EFEKTIFITAS
KONSENTRASI KMnO4 TERHADAP KECEPATAN DIFUSI MOLEKUL DAN PENGARUH
KONSENTRASI GLUKOSA TERHADAP BESAR TEKANAN OSMOTIK CAIRAN SEL Rhoe discolor
Depimei Nita
Mahedra
E-mail:depimeinitam @gmail.com, phone: +6285364371550
FKIP
Universitas Riau, Pekanbaru 28293
Abstrak:
This study was conducted to determine how the process of diffusion of water
molecules in solvents KMnO4 and measure the osmotic pressure of the fluid under
the leaf epidermis cells Rhoe discolor in a glucose solution with different
concentrations in different concentrations of glucose solution were carried out
on Saturday October 31, 2015. The object of research is compound KMnO4 and
plants Rhoe discolor. This study used an experimental method. The first data
regarding the diffusion experiment is obtained by measuring the diameter
distribution of KMnO4 in distilled water in a time interval t. While the second
data measuring osmotic pressure of cell fluid by doing a comparison of three
variables: the control variable (0% glucose), variable manipulation (0.2; 0.22;
0.24; 0.26; 0.28; 0.30% glucose ) and the response variable (the number of
epidermal cells Rhoe discolor seen, the number of epidermal cells Rhoe discolor
the terplasmolisis, the amount of the percentage of epidermal cells Rhoe
discolor the terplasmolisis, the concentration of glucose solution which causes
50% of epidermal cells Rhoe discolor terplasmolisis and osmotic pressure). The
data obtained are presented in table form and in the descriptive analysis.
Results of the research data shows the distribution of molecular KMnO4 become
increasingly longer distances due to the growing spread until finally stopped
after reaching equilibrium, with a diameter of 7.5 cm. As for the cell osmotic
fluid found that the glucose solution of 0.26 M percentage of leaf cells
berplasmolisis ± 50% is 53.24% with the number of cells that berplasmolisis 148
cells of 278 cells. Osmotic pressure obtained was 6.46 atm.
Keywords: Diffusion, diameter, Osmosis,
KMnO4, Solution Concentration Glucose
PENDAHULUAN
Molekul air dan zat terlarut yang berada dalam sel selalu
bergerak. Oleh karena itu terjadi perpindahan terus-menerus dari molekul air,
dari satu bagian ke bagian yang lain. Perpindahan
molekul-molekul itu dapat ditinjau dari dua sudut. Pertama dari sudut sumber
dan dari sudut tujuan. Dari sudut sumber dikatakan bahwa terdapat suatu tekanan
yang menyebabkan molekul-molekul menyebar ke seluruh jaringan. Tekanan ini
disebut dengan tekanan difusi. Dari sudut tujuan dapat dikatakan bahwa ada
sesuatu kekurangan (deficit akan molekul-molekul). Hal ini dibandingkan dengan
istilah daerah surplus molekul dan minus molekul. Ini bararti bahwa di sumber
itu ada tekanan difusi positif dan ditinjau adanya tekanan difusi negatif.
Istilah tekanan difusi negatif dapat ditukar dengan kekurangan tekanan difusi
atau deficit tekanan difusi yang disingkat dengan DTD. (Bidwell, 1979)
Difusi adalah
peristiwa berpindahnya suatu zat dalam pelarut dari bagian berkonsentrasi
tinggi ke bagian yang berkonsentrasi rendah. Baik gas, zat cair dan zat padat,
molekul-molekulnya ada kecenderungan untuk menyebar ke segala arah sampai
dimana-mana terdapat suatu konsentrasi yang sama. Dari ketiga macam zat
tersebut, maka gaslah yang paling mudah berdifusi. Sedangkan osmosis adalah difusi air melalui selaput yang permeabel
secara differensial dari suatu tempat berkonsentrasi tinggi ketempat
berkonsentrasi rendah. Pertukaran air antara sel dan lingkungan adalah suatu
faktor yang sangat penting sehingga memerlukan suatu penamaan khusus yaitu
osmosis (Salisbury,1995). Osmosis sangat ditentukan oleh potensial kimia air
atau potensial air, yang menggambarkan kemampuan molekul air untuk dapat
melakukan difusi. Sejumlah besar volume air akan memiliki kelebihan energi
bebas daripada volume yang sedikit, dibawah kondisi yang sama. Energi bebas
suatu zat per unit jumlah, terutama per berat gram molekul (energi bebas mol-1)
disebut potensial kimia.potensial kimia zat terlarut kurang lebih sebanding
dengan konsentrasi zat terlarutnya. Zat terlarut yang berdifusi cenderung untuk
bergerak dari daerah yang berpotensi kimia lebih tinggi menuju daerah yang
potensial kimianya lebih kecil (Sasmitamihardja, 1996).
