DIFUSI, OSMOSIS, DAN IMBIBISI

PENDAHULUAN

Latar Belakang

Air merupakan faktor yang sangat berpengaruh dalam proses fisiologi tumbuhan terutama dalam proses difusi, imbibisi dan osmosis pada benih tanaman (Dwidjoseptro, 1990).

Difusi merupakan pergerakan molekul air dari larutan berkosentrasi tinggi ke larutan berkosentrasi rendah hingga mencapai keseimbangan dinamis (Kustiyah, 2007).

Osmosis ialah pergerakan molekul air dari potensial tinggi ke potensial rendah sehingga mencapai keseimbangan yang dinamis (Yusuf, 2008).

Imbibisi adalah proses masuknya air ke dalam sel benih karena adanya perbedaan potensial air dari dalam dan luar benih (Nurwansyah, 2013).

Ada  beberapa faktor yang dapat digunakan dalam mengukur laju penyerapan airWkeWdalam sel tumbuhan, perbedaan potensial air merupakan metode pengukuran yang dianggap paling baik, potensial air sangat ditentukan oleh:

1.      Potensial osmotik yaitu zat-zat terlarut dimana potensial osmotik berbanding terbalik dengan kosentrasi zat pelarut, jika zat-zat terlarut banyak maka potensial osmotik rendah.

2.      Potensial tekanan yaitu jika dinding sel telah membesar maka, dilakukan sintesis dinding sel untuk menghasilkan dinding sel baru agr tidak mudah rusak, karena dinding sel baru memiliki daya elastisitas besar dan jika terjadi pembesaran akibat adanya tekanan ia akan kembali seperti semula (kebentuk semula) (Nurwansyah, 2013).

Kemampuan menyerap air/laju penyerapan air pada benih berdasarkan potensial air ditentukan oleh :

1.      Potensial Osmotik yaitu kemampuan dinding sel benih untuk mengikat zat-zat terlarut. dimana semakin tinggi zat-zat terlarut kemampuan menyerap air semakin rendah.

2.      Potensial Matrik yaitu kemapuan dinding sel benih untuk terhidrasi (mengikat air), dimana semakin tinggi kemampuan menyerap air, maka nilainya semakin kecil (negatif), biasanya dinding sel yang tersusun dari karbohidrat dan protein memiliki potensial matrik rendah karena mudah terhidrasi sedangkan lemak (lipid) lebih tinggi.

3.      Tekanan Hidrolitik, tekanan hidrolitik terbagi menjadi dua :

-       Tekanan hidrolitik internal yaitu kumpulan larutan dari dalam untuk menekan dinding sel dalam total nilai air benih minus (-) karena potensial air murni nol.

-       Tekanan hidrolitik eksternal yaitu kemampuan larutan dari luar untuk menekan dinding sel.

4.      Resistensi yaitu daya hambat dari benih terhadap pergerakan air, resistensi terbagi menjadi dua yaitu :

-       Resistensi Internal yaitu daya hambat karena faktor-faktor permeabilitas membran atau dinding sel terhdap air.

-       Resistensi Eksternal yaitu daya hambat karena faktor dari luar dan sangat ditentukan oleh struktur kulit benih. benih dengan struktur keras (Palm) memiliki daya resistensi tinggi.

5.      Difusi akan berbanding terbalik antara kosentrasi larutan dengan kosentrasi air dalam benih, semakin tinggi perbedaan akan semakin rendah tingkat difusi karena air mengalami kejenuhan larutan.

6.      Osmosis pada molekul/partikel zat akan berbanding terbalik antara potensial tinggi ke rendah, semakin tinggi perbedaan potensial zat tersebut maka penyerapan zat akan semakin lambat.

7.      Imbibisi akan berbanding lurus antara potensial air benih dan luar benih, semakin tinggi perbendaan semakin tinggi tingkat imbibisi air (Nurwansyah, 2013).

