Osmosis adalah fenomena di mana bagian atau difusi pelarut terjadi melalui membran semipermeabel (yang memungkinkan lewatnya pelarut, tetapi bukan zat terlarut), dari larutan yang lebih encer ke larutan yang lebih pekat.
Air dan osmosis
Air adalah molekul paling melimpah di dalam semua makhluk hidup, dan melalui osmosis ia mampu melewati membran sel yang semi permeabel untuk menembus di dalam atau meninggalkan bagian dalam sel. Kapasitas ini tergantung pada perbedaan konsentrasi antara cairan ekstraseluler dan intraseluler, yang ditentukan oleh adanya garam mineral dan molekul organik terlarut.
Media air hipertonik atau hipotonik dalam osmosis
Media air yang dipisahkan oleh membran semi-permeabel dapat memiliki konsentrasi yang berbeda, dan disebut: hipertonik atau hipotonik.
Hipertonik (konsentrasi tinggi zat terlarut)
Mereka hipertonik, mereka yang memiliki konsentrasi zat terlarut yang tinggi sehubungan dengan orang lain di mana konsentrasi lebih rendah.
Hipotonik (konsentrasi zat terlarut rendah)
Hipotonik adalah mereka yang mengandung konsentrasi zat terlarut rendah dibandingkan dengan orang lain yang memiliki konsentrasi zat terlarut lebih tinggi.
Tekanan osmotik dan membran semipermeabel
Tekanan osmotik dan proses osmotik
Molekul air dalam osmosis berdifusi dari hipotonik ke media hipertonik, menyebabkan peningkatan tekanan pada permukaan membran kompartemen hipotonik, tekanan ini disebut tekanan osmotik. Sebagai konsekuensi dari proses osmotik, keseimbangan dapat dicapai, menyamakan konsentrasi; maka media akan menjadi isotonik.
Osmoregulasi atau pengaturan tekanan osmotik
Semua makhluk hidup, apakah akuatik atau terestrial, wajib melakukan osmoregulasi atau mengatur tekanan osmotik. Banyak dari mereka telah berhasil bertahan hidup dengan cara hipotonik atau hipertonik melalui mekanisme fisik atau kimia, yang mencegah perubahan tekanan osmotik di lingkungan internal mereka.
Tekanan osmotik dan osmosis
Makhluk hidup bersel tunggal dan osmosis
Yang paling primitif, prokariota, memiliki dinding sel yang melindungi mereka dan mencegahnya meledak ketika lingkungan eksternal bersifat hipotonik; protozoa tidak memiliki amplop yang kaku.
Mereka yang hidup di air tawar (lingkungan hipotonik sehubungan dengan lingkungan internal mereka) memasukkan sejumlah besar air. Ledakan sel dihindari dengan cara vakuola berdenyut yang terus menerus menuangkan kelebihan air yang terkumpul di dalam sel.
Tumbuhan sebelum osmosis
Organisme tanaman, yang biasanya hidup dalam media hipotonik sehubungan dengan lingkungan internal sel mereka, menyerap air melalui akar. Masuknya air ke dalam sel menyebabkan tingkat turgiditas yang memfasilitasi pertumbuhan tanaman. Dalam kasus hidup di media hipertonik, sayuran mengeluarkan air dan layu. Pembukaan dan penutupan stomata memungkinkan pengaturan eliminasi air.
Tumbuhan halofit, yang hidup dalam media hipertonik dengan kandungan garam tinggi, berhasil bertahan hidup dengan menyerap sejumlah besar garam-garam ini hingga mencapai konsentrasi di lingkungan internal mereka, sedikit lebih tinggi daripada eksterior. Dalam kondisi ini ketika penyerapan air dimungkinkan, penting untuk proses vitalnya.
Hewan multiseluler sebelum osmosis
Mereka memiliki lingkungan internal yang dapat dianggap sebagai perpanjangan dari lingkungan eksternal, yang dengannya sel mereka harus menjaga keseimbangan osmotik. Mereka semua mengelola, melalui berbagai mekanisme, untuk menjaga di dalamnya jumlah air yang cukup dan perlu untuk hidup.
Ikan air tawar
Ikan air tawar hidup dalam media hipotonik dan menyerap sejumlah besar air, menghilangkan urin yang sangat encer melalui mana mereka mengeluarkan cairan maksimum dengan kehilangan garam minimum.
