DIFUSI, OSMOSA, dan IMBIBISI

Laporan Praktikum Fisiologi Tumbuhan

DIFUSI, OSMOSA dan IMBIBISI

Muhammad Ali Subhan, Ratna Lestyana Dewi

Fakultas Sains dan Teknologi

Program Studi Biologi

Maret 2016

Abstrak

Konsep transpotasi pada tumbuhan mengandung beberapa sub konsep yaitu pengangkutan zat atau bahan melalui proses difusi, osmosis, imbibisi, dan transpor aktif. Praktikum ini bertujuan untuk mengetahui proses terjadinya difusi, osmosis dalam suatu larutan, serta pengaruh macam larutan terhadap proses imbibisi. Proses difusi dapat dilakukan dengan melakukan percobaan pada 5 tabung reaksi dengan perlakuan suhu dan konsentrasi agar yang berbeda-beda, pada uji osmosa dilakukan dengan mencampurkan dua larutan yang berbeda gradien konsentrasinya, dan pada uji imbibisi dilakukan dengan perendaman dua sampel biji dan karet yang diberikan larutan air dan minyak tanah. Hasil yang didapatkan yaitu difusi lebih cepat terjadi dengan baik pada konsentrasi yang tinggi, osmosis terjadi pada molekul yang lebih rendah jumlahnya namun memiliki kelarutan yang tinggi, dan imbibisi dapat terjadi pada saat terdapat kecocokan antara senyawa yang terkandung dalam kacang dan kedelai, sehingga menyebabkan senyawa higroskopik. Hal ini dapat disimpulkan bahwa proses difusi terjadi apabila terdapat perbedaan konsentrasi begitu juga pada osmosis namun pada osmosis harus melalui dinding semipermeabel, larutan yang memiliki kecocokan antara senyawa biji mampu membuat proses imbibisi berhasil.

Kata Kunci : Difusi, Osmosis, Imbibisi, Dinding semipermeabel

1.      Pendahuluan

Air merupakan 85-95% berat tumbuhan herbal yang hidup di air. Air di dalam sel diperlukan sebagai pelarut unsur hara sehingga dapat digunakan untuk mengangkutnya (transportasi). Konsep transpotasi pada tumbuhan mengandung beberapa sub konsep yaitu pengangkutan zat atau bahan melalui proses difusi, osmosis, imbibisi, dan transpor aktif (Dwidjoseputro, 2001).

Difusi merupakan perpindahan molekul atau ion dari daerah berkonsentrasi tinggi ke daerah berkonsentrasi rendah. Difusi terjadi semua jenis zat, termasuk gas-gas, ion-ion dan air. Masuknya air dari luar ke jaringan akar juga merupakan peristiwa difusi. Air bergerak dari daerah yang airnya lebih banyak ke daerah yang airnya lebih sedikit. Kandungan air dalam tanah relatif tidak terbatas (potensi air sebesar-besarnya = mendekati 0) dari pada air jaringan akar. Air yang masuk kedalam akar akan mengisi ruang-ruang anatar sel atau masuk kedalam sel. Air dapat masuk kedalam sel-sel akar setelah menembus dinding dan membran sel.  Air yang bergerak menembus membran sel inilah yang disebut osmosis (Dwidjoseputro, 2001).

Osmosis adalah difusi air menembus membran sel atau osmosis adalah perpindahan air dari larutan berkonsentrasi rendah kelarutan berkonsentrasi tinggi melalui selaput semi permeabel. Osmosis berkaitan dengan beberapa keadaan sel tumbuhan. Berdasarkan jalur yang ditempuh air dan garam mineral yang masuk ke akar, pengangkutan air dan garam mineral dibedakan menjadi simplas dan apoplas. Simplas adalah bergeraknya air dan mineral lewar jalur dalam sel, yaitu sitoplasma sel dengan jalan menembus membran plasma. Sedengkan apoplas adalah bergeraknya air lewat jalur luar sel atau lewat dinding-dinding sel (Suradinata, 2003).