Tujuan

Tujuan dari praktikum ini adalah untuk mengetahui kegiatan difusi, osmosis, dan imbibisi.

TINJAUAN PUSTAKA

Kita semua sudah memahami, bahwa molekul-molekul itu ada selalu di dalam keadaan gerak, dan gerak itu disebabkan oleh suatu tenaga dinamik yang kita sebut enrgi kinetis. Energi ini sumber tenaga yang menyebabkan molekul-molekul saling menarik, akan tetapi pada ketika itu juga saling menolak. Difusi adalah peristiwa mengalirnya/berpindahnya suatu zat dalam pelarut dari bagian berkonsentrasi tinggi ke bagian yang berkonsentrasi rendah. Contoh yang sederhana adalah pemberian gula pada cairan teh tawar. Lambat laun cairan menjadi manis (Annur dkk, 2008).

Difusi juga akan dilakukan oleh molekul-molekul gula, apabila kita mencampurkan suatu gula dengan air biasa, setelah kita beri waktu yang cukup lama maka seluruh air akan berasa manis (Annur dkk, 2008).

Dari contoh-contoh diatas baik gas, zat cair maupun zat padat semuanya menaruh sifat yang kita sebut “suka berdifusi”. Adapun gerakan penyebaran atau gerakan difusi itu bukan suatu gerakan secara besar-besaran, dimana kelompok-kelompok molekul bersama-sama bergerak kesuatu arah, gerakan itu biasa disebut konvensi (Annur dkk, 2008).

Gerakan difusi terdiri atas gerakan molekul per molekul yang lintasannya putus-putus karena perlanggaran yang homogen (Kustiyah, 2007).

Difusi disebabkan oleh energi kinetis, maka mudahlah kita maklumi, bahwa sumber gerakan molekul-molekul itu ada ditempat dimana banyak terdapat molekul-molekul, dengan perkataan lain ditempat yang konsentrasinya pekat. Dengan demikian, arah gerakan difusi akan ketempat kekurangan molekul atau ketempat yang konsentrasinya rendah (Kustiyah, 2007).

Osmosis adalah perpindahan air melalui membran permeabel selektif dari bagian yang lebih encer ke bagian yang lebih pekat. Membran semipermeabel harus dapat ditembus oleh pelarut tapi tidak oleh zat terlarut yang mengakibatkan gradien tekanan sepanjang membran. Osmosis merupakan suatu fenomena alami tapi dapat dihambat secara buatan dengan meningkatkan tekanan pada bagian dengan konsentrasi pekat menjadi melebihi bagian dengan konsentrasi yang lebih encer. Gaya per unit luas yang dibutuhkan untuk mencegah mengalirnya pelarut melalui membran permeabel selektif dan masuk ke larutan dengan konsentrasi yang lebih pekat sebanding dengan tekanan turgor. Tekanan osmotik merupakan sifat koligatif, yang berarti bahwa sifat ini bergantung pada konsentrasi zat terlarut, dan bukan pada sifat zat terlarut itu sendiri (Yusuf, 2008).

Osmosis adalah suatu topik yang penting dalam biologi karena fenomena ini dapat menjelaskan mengapa air dapat ditransportasikan ke dalam dan ke luar sel (Kustiyah, 2007).

Osmosis terbalik adalah sebuah istilah teknologi yang berasal dari osmosis. Osmosis adalah sebuah fenomena alam dalam sel hidup dimana molekul “solvent” (biasanya air) akan mengalir dari daerah “solute” rendah ke daerah “solute” tinggi melalui sebuah membran “semipermeable”. Membran “semipermeable” ini menunjuk ke membran sel atau membran apa pun yang memiliki struktur yang mirip atau bagian dari membran sel. Gerakan dari “solvent” berlanjut sampai sebuah konsentrasi yang seimbang tercapai di kedua sisi membran (Kustiyah, 2007).