Jika sel tumbuhan diletakkan di larutan
garam terkonsentrasi, sel tumbuhan akan kehilangan air dan juga tekanan turgor,
menyebabkan sel tumbuhan lemah. Kehilangan air lebih banyak akan menyebabkan
terjadinya plasmolisis, tekanan terus berkurang sampai di suatu titik di mana
protoplasma sel terkelupas dari dinding sel, menyebabkan adanya jarak antara
dinding sel dan membran. Plasmolisis dibedakan menjadi 2 tingkatan yaitu
plasmolisis sempurna dan plasmolisis insipien. Plasmolisis insipien adalah bila
50% jumlah sel dalam suatu jaringan mengalami plasmolisis. Keadaan ini dapat
dikembalikan dengan meletakkan jaringan pada larutan yang hipotonis. Bila
plasmolisis terus berlanjut, cairan dalam sel akan tertarik keluar. Keadaan ini
menyebabkan tekanan turgor menurun, akibatnya seluruh protoplasma keluar dan
sel tidak dapat dikembalikan pada keadaan semula. Peristiwa ini yang disebut
sebagai plasmolisis sempurna. Jika konsentrasi larutan yang menyebabkan 50% sel terplasmolisis diketahui,
maka tekanan osmosis sel dapat ditentukan dengan menggunakan rumus sebagai
berikut:
TO sel = 22,4 x M x T
273
Dengan :
TO
= Tekanan Osmotik
M = Konsentrasi larutan yang
menyebabkan 50% sel terplasmolisis
T = Temperatur mutlak (273 + t°C)
(Firdaus dkk, 2010)
Dari uraian diatas, dapat dirumuskan masalah yakni “Bagaimana proses
difusi molekul KMnO4 di dalam pelarut air
dan bagaimana tekanan osmotic
cairan sel epidermis bawah daun Rhoediscolor
dalam larutan glukosa?”. Tujuan dari penelitian yaitu untuk mengetahui
bagaimana proses difusi molekul KMnO4 dalam pelarut air
dan mengukur tekanan osmotic
cairan sel epidermis bawah daun Rhoediscolor
dalam larutan glukosa dengan
konsentrasi yang berbeda. Manfaat
dari penelitian ini yaitu mahasiswa mengetahui bagaimana proses difusi molekul dan mengetahui seberapa
besar tekanan osmotic cairan sel epidermis bawah Rhoediscolor dalam larutan glukosa.
METODE
PENELITIAN
Penelitian
ini dilakukan di Laboratorium Pendidikan Biologi FKIP Universitas Riau Jl. Bina
Widya Km 12,5 Simpang Baru Panam Pekanbaru pada 31 Oktober 2015. Objek
penelitian adalah senyawa KMnO4 dan tanaman Rhoe discolor. Metode yang digunakan adalah eksperimen. Data yang
diperoleh di sajikan dalam
bentuk tabel dan diagram di analisis secara deskriptif. Alat dan bahan yang
digunakan untuk penelitian difusi adalah cawan petri, kristal KMnO4,
akuades, sendok. Sedangkan untuk penelitian tekanan osmotik adalah cawan petri,
mikroskop, gelas ukur, pipet tetes, jarum oshe, kaca objek, kaca penutup pisau
silet, daun Rhoe discolor, larutan
glukosa dan akuades.
Cara Kerja
Difusi Molekul
- Tuangkan air
sebanyak 15 ml ke dalam cawan petri, lalu letakkan di tempat datar yang
dialasi dengan kertas putih
- Masukkan
Kristal KMnO4 kedalam air di cawan tadi, lalu ukur diameter
sebaran air setelah selang waktu tertentu
- Ulangi
kegiatan tersebut beberapa kali, lalu hitung rata-rata kecepatan difusinya
- Perhatikan
apakah kecepatan di selang waktu mula-mula sama dengan berikutnya sampai
percobaan dihentikan. Mengapa demikian?
Cara Kerja
Tekanan Osmotik Cairan Sel
- Disiapkan
larutan glukosa dengan konsentrasi 0,20 M, 0,22 M, 0,24 M, 0,26 M, 0,28 M,
0,30 M masing masing dengan 20 ml dalam cawan petri
- Disayat epidermis
bawah daun Rhoe discolor dan direndam
dalam aquades
- Tiga sayatan
epidermis bawah daun Rhoe discolor dimasukkan
kedalam cawan petri yang telah berisi larutan sesuai dengan konsentrasi
yang telah ditetapkan
HASIL
DAN PEMBAHASAN
A.