Imbibisi adalah penyerapan air (absorpsi) oleh benda-benda yang padat (solid) atau agak padat (semisolid) karena benda-benda itu mempunyai zat penyusun dari bahan yang berupa koloid. Ada banyak hal yang merupakan proses penyerapan air yang terjadi pada makhluk hidup, misalnya penyerapan air dari dalam tanah oleh akar tanaman. Namun, penyerapan yang dimaksudkan di sini yaitu penyerapan air oleh biji kering (Elsa, 2008).

Banyaknya air yang dihisap selama proses imbibisi umumnya kecil, cepat dan tidak boleh dari 2-3 kali berat kering dari biji. Kemudian pertumbuhan biji tampak terhadap pertumbuhan akar dan sistem yang cepat, lebih luas dan banyak menampung sumber air yang diterima. Ahli fisiologi benih menyatakan ada empat tanah yaitu hidrasi atau imbibisi, selama periode kedua tersebut, air masuk kedalam embrio dan membasahi protein serta koloid lain, dilanjutkan pembentukan atau pengaktifan enzim yang menyebabkan peningkatan aktivitas metabolik selanjutnya pemanjangan sel radikal diikuti munculnya radikula dari biji dan pertumbuhan kecambah selanjutnya (Kimbal, 2003).

Semakin tinggi suatu konsentrasi larutan maka kemampuan biji untuk menyerap suatu larutan akan semakin besar, sehingga air akan semakin cepat bergerak kedalam biji dikarenakan konsentrasi potensial air larutan dalam biji rendah dibandingkan dengan potensial air larutan tersebut sehingga berat biji menjadi bertambah (Kimbal, 2003).

Faktor-faktor yang mempengaruhi kecepatan penyerapan air yaitu permeabilitas kulit atau membran biji, konsentrasi air, suhu air, tekanan hidrostatik, permukaan biji yang kontak dengan air, daya intermolekuler, spesies dan varietas, tingkat kemasukan, dan komposisi kimia (Elsa, 2008).

Tujuan dari praktikum ini adalah untuk mengetahui dan mengamati proses difusi, proses osmosis dalam suatu larutan, dan pengaruh macam larutan terhadap proses imbibisi.

2.      Metodologi

Alat yang digunakan pada praktikum ini adalah tabung reaksi, pipet, botol selai, oven dan lemari es

Bahan yang digunakan pada praktikum ini adalah agar-agar, kloroform, eter, xilen, metilen blue, akuades, minyak tanah, biji kedelai dan karet gelang.

Percobaan pertama yaitu difusi menggunakan lima buah tabung reaksi, dua tabung pertama diisi dengan agar 2% hingga 4 cm dari mulut tabung sedangkan tiga tabung lainnya dengan agar 3, 4, dan 5% kemudian dibiarkan menjadi padat, selanjutnya dituangkan keatas permukaan agar padat masing-masing tabung 2 ml larutan metilen blue 0,1%, kemudian tutup mulut tabung untuk mencegah penguapan. Simpan tabung I dalam lemari es bersuhu 10-12 ^oC, empat tabung lainnya di biarkan pada suhu ruangan. Setelah 3-4 hari kemudian dicatat kedalaman metilen blue berdifusi pada agar, selanjutnya tunjukkan hasil pengamatan tabung II-IV dalam bentuk grafik dan hasil pengamatan tabung I.

Selanjutnya percobaan dua yaitu osmosa, pertama 5 ml kloroform di tuangkan kedalam tabung reaksi, lalu dibuat diatas permukaan kloroform itu lapisan tipis air yang diberi warna secara hati-hati sedemikian rupa hingga seluruh permukaan kloroform terlapisi oleh membran air berwarna dengan menggunakan pipet 1 ml. Lalu ditambahkan dengann 5 ml eter di atas air berwarna, lalu tutup tabung dengan kuat dan letakkan tabung pada posisi tegak dan tandai posisi meniskus dibawah lapisan air. Tabung reaksi lain di siapkan dengan cara yang sama, tetapi eter diganti xilen, kemudian diamati posisi meniskus air dalam kedua tabung minimal satu minggu.

