Konsep Difusi & Osmosis
Materi ini terambil dari forum Facebook "Diskusi OSN Biologi" melalui postingan oleh Ida Bagus Made Artadana, tanggal 23 Februari 2017. Diedit oleh Wilson Gomarga
Difusi dan osmosis adalah konsep yang sederhana namun masih banyak yang kelisru mengenai konsep ini. berikut gambar yang saya ambil cari buku Campbell.
Pergerakan molekul terjadi karena adanya perbedaan konsentrasi. Pergerakan akan berhenti jika keseimbangan konsentrasi tercapati.
Difusi adalah pergerakan molekul dari konsentrasi tinggi ke rendah. dalam larutan, ketika difusi terjadi maka baik pelarut dan zat terlarut dapan berpindah sesuai dengan gradien konsentrasinya. Air akan berpindah dari larutan encer ke pekat sedangkan zat terlarut dari larutan pekat ke encer. hasil akhir dari difusi adalah dua ruang dengan volume sama dan konsentrasi sama.
Bagaimana dengan osmosis: pada osmosis, membran sel yang bersifat semipermeabel menyebabkan zat terlarut tidak bebas berpindah. sehingga hanya air yang akan bisa berpindah melewati membran tersebut. Pada kasus osmosis air berpindah dari larutan yang lebih encer ke larutan yang lebih pekat sedangkan zat terlarut tidak ikut berpindah. akibatnya volume larutan pada larutan encer akan berkurang sedangkan volume pada larutan pekat akan meningkat. dan pada keadaan keseimbangan konsentrasi ke dua ruang akan sama namun volumenya berbeda.
Ingat pergerakan molekul bertujuan untuk menyeimbangkan konsentrasi. ini konsep pentingnya.
Perlu diketahui jika difusi pada satu zat terlarut tidak mempengaruhi zat terlarut lainnya. Contohnya seperti ini. Anggaplah terdapat sebuah tabung yang dipisahkan bagian kiri dan kanannya. Ada zat terlarut warna merah dan warna biru dengan konsentrasi yang sama. Jangan sampai teman-teman berpikir "hmm, karena ini dipisahkan kiri-kanan awalnya kan sepertinya seimbang gradien konsentrasinya, jadi molekul biru dan merah tidak akan bergerak." Nyatanya, kalau bicara tentang difusi, kita lihat zat terlarut masing-masing. Berarti molekul merah masih banyak di kiri, artinya saat pembatas dihilangkan, dia akan cenderung bergerak ke daerah yang konsentrasi molekul merahnya rendah, tanpa memperhatikan konsentrasi si biru. Paham ya?
Hal di atas bisa terjadi karena kedua zat bebas bergerak ke daerah mana saja. Sekarang kalau bicara osmosis berarti ada membran semipermeable di mana cuman bisa air doang yang lewat.
Sekarang pikirkan soal ini:
Pada tabung berbentuk U yang dipisahkan membran yang permeable terhadap air dan glukosa, tetapi tidak terhadap sukrosa. Sisi A diisi dengan larutan sukrosa 2 M serta glukosa 1 M. Sisi B diisi dengan 1 M sukrosa dan 2 M glukosa.
Pada awalnya pada sisi A, dibanding sisi B, maka...
A. mempunyai konsentasi zat terlarut yang lebih rendah
B. mempunyai konsentrasi zat terlarut yang lebih tinggi
C. mempunyai konsentrasi zat terlarut yang seimbang
Yang mana jawabannya?? kalau kita melihat konsentrasi zat terlarut, maka di situ yang terlarut ada sukrosa dan glukosa. Pada awalnya, di sisi A ada 3 Molar zat terlarut, begitu juga dengan B. Kok bisa langsung ditambahkan saja? Karena sukrosa dan glukosa bukan senyawa ionik. Berarti dalam volume 1 liter akan terdapat 2 mol sukrosa dan 1 mol glukosa, berarti 3 mol zat terlarut dalam 1 liter = 3 M kan? :) Jadi jawabannya C.
pada masa SEBELUM ekuilbirum tercapai, maka molekul mana yang akan menunjukkan pergerakan menuju membran?
a. air
b. glukosa
c. sukrosa
d. air dan sukrosa
e. air dan glukosa
Kita tahu kalau membran tersebut permeable terhadap air dan glukosa, maka tentu tanpa memperhatikan konsentrasi sukrosa, si glukosa bakal menyeimbangkan konsentrasinya, yang awalnya di sisi A ada 1 M glukosa, di B ada 2 M glukosa, nanti molekul glukosa di sisi B akan cenderung bergerak ke arah A sehingga pada kedua sisi konsentrasinya seimbang jadi 1.5 M. Prinsip ini sama seperti konsep difusi yang dijelaskan sebelumnya.
Pada saat yang sama pula, si air juga bakal bergerak karena ada ketidakseimbangan konsentrasi sukrosa. Tapi karena sukrosa gak bisa gerak, jadi airnya yang bakal gerak. Si air akan berdifusi dari konsentrasi air yang besar ke yang kecil. Air bebas bakal banyak di B karena lebih sedikit air yang berinteraksi dengan sukrosa 1 M dibanding sukrosa 2 M melalui ikatan hidrogen kan? Akhirnya si air bergerak dari B ke A jadi volume air di A lebih tinggi tapi penambahan volume ini akan membuat konsentrasi sukrosa di A dan B jadi seimbang yaitu 1.5 M. Kok bisa?!?!?!
Misal di A ada 100 molekul dalam volume 5 mililiter, dan di B ada 50 molekul dalam volume 5 mililiter. Maka konsentrasi A = 20 molekul/ml, B = 10 molekul/ml. Saat seimbang maka konsentrasi sukrosa di sisi A dan B = 15 molekul/ml hanya dengan penambahan air. Si air akan bergerak dari B ke A, membuat pada sisi A yang tadinya 5 mililiter larutan sekarang ditambah air jadi 6.67 mililiter, dan A menjadi 3.33 mililter. Sehingga walaupun si molekul zat terlarutnya tidak bergerak tapi dengan mengubah volume larutan, kita bisa juga mengubah konsentrasi. Pada kasus ini di sisi A, 100 molekul pada volume 6.67 mL = 15 molekul/mL.
Maka pada kesetimbangan, air akan lebih banyak di sisi A daripada B. Dan kedua kosentrasi zat terlarut seimbang.
Dibaca-baca lagi ya Campbell-nya. Selamat belajar
*Gambar terambil dari Campbell Biology