Ikan laut
Ikan laut, yang hidup dalam lingkungan hipertonik, harus menetralkan masuknya garam mineral secara konstan; mereka menghilangkan urin yang sangat pekat atau hipertonik dan, di samping itu, mereka mengeluarkan garam berlebih melalui insang.
Reptil dan burung
Reptil dan burung berhasil menghindari pengeringan dengan mengurangi jumlah air yang dikeluarkan, menghilangkan produk limbah dalam bentuk asam urat.
Mamalia
Mamalia secara konstan menjaga keseimbangan air melalui berbagai mekanisme fisiologis:
Ginjal
Glomeruli ginjal menyerap sejumlah besar air dengan terus-menerus menyaring darah, tetapi hampir semua air dan sejumlah variabel garam diserap kembali melalui tabung berkontur dan loop Henle. Penghapusan air dan garam dalam urin tergantung pada jumlah yang dicerna.
Usus besar
Penyerapan air dan garam melalui mukosa usus menyebabkan pembentukan tinja lebih padat dan lebih asin karena kehilangan air meningkat. Ini terjadi, misalnya di tempat-tempat dengan iklim yang sangat panas.
Kulit
Jumlah variabel air dan garam dihilangkan melalui kulit dalam bentuk keringat. Di daerah gurun, keringat kurang terkonsentrasi daripada di daerah yang lebih beriklim, dan karena volume yang dikeluarkan untuk mengatur suhu sangat tinggi, pasokan air dan garam eksogen sangat penting.
Contoh Osmosis Di Kehidupan Sehari-hari
Dan ini adalah beberapa contoh dari peristiwa osmosis Di Kehidupan Sehari-hari :
- Contoh yang pertama adalah proses yang terjadi pada tumbuhan, Tummbuhan menyerap mineral dan air melalui akarnya. Dan proses penyerapan ini terjadi secara osmosis.
- Contoh kemudian adalah wortel yang direndam dan dimasukan ke larutan garam dengan kadar 10%. Maka kemudian sel dari wortel akan kehilangan kekakuannya, ini dikarenakan potensial air di dalam sel wortel yang direndam tadi lebih besar atau lebih tinggi daripada potensial air di larutan garam, ini menyebabkan air dari sel wortel akan keluar ke dalam larutan garam tersebut.
- Contoh yang berikutnya adalah bila kita merendam kentang ke dalam air garam, maka kentang tersebut akan menyusut. Penyusutan ini terjadi karena air yang ada di dalam kentang keluar dan bercampur dengan air garam. proses keluarnya air di dalam kentang ke larutan garam adalah peristiwa osmosis.
- Yang selanjutnya, adalah bila kita mengambil ikan air tawar dan kemudian meletakkannya di air laut, maka tubuh ikan air tawar tersebut akan menyusut. Ini terjadi karena peristiwa osmosis yang terjadi sama persis dengan contoh kasus kentang di nomer 4 diatas.
- Contoh yang ke lima adalah saat kamu mencuci dan bila kamu terlalu lama merendam tangan kamu di dalam cucian dengan jangka waktu yang cukup lama, maka kulit kamu akan membengkak. Ini juga karena peristiwa osmosis.
- Contoh yang keeenam atau yang terakhir adalah bila kamu menuangkan garam ke hewan siput, maka kemudian air akan berdifusi lalu siput tadi akan menyusut karena peristiwa osmosis.
Osmosis adalah difusi air. Dengan membandingkan dua larutan dari konsentrasi zat terlarut yang tidak sama, larutan dengan konsentrasi zat terlarut lebih tinggi adalah hipertonik, dan larutan dengan konsentrasi yang lebih rendah hipotonik. Ikan Air asin vs Ikan Air Tawar? Sel ikan, seperti semua sel, memiliki membran semi-permeabel. Pada akhirnya, konsentrasi “zat” di kedua sisi dari mereka akan meratakan atau menyeimbangkan.
Seekor ikan yang hidup di air garam akan memiliki air agak asin dalam diri mereka. Ketika memasukan ikan air asin ke dalam air tawar, dan air tawar akan masuk melalui osmosis pada ikan, menyebabkan sel-sel membengkak, dan ikan akan mati. Apa yang akan terjadi pada ikan air tawar tinggal di laut?
