10 Contoh Osmosis dalam kehidupan nyata sehari-hari

Dengan kata sederhana, osmosis adalah transfer air untuk menyeimbangkan antara larutan lemah dan kuat. Hasil akhir dari proses osmosis adalah jumlah air yang sama di kedua sisi penghalang, menciptakan keadaan yang dikenal sebagai ‘isotonik’.

Apa itu Osmosis

Osmosis adalah pergerakan molekul air dari larutan dengan konsentrasi zat terlarut lebih rendah (larutan hipotonik) ke larutan dengan konsentrasi zat terlarut lebih tinggi (larutan hipertonik) melalui membran selektif permeabel.

Apa itu OsmosisPergerakan osmosis terjadi karena gradien osmotik yang diciptakan oleh perbedaan konsentrasi larutan di kedua sisi membran dan hasil akhirnya adalah keadaan di mana keseimbangan osmotik tercapai di mana perpindahan cairan berhenti.

Osmosis adalah fenomena pasif perpindahan air melalui membran. Ini bisa berupa membran sel, epitel, atau membran buatan. Air bergerak dari daerah dengan tekanan osmotik rendah (atau di mana air paling banyak) ke daerah dengan tekanan osmotik yang lebih tinggi (atau di mana air paling tidak berlimpah).

Proses ini memiliki relevansi biologis dan mengatur serangkaian proses fisiologis, baik pada hewan maupun tumbuhan.

Peneliti pertama yang melaporkan fenomena osmotik adalah Abbé Jean Antoine Nollet. Pada tahun 1748, Nollet bekerja dengan membran sel hewan dan mencatat bahwa ketika air murni ditempatkan di satu sisi membran dan larutan dengan elektrolit encer di sisi lain, air dipindahkan ke wilayah tersebut dengan zat terlarut.

Dengan demikian, aliran air yang mendukung gradien konsentrasi dijelaskan dan disebut osmosis. Istilah ini berasal dari akar kata Yunani osmos, yang berarti mendorong.

Pada 1877 Wilhelm Pfeller melakukan studi pertama pada tekanan osmotik. Desain eksperimentalnya melibatkan penggunaan “membran” tembaga ferosianida pada permukaan cangkir tanah liat berpori, sehingga memunculkan membran yang memungkinkan lewatnya molekul air.

Membran buatan Pfeller cukup kuat untuk menahan tekanan osmotik yang signifikan dan tidak runtuh. Peneliti ini dapat menyimpulkan bahwa tekanan osmotik sebanding dengan konsentrasi zat terlarut.

Percobaan Osmosis

Contoh Osmosis

Percobaan 1: Dua wadah A dan B diisi dengan volume air yang sama dan dipisahkan oleh membran yang memungkinkan air lewat dengan bebas, tetapi melarang lewatnya molekul terlarut. Larutan A memiliki 3 molekul protein albumin (berat molekul 66.000) dan Larutan B memiliki 15 molekul glukosa (berat molekul 180). Sekarang, mari kita tentukan yang berikut: pertama, ke dalam kompartemen mana air akan mengalir, dan kedua, apakah akan ada pergerakan air?

Dalam contoh osmosis ini, air akan mengalir dari wadah A ke wadah B karena larutan B memiliki konsentrasi partikel terlarut yang lebih tinggi daripada larutan A. Aliran air osmotik tidak tergantung pada ukuran molekul terlarut.

Percobaan 2: Isi dua wadah dengan air dan pisahkan dengan membran selektif yang permeabel. Larutan A mengandung 100 g garam meja dan larutan B mengandung 100 g glukosa. Ke arah mana air akan bergerak? Konsentrasi molar garam meja atau NaCl dan glukosa adalah sama. Dalam hal ini, NaCl berdisosiasi menjadi Na + dan Cl-, yang meningkatkan konsentrasi partikel terlarut. Oleh karena itu larutan A menjadi hipertonik dan air mengalir dari larutan B ke larutan A.

Contoh Osmosis

Dalam sistem biologis, pergerakan air melalui membran sel sangat penting untuk memahami lusinan proses fisiologis. Beberapa contoh proses osmosis adalah:

1. Dalam Tubuh

Garam dan mineral dari air ditransfer melalui osmosis. Air mengalir melalui membran sel plasma dan karena osmosis, konsentrasi air, glukosa dan garam dipertahankan di dalam tubuh. Penting untuk mencegah kerusakan sel.

2. Ikan Air Asin

Ikan air asin disesuaikan dengan badan air garam tinggi. Karena, konsentrasi garam air lebih tinggi daripada ikan, kelebihan garam di air sekitarnya mengambil air dari tubuh ikan. Beginilah cara osmosis diatur.

3. Ikan Air Tawar

Contoh menarik tentang peran osmosis pada hewan adalah pertukaran air yang terjadi pada ikan yang hidup di air tawar.

Hewan yang menghuni tubuh air tawar berada dalam asupan air yang konstan dari sungai atau kolam tempat mereka hidup ke dalam tubuh mereka, karena konsentrasi plasma darah dan cairan tubuh lainnya memiliki konsentrasi yang jauh lebih tinggi daripada air. .