Difusi Molekul
Tabel 1. Tabel diameter
sebaran KMnO4 dalam air dengan taraf
dosis yang berbeda
|
|
Waktu
(menit)
|
Diameter
(cm)
|
|
I
|
4,5
|
5
|
|
II
|
4
|
5
|
|
III
|
5
|
|
Berdasarkan
pengamatan, KMnO4 yang ditetesi kedalam cawan petri yang berisi air langsung mulai menyebar secara perlahan sampai
terjadi titik kesetimbangan yaitu hingga molekul KMnO4 tidak
berdifusi lagi. Kesetimbangan ini disebut dengan kesetimbangan dinamik,
yaitu molekul pewarna dan kristal KMnO4 yang melintasi
membrane dalam satu arah jumlahnya sebanyak molekul pewarna yang melintasi
membrane dalam arah yang berlawanan setiap detik (Campbell, 2002 : 147).
Pada perlakuan I diperoleh hasil yaitu waktu yang dibutuhkan molekul KMnO4
untuk berdifusi yaitu 10 menit dengan diamter yang terbetuk yaitu 7.5 cm.
Perlakuan II diperoleh hasil yaitu waktu yang dibutuhkan molekul KMnO4 untuk
berdifusi yaitu 7 menit dengan diameter yang terbentuk yaitu 6 cm. Perlakuan
III diperoleh hasil yaitu waktu yang dibutuhkan molekul KMnO4 untuk
berdifusi yaitu 5 menit dengan diameter yang terbentuk 5 cm.
Hasil
pengamatan yang diperoleh bahwa perlakuan I adalah perlakuan yang membutuhkan
waktu paling lama untuk berdifusi dan menunjukkan diameter yang terbentuk
paling besar. Hal ini
dikarenakan konsentrasi molekul pada perlakuan I lebih besar dibandingkan perlakuan
II dan perlakuan III sehingga
proses difusi berlangsung lebih lambat.
Beberapa faktor yang memengaruhi kecepatan difusi, yaitu, berat molekul,
kelarutan dalam
medium, beda potensial kimia, perbedaan
konsentrasi, jarak tempat berlangsungnya difusi, area tempat berlangsungnya difusi, struktur tempat
berlangsungnya difusi, ukuran dan tipe molekul yang berdifusi, ketebalan membrane dan suhu. Oleh
karena itu, sebaran molekul
KMnO4 menjadi
semakin lama dikarenakan semakin besarnya jarak
penyebarannya hingga akhirnya
berhenti setelah mencapai kesetimbangan.
B.
Tekanan
Osmotik Cairan Sel
Tabel 2. Tabel tekanan
osmotik cairan sel epidermis daun Rhoe
discolor
|
|
Sel dalam
keadaan biasa
|
Sel dalam
keadaan plasmolisis
|
Persentase
plasmolisis (%)
|
|||
|
0
|
70
|
-
|
0%
|
|||
|
0,20
|
396
|
97
|
24%
|
|||
|
0,22
|
120
|
45
|
26%
|
|||
|
0,24
|
107
|
70
|
41%
|
|||
|
0,26
|
16
|
7
|
43%
|
|||
|
0,28
|
77
|
49
|
63%
|
|||
|
0,30
|
28
|
20
|
71%
|
|||
Konsentrasi
saat terjadi plasmolisis insipen : 0,28 M
Temperatur ruangan :
30oC
+ 273 = 303 oK
Perhitungan
Potensial Osmosis :
Sel yang
dimasukan ke dalam larutan gula, maka arah gerak air ditentukan oleh perbedaan
nilai potensial air larutan dengan nilainya didalam sel. Jika potensial larutan
lebih tinggi, air akan bergerak dari luar ke dalam sel, bila potensial larutan
lebih rendah maka yang terjadi sebaliknya, artinya sel akan kehilangan air.
Apabila kehilangan air itu cukup besar, maka ada kemungkinan bahwa volum sel
akan menurun demikian besarnya sehingga tidak dapat mengisi seluruh ruangan
yang dibentuk oleh dinding sel. Membran dan sitoplasma akan terlepas dari
dinding sel (Tjitrosomo,1987). Ali dan Bhattacharya
(1980) dalam Malyan 2013 menyatakan bahwa perendaman dapat menyebabkan
perubahan-perubahan enzimatis dalam gula dan komposisi asam amino beras
sehingga kandungan nutrisinya berubah.
Sel Rhoe discolor dalam keadaan
normal menunjukkan bagian-bagian sel berbentuk rongga segi enam dengan
sitoplasma berwarn ungu memenuhi dinding sel. Hasil pengamatan dengan mikroskop sangat terlihat jelas sel-sel yang
mengalami plasmolisis dan yang tidak mengalami plasmolisis. Sel yang mengalami
plasmolisis umumnya berwarna putih atau bening, sedangkan sel yang tidak mengalami plasmolisis masih
berwarna ungu atau merah muda.