            Percobaan ketiga yaitu imbibisi dilakukan dengan menggunakan dua sampel biji yang sudah dikeringkan, dalam oven  103 ^oC dan juga sampel karet gelang masing-masing 5 g. Kemudian disediakan 4 botol selai, 2 botol diisi air dan 3 botol lainnya diisi dengan minyak tanah masing-masing 30 ml. Kemudian biji dan karet gelang yang sudah ditimbang di masukkan ke dalam botol air dan botol minyak tanah. Tutuplah botol dengan baik. Setelah 2 jam biji dan karet gelang dikeluarkan dari dalam botol, kemudian dibebaskan dari kelebihan cairan yang menempel dengan menggunakan kertas isap, selanjutnya di timbang masing-masing kelompok biji dan karet gelang.

3.      Hasil dan Pembahasan

Berdasarkan pada praktikum yang telah dilakukan, maka diperoleh data yang disajikan sebagai berikut :

Tabel 1.1 Hasil Uji Difusi

Tabung ke-	Suhu	Konsentrasi Agar	Kedalaman Difusi (Percobaan I)	Kedalaman Difusi (Percobaan II)
1	Suhu dingin	2%	1,3 cm	0,8 cm
2	Suhu ruang	2%	2 cm	1,2 cm
3	Suhu ruang	3%	1,9 cm	1,2 cm
4	Suhu ruang	4%	1,8 cm	1,1 cm
5	Suhu ruang	5%	2,2 cm	1,2 cm

Berdasarkan pada percobaan ini telah dilakukan uji difusi yang bertujuan untuk mengetahui dan mengamati proses difusi yang terjadi. Hasil yang diperoleh pada tabel 1.1 menunjukkan terjadi beberapa perbedaan kedalaman difusi pada masing-masing konsentrasi. Jika dilihat pada tabung pertama dan kedua memiliki konsentrasi agar yang sama yaitu sebesar 2% namun memiliki kedalaman difusi yang berbeda yang secara berurutan yaitu 1,3 cm dan 2 cm. Begitu pula yang terjadi pada percobaan kedua yaitu 0,8 cm dan 1,2 cm. Hal ini disebabkan karena adanya perbedaan suhu, pada tabung pertama diberikan suhu yang dingin (10⁰ C – 12⁰ C) sementara pada tabung kedua pada suhu ruang. Suhu merupakan salah satu faktor penyebab difusi, suhu yang lebih tinggi mampu meningkatkan energi serta mempercepat gerakan molekul, sehingga meningkatkan laju difusi. Sementara pada saat suhu yang lebih rendah menyebabkan menurunnya energi molekul, sehingga mengurangi laju difusi (Loveless, 1991).

Kemudian, apabila dilihat berdasarkan pada tabel 1.1, kedalaman difusi pada dua percobaan tersebut menunjukkan bahwa pada suhu ruang dengan konsentrasi 5% memiliki kedalaman difusi yang paling besar yaitu 2,2 cm. Hal ini disebabkan karena tingkat gradien konsentrasi pada tabung kelima lebih besar persentasenya dibandingkan dengan tabung lain dengan konsentrasi hanya pada kisaran 2-4%. Hal ini menandakan bahwa semakin besar perbedaan konsentrasi, maka akan semakin cepat proses difusi terjadi. Semakin sedikit konsentrasi, maka akan semakin lambat laju difusi terjadi. Apabila partikel suatu zat dapat bergerak bebas tanpa terhambat oleh gaya tarik, maka dalam jangka waktu tertentu partikel-partikel itu akan tersebar merata dalam ruang yang ada. Sampai distribusi merata seperti itu terjadi, akan terdapat lebih banyak partikel yang bergerak dari daerah tempat partikel itu lebih pekat ke daerah yang partikelnya kurang pekat, lalu terjadi yang sebaliknya, dan secara menyeluruh gerakan partikel ke arah tertentu disebut difusi (Loveless, 1991).

