Pengertian Osmosis dan Tekanan osmotik

Osmosis merupakan proses alami sederhana yang terjadi di sekitar dan di dalam diri kita, dan ini adalah salah satu faktor penting dalam kehidupan kita.

Proses terjadinya osmosis adalah sebagai berikut: Dalam larutan, molekul pelarut, seperti air, bermigrasi melintasi penghalang dari sisi yang mengandung konsentrasi rendah zat terlarut tertentu (komponen kecil larutan) ke larutan yang mengandung konsentrasi lebih tinggi darinya, asalkan penghalang hanya memungkinkan molekul pelarut untuk lewat.

Osmosis tidak memerlukan kekuatan eksternal, dan alasan mengapa itu terjadi tetap menjadi misteri sampai pertengahan abad ke-20. Menurut penjelasan yang diterima, osmosis terjadi karena molekul pelarut berusaha untuk mendistribusikan diri secara merata di kedua sisi penghalang.

Fungsi

1. Tumbuhan tidak Minum Air – Mereka Menyerapnya dengan Osmosis

Fungsi osmosis yang pertama terkait dengan penyerapan air oleh tumbuhan. Setiap tanaman memiliki akar, dan permukaan setiap akar pada dasarnya memiliki syarat terjadinya osmosis yaitu penghalang semipermeabel yang memungkinkan molekul air untuk melewatinya. Sebagian besar akar tanaman memiliki rambut untuk meningkatkan luas permukaan membran ini dan memaksimalkan asupan air melalui osmosis. Akar juga menyerap nutrisi apa pun dengan osmosis di tanah yang cukup kecil untuk melewati penghalang bersama dengan air.

2. Osmosis Menciptakan Tekanan

Osmosis juga berperan penting dalam menciptakan tekanan turgon pada tumbuhan. Jika Anda mengisi gelas dengan air, pisahkan gelas dengan penghalang semipermeable yang sesuai dan larutkan garam di salah satu kompartemen, level air di kompartemen dengan garam akan naik. Ini terjadi karena tekanan osmotik lebih besar dari tekanan yang diberikan pada permukaan air oleh atmosfer. Jika Anda menutup wadah untuk mencegah naiknya permukaan air, tekanan osmotik menyebabkan membran membengkak ke arah sisi yang mengandung air murni.

Anda tidak perlu membuat percobaan yang rumit untuk melihat contoh tekanan osmotik dalam aksi. Masukkan saja wortel ke dalam segelas air murni dan tunggu. Ketika Anda memeriksa wortel dalam satu atau dua hari, Anda akan melihat bahwa wortel telah membengkak karena air masuk melalui osmosis. Anda melihat bengkak karena osmosis yang sama ketika Anda merendam kacang, kacang-kacangan atau nasi dalam air.

3. Sel Tubuh Kita Menyerap Air dengan Osmosis

Pada tubuh manusia osmosis melakan tugas penting dalam penyerapan air. Manusia minum air, tetapi juga sel mereka menyerapnya dengan osmosis dengan cara yang sama seperti yang dilakukan oleh akar tumbuhan. Ketika konsentrasi produk limbah dalam sel meningkat, tekanan osmotik antara bagian dalam dan luar dinding sel – yang merupakan membran semipermeabel – meningkat, dan sel menyerap air dari darah, yang merupakan solusi yang lebih encer.

Pernahkah Anda bertanya-tanya mengapa Anda tidak bisa minum air laut? Itu karena menambahkan garam ke darah Anda meningkatkan konsentrasi zat terlarut dan menurunkan tekanan osmotik di dinding sel. Sel-sel tidak bisa menyerap air dan menjadi dehidrasi. Jika Anda hanya minum air laut, Anda benar-benar akan mati kehausan!

4. Osmosis Penting dalam Ginjal Kita

Bukan hanya sel-sel tubuh kita yang mengandalkan osmosis. Beberapa organ, termasuk ginjal, juga bergantung padanya. Tugas ginjal adalah menyaring produk limbah dari darah dan menghilangkannya sebagai urin.

