Skip to content Skip to sidebar Skip to footer

Memahami apa itu Osmosis

Konten [Tampil]
Osmosis adalah bagaimana molekul air bergerak melintasi membran semipermeabel yang memisahkan dua larutan. Ini dapat dianggap sebagai difusi pasif air dan tidak membutuhkan energi. Ketika molekul air bergerak seperti ini, mereka akhirnya menyamakan konsentrasi larutan di kedua sisi membran.



Hal ini dimungkinkan karena membran semipermeabel, seperti membran sel misalnya, adalah semacam saringan dengan pori-pori yang memungkinkan molekul kecil seperti air melintas, tetapi bukan molekul atau ion yang lebih besar seperti natrium dan klorida.


Jadi katakanlah kita sedang melihat gelas laboratorium yang diisi dengan larutan air garam, dan kita memisahkannya dalam dua kompartemen - A dan B - dengan membran semipermeabel di tengahnya. Pertama-tama - garam yang merupakan natrium klorida akan terpisah menjadi ion natrium dan ion klorida setelah berada di dalam air. Dan karena konsentrasi ion natrium dan klorida sama di kedua sisi membran, kita katakan bahwa A dan B isotonik satu sama lain.


Di dalam dua kompartemen, molekul air dan ion natrium dan klorida bergerak dan memantul satu sama lain. Ini seperti dua pesta dansa besar yang terjadi di dua gudang yang berdekatan yang dihubungkan dengan pintu yang semipermeabel - artinya molekul air dapat menembus tetapi tidak dengan ion natrium dan klorida yang lebih besar.

Beberapa molekul air mungkin melewati salah satu pintu ini untuk pergi dari pesta A ke pesta B, dan beberapa molekul air mungkin pergi ke arah lain dari pesta B ke pesta A. Tetapi kenyataannya adalah bahwa molekul air tidak tertarik secara khusus ke salah satu kompartemen, karena melintasi membran ke satu arah sama mudahnya dengan melintasi membran ke arah lain. Ini disebut sebagai titik kesetimbangan - dan dalam keadaan khusus ini pergerakan total air melintasi membran adalah nol.


Tetapi bagaimana jika  menambahkan garam tambahan - atau natrium klorida - hanya di dalam kompartemen A? A sekarang memiliki lebih banyak zat terlarut daripada B, dan kita akan mengatakan bahwa A hipertonik dibandingkan dengan B, dan sebaliknya B hipotonik dibandingkan dengan A. Dan apa yang perhatikan dari waktu ke waktu adalah karena A memiliki lebih banyak ion natrium dan klorida, tekanan osmotiknya meningkat. Hasilnya adalah kita akan melihat migrasi bersih molekul air yang lebih besar ke sisi A.

Ini dikatakan sebagai migrasi “bersih”, karena molekul air masih bolak-balik di antara kedua sisi, tetapi secara keseluruhan, lebih banyak molekul air sekarang akan tetap berada di sisi A. Setelah ada cukup air sehingga konsentrasi garam di kedua sisi sama sekali lagi, maka pergerakan air melintasi membran kembali menjadi nol dan kedua sisi menjadi isotonik satu sama lain lagi. Sejauh ini bagus.


Ada pertanyaan yang lebih besar mengapa molekul air lebih banyak berada di sisi A, dan ini berkaitan dengan energi kinetik dan entropi. Kinetik mengacu pada fakta bahwa molekul air serta ion natrium dan klorida memiliki kecenderungan untuk bergerak. Dan entropi berperan karena gerakan ini tidak teratur atau acak sehingga seiring waktu molekul dan ion air bergerak ke segala arah.


Anda dapat menganggap setiap molekul atau ion seperti balita - Anda tahu ia akan bergerak tetapi Anda tidak dapat memprediksi gerakan selanjutnya atau ke mana ia akan berakhir dua menit kemudian!

Kembali ke percobaan. Ketika kami awalnya menambahkan lebih banyak garam, ada ion natrium dan klorida yang relatif lebih banyak pada sisi-sisi hipertonik A. Ion natrium dan klorida terlalu besar untuk melewati pori-pori di membran. Tapi selain itu, dan inilah bagian pentingnya, ion-ion itu akhirnya sedikit menghalangi atau mengganggu molekul air yang ingin berpindah dari satu sisi ke sisi lainnya. Itu karena ion-ionnya begitu besar sehingga ketika mereka memantul, mereka benar-benar menghalangi pintu. Ini seperti pengunjung pesta yang tidak dapat meninggalkan pesta tetapi juga memblokir area lima kaki di sekitar pintu - membuat orang lain sulit untuk meninggalkan pesta juga.


Tapi ingat bahwa ion-ion ini tidak secara fisik menempel di lubang di antara kedua sisi, mereka hanya menjatuhkan molekul air di area itu melalui gerakan memantulnya yang acak. Lebih buruk lagi, ion natrium bermuatan positif dan sebenarnya menarik muatan yang sedikit negatif dari atom oksigen dalam molekul air. Demikian pula, ion klorida bermuatan negatif dan menarik muatan yang sedikit positif dari atom hidrogen dalam molekul air. Jika molekul air ini agak terikat pada ion yang tidak dapat melewati membran, mereka juga akan terhalang untuk melewati membran.

Jadi singkatnya, ion yang tidak bisa menembus mengganggu molekul air agar tidak keluar dari party. Dan karena konsentrasi ion lebih tinggi di sisi A, kemudian di sisi B, lebih banyak gangguan ini terjadi di sisi A. Akibatnya lebih banyak molekul air yang pada akhirnya bisa berpindah dari B ke A, lalu ke arah lain. Secara keseluruhan, ini berarti bahwa ketika ada perbedaan konsentrasi, molekul air berpindah dari area konsentrasi zat terlarut rendah ke area konsentrasi zat terlarut tinggi.

Dengan kata lain, mereka bergerak dari sisi hipotonik, di mana terdapat relatif lebih banyak air, ke sisi hipertonik, di mana terdapat relatif lebih sedikit air.



Sekarang, kebetulan osmosis sangat penting bagi sel kita. Misalnya, kita meletakkan sel darah merah, dalam larutan hipertonik seperti cuka. Segera, akan ada pergerakan bersih molekul air keluar dari sel, membuat sel kita mengering dan mengerut. Sebaliknya, katakanlah kita meletakkan sel darah merah dalam larutan hipotonik seperti air murni.

Kali ini, akan ada pergerakan bersih molekul air ke dalam sel, membuatnya membengkak dan akhirnya meledak. Sekali lagi, bukan cara yang baik untuk pergi. Seperti goldilocks, sel kita lebih memilih sesuatu di tengah - larutan isotonik - seperti cairan intravena yang digunakan di rumah sakit. Cairan ini memiliki natrium klorida, dengan konsentrasi yang mirip dengan konsentrasi zat terlarut di dalam sel. Dalam situasi ini, pergerakan total air di dalam dan di luar sel adalah nol, sehingga sel terus hidup dengan nyaman.


KESIMPULAN

Osmosis mengacu pada pergerakan molekul air melintasi membran semipermeabel yang memisahkan dua kompartemen fluida. Ini dapat dianggap sebagai difusi pasif air dan tidak membutuhkan energi.

Sisi yang memiliki lebih banyak zat terlarut akan mencegah molekul air keluar, dan akibatnya akan terjadi pergerakan bersih air ke sisi hipertonik.

Seiring waktu pergerakan molekul air dari sisi hipotonik ke sisi hipertonik akan menyamakan konsentrasi.