Reverse osmosis adalah sebuah proses pemaksaan sebuah solvent dari sebuah daerah konsentrasi “solute” tinggi melalui suatu membran ke daerah “solute” rendah dengan menggunakan sebuah tekanan melebihi tekanan osmotik. Dalam istilah lebih mudah, reverse osmosis adalah mendorong sebuah solusi melalui filter yang menangkap “solute” dari satu sisi dan membiarkan pendapatan “solvent” murni dari sisi satunya (Yusuf, 2008).

Peristiwa osmosis juga terjadi pada penyerapan air tanah ke dalam sel akar. Berkaitan dengan pengertian konsentrasi maka dikenal larutan yang isotonis (konsentrasi zat pada larutan sama dengan cairan sel). Bila dimasukan ke dalam larutan itu bentuk sel tetap karena keadaan seimbang. Akan tetapi jika sel tumbuhan berada dalam larutan hipertonis (konsentrasi larutan lebih tinggi dari pada cairan sil), maka air dalam plasma sel akan beerosmosis keluar sehingga sel mengerut. Protoplasma yang kekurangan air menyusut volumenya mengakibatkan membrane sel terlepas berada dalam larutan hipotonis, maka air dari luar akan mesuk kedalam sel sehingga sel menggembung (Yusuf, 2008).

Peistiwa migrasi molekul-molekul air ke suatu zat lain yang berulang-ulang (pori) cukup besar untuk melewetkan molekul-molekul air dan kemudian molekul-molekul air itu menetap didalam zat tersebut. Peristiwa ini kita sebut imbibisi, perkataan ini berasal dari kata latin imbibere yang berarti menyeludup. Air yang menyeludup kita sebut air imbibisi, sedangkan zat yang kemasukan (keselundupan) air itu kita sebut imbiban (Alkatiri, 1996).

Seperti halnya dengan difusi dan osmosis, maka imbibisi pun terpengaruh oleh temperatur. Kenaikan temperatur menambah giatnya difusi, osmosis maupun imbibisi (Alkatiri, 1996).

Pada proses imbibisi ini ditimbulkan panas. Hal ini dapat diterangkan dan dipahami, jika kita mengingat adanya keributan masuknya molekul-molekul air serta tersusunnya secara berjejal-jejal di dalam imbibiban, dimana meolekul-molekul air kehilangan sebagia dari energi kinetis, energi kinetis berubah menjadi panas (Alkatiri, 1996).

Tekanan turgor merupakan tekanan air pada dinding sel akibat perubahan kadar air dalam sel tumbuhan. Tekanan turgor sel tanaman akan mempengaruhi aktivitas fisiologis antara lain pengembangan daun, bukaan stomata, fotosintesis, dan pertumbuhan akar. Pada pembukaan stomata, stomata akan membuka jika kedua sel penjaga meningkat. Peningkatan tekanan turgor sel penjaga disebabkan oleh masuknya air ke dalam sel penjaga tersebut.  Tekanan turgor akan meningkat seiring dengan peningkatan kadar air. Pergerakan air dari satu sel ke sel lainnya akan selalu dari sel yang mempunyai potensial air lebih tinggi ke potensial air yang lebih rendah  (Lukyati dkk, 1999).

BAHAN DAN METODE

Alat dan Bahan

Alat

            Adapun alat yang digunakan dalam praktikum ini adalah:

1.      Neraca analitik, sebagai alat untuk menimbang bahan praktikum.

2.      Spatula/sendok, sebagai alat untuk mengaduk larutan.

3.      Gelas ukur, sebagai alat untuk mengukur larutan.

4.      Gelas plastik, sebagai tempat untuk meletakkan pengamatan.

5.      Tisu, sebagai tempat untuk meniriskan benih dari larutan.

6.      Alat tulis, sebagai alat untuk mencatat hasil pengamatan.

Bahan

            Adapun bahan yang digunakan dalam praktikum ini adalah:

1.      Garam, sebagai bahan untuk membuat larutan.

2.      Air aquades, sebagai bahan untuk merendam benih.

3.      Kertas label, sebagai bahan untuk mencirikan/menandai pengamatan.

4.      Kacang tunggak/nagara (Vigna unguiculata (L.) Walp), sebagai bahan pengamatan.

5.      Kacang tanah (Arachis hypogaea L.), sebagai bahan pengamatan.

6.      Kacang kedelai (Glycine max L.), sebagai bahan pengamatan.

Waktu dan Tempat

Praktikum ini dilaksanakan pada hari Rabu, 3 April 2013 pada jam 14.00-

16.00 Wita dan bertempat di Laboraturium Fisiologi Tumbuhan Fakultas Pertanian Universitas Lambung Mangkurat Banjarbaru.

Prosedur Kerja

1.      Menyiapkan 6 buah gelas plastik.

2.      Memasukkan air aquades ke dalam masing-masing gelas plastik sebanyak 100ml.

3.      Menimbang 10 gram garam.

4.      Memasukkan garam yang sudah ditimbang ke dalam tiga buah gelas plastik yang sudah terisi air aquades, kemudian mengaduknya sampai homogen.

5.      Menimbang berat 10 butir kacang nagara/tunggak, kacang tanah, dan kacang kedelai dengan pengulangan sebanyak satu kali untuk tiap-tiap jenis kacang.

6.      Masukkan tiap jenis kacang ke dalam larutan garam dan air aquades murni, serta beri kertas label.

7.      Diamkan selama 24 jam, angkat kacang, tiriskan menggunakan tisu.

8.      Menimbang berat akhir tiap-tiap jenis kacang, dan mencatat hasil pengamatan.

HASIL DAN PEMBAHASAN

Hasil

Tabel 1. Hasil Pengamatan Berat Awal (gram) Benih Kacang-kacangan.

No	Benih	Berat awal (gram)		Keterangan
		Kacang+ aquades	Kacang+ garam
1.	Kacang tunggak	0,60	0,66	- Biji berwarna putih susu. - Biji keriput. - Biji lebih kecil dari kedelai.
2.	Kacang tanah	2,75	2,32	-    Biji berwana coklat. -    Biji mulus dan kecang. -    Biji lebih besar dari kacang tunggak/nagara dan kedelai.
3.	Kacang kedelai	0,85	0,95	-    Biji berwarna kuning. -    Biji mulus dan kencang. -    Biji lebih besar dari kedelai dan lebih kecil dari kacang tanah.

Tabel 2. Hasil Pengamatan Berat Akhir (gram) Kacang-kacangan.

No	Benih	Berat akhir (gram)		Keterangan
		Kacang+ aquades	Kacang+ Aquades
1.	Kacang tunggak	1,43	1,43	-    Biji mengembang. -    Warna biji menjadi pucat. -    Biji menjadi lunak.
2.	Kacang tanah	3,73	3,73	-    Biji mengembang. -    Air menjadi berwarna kecoklatan. -    Biji tetap keras.
3.	Kacang kedelai	1,86	1,86	-    Biji mengembang. -    Biji berwarna pucat. -    Biji menjadi lunak.

Pembahasan

Hasil yang didapat pada praktikum ini adalah pada benih kacang tunggak/nagara (Vigna unguiculata (L.) Walp) berat awal benih dengan menggunakan air aquades 0,60 gram dan setelah didiamkan selama 24 jam berat akhirnya menjadi 1,43 gram, selisih antara berat akhir dan berat awal adalah 0,83 gram. Sedangkan dengan menggunakan larutan garam dengan berat awal 0,66 gram, berat akhirnya menjadi 1,24 gram dan selisihnya 0,58 gram. Hal ini disebabkan karena adanya peristiwa imbibisi yaitu masuknya air ke dalam kulit biji sehingga mengakibatkan biji itu mengembang.