Gambar 1.1 Grafik Uji Hasil Difusi

Kemudian, apabila dilihat pada gambar 1.1 mengenai grafik dari hasil uji difusi yang dilakukan dengan dua kali proses pengulangan tidak terjadi perbedaan yang signifikan. Hal ini menandakan bahwa makin besar perbedaan konsentrasi antara dua daerah, yaitu makin tajam gradasi konsentrasinya, makin besar kecepatan difusinya.

Tabel 1.2 Hasil Uji Osmosa

Tabung ke-	Perlakuan	Hasil (Percobaan I)	Hasil (Percobaan II)
1	Kloroform + Eter	Eter berosmosis terhadap kloroform	Eter berosmosis terhadap kloroform
2	Kloroform + Xilen	Kloroform berosmosis terhadap xilen	Kloroform berosmosis terhadap xilen

Berdasarkan pada percobaan yang selanjutnya telah dilakukan uji osmosa yang bertujuan untuk mengetahui dan mengamati proses osmosa dalam suatu larutan. Hasil yang diperoleh pada tabel 1.2 mengenai uji osmosa ini menunjukkan bahwa pada tabung pertama saat kloroform dicampurkan dengan eter maka hasilnya eter akan berosmosis terhadap kloroform. Hal ini menandakan bahwa molekul dari eter lebih kecil namun memiliki keterlarutan yang tinggi dibandingkan dengan kloroform sehingga akan beromosis dengan lebih mudah (Soedirokoesoemo, 2003).

Sementara pada tabung kedua saat kloroform dicampurkan dengan xilen maka hasilnya kloroform akan berosmosis terhadap xilen. Hal ini menandakan bahwa molekul yang dimiliki oleh kloroform jumlahnya lebih kecil namun memiliki keterlarutan yang lebih tinggi dibandingkan dengan xilen sehingga kloroform mampu berosmosis dengan baik. Jika diurutkan, maka berdasarkan pada jumlah molekul dan keterlarutannya yaitu eter > kloroform > xilen.

Tabel 1.3 Hasil Uji Imbibisi

No	Bahan	Berat
		Sebelum direndam	Sesudah direndam minyak	Sesudah direndam air
1	Karet	5,1 gr	8,5 gr	5,1 gr
2	Karet	5,1 gr	8,4 gr	5,1 gr
3	Kacang	5,1 gr	5,1 gr	7,2 gr
4	Kedelai	5,1 gr	5,1 gr	7,7 gr

Berdasarkan pada percobaan selanjutnya yaitu mengenai uji imbibisi ini bertujuan untuk mengamati pengaruh macam larutan terhadap proses imbibisi. Hasil yang diperoleh berdasarkan pada tabel 1.3 menunjukkan bahwa pada saat karet direndam dengan minyak memiliki pertambahan berat sebesar 8,5 gr sementara saat direndam dengan air beratnya tidak mengalami perubahan yaitu tetap 5,1 gr. Hal ini disebabkan karena terdapat kecocokan antara kandungan zat yang terdapat pada karet gelang dengan minyak tanah sehingga karet gelang dapat berimbibisi dengan minyak tanah. Sedangkan, karet gelang tidak mengembang setelah direndam dengan air karena tidak ada kecocokan antara senyawa yang terdapat dalam karet gelang dengan air, sehingga membran yang bersifat semipermeable tersebut tidak mengizinkan air untuk masuk ke dalam (Salisbury, 1995).

            Kemudian, saat diujikan kacang dan kedelai yang sama – sama memiliki berat awal 5,1 gr direndam dengan minyak tidak mengalami pertambahan berat sementara saat direndam dengan air mengalami pertambahan berat yaitu masing – masing 7,2 gr dan 7,1 gr. Hal ini disebabkan karena biji kacang dan kedelai masih aktif untuk melakukan proses imbibisi, adanya tarikan dari senyawa higroskopik (senyawa yang mampu menyerap air) dari dalam biji menyebabkan air dapat masuk melalui membran sel, yang kemudian menyebabkan terjadinya proses imbibisi. Senyawa higroskopik yang dimaksud adalah kristal karbohidrat (amilum) dan protein kering yang terdapat di dalam biji (Salisbury, 1991).