Spesies ikan Carassius auratus hidup di lingkungan air tawar. Seseorang yang memiliki massa 100 gram dapat memperoleh sekitar 30 gram air per hari berkat pergerakan air di dalam tubuhnya. Ikan memiliki sistem – energi yang mahal – untuk terus menerus membuang kelebihan air.

Ikan air tawar menjaga keseimbangan cairan dalam tubuh mereka melalui osmosis. Karena konsentrasi garam dalam tubuh mereka lebih tinggi daripada air di sekitarnya, mereka tidak perlu minum air. Ini karena air secara spontan diserap oleh garam yang ada dalam tubuh mereka.

4. Pada Ginjal

Osmosis memainkan peran yang sangat penting dalam kehidupan manusia karena membantu berfungsinya ginjal dengan baik. Itu terjadi di ginjal untuk memulihkan air dari bahan limbah tubuh.

Dialisis ginjal adalah contoh osmosisDialisis ginjal adalah contoh osmosis. Ini untuk pasien yang menderita penyakit ginjal. Dalam proses ini, dialyzer mengeluarkan produk limbah dari darah pasien melalui membran dialisator, dan meneruskannya ke tangki larutan dialisis. Sel darah merah yang berukuran lebih besar tidak dapat melewati membran dan ditahan dalam darah. Dengan demikian, dengan proses osmosis bahan limbah secara terus menerus dikeluarkan dari darah.

5. Saat Mencuci tangan

Saat tangan Anda terbenam dalam air pencuci untuk waktu yang lama, kulit Anda terlihat membengkak. Ini adalah efek osmosis.

6. Pada Siput

Ketika Anda menuangkan garam ke siput, air berdifusi dan siput menyusut akibat osmosis.

7. Dalam Memasak

Saat Anda memasak makanan dan memasukkan saus ke dalam bagian cair hidangan Anda, beberapa bagian zat terlarut bergerak di dalam bagian padat dari makanan yang Anda masak. Bagian padatnya bisa berupa telur, sepotong daging tetapi sausnya terbuat dari zat terlarut dan bukan air, sehingga akan berpindah ke makanan.

Osmosis memainkan peranan penting dalam tubuh. Ini membantu dalam transfer air dan berbagai nutrisi antara darah dan cairan sel.

8. Menyiram tanaman

Tumbuhan juga menggunakan osmosis untuk mengambil air dan mineral penting untuk pertumbuhannya.

9. Reabsorpsi cairan

Fenomena osmosis harus terjadi dalam sistem pencernaan hewan agar berfungsi dengan baik. Saluran pencernaan mengeluarkan sejumlah besar cairan (dalam urutan liter) yang harus diserap kembali oleh osmosis oleh sel-sel yang melapisi usus.

Jika sistem ini tidak melaksanakan tugasnya, kejadian diare parah dapat terjadi. Perpanjangan kerusakan ini dapat diterjemahkan menjadi dehidrasi pasien.

10. Turgor pada tumbuhan

Volume air di dalam sel tergantung pada konsentrasi media internal dan eksternal, dan aliran diatur oleh fenomena difusi dan osmosis.

Jika sel hewan (seperti eritrosit) ditempatkan di media yang mendukung masuknya air, sel itu bisa pecah. Sebaliknya, sel-sel tanaman memiliki dinding yang melindunginya dari stres osmotik.

Faktanya, tanaman non-kayu memanfaatkan tekanan ini yang dihasilkan oleh masuknya air secara pasif. Tekanan semacam itu membantu menjaga berbagai organ tanaman, seperti daun, bombastis. Saat air mulai meninggalkan sel, sel kehilangan turgiditas dan layu.

Apa itu Osmosis balik

Osmosis balik adalah jenis osmosis yang digunakan untuk mengubah air limbah menjadi air minum bersih.

Proses Osmosis

Pergerakan air melalui membran dari zona konsentrasi rendah ke zona konsentrasi tinggi disebut osmosis. Proses ini terjadi dari area dengan tekanan osmotik terendah hingga tekanan osmotik tertinggi.

Pada awalnya, pernyataan ini bisa membingungkan – dan bahkan kontradiktif. Kita terbiasa dengan gerakan pasif dari “tinggi ke rendah”. Misalnya, panas dapat dari suhu tinggi ke rendah, glukosa berdifusi dari daerah konsentrasi tinggi ke daerah yang kurang terkonsentrasi, dan sebagainya.

Seperti disebutkan, air yang mengalami fenomena osmosis bergerak dari tekanan rendah ke tekanan tinggi. Ini terjadi karena air lebih banyak per unit volume di mana zat terlarut lebih sedikit.

Artinya, selama osmosis air bergerak ke tempat yang paling banyak airnya. Karena itu, fenomena tersebut harus dipahami dari perspektif air.