Setiap ginjal berbentuk kacang mengandung lebih dari satu juta mikrofilter yang disebut nefron, yang memungkinkan partikel-partikel kecil, seperti air, glukosa, urea, dan ion, melewatinya sementara tidak termasuk molekul darah itu sendiri.

Setelah penyaringan ini terjadi, ginjal harus menyerap kembali air yang cukup untuk menjaga keseimbangan yang sehat dalam plasma darah. Mereka melakukan ini dengan osmosis. Sistem pencernaan manusia juga bergantung pada osmosis.

5. Osmosis merubah Volume Sel

Tergantung pada arah air mengalir melintasi membran plasma, osmosis dapat menyebabkan sel untuk mengecilkan atau membengkak. Lihatlah diagram ini untuk memahami mengapa itu terjadi, kemudian baca lebih lanjut untuk belajar tentang berbagai jenis larutan.

Apa itu Reverse Osmosis?

Air murni mengalir dengan sendirinya melalui penghalang berpori jika air di sisi lain mengandung kotoran, tetapi bagaimana dengan proses osmosis sebaliknya? Ternyata adalah mungkin untuk memaksa air yang terkontaminasi melalui penghalang yang sama dengan memasok tekanan yang cukup untuk mengatasi tekanan osmotik. Gagasan ini, yang disebut reverse osmosis, berada di belakang beberapa sistem penyaringan air rumah yang paling populer.

Reverse osmosis memiliki kelemahan ketika digunakan untuk sistem penyaringan air. Reverse osmosis lambat, dan tidak menyaring kontaminan berbahaya yang sekecil molekul air, seperti klorin, sehingga harus digunakan bersama dengan filter karbon. Selain itu, reverse osmosis menyaring beberapa mineral bermanfaat, jadi jika Anda memiliki filter osmosis terbalik di rumah, itu ide yang baik untuk makan buah, sayuran, sayuran, dan makanan lain yang kaya mineral.

Pengertian Osmosis

Kita telah belajar tentang osmosis adalah aliran air menuruni gradien konsentrasi melintasi membran semipermeabel. Air bergerak melintasi membran sel melalui osmosis untuk mencoba untuk menyamakan konsentrasi zat terlarut di kedua sisi membran. Dalam artikel ini, akan dipelajari bagaimana osmosis bekerja dan meneliti beberapa contoh pentingnya dalam biologi.

Osmosis adalah aliran air menuruni gradien konsentrasi, melintasi membran semipermeabel. Osmosis adalah contoh dari difusi, yakni ketika molekul untuk terdistribusi merata dalam ruang.

Apa itu membran semipermeabel? Ini adalah membran atau penghalang yang memungkinkan beberapa molekul atau zat untuk menyeberang, tetapi tidak yang lain. Contoh sehari-hari adalah bungkus plastik di dapur Anda: memungkinkan udara dan uap air dapat bergerak di atasnya, tetapi tidak untuk air atau makanan. Membran sel juga semipermeabel. Mereka memungkinkan larutan air dan zat tertentu (molekul kecil yang dilarutkan dalam pelarut seperti air) untuk menyeberang, namun zat terlarut lain tidak bisa menyeberang.

Dan apa artinya air mengalir menuruni gradien konsentrasinya? Artinya mengalir dariĀ  konsentrasi yang lebih tinggi ke tempat dengan konsentrasi yang lebih rendah dalam rangka untuk mencoba untuk menyamakan konsentrasi. Arah seluruh gradien konsentrasi diberi nama seperti arus sungai: arah molekul atau sungai yang cenderung mengalir disebut ‘hilir’, dan arah yang dibutuhkan kerja disebut ‘hulu’. Mari kita lihat mengapa osmosis penting dalam berbagai proses biologi.

Jenis larutan

1. Larutan hipotonik

Ketika konsentrasi keseluruhan zat terlarut lebih rendah di luar sel daripada di sitosol, kita mengatakan bahwa sel dalam larutan hipotonik (hipo berarti rendah). Dalam larutan hipotonik, air mengalir ke dalam sel melalui osmosis untuk mencoba untuk menyamakan konsentrasi zat terlarut di kedua sisi membran. Ini berarti bahwa dalam larutan hipotonik, sel-sel kita membengkak. Mereka bahkan bisa meledak!