Pengertian Osmosis
Bayangkan Anda memiliki secangkir yang memiliki air 100ml, dan Anda menambahkan 15g gula meja ke air. Gula larut dan campuran yang sekarang dalam cangkir terdiri dari zat terlarut (gula) yang dilarutkan dalam pelarut (air). Campuran dari zat terlarut dalam pelarut disebut larutan.
Bayangkan sekarang bahwa Anda memiliki secangkir kedua dengan 100 ml air, dan Anda menambahkan 45 gram gula meja ke air. Sama seperti cangkir pertama, gula adalah zat terlarut, dan air adalah pelarut. Tapi sekarang Anda memiliki dua campuran dari konsentrasi zat terlarut yang berbeda.
Dalam membandingkan dua larutan dari konsentrasi zat terlarut yang tidak sama, larutan dengan konsentrasi zat terlarut lebih tinggi adalah hipertonik, dan larutan dengan konsentrasi zat terlarut lebih rendah adalah hipotonik. Larutan dari konsentrasi zat terlarut yang sama disebut isotonik. Larutan gula pertama adalah hipotonik bagi larutan kedua. Larutan gula kedua adalah hipertonik terhadap yang pertama.
Sekarang tambahkan dua larutan pada gelas yang telah dibagi oleh membran selektif permeabel, dengan pori-pori yang terlalu kecil untuk molekul gula akan melewatinya, tapi cukup besar untuk molekul air dapat melewati. Larutan hipertonik adalah pada satu sisi membran dan larutan hipotonik di sisi yang lain. Larutan hipertonik memiliki konsentrasi air lebih rendah dari larutan hipotonik, sehingga sekarang terjadi gradien konsentrasi air melintasi membran. Molekul air akan bergerak dari sisi konsentrasi air lebih tinggi ke sisi konsentrasi lebih rendah sampai kedua larutan akan isotonik. Pada titik ini, ekuilibrium tercapai.
Osmosis adalah difusi molekul air melintasi membran selektif permeabel dari daerah konsentrasi tinggi ke daerah konsentrasi rendah. Air bergerak ke dalam dan keluar dari sel melalui osmosis. Jika sel adalah dalam larutan hipertonik, larutan memiliki konsentrasi air lebih rendah dari sitosol sel, dan air bergerak keluar dari sel sampai kedua larutan menjadi isotonik. Sel ditempatkan dalam larutan hipotonik akan mengambil air melintasi membran mereka sampai kedua larutan eksternal dan sitosol menjadi isotonik.
Sebuah sel yang tidak memiliki dinding sel yang kaku, seperti sel darah merah, akan membengkak dan lisis (pecah) ketika ditempatkan dalam larutan hipotonik. Sel dengan dinding sel akan membengkak bila ditempatkan dalam larutan hipotonik, tetapi setelah sel adalah turgid (bengkak), dinding sel sulit mencegah lebih banyak air memasuki sel. Ketika ditempatkan dalam larutan hipertonik, sel tanpa dinding sel akan kehilangan air ke lingkungan, mengerut, dan mungkin mati.
Dalam larutan hipertonik, sel dengan dinding sel akan kehilangan air juga. Membran plasma menarik diri dari dinding sel karena mengkerut, sebuah proses yang disebut plasmolisis. Sel hewan cenderung untuk melakukan yang terbaik di lingkungan isotonik, sel-sel tumbuhan cenderung untuk melakukan yang terbaik dalam lingkungan hipotonik. Hal ini ditunjukkan pada Gambar di bawah.
Kecuali sel hewan (seperti sel darah merah pada panel atas) memiliki adaptasi yang memungkinkan untuk mengubah penyerapan osmotik air, ia akan kehilangan terlalu banyak air dan mengerut di lingkungan hipertonik. Jika ditempatkan dalam larutan hipotonik, molekul air akan masuk ke dalam sel, menyebabkan ia membengkak dan meledak. Sel tumbuhan (panel bawah) menjadi plasmolisis dalam larutan hipertonik, tetapi cenderung untuk melakukan yang terbaik dalam lingkungan hipotonik. Air disimpan dalam vakuola sentral dari sel tumbuhan.Tekanan osmotik
Ketika air bergerak ke dalam sel melalui osmosis, tekanan osmosis dapat terbentuk dalam sel. Jika sel memiliki dinding sel, dinding membantu menjaga keseimbangan air sel. Tekanan osmotik merupakan penyebab utama dari dukungan dalam banyak tanaman. Ketika sel tumbuhan dalam lingkungan hipotonik, masuknya osmotik air menimbulkan tekanan turgor yang diberikan terhadap dinding sel sampai tekanan mencegah lebih banyak air tidak datang ke dalam sel. Pada titik ini sel tanaman turgid (Gambar di bawah). Efek dari tekanan osmotik pada sel tanaman ditunjukkan pada Gambar di bawah ini.