Pada
praktikum ini, sel tumbuhan yang digunakan adalah sel
epidermis bawah daun Rhoeo discolor,
sedangkan konsentrasi larutan glukosa yang digunakan adalah 0,2 M; 0,22 M; 0,24 M; 0,26 M; 0,28 M dan
0,30 M. Semakin tinggi konsentrasi larutan maka semakin banyak sel yang
mengalami plasmolisis. Molekul gula dapat berdifusi melalui benang-benang protoplasme
yang menembus lubang-lubang kecil pada dinding sel. Benang-benang tersebut
dikenal dengan sebutan plasmolema, dimana diameternya lebih besar daripada
molekul tertentu sehingga molekul gula dapat masuk dengan mudah (Salisbury,
1995).
Pada hasil pengamatan seharusnya
tingkat konsentrasi larutan glukosa sebanding dengan persentase plasmolisis
sel. Akan tetapi, pada pengamatan yang telah dilakuakan diperoleh hasil bahwa
persentase sel yang berplasmolisis pada konsentrasi 0,24 M lebih tinggi dari
pada konsentrasi 0,28 M. Hal ini dapat terjadi dikarenakan ketidaktelitiannya
peneliti dalam melakukan percobaan. Kesalahan dalam penyayatan penampang daun Rhoe discolor merupakan salah satu penyebab terjadinya
kesalahan data. Secara keseluruhan, larutan glukosa dengan konsentrasi yang
semakin tinggi menyebabkan persentase sel yang berplasmolisis semakin besar.
Berdasarkan
hasil penelitian yang dilakukan didapat bahwa pada larutan glukosa 0,28 M
persentase sel daun berplasmolisis ±50 % yaitu 63 % dengan jumlah sel yang berplasmolisis
49 sel dari 77 sel. Maka keadaan sel daun ini dapat dikatakan potensial osmotic
larutan sama dengan potensial osmotic cairan sel (kondisi diluar sama dengan
didalam sel). Menurut Salisbury dan Ross (1992), larutan yang di
dalamnya terdapat sekumpulan sel dimana 50% berplasmolisis dan 50% tidak
berplasmolisis disebut plasmolisis insipien. Plasmolisis ini terjadi apabila
sel berada dalam keadaan tanpa tekanan.
KESIMPULAN
Dari
penelitian yang telah dilakukan, maka dapat disimpulkan bahwa difusi yang
terjadi pada KMnO4 akan berhenti jika terjadi kesetimbangan dengan
diameter penyebaran difusi yaitu 7,5 cm dalam selang waktu 10 menit. Difusi pada KMnO4 terjadi
dengan adanya penyebaran molekul
pada air yang terdapat dalam cawan petri sehingga terjadi kesetimbangan. Sel
daun Rhoe discolor yang dimasukkan
kedalam larutan glukosa akan mengalami plasmolisis (sel mengkerut), plasmolisis terjadi karena larutan
glukosa berdifusi melalui benang- benang protoplasma yang memiliki diameter
lubang yang lebih besar. Semakin tinggi konsentrasi larutan glukosa maka semakin
tinggi persentase sel yang berplasmolisis.
Dan Berdasarkan
hasil penelitian yang dilakukan didapat bahwa pada larutan glukosa 0,28 M
persentase sel daun berplasmolisis ±50%
yaitu 63% dengan jumlah sel yang berplasmolisis 49 sel dari 77 sel. Maka keadaan sel
daun ini dapat dikatakan potensial osmotic larutan sama dengan potensial
osmotic cairan sel (kondisi diluar sama dengan didalam sel).
DARTAR
PUSTAKA
Bidwell. R.G.S.1979. Plant Physiology edition 2. Macmillion Publishing.
Co : New York
Campbell,
Neil A, Jane B Reece, dan Lawrence G Mitchel. 2004. Biologi Edisi ke 5 jilid
II. Penerbit Erlangga, Jakarta.
Firdaus,
Sri Wulandari, dan Yusnida Bey. 2010. Fisiologi
Tumbuhan. Pusat Pengembangan Pendidikan Universitas Riau. Pekanbaru.
Malyan
Afri Arlita, Sri Waluyo, Warji. 2013. Effect of Temperature and Concentration on
the Absorption of Sugar Solution in Bengkuang (Pachyrrhizus Erosus). Jurnal Teknik Pertanian Lampung 2 (1): 85-94.
Fakultas Pertanian, Universitas Lampung. Lampung.
Sasmitamihardja,
Dardjat, dan Arbayah Siregar. 1996. Fisiologi Tumbuhan. Jurusan Biologi
.ITB : Bandung.
Salisbury,
B. Frank dan Cleon W. Ross. 1995. Fisiologi Tumbuhan Jilid I. ITB:
Bandung.
Tjitrosomo.1987. Botani Umum 2. Penerbit
Angkasa, Bandung.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar