Advertisement

TEKANAN OSMOSIS DAN POTENSI OSMOSIS, Walaupun selaput semi-permeabel yang terentang pada tabung-U merupakan peranti yang berguna untuk menyatakan adanya osmosis, situasinya tidak sesederhana seperti yang terjadi pada peragaan di atas, sebab segera setelah osmosis terjadi, faktor lain mulai timbul dan mempengaruhi gerakan partikel pelarut. Sebuah cara yang lebih rumit tetapi lebih realistis untuk memperagakan osmosis ialah dengan menggunakan sebuah alat yang disebut osmometer. Salah satu tipe osmometer (juga dikenal sebagai sel Pfeffer, menurut nama seorang ahli botani Jerman, Pfeffer, yang mula-mula membuat alat semacam ini) terdiri atas sebuah pot sarang (porous) berbentuk tabung yang pada dindingnya dibalurkan suatu endapan gelatin dari tembaga ferosianida. Tembaga ferosianida adalah semi-permeabel terhadap larutan berbagai kristal, dan jika ditunjang oleh dinding pot sarang akan membentuk selaput kaku yang semi-permeabel. Selaput ini disiapkan cara mengisi pot dengan larutan kalium ferosianida lalu ditegakkan dalam larutan tembaga sulfat. Kedua larutan asuki pori-pori dari kedua belah sisi dinding, dan ketika ya bertemu di tengah, terjadilah dekomposisi rangkap bentuk endapan gelatin dari tembaga ferosianida yang pa selaput. Setelah dicuci dalam air suling, pot sarang yang laput kaku semi-permeabel yang kini menempel pada ingnya siap digunakan.

Osmometer itu digunakan sebagai berikut. Pot diisi larutan osa (katakanlah larutan 1 persen) sampai batas bibirnya, Lung mulutnya ditutup oleh sumbat karet yang ditusuk oleh sebuah tabung gelas panjang yang vertikal seperti tampak pada   9.3. Larutan sukrosa dalam pot sedikit terangkat ke seas dalam tabung dan batas permukaannya ditandai. Osmometer ini kemudian dibenamkan ke dalam air murni aiaiam sebuah cawan. Dalam waktu singkat permukaan larutan dalam tabung mulai naik, dan jika tidak terjadi apa-apa, kenaikan akan terus terjadi sampai larutan itu mencapai pengenceran tanpa batas. Pada kenyataannya permukaan akan setelah mencapai ketinggian tertentu, pada saat itu keseimbangan osmosis telah tercapai. Dari diskusi sebelumnya akan langsung dimengerti bahwa gerakan osmosis air ke dalam osmometer bergantung pada perbedaan konsentrasi air pada kedua belah sisi selaput tembaga ferosianida. Walaupun demikian, naiknya larutan pada tabung vertikal untuk memberi tempat bagi air yang masuk mengakibatkan terbentuknya tekanan hidrostatik pada larutan dalam osmometer. Oleh karena itu, naiknya larutan dalam tabung dengan melawan gaya berat berarti bahwa sebagian tekanan pada larutan dalam pot sarang ditimbulkan oleh air murni di ‘mar pot.

Advertisement

Agar dimengerti perihal tekanan yang menyebabkan kenaikan permukaan itu perlu ditambahkan pemikiran lebih dahulu mengenai difusi. Sudah tepatlah saatnya untuk memperkenalkan konsep potensial air yang menyatakan status energi air dalam suatu sistem. Setiap komponen suatu sistem biologi memiliki energi bebas atau aktivitas molekul yang mampu melaksanakan kerja. Potensi kimia suatu zat adalah energi bebas setiap ‘mol’ zat itu (satu mol adalah banyaknya zat dalam gram yang dalam bilangan sama dengan berat molekul), jadi ukuran energi yang menyebabkan zat itu bereaksi atau bergerak. Zat-zat selalu bergerak sepanjang gradasi energi bebasnya, kehilangan energi setiap terjadi gerakan, dan keseimbangan hanya tercapai jika gerakan lebih lanjut tidak mengakibatkan kehilangan energi lebih besar. Karena potensi kimia suatu zat meningkat dengan naiknya konsentrasi partikel-partikel (misalnya tekanan yang dikeluarkan oleh semacam gas akan sebanding dengan jumlah partikel gas per satuan volume), maka difusinya dapat ditafsirkan dalam bentuk perbedaan potensi kimia antara dua daerah, bukan perbedaan konsentrasinya. Berdasarkan hal ini, difusi adalah gerakan bersih (netto) partikel-partikel zat dari daerah yang potensi kimianya lebih tinggi ke daerah yang potensi kimianya lebih rendah. Potensi kimia air pada sistem ini disebut potensi air sistem tersebut, dan perbedaan pada potensi air merupakan ‘tenaga pendorong’ yang menyebabkan gerakan air. Lambang untuk menuliskan potensi air ialah huruf Yunani psi, V, dan karena dapat diukur, baik dalam satuan tekanan maupun satuan energi, maka secara tradisional dinyatakan dalam atmosfer (atm), walaupun satuan bar (1 atm = 1.01 bar) kini dijadikan satuan baku. Menurut definisi, air murni memiliki status energi bebas tertinggi dalam sistem cairan bebas (yaitu tidak dipengaruhi oleh tekanan atau pengaruh lain), karena itu memiliki v tertinggi dalam sebuah sistem. Menurut konvensi nilai 1p pada tekanan atmosfer ditentukan sebagai nol.