Pada benih kacang tanah (Arachis hypogaea L.) berat awal dengan menggunakan air aquades 2,75 gram dan setelah didiamkan selama 24 jam berat akhirnya menjadi 3,74 gram, selisih antara berat akhir dan berat awal adalah 0,99 gram . Berat awal kacang tanah dengan menggunakan larutan garam adalah 2,32 gram dan berat akhirnya 4,38 gram, selisihnya 2,06 gram. Hal ini juga karena proses imbibisi sehingga menyebabkan biji itu mengembang dan bertambah beratnya karena air masuk ke dalam biji. Pada kacang tanah yang hanya menggunakan air aquades, airnya berubah warna menjadi kecoklatan sedangkan dengan larutan garam airnya tidak berubah warna.

Pada benih kacang kedelai (Glycine max L.) berat awal benih yang menggunakan air aquades adalah 0,85 gram setelah didiamkan selama 24 jam berat akhir benih menjadi 1,86 gram dan selisihnya 1,01 gram. Sedangkan dengan menggunakan larutan garam berat awal benih 0,95 gram kemudian didiamkan selama 24 jam lalu ditimbang berat akhirnya menjadi 2,08 gram dan selisihnya 1,13 gram. Benih kacang kedelai juga mengalami peristiwa imbibisi yang mengkibatkan biji mengembang dan beratnya bertambah karena meresapnya air ke dalam kulit biji.

Berat akhir biji yang direndam dengan larutan garam lebih rendah daripada biji yang direndam dengan air aquades. Hal ini dikarenakan konsentrasi garam lebih pekat daripada air aquades.

Dari perbedaan tersebut dapat diketahui bahwa semakin besar selisih penimbangan  tiap konsentrasi larutan, persentase air yang masuk juga semakin kecil atau semakin besar konsentrasi larutan garam yang digunakan penyerapan air bagi biji juga semakin kecil.

Kandungan garam yang tinggi dapat berpengaruh pada penyerapan air yang dilakukan oleh biji. Konsentrasi garam yang terlalu pekat maka akan menyebabkan cairan dalam benih akan keluar sehingga  dapat merusak benih sehingga benih tidak dapat berkecambah dengan baik.

KESIMPULAN DAN SARAN

Kesimpulan

            Dari hasil pengamatan dapat ditarik kesimpulan sebagai berikut:

1.         Berat awal benih kacang tunggak/nagara (Vigna unguiculata (L.) Walp) adalah 0,60 gram, sedangkan berat akhirnya 1,43 gram pada air aquades. Berat awal benih kacang tunggak/nagara (Vigna unguiculata (L.) Walp) adalah 0,66 gram, sedangkan berat akhirnya 1,24 gram pada larutan garam. Berat awal benih kacang tanah (Arachis hypogaea L.) adalah 2,75 gram, sedangkan berat akhirnya 3,74 gram pada air aquades. Berat awal benih kacang tanah (Arachis hypogaea L.)  adalah 2,32 gram, sedangkan berat akhirnya 4,38 gram pada larutan garam. Berat awal benih kacang kedelai (Glycine max L.)  adalah 0,85 gram, sedangkan berat akhirnya 1,86 gram pada air aquades. Berat awal benih kacang kedelai (Glycine max L.) adalah 0,95 gram, sedangkan berat akhirnya 2,08 gram pada larutan garam.

2.         Semakin besar selisih penimbangan tiap konsentrasi larutan, persentase air yang masuk juga semakin kecil.

3.         Semakin besar konsentrasi larutan garam yang digunakan penyerapan air bagi biji juga semakin kecil.

4.         Kandungan garam yang tinggi dapat berpengaruh pada penyerapan air yang dilakukan oleh biji. Bila air yang terlalu pekat diserap terlalu banyak maka akan menghambat proses metabolisme dalam biji.

Saran

            Untuk praktikum diharapkan adanya kesiapan dari semua praktikan baik itu alat maupun bahan untuk kegiatan praktikum agar pelaksanaan praktikum dapat berjalan dengan lancar dan efektif.