Tapi tunggu, kita tidak katakan sebelumnya bahwa aliran air melintasi membran menuruni gradien konsentrasinya? Namun, diagram menunjukkan air dalam larutan hipotonik bergerak dari konsentrasi rendah zat terlarut ke mana ada konsentrasi tinggi. Bukankah itu sampai gradien konsentrasi? hem, ya, itu akan sampai gradien konsentrasi zat terlarut, tetapi masih turun dengan gradien konsentrasi air. Hanya ingat bahwa, di mana ada konsentrasi yang lebih tinggi zat terlarut, ada konsentrasi yang lebih rendah dari air, dan sebaliknya. Jadi semuanya ternyata: air masih mengalir menuruni gradien konsentrasi.

2. Larutan hipertonik

Hiper berarti tinggi, sehingga larutan hipertonik adalah salah satu di mana konsentrasi zat terlarut keseluruhan lebih tinggi daripada di sitosol. Dalam larutan hipertonik, air mengalir keluar dari sel untuk mencoba untuk meratakan konsentrasi zat terlarut di kedua sisi membran. Hal ini membuat sel-sel menyusut atau mengerut.

3. Larutan isotonik

Jadi, jika sel-sel kita ingin tetap memiliki volume yang sama, tanpa bengkak atau menyusut, mereka harus dalam larutan isotonik, di mana konsentrasi zat terlarut sama dengan konsentrasi dalam sitosol. Di sini, aliran osmotik air masuk dan keluar dari sel adalah sama, sehingga sel tidak berkembang atau menyusut.

larutan

Darah merupakan Isotonik

Gambar di bawah menunjukkan sel darah merah dalam larutan hipertonik, isotonik dan hipotonik. Seperti yang Anda lihat, sel-sel mengerut, terlihat normal, dan membengkak. Bagian cair dari darah kita adalah larutan isotonik, yang membuat sel-sel darah kita ‘happy’. Jika kita membutuhkan suntikan intravena ke dalam darah aliran, perawat dan dokter pastikan untuk hanya menggunakan larutan isotonik.

Dinding Sel Membantu Sel Kontrol Volume mereka

Sel tumbuhan, alga, jamur dan bakteri memiliki dinding sel yang keras di sekitar membran plasma mereka. Ini berarti bahwa dalam larutan hipotonik, sel-sel membengkak tapi tidak meledak. Sebaliknya, tekanan di dalam sel meningkat. Itulah salah satu alasan mengapa batang tanaman bisa berdiri tegak. Sel hewan tidak memiliki dinding sel, sehingga mereka harus mengatur volume mereka dengan cara lain, seperti mengendalikan transpor ion.

Contoh Osmosis

Ada banyak contoh sehari-hari osmosis. Anda dapat mencoba yang satu ini sendiri: jika Anda menempatkan kentang dalam air murni, itu akan membengkak dari waktu ke waktu. Hal ini karena ada konsentrasi yang lebih tinggi dari pati dan zat terlarut lainnya dalam sel kentang daripada di dalam air, sehingga air mengalir ke dalam sel kentang secara osmosis. Hal yang sama terjadi jika Anda memiliki sebatang wortel lemas atau layu. Masukkan ke dalam air untuk sementara dan itu akan gemuk lagi!

Contoh lain misal, dari kita yang mencoba kejam di masa kecil dengan menaburkan garam ke siput. Tingginya konsentrasi garam di luar siput menyebabkan air untuk keluar dari sel-sel melalui osmosis. Sehingga akan kekuaran air dan siput kecil pun mengerut dan mati.

Terlepas dari percobaan ini, bagaimana osmosis digunakan di alam? Sel akar tanaman mengambil air dari tanah melalui osmosis. Selain itu, perut kita dan sel epitel usus menggunakan osmosis untuk menyerap air kembali dari makanan kita saat mencerna sehingga kita tidak mengalami dehidrasi.