Faktor-faktor yang mempengaruhi potensi air dari air murni hanyalah tekanan dan suhu. Jika tekanan diberikan kepada air dalam bejana tertutup melalui sebuah piston, maka nilai V-nya akan meningkat menurut jumlah tekanan yang diberikan. Alasannya ialah karena tekanan yang diberikan akan meningkatkan energi bebas partikel air, sehingga partikelpartikel ini akan bergerak lebih cepat dan karena itu potensi air pun meningkat. Sejalan dengan itu, jika air dikenai ‘tekanan negatif’ atau tegangan, w-nya akan menurun sebesar tekanan negatif itu. Walaupun nilai 1U itu juga dipengaruhi oleh (misalnya difusi akan terjadi dari daerah yang lebih hangat ke daerah yang lebih dingin pada suatu cairan, walaupun konsentrasi kedua daerah itu mula-mula sama), tak perms dipertimbangkan adanya efek faktor ini jika semua sistem ada pada suhu yang sama. Oleh karena itu, pada pembahasan ini pengaruh suhu tidak disinggung. Sebaliknya pada larutan cair, v-nya dipengaruhi oleh faktor ketiga, yaitu adanya partikel-partikel bahan terlarut yang lust di dalamnya. Salah satu efek penambahan bahan terlarut jai.* pengurangan jumlah partikel air per satuan volume sehin karena potensi gerakan air bergantung pada jumlah pa Kegiatan molekul yang mampu menimbulkan tekanan karang jelas pada sistem cairan jika dibandingkan dengan pada ps, sebab pada sistem cairan tekanan demikian hanya akan Vedas tampak jika larutan dipisahkan oleh selaput semipermeabel dari pelarut murni atau dari larutan yang lebih facer. Namun, konsep mengenai potensi air sangat menolong arituk menginterpretasikan gejala difusi dalam cairan.

Kembali ke osmometer, kini diperoleh kemungkinan untuk inenafsirkan apa yang terjadi dalam pengertian perbedaan potensi air. Nilai v bagi larutan dalam osmometer, akibat adanya molekul-molekul gula terlarut, lebih rendah daripada .Dagi air murni di luar. Karena itu, air akan berdifusi ke dalam ke daerah dengan v lebih rendah. Juga akan jelas bahwa :ekanan yang menyebabkan naiknya larutan pada tabung Tertikal diakibatkan oleh nilai v air murni yang lebih tinggi di _liar pot sarang itu daripada nilai 1U larutan di dalam pot. Karena air memasuki atmosfer dan larutan naik ke dalam :abung, nilai v larutan meningkat karena dua sebab, yaitu:

1)            terjadinya pengenceran karena masuknya partikel air; dan

2)            pembebanan tekanan hidrostatik’ pada larutan oleh berat kolom cairan yang naik. Larutan akan ter is naik sampai nilai ip larutan itu menjadi sama dengan nilai ip air murni di sebelah lain selaput. Interpretasi osmosis dalam bentuk potensi air menimbulkan suatu fakta bahwa adanya osmosis bukan hanya bergantung pada adanya gradasi konsentrasi air, melainkan juga kepada tekanan yang dikeluarkan oleh air itu. Inilah alasannya mengapa bertahannya keseimbangan osmosis tidak sama dengan berimbangnya konsentrasi pelarut (yaitu nisbah yang sama antara pelarut dan partikel bahan terlarut) pada kedua nisi selaput semi-permeabel, tetapi yang benar adalah penyamaan nilai.

Karena naiknya larutan dalam tabung osmometer itu sebagai akibat osmosis, maka tekanan hidrostatik yang dikenakan pada suatu larutan tertentu pada keseimbangan osmosis disebut tekanan osmosis. Misalnya, larutan molar sukrosa 0.1 mol (catatan: larutan molar ialah berat molekul bahan terlarut dalam gram yang dilarutkan dalam 1 liter air) di dalam osmometer menghasilkan tekanan osmosis sebesar 2.6 bar pada 20°C. Tekanan osmosis dapat dinyatakan secara kuantitatif, baik sebagai ‘tekanan hidrostatik maksimum yang akan timbul jika suatu larutan tertentu dipisahkan dari pelarut murninya oleh selaput semi-permeabel’, atau, karena dalam keseimbangan tekanan larutan (head of water) seimbang benar dengan air yang cenderung memasuki larutan, maka tekanan osmosis ini dapat dinyatakan sebagai ‘tekanan luar yang harus diberikan kepada larutan untuk menghalangi terjadinya osmosis jika larutan itu dipisahkan dari pelarut murni oleh selaput semi-permeabel’.

Besarnya tekanan osmosis yang diamati jelas bergantung pada konsentrasi larutan dalam osmometer, sebab nilai larutan akan menurun jika konsentrasi bahan terlarut meningkat. Namun, akan terkecoh juga jika dikatakan bahwa suatu larutan memiliki tekanan osmosis karena gaya yang menyebabkan osmosis itu ditimbulkan bukan oleh larutan, melainkan oleh pelarut terhadap larutan jika keduanya dipisahkan oleh selaput semi-permeabel. Perkembangan tekanan osmosis itu jadinya bukan milik larutan semata, tetapi milik seluruh sistem, yaitu larutan/selaput semi-permeabel/ bahan terlarut. Sifat larutan yang diukur dengan tekanan osmosis itu lebih baik disebut potensial osmosis; istilah ini menjuruskan pendapat bahwa larutan hanya secara potensial mampu mengeluarkan tekanan jika larutan diletakkan dalam sebuah osmometer. Potensi osmosis, yang dalam bilangan sama tetapi berlawanan tandanya dengan tekanan osmosis, menyatakan kecenderungan air murni memasuki suatu larutan melintasi selaput semi-permeabel, jadi pengukuran selisih suatu larutan dari nilai p air murni pada suhu dan tekanan atmosfer yang sama.

 

Advertisement