            Sedangkan, kacang dan kedelai tidak bisa berimbibisi dengan minyak tanah, karena tidak terdapat kecocokan antara senyawa yang terkandung dalam kacang dan kedelai, sehingga menyebabkan senyawa higroskopik yang terdapat dalam kacang dan kedelai tidak dapat menyerap minyak tanah (Sutopo, 1995).

4.      Kesimpulan

Proses difusi dapat terjadi karena adanya perbedaan konsentrasi, semakin besar perbedaan konsentrasi, maka akan semakin cepat proses difusi terjadi. Semakin sedikit konsentrasi, maka akan semakin lambat laju difusi terjadi. Sementara itu, proses osmosa dalam suatu larutan dapat terjadi apabila molekul yang jumlahnya lebih sedikit namun memiliki tingkat kelarutan yang tinggi akan lebih cepat berosmosis. Sedangkan, pada proses imbibisi larutan yang baik ialah larutan yang memiliki kecocokan antara senyawa yang terkandung dalam kacang dan kedelai, sehingga menyebabkan senyawa higroskopik.

5.      Daftar Pustaka

Dwidjoseputro, D. 2001. Pengantar Fisiologi

Tumbuhan. PT Gramedia. Jakarta.

Elisa. 2008. Dormansi Biji.

(http://elisa.ugm.ac.id/dormansi.2008).

Diakses pada tanggal 6 maret 2016

pukul 23.00 WIB

Kimbal, Jonh W. 2003. Biologi Jilid 1.

Erlangga. Jakarta.

Loveless, A.R. 1991. Prinsip-prinsip Biologi

Tumbuhan untuk Daerah Tropik.  PT Gramedia. Jakarta

Salisbury, Cleon. 1995. Fisiologi

Tumbuhan Jilid 1. Bandung:ITB Press.

Soedirokoesoemo, Wibisono. 2003. Materi

Pokok Anatomi dan Fisiologi

Tumbuhan. Jakarta: Departemen         Pendidikan dan Kebudayaan.

Suradinata, Tatang. 2003. Petunjuk Praktikum

Anatomi dan Fisiologi Tumbuhan. Departemen Pendidikan dan Kebudayaan. Jakarta

Sutopo L.1995. Teknologi Benih. Rajawali.

Jakarta.

Lampiran

Tugas

1.      Jelaskan perbedaan antara difusi, osmosis, dan imbibisi ?

2.      Sebutkan masing-masing satu contoh proses difusi dan proses osmosis pada tumbuhan ?

3.      Sebutkan faktor-faktor yang mempengaruhi imbibisi ?

Jawab :

1.      Difusi merupakan perpindahan molekul atau ion dari larutan yang berkonsentrasi tinggi (pekat) ke larutan atau wilayah yang berkonsentrasi rendah (encer). Osmosis merupakan proses difusi air, yaitu perpindahan molekul air dari larutan yang berkonsentrasi airnya lebih tinggi (larutan encer) menuju larutan yang konsentrasi airnya lebih rendah (larutan pekat) melalui membran semipermeabel (membran yang hanya dapat dilalui air). Sedangkan imbibisi adalah penyerapan air (absorpsi) oleh benda-benda yang padat (solid) atau agak padat (semisolid) karena benda-benda itu mempunyai zat penyusun dari bahan yang berupa koloid.

2.      Contoh difusi yaitu terjadinya proses pertukaran gas pada tumbuhan yang terjadi pada daun. Contoh osmosis yaitu proses masuknya larutan kedalam sel-sel endodermis.

3.      Faktor-faktor yang mempengaruhi : (1) permeabilitas kulit /membran biji, (2) konsentrasi air (3) suhu air, (4) tekanan hidrostatik, (5) permukaan biji yang kontak dengan air, (6) daya intermolekuler, (7) spesies dan varietas, (8) tingkat kemasukan, dan (9) komposisi kimia.