Vakuola sentral dari sel tumbuhan dalam gambar ini penuh dengan air, sehingga sel-sel akan turgid (bengkak).Tindakan osmosis bisa sangat berbahaya bagi organisme, terutama yang tanpa dinding sel. Sebagai contoh, jika ikan air asin (dengan sel yang isotonik dengan air laut), ditempatkan di air tawar, sel-sel yang akan mengambil kelebihan air, melisiskan, dan ikan akan mati. Contoh lain dari efek osmotik berbahaya adalah penggunaan garam meja untuk mem-bu-nuh siput dan bekicot.
Mengontrol osmosis
Organisme yang hidup di lingkungan yang hipotonik seperti air tawar, perlu cara untuk mencegah sel-sel mereka tidak mengambil terlalu banyak air melalui osmosis. Sebuah vakuola kontraktil adalah jenis vakuola yang menghilangkan kelebihan air dari sel. Protista air tawar, seperti paramecium yang ditunjukkan pada Gambar di bawah ini, memiliki vakuola kontraktil. Vakuola dikelilingi oleh beberapa saluran, yang menyerap air secara osmosis dari sitoplasma. Setelah saluran diisi dengan air, air dipompa ke vakuola. Ketika vakuola penuh, itu mendorong air keluar dari sel melalui pori-pori.
vakuola kontraktil adalah struktur bintang-seperti dalam paramecium tersebut.Fungsi dan Peranan Osmosis
Sekarang setelah Anda memahami proses dasar osmosis, dan kondisi berbeda apa yang akan menyebabkan osmosis terjadi, Anda akan dapat melihat nilai dari proses ini di banyak bidang untuk setiap bentuk kehidupan.
Untuk tanaman, osmosis berfungsi untuk pergerakan air ke sistem akar, yang memungkinkan tanaman tumbuh dan bertahan hidup. Rambut akar tanaman adalah titik kunci di mana mineral dan air dimasukkan ke dalam organisme. Konsentrasi molekul air lebih sedikit di rambut akar daripada di tanah (larutan hipertonik), sehingga air bergerak ke dalam sel-sel rambut akar; osmosis berlanjut melalui banyak lapisan sel (pergerakan sel ke sel) hingga air mencapai tabung xilem – setara dengan vena manusia.
Pada catatan terkait, ketika air dimasukkan ke dalam sel-sel tanaman, tekanan yang disebabkan oleh gerakan osmotik disebut turgiditas. Ketika keseimbangan tercapai, sel-sel tanaman tersebut harus penuh air, serta keras dan bombastis. Ini mencegah daun layu, memungkinkan mereka meningkatkan luas permukaannya untuk menangkap sinar matahari. Osmosis juga membantu melindungi tanaman terhadap kekeringan dan kerusakan akibat embun beku, serta mengatur pembukaan dan penutupan stomata.
Untuk hewan (manusia), beberapa fungsi osmotik utama berhubungan dengan keseimbangan kadar air dalam darah versus jaringan di sekitarnya. Demikian pula, di ginjal, osmosis mengontrol jumlah penumpukan limbah dengan meningkatkan aliran cairan ke organ itu. Ketika konsentrasi zat terlarut lebih tinggi dalam sel ginjal (larutan hipertonik), air ditarik dari aliran darah tubuh ke ginjal (nefron), yang pada akhirnya akan merangsang kebutuhan untuk buang air kecil pada seseorang / hewan, sehingga menghilangkan produk limbah yang tidak diinginkan tersebut.
Ringkasan
Osmosis adalah difusi air. Dengan membandingkan dua larutan dari konsentrasi zat terlarut yang tidak sama, larutan dengan konsentrasi zat terlarut lebih tinggi adalah hipertonik, dan larutan dengan konsentrasi yang lebih rendah hipotonik. Larutan dari konsentrasi zat terlarut yang sama yang isotonik. Sebuah vakuola kontraktil adalah jenis vakuola yang menghilangkan kelebihan air dari sel.