Salah satu contoh terakhir adalah beberapa bakteri patogen (seperti Vibrio cholerae) dapat menggunakan racun untuk mengganggu saluran transpor ion sel usus kita. Ini menciptakan lingkungan yang hipertonik di dalam lumen usus, yang menarik air dari sel-sel usus melalui osmosis. Ini adalah penyebab diare berair yang merupakan gejala utama kolera. Ini berguna untuk bakteri kolera juga: mereka dapat memegang erat-erat ke sel usus sedangkan bakteri normal yang hidup di usus kita bisa dibersihkan. Hal ini mengakibatkan banyak bakteri kolera dari wilayahnya untuk meniru dan tumbuh! Pintar juga, kan?

Faktor yang Mempengaruhi laju Osmosis

  • Temperatur – Semakin tinggi suhunya, semakin cepat pergerakan molekul air melintasi membran semi permeabel.
  • Area Permukaan – Semakin besar luas permukaan, semakin banyak ruang bagi molekul untuk bergerak dengan mudah; semakin kecil area, semakin terbatas pergerakan molekul dan semakin lambat gerakannya.
  • Perbedaan Potensial Air – Semakin tinggi perbedaan dalam potensi air, semakin cepat osmosis; karena molekul air yang lebih sedikit berada di wilayah konsentrasi rendah, lebih banyak molekul air dari wilayah konsentrasi tinggi dapat masuk lebih cepat dan lebih mudah.
  • Tekanan – Semakin banyak tekanan, semakin cepat molekul akan bergerak karena mereka didorong lebih cepat pada konsentrasi rendah.
  • Gradien konsentrasi – Pergerakan osmosis dipengaruhi oleh gradien konsentrasi; semakin rendah konsentrasi zat terlarut dalam pelarut, semakin cepat osmosis akan terjadi dalam pelarut itu.

Tekanan osmotik

Tekanan osmotik adalah tekanan yang diterapkan pada solusi untuk mencegah aliran air ke dalam membran semi permeabel, atau secara sederhana adalah tekanan yang diperlukan untuk menghentikan osmosis. Tekanan osmotik ditunjukkan ketika molekul air yang berusaha melintasi membran semi permeabel dicegah melakukannya.

Contoh tekanan osmotik: Tempatkan beberapa kismis dalam secangkir air selama beberapa jam, perhatikan bahwa mereka akan membengkak dan jika disimpan lebih lama akan pecah. Alasannya adalah karena air terus berdifusi ke dalam penutup membran dari kismis; aliran air ini membangun tekanan internal dan setelah mencapai batasnya kulit luar kismis akan pecah begitu ia tidak lagi dapat menanggung tekanan.

Gradien Osmotik

Gradien osmotik adalah perbedaan antara dua larutan konsentrasi di kedua sisi membran semipermeabel yang membedakan persentase konsentrasi partikel tertentu yang dilarutkan dalam larutan. Gradien osmotik bekerja pada larutan yang memiliki membran semi permeabel di antaranya; memungkinkan air untuk berdifusi antara dua larutan menuju larutan dengan konsentrasi yang lebih tinggi. Akhirnya, air dengan konsentrasi lebih tinggi akan sama-sama menyebar ke sisi konsentrasi yang lebih rendah. Ini menciptakan keseimbangan agar air terus mengalir dengan sama-sama sama arahnya, menghasilkan solusi yang stabil.

Ringkasan

Kita telah belajar tentang osmosis adalah aliran air menuruni gradien konsentrasi melintasi membran semipermeabel, seperti membran plasma pada sel-sel kita’. Dalam larutan hipotonik, di mana konsentrasi zat terlarut lebih rendah di luar daripada di dalam sel, air mengalir ke dalam sel dan membuat mereka membengkak.

Dalam larutan hipertonik, di sisi lain, osmosis membuat aliran air keluar dari sel, yang membuat mereka mengerut. Dalam larutan isotonik, volume sel tetap sama karena aliran air bersih di kedua arah seimbang.

Tahapan Metamorfosis semut, kupu kupu dan katak
Contoh Ekologi: Tujuan, jenis, peranan, cabang
10 Ciri-ciri Nematoda yang penting berikut ini
Siklus hidup Bakteriofag: Pengertian, struktur, terapi