Penting untuk diingat bahwa osmosis mengatur pergerakan air melalui membran dan tidak mempengaruhi pergerakan zat terlarut secara langsung. Ketika zat terlarut berdifusi, mereka melakukannya dengan mengikuti gradien konsentrasi kimianya sendiri. Hanya air yang mengikuti gradien konsentrasi tekanan osmotik.

Apa itu Tekanan osmotik?

Salah satu aspek yang paling membingungkan dalam memahami proses osmosis adalah penggunaan kata tekanan. Untuk menghindari kebingungan, penting untuk mengklarifikasi bahwa larutan dengan sendirinya tidak memberikan tekanan hidrostatik karena tekanan osmotiknya.

Sebagai contoh, larutan glukosa pada konsentrasi 1M memiliki tekanan osmotik 22 atm. Namun, larutannya tidak “meledak” botol kaca dan dapat disimpan dengan cara yang sama seperti air murni karena larutan terisolasi tidak diterjemahkan menjadi tekanan hidrostatik.

Istilah tekanan hanya digunakan untuk kecelakaan historis, karena ilmuwan pertama yang mempelajari fenomena ini adalah fisik dan kimia.

Jadi, jika dua larutan yang berbeda dalam tekanan osmotiknya dipisahkan oleh membran, tekanan hidrostatik akan tercipta.

Tekanan osmotik dan hidrostatik

Proses osmosis mengarah pada pembentukan tekanan hidrostatik. Perbedaan tekanan menyebabkan peningkatan tingkat larutan yang paling pekat, karena air berdifusi ke dalamnya. Peningkatan ketinggian air berlanjut sampai laju bersih pergerakan air sama dengan nol.

Aliran bersih tercapai ketika tekanan hidrostatik di kompartemen II cukup untuk memaksa molekul air untuk membalikkan perilaku I, pada tingkat yang sama dengan osmosis yang menyebabkan molekul berpindah dari kompartemen I ke II.

Tekanan air yang menyebabkan partikel surut (dari kompartemen I ke II) disebut tekanan osmotik larutan dalam kompartemen II.

Bagaimana aliran air dalam sel dikendalikan?

Berkat fenomena osmotik, air dapat secara pasif melewati membran sel. Secara historis diketahui bahwa hewan tidak memiliki sistem transportasi air aktif untuk mengendalikan aliran zat ini.

Namun, sistem transportasi zat terlarut aktif dapat mengubah arah pergerakan air ke arah yang menguntungkan. Dengan cara ini, transportasi zat terlarut aktif adalah cara hewan menggunakan energi metabolisme mereka untuk mengendalikan arah transportasi air.

Hitungan

Ada rumus matematika yang memungkinkan pengukuran laju di mana air akan melintasi membran dengan osmosis. Persamaan untuk menghitungnya adalah sebagai berikut:

Laju transportasi air osmotik = K (Π1 – Π2 / X). Di mana Π1 dan Π2 adalah tekanan osmotik dari larutan di kedua sisi membran dan X adalah jarak yang memisahkan mereka.

Rasio (Π1 – Π2 / X) dikenal sebagai gradien tekanan osmotik atau gradien osmotik.

Istilah terakhir dari persamaan adalah K adalah koefisien proporsionalitas yang tergantung pada suhu dan permeabilitas membran.

Perbedaan dengan difusi

Difusi terjadi oleh gerakan termal acak molekul terlarut atau tersuspensi, menyebabkan mereka tersebar dari daerah konsentrasi tinggi ke rendah. Kecepatan difusi dapat dihitung menggunakan persamaan Fick.

Ini adalah proses eksergonik karena peningkatan entropi yang diwakili oleh distribusi acak molekul.

Dalam hal substansi adalah elektrolit, perbedaan muatan total antara kedua kompartemen harus diperhitungkan – selain konsentrasi.

Osmosis adalah kasus difusi khusus

Difusi dan osmosis bukanlah istilah yang bertentangan, apalagi konsep yang saling eksklusif.

Molekul air memiliki kemampuan untuk bergerak cepat melalui membran sel. Seperti yang kami jelaskan, mereka menyebar dari daerah konsentrasi rendah zat terlarut ke salah satu konsentrasi tinggi dalam proses yang disebut osmosis.

Tampaknya aneh bagi kita untuk berbicara tentang “konsentrasi air”, tetapi zat ini berperilaku seperti zat lainnya. Yaitu, ia menyebar mendukung gradien konsentrasinya.

Namun, beberapa penulis menggunakan istilah “difusi air” sebagai sinonim untuk osmosis. Menerapkannya secara harfiah ke sistem biologis mungkin salah, karena laju osmosis melintasi membran biologis telah terbukti lebih tinggi daripada yang diharapkan dari proses difusi sederhana.

Dalam beberapa sistem biologis, air melewati difusi sederhana melalui membran sel. Namun, beberapa sel memiliki saluran khusus untuk saluran air. Yang paling penting disebut aquaporin, meningkatkan kecepatan aliran air melalui membran.


Tinggalkan Balasan

Alamat email Anda tidak akan dipublikasikan. Ruas yang wajib ditandai *