imbibisi juga menggunakan dasar